فهرست مطالب

اکو هیدرولوژی - سال نهم شماره 1 (بهار 1401)
  • سال نهم شماره 1 (بهار 1401)
  • تاریخ انتشار: 1401/03/24
  • تعداد عناوین: 20
|
  • حمید کاردان مقدم*، شهداد صفوی، حسین شریفی منش، شروین فقیهی راد، حیدر امیرسلیمانی، سید محمدهادی مشکاتی صفحات 1-13

    سدهای احداثی به عنوان سازه غیرطبیعی در بستر رودخانه ‏ها اگرچه به عنوان یک ابزار مدیریتی و برنامه‏ ریزی مطرح است، اما عدم مدیریت و پایش کمی و کیفی آن می‏تواند مشکلات محیط ‏زیست را در بر داشته باشد. سد سیمره در حوضه آبریز کرخه با هدف تولید انرژی برق آبی، افزایش قدرت تنظیم سدهای پایین دست و کنترل سیلاب از سال 1390 آبگیری شد. با توجه به فرایندهای آبی در شبکه منابع آب سد و ارزیابی کمی و کیفی نقش آبگیری، نمونه ‏برداری کمی و کیفی پیش و پس از احداث سد در یک دوره 10 ساله انجام گرفت. بررسی نتایج کیفی نشان داد نقش سازندهای زمین‏شناسی به خصوص سازندهای گچساران و آسماری در افزایش غلظت املاح و انحلال موثر بوده و چشمه‏ های ساحل چپ با توجه به ضخامت و حجم بیشتر سازندهای گچساران و آسماری، روند تغییرات بیشتر کیفی را داشته است. از طرفی نیز همبستگی بین تراز آب مخزن در دوره آبگیری و پارامترهای کیفی نشان داد آبگیری مخزن سد بیشترین تاثیر را در چشمه‏های ساحل راست داشته و ارتباط بیشتری در تغییرات داشته است. نتایج آنالیز کیفی در رودخانه سیمره نیز نشان داد آنومالی در پارامترهای کیفی ایستگاه R4 با توجه به دو عامل نزولات آسمانی در فصل بهار و اضافه شدن آب خروجی از نیروگاه در تغییر کیفیت آب تاثیرگذار داشته است.

    کلیدواژگان: سد سیمره، چشمه، آنومالی، سازند گچساران و آسماری، شبکه پایش کیفی
  • مهرداد پورحسین قادی، امیر احمد دهقانی*، مهدی مفتاح هلقی صفحات 15-33

    احداث سرریزهای گابیونی در مسیر رودخانه، باعث اختلاف هد هیدرولیکی در بالادست و پایین دست آن ها و عبور جریان از بدنه سرریز گابیونی و محیط متخلخل زیرین می‏شود. این اختلاط در منطقه هایپریک بلافاصله زیر بستر رودخانه، جایی که جانداران و میکروارگانیسم‏هایی که نقش مهمی در اکولوژی رودخانه دارند، اتفاق می افتد. در تحقیق حاضر با انجام مطالعات آزمایشگاهی، روی کانال آزمایشگاهی شیب‏پذیر به طول 5 متر، عرض3/0 متر و ارتفاع 5/0 متر، مصالح به کار رفته در گابیون با سایز 17 میلی متر و مصالح بستر با سایز 8/6 میلی متر تهیه شد. الگوی جریان هایپریک اطراف سازه سرریز گابیونی با تزریق مواد رنگی بررسی شد. شرایط هیدرولیکی به گونه ای تنظیم شد تا سه حالت جریان شامل جریان درون گذر (TFGW)، جریان ریزشی بدون پرش هیدرولیکی (NFGW)  و جریان با پرش هیدرولیکی (PNGW) در پایین دست سرریز گابیونی ایجاد شود. برای بررسی مشخصات منطقه هایپریک، هد هیدرولیکی اندازه‏گیری شده روی بستر به عنوان مرز دریشلت به مدل آب زیرزمینی معرفی شد و مدل‏سازی جریان در محیط متخلخل با استفاده از مدل شبیه سازی زیرسطحی مدل میوس انجام شد. نتایج نشان می‏دهد تطابق مناسبی بین الگوی جریان مشاهداتی و محاسباتی در منطقه هایپریک وجود دارد. در جریان  TFGWو NFGW بیشتر خطوط جریان به صورت جریان پایین دست رو به بالا (DDU) و در حالت جریان PNGW، علاوه بر الگوی جریان‏ پایین‏دست رو به بالا، خطوط‏های جریان بالادست رو به بالا (UDU) نیز دیده شد. همچنین، با بررسی دبی تبادلی کل (Qex)، زمان ماندگاری (Rt) و درصد دبی تبادلی (Qp) مشاهده می‏شود که دامنه تغییرات مقدار دبی تبادلی کل 63/1 تا 80/2 لیتر بر ثانیه هستند و زمان ماندگاری نیز با کاهش عدد رینولدز روند افزایشی داشته است. درضمن، در حالت جریان TFGW، NFGW، PNGW به ‏طور متوسط 52، 42 و 26 درصد جریان سطحی در تبادل با ناحیه هایپریک است. در این تحقیق رابطه‏‏هایی با دقت مناسب و ضریب همبستگی زیاد 85 درصد برای تخمین زمان ماندگاری و دبی تبادلی نیز ارایه شده است.

    کلیدواژگان: منطقه هایپریک، جریان هایپریک، سرریز گابیونی، الگوی جریان، زمان ماندگاری
  • علی سلاجقه، شهرام خلیقی سیگارودی، شراره پورابراهیم، حامد بیگی* صفحات 35-46

    کیفیت آب رودخانه‏ها از عوامل مهمی است که با سلامت انسان و موجودات زنده ارتباط دارد و به شدت متاثر از شرایط حاکم بر حوضه آبخیز است که این فعالیت‏ها به صورت طبیعی یا مصنوعی و با دخالت انسان انجام می‏گیرد. به این منظور، پژوهش حاضر به بررسی شاخص‏های هیدرولوژیکی و ادافیکی رودخانه قره‏سو پرداخته است. در مورد روند داده‏های سلامت به دست آمده از نرم‏افزار، روند در هر‏ ایستگاه به صورت جداگانه بررسی شد. با توجه به نتایج به دست آمده از‏ ایستگاه‏های مطالعه شده، سه ‏ایستگاه روند کاهشی و دو ‏ایستگاه دارای روند افزایشی است. ‏ایستگاه نهارخوران روند کاهشی در سطح 95/0 داشته و دو‏ ایستگاه پل اردوگاه و غاز محله روند کاهشی در سطح 99/0 داشته‏اند. نتایج به دست آمده نشان می‏دهد ‏ایستگاه یساقی کمترین میزان سلامت را داشته و ‏ایستگاه غاز محله نیز در بین دیگر‏ ایستگاه‏ها دارای بیشترین امتیاز شاخص سلامت بوده است. ‏ایستگاه غاز محله با امتیاز 86/0 بیشترین امتیاز سلامت را در بین‏ ایستگاه‏های مورد مطالعه دارد و سالم‏ترین‏ ایستگاه از نظر سلامت هیدرولوژیکی است و‏ ایستگاه یساقی با امتیاز 72/0 کمترین امتیاز را در بین‏ ایستگاه‏ها داشته است. سلامت در ‏ایستگاه‏های نهارخوران، پل اردوگاه و غاز محله دارای روند کاهشی در سطح 99 درصد هستند و ‏ایستگاه‏های یساقی و ورودی سد کوثر روند افزایشی داشته‏اند. ‏ایستگاه غاز محله بیشترین شیب کاهشی را دارد.

    کلیدواژگان: رودخانه، سلامت، Flow Health، من کندال، کیفیت آب
  • نصرت آقازاده*، توحید پاشایی قرگوز صفحات 47-61

    هدف از این پژوهش، بررسی خصوصیات هیدروژیوشیمیایی چشمه ‎های آب گرم مربوط به میدان زمین‎گرمایی خوی- ماکو، تاثیر واحدهای سنگی و نقش سیالات هیدروترمال بر افزایش غلظت عناصر در ترکیب آب چشمه‎ ها و تخمین دمای مخزن بود که برای این منظور در شهریورماه 1397 از آب چشمه‎ های گرم و سرد منطقه مطالعه‏شده نمونه‏ برداری صورت گرفت. نتایج بررسی‏های هیدروشیمیایی نشان می‏دهد آب چشمه‎ ها جزء رده آب‎های محصور و کم‏عمق با تیپ بی‏کربناته سدیک است، به طوری که مقدار Na و HCO3 به‏ترتیب 736 و 2122 میلی‎گرم بر لیتر می‎رسد. نتایج بررسی نسبت‏های مختلف یونی و نمودار‏های هیدروژیوشیمیایی نشان داد زیاد بودن غلظت عناصر در ترکیب آب چشمه بیشتر مربوط به تاثیر سنگ‎های میزبان و فرایند تعویض یونی است. در چشمه ‏‏های آب گرم با غلظت زیاد HCO3, Na و عناصر فرعی As و B با مقادیر 47/1 و 7/0میلی‎گرم بر لیتر، به دلیل نبود سنگ‏های تبخیری، همچنین به دلیل حضور توده ‏های گرم ماگمایی در اعماق، منشا این یون‏ها می‏تواند به جدایش آن‏ها از سیستم ماگمایی و هیدروترمال مرتبط باشد. آب‏های حرارتی منطقه مطالعه‏ شده بر اساس دیاگرام Na-K-Mg جزء آب‏های نابالغ است، بنابراین نتایج حاصل از ژیوترمومتر‏های کاتیونی با دمای مخزن بین 22 تا 667 درجه سانتی‎گراد نمی‎تواند از صحت و دقت کافی برخوردار باشد. بر اساس نتایج حاصل از ژیوترمومترهای سیلیس، شاخص اشباعیت کانی‏های کوارتز و کلسدونی و مدل اختلاط آنتالپی سیلیس دمای مخزن خیلی زیاد نیست و حدود 70 تا 78 درجه سانتی‏گراد برآورد می‎شود.

    کلیدواژگان: آب گرم، تعویض یونی، ژئوترمومتر، ماکو، هیدروژئوشیمی
  • یاسمن لطفی، مهدی مفتاح هلقی*، خلیل قربانی صفحات 63-76

    برای بررسی اثر تغییر اقلیم بر رواناب در حوضه آبریز زرین گل در استان گلستان پس از مدل‏سازی بارش رواناب به کمک مدل درخت تصمیم M5 از نتایج مدل گردش عمومی HADGEM2 تحت دو سناریو RCP 4.5 وRCP 8.5  برای پیش‏بینی رواناب برای دوره‏های اقلیمی آینده نزدیک، میانی و دور استفاده شد. نتایج آزمون من کندال برای تشخیص روند در دوره 1995 2015 نشان داد فقط بارش در فصل تابستان و دما در فصل بهار و تابستان افزایش معنا‏دار داشتند. با این‏وجود، تاثیر افزایش دما باعث کاهش معنا‏دار دبی در بیشتر فصل‏ها و میانگین سالانه دبی شد. همچنین، مدل لارس از کارایی لازم برای تولید داده‏های بارش و دما برخوردار بود. بررسی تغییر اقلیم در حوضه آبریز زرین گل بیانگر آن بود که تغییرات بارش از الگوی افزایشی و یا کاهشی خاصی پیروی نمی‏کند، اما دمای هوا تحت هر دو سناریوی اقلیمی با افزایش همراه خواهد بود، به طوری که دمای سالانه به‏طور میانگین حدود 5/0 تا 5 درجه سانتی‏گراد افزایش خواهد یافت که بیشترین افزایش دما برای سناریوی RCP 8.8 در آینده دور بود. نتایج خروجی دو مدل M5 و MLR نشان داد مدل M5 قادر است ضریب همبستگی را از 7/0  به حدود 87/0  افزایش دهد و مقدار خطای RMSE را از 82/0  به 59/0  کاهش دهد. بر اساس نتایج خروجی مدل M5، رواناب در منطقه مطالعاتی نیز طی دوره‏های آتی با کاهش همراه خواهد بود و بیشترین میزان کاهش میانگین دبی ماهانه در آینده دور حدود 41 درصد در ماه مارس برای سناریوی RCP 8.5 برآورد شد.

    کلیدواژگان: سناریوهای تغییر اقلیم، دما، مدل بارش رواناب، حوضه آبریز زرین گل
  • نیما صالحی شفا، حسین بابازاده*، فیاض آقایاری، علی صارمی صفحات 77-95
    افزایش جمعیت در مناطق توسعه یافته چالش‏های زیادی را در تامین نیاز‏های آبی ایجاد کرده است. این امر باعث پدید آمدن مشکلات متعدد در کمیت و کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی می‏شود. با توجه به این موضوع، مدیریت بهینه منابع آبی امری ضروری است. در این تحقیق مدل ریاضی (HEC- HMS) برای روندیابی سیلاب در رودخانه کرج و مخازن سیستم تغذیه مصنوعی واقع در شمال دشت شهریار مورد استفاده قرار گرفت. سپس، حجم نفوذ سیلاب در رودخانه کرج و نیز حجم ذخیره سیلاب در مخازن طرح تغذیه مصنوعی وارد الگوریتم ژنتیک چندهدفه (NSGA-II) شد که از آن به منظور برنامه‏ریزی بهره‏برداری تلفیقی از منابع آب دشت شهریار و بهره‏برداری بهینه از سیستم تغذیه مصنوعی و با هدف حداقل کردن عدم تامین نیاز و نیز حداکثر کردن حجم نفوذ در سیستم تغذیه مصنوعی، استفاده شد. با توجه به نتایج مدل بهینه‏سازی، شاخص قابلیت اطمینان مربوط به کل محدوده به طور میانگین برابر50/56 درصد بوده و بیشترین کاهش در مصارف از کل منابع آب قابل دسترس در تمام بخش‏ها به ترتیب در ناحیه شهریار برابر 09/44 درصد، در ناحیه رباط‏کریم برابر 57/14 درصد، در ناحیه اسلامشهر برابر 06/11 درصد و در کل محدوده برابر 55/28 درصد است. حجم کل تغذیه بهینه در سیستم تغذیه مصنوعی برابر 81/114 میلیون متر مکعب در دوره زمانی مورد نظر بوده و به میزان 09/70 میلیون متر مکعب افزایش یافته و منجر به افزایش تغییرات تراز آبخوان به اندازه 84/4 متر شده است. همچنین، با اعمال سیاست‏های هم زمان بهره‏برداری بهینه از منابع آبی موجود و بهره‏برداری بهینه از سیستم تغذیه مصنوعی، به طور میانگین 41/10 متر در سال تغییرات تراز آبخوان افزایش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: روندیابی سیلاب، سیستم تغذیه مصنوعی، تغییرات تراز آبخوان، بهره‏ برداری بهینه
  • مجید الطافی دادگر*، جهانگیر پرهمت صفحات 97-109

    هدف از این تحقیق، بررسی اثرات عملیات آبخیزداری شامل بندها و سازه‏های آبخیزداری و احیای پوشش گیاهی بر مقدار رواناب تولیدی و چرخه هیدرولوژیکی حوضه است. به این‏منظور، حوضه کردان در شهرستان ساوجبلاغ استان البرز با مساحت 357 کیلومترمربع که در بخش‏هایی از آن عملیات یاد‏شده انجام شد و برای بخشی نیز طراحی و پیش‏بینی شده، انتخاب شد. به علاوه، مدل SWAT برای شبیه‏ سازی مولفه‏ های هیدرولوژیکی ماهانه استفاده شد. مدل برای دوره 14 ساله (1998-2012) واسنجی و برای دوره 4 ساله از اوایل 2013 تا اواخر 2016 مورد صحت‏سنجی قرار گرفت. ضرایب آماری دوره واسنجی NS=0.88 و R2=0.91 و دوره صحت‏سنجی NS=80 و R2=0.85 بیانگر واسنجی خوب مدل بود. نتایج شبیه‏ سازی مدل برای دوره زمانی 1998 تا 2016 نشان داد مجموع رواناب سطحی و جریان جانبی به ‏ترتیب 21 و 18 درصد بارش متوسط سالانه و جریان زیرقشری حدود 20 درصد آن بوده است. نتایج اجرای سناریوهای مختلف نشان داد تلفیق سناریوی اجرای عملیات بیولوژیک (احیای مراتع فقیر) و عملیات مکانیکی (ایجاد سازه و مخزن با حجم 100 هزار مترمکعب)، بیشترین تاثیر بر کاهش رواناب دارد، به‏ طوری ‏که تقریبا تمامی مقادیر دبی‏های بالا و نیز رواناب سطحی در حوضه حذف می‏شود و به شکل جریان‏های ملایم درمی‏آید. در این شرایط رواناب مستقیم حوضه از 39 درصد بارش به 16 درصد کاهش می‏یابد. بنابراین، اجرای سازه‏ های آبخیزداری به همراه طرح‏های احیای پوشش گیاهی منطقه تاثیر بسزایی در کاهش رواناب سطحی و افزایش مولفه ‏های جریان زیرقشری خواهد داشت.

    کلیدواژگان: کاربری اراضی، مدل SWAT، حوضه کردان، سد کوچک، بیلان هیدرولوژیکی
  • فاطمه درگاهیان*، یوسف موسیوند صفحات 111-126

    تالاب شادگان در منتهی‏الیه حوضه ‏آبخیز جراحی واقع شده است. به‏منظور پایش میزان تغییرات پوشش آب، گیاه و اراضی خشک شده، ابتدا اقدام به تعیین محدوده آب شیرین تالاب در پرآب‏ترین شرایط آن شد. از داده‏های ماهواره‏ای لندست TM و ETM+ و OLI سال‏های 1988 تا 2020 استفاده شد. از طبقه‏بندی نظارت شده به روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) استفاده و تصاویر در سه کلاس آب، پوشش گیاهی و خاک طبقه‏بندی شد. دقت طبقه‏ بندی تصاویر با دو شاخص، دقت کلی و کاپا محاسبه شد. مساحت هر یک از طبقات در محیط GIS پهنه ‏بندی شده و به درصد محاسبه شد. با توجه به اینکه تعیین میزان سهم هر یک از مولفه‏ه ای تاثیرگذار بر سطوح مختلف تالاب شادگان در بازه زمانی 1988-2018 هدف اصلی پژوهش حاضر است، از توابع چندلایه پرسپترون شبکه‏ های عصبی استفاده شد و پس از مقایسه کارایی مدل‏ها براساس مجموع مربعات خطا (SSE) و خطای نسبی (RE) داده‏های آموزشی و تست و همچنین، ضریب همبستگی (R) بین مقادیر اندازه‏گیری شده و تخمین زده شده سطوح مختلف طبقات کاربری اراضی تالاب، بهترین مدل انتخاب شد و براساس آن، میزان تاثیر هر یک از پارامترها بر سطوح مختلف طبقه‏ بندی شده در بازه زمانی مورد مطالعه مشخص شد. نتایج نشان داد دقت طبقه ‏بندی در مجموع 93 درصد بود. روند تغییرات مساحت طبقه آب و خاک افزایشی و طبقه پوشش گیاهی تالاب کاهشی بود. بهترین مدل برازش یافته شبکه عصبی مصنوعی ساختار شبکه چندلایه پرسپترون در حالت اول با تابع لایه انتقال پنهان اتوماتیک و تابع لایه خروجی تانژانت هیپربولیک به دلیل زیاد بودن ضریب همبستگی (R=0.79) و پایین بودن خطاهای نسبی و مجموع مربعات خطا با دقت بیشتری نسبت به سایر مدل‏های شبکه انتخاب شد. نتایج اجرای این مدل برای طبقات مختلف تالاب نشان داد سهم عوامل انسانی و طبیعی به ترتیب در خشکیدگی تالاب 4/55 و 6/44 درصد، در تغییرات سطح آب تالاب 8/70 و 2/29 درصد و در تغییرات پوشش گیاهی 62 و 38 درصد بوده است. بنابراین، تالاب شادگان بیش از هر چیز مدیریت انسانی در سطح حوضه آبخیز و تامین حقابه مورد نیاز را می‏طلبد تا بتواند به عنوان یک اکوسیستم تالابی ایفای نقش کند و به حیات خود ادامه دهد.

    کلیدواژگان: حوضه آبخیز، رودخانه جراحی، سدها و بندهای خاکی، شبکه‏های آبیاری، سهم عوامل انسانی و طبیعی
  • امیرحسین فتحی*، حسین یوسفی، محمد صالحی، لاله قهرمانی، کیانوش چوبینه، کیاوش زارعی صفحات 127-141

    این مقاله به تاثیر برنامه‏ریزی بهینه درسی دانشگاهی بر میزان کاهش مصرف انرژی در بخش گرمایش در اقلیم‏های مختلف می‏پردازد. با اصلاح زمان برگزاری هر درس طی هفته مقید به تمام قیود آموزشی، امکان حضور اساتید، تعداد کلاس‏ها و قوانین اختصاصی هر دانشگاه می‏توان تا حدی کاهش مصرف انرژی در ساختمان‏های کلاسی را تجربه کرد. از آنجا که عموما دانشگاه‏ها در شهرها قرار گرفته‏اند، همچنین درصد قابل توجهی از ساختمان‏های کشور ایران به خصوص ساختمان‏های آموزشی دانشگاه‏ ها با استفاده از گاز طبیعی گرم می‏شوند. از این رو، این کاهش مصرف انرژی، همراه با کاهش انتشار گازهای گلخانه‏ای در سطح شهرها است. برنامه‏ ریزی بهینه آموزشی می‏تواند کاهش تقاضا را به ارمغان آورد. راهکار مرسوم اصلاح برنامه‏ ریزی آموزشی برای کاهش مصرف انرژی، تغییر زمان شروع و پایان هر ترم با حفظ زمان ارایه دروس در ساعت های مشخص پیشین یا تغییر دمای اتاق است. در این مقاله با استفاده از یک مدل جامع برنامه‏ ریزی آموزشی، تاثیر برنامه‏ر یزی آموزشی بهینه در کاهش مصرف انرژی در بخش گرمایش برای 2700 نقطه از کشور ایران صورت پذیرفته است تا تاثیر برنامه ‏ریزی آموزشی در اقلیم‏های مختلف کمی‏سازی شود. نتایج ارزیابی نشان می‏دهد برنامه‏ر یزی آموزشی بهینه امکان کاهش شدت مصرف انرژی در بخش گرمایش در بازه 1 تا 25 درصد (با مقدار متوسط در همسایگی 4 درصد) فراهم می‏آورد و درصد کاهش مصرف انرژی برای اقلیم‏ های بیابانی بیشتر است.

    کلیدواژگان: برنامه ‏ریزی آموزشی دانشگاهی، ساعت های آموزش، قیود آموزشی، کاهش انتشار گازهای گلخانه ‏ای، کاهش شدت مصرف انرژی
  • امیرحسین فتحی*، محمدباقر ربانی فرد، امیرمهدی کماریزاده، رکسانا احیایی آیت الله زاده، محمد صالحی، کیانوش چوبینه، لاله قهرمانی صفحات 143-155

    بررسی ها نشان می‏دهند سهم قابل توجهی از مصرف انرژی به بخش پخت و پز اختصاص می‏یابد. از آنجا که بیشتر پخت وپز با سوزاندن گاز طبیعی یا استفاده از انرژی الکتریکی تولید شده با استفاده از گاز طبیعی صورت می پذیرد، پخت وپز تاثیر قابل توجه بر انتشار گازهای گلخانه‏ای دارد. از این رو، مقاله پیش رو به طراحی دو اجاق خورشیدی مستقیم از نوع جعبه‏ای می‏پردازد. اجاق طراحی شده می تواند از نظر قیمت، کارایی و مطلوبیت استفاده با اجاق های گازی مرسوم رقابت کند. در طراحی اجاق خورشیدی جعبه‏ای مجهز شده به بازتابنده مخروطی، امکان استقرار دابسونی فراهم شده است. این مهم سبب می‏شود تا شدت تابش خورشید به درون فضای داخلی اجاق قابل تنظیم و امکان تحقق شدت تابش بیشتر فراهم آید. در نمونه طراحی شده دیگر در این مطالعه، از امکان تغییر زاویه صفحات بازتابنده برای انتخاب زاویه بهینه و در نتیجه آن، افزایش شدت تابش خورشیدی به فضای درونی اجاق خورشیدی استفاده شده است. هر دو اجاق خورشیدی پس از طراحی، ساخته شده اند. بررسی نتایج عملی نشان می‏دهد در اوایل مهرماه، هر دو اجاق خورشیدی امکان رساندن دمای آب از 20 به 80 طی مدت زمان نزدیک به  3000 را دار ند، اما اجاق خورشیدی مجهز به بازتابنده مخروطی و استقرار دابسونی، امکان تحقق دماهای بیشتر نسبت به اجاق خورشیدی مجهز به صفحات متحرک و ثابت را فراهم می‏آورد. این مهم را می‏توان به دلیل نسبت مساحت بیشتر صفحات بازتابنده به حجم اجاق و امکان قرارگیری در موقعیت بهتر جهت دسترسی به تابش بیشتر خورشیدی به سطح اجاق دانست.

    کلیدواژگان: اجاق خورشیدی جعبه ‏ای، انرژی خورشیدی، بازتابنده صفحه‏ ای، بازتابنده مخروطی، بهبود عملکرد، کاهش انتشار گازهای گلخانه‏ ای، کاهش مصرف سوخت‏ های فسیلی
  • محمدعلی علیجانیان، مینا مرادی زاده، رامتین معینی* صفحات 157-172

    میزان بارش و اندازه‏گیری آن توسط ایستگاه ‏های باران‏ سنجی و برف ‏سنجی از مهم ترین داده‏ها در مدیریت منابع آب است. با این وجود، اندازه‏گیری این داده‏ها با محدودیت‏هایی از هر دو منظر زمانی و مکانی همراه است. با توسعه داده‏ های ماهواره ‏محور مختلف تخمین بارش SRE (Satellite based Rainfall Estimates)، امکان بررسی، ارزیابی و مقایسه بین داده‏های تخمین بارش ماهواره‏ محور و مقادیر ثبت شده در ایستگاه‏ های زمینی در نقاط مختلف از جمله ایران و با در نظر گرفتن شرایط مختلف اقلیمی کشور فراهم می شود. در این تحقیق، با انتخاب بالادست سد زاینده رود به عنوان محدوده مطالعاتی، از دو دسته داده تخمین بارش ماهواره‏ محور PERSIANN-CDR(PERSIANN-Climate Data Record) و Canadian Meteorological Centre (CMC) Daily Snow Depth Analysis Data به ترتیب برای بررسی دو متغیر بارندگی و آب معادل برف طی سال‏های 1999 تا 2019 استفاده می شود. هدف اصلی تحقیق حاضر، بررسی عملکرد این دو دسته داده ماهواره‏محور با استفاده از داده‏های ایستگاه‏ های زمینی (در مجموع، 16 ایستگاه باران سنجی و 14 ایستگاه برف سنجی) در ناحیه بالادست سد زاینده‏رود در مقیاس زمانی ماهانه در بازه زمانی 1378 تا 1398 (1999 تا 2019) است. به این منظور، از شاخص‏های ارزیابی ضریب همبستگی، جذر متوسط مربعات خطا و خطای نسبی استفاده می شود. علاوه بر آن، با استفاده از آماره‏ های دسته ‏بندی عملکرد داده ‏های ماهواره‏ محور در تشخیص بارش بررسی می شود. بر اساس نتایج به دست آمده، ضریب همبستگی 48/0 و خطای نسبی 55/54 درصد نشان دهنده آن است که در مقیاس کلی، با استفاده از داده‏های تخمین بارندگی ماهواره ‏محور PERSIANN-CDR مقدار بارندگی بالادست سد زاینده ‏رود به صورت تخمین رو به بالا برآورد می شود. همچنین، نتایج ارزیابی داده ‏های تخمین آب معادل برف CMC نشاندهنده آن است که نتایج بهترین برآورد آب معادل برف توسط این داده‏ها با خطای 22/4 درصد و بیشترین همبستگی (CC) برابر با 34/0 است.

    کلیدواژگان: تخمین بارش، تولیدات ماهواره‏ محور، آب معادل برف، PERSIANN-CDR، CMC
  • حسین توکلی نکو*، شهرام بانج شفیعی، عباس پورمیدانی، منیره محبی کیا صفحات 173-184

    برخی مواد طبیعی مانند مواد آلی را می‏توان به دلیل افزایش آب قابل استفاده گیاه در خاک استفاده کرد. صفحات آب دوست پلانت‏بک از ضایعات سلولزی ساخته می‏شوند و می‏توانند به‏ منظور افزایش توان نگهداری آب در خاک مناطق خشک به‏ خصوص در مناطق بیابانی مورد استفاده قرار گیرند. به‏ منظور بررسی اثر صفحات پلانت‏بک بر میزان مصرف آب و رشد گیاه زردتاغ (Haloxylon persicum) آزمایشی به ‏مدت سه سال (1397-1399) در نهالستان بعثت در شرق استان قم اجرا شد. کرت اصلی شامل تیمارهای آبیاری در فواصل زمانی 20 روز یک بار (شاهد) و 40 روز یک‏بار و کرت فرعی شامل دو تیمار استفاده و عدم استفاده از پلانت‏بک بود. نتایج تجزیه ‏های آماری نشان داد اثرات استفاده از صفحات پلانت‏بک و سال و همچنین، اثر متقابل آبیاری در استفاده از پلانت‏بک در سطح 1 و 5 درصد اختلاف معنا‏داری داشت. همچنین، اسپلیت-اسپلیت پلات در زمان صفات نشان داد اثرات آبیاری در استفاده از صفحات پلانت‏بک و سال برای صفت رشد ارتفاعی و اثرات استفاده از صفحات پلانت‏بک و سال برای صفت رشد قطری نهال اختلاف معنا‏داری داشت. مقایسه میانگین صفات نشان داد ارتفاع با افزایش سن نهال در سال سوم پس از کاشت در تیمار استفاده از صفحات پلانت‏بک با 42/129 سانتی‏متر و رشد ارتفاعی نهال با 56/28 سانتی‏متر بالاتر از سایر تیمارها بود. همچنین، قطر نهال با افزایش سن نهال در سال سوم پس از کاشت در تیمار استفاده از صفحات پلانت‏بک با 14/127 سانتی‏متر و رشد ارتفاعی نهال با 80/15 سانتی‏متر بالاتر از سایر تیمارها قرار گرفت.

    کلیدواژگان: زردتاغ، پلانت‏بک، خشکی، قم
  • فاطمه دایی چینی، مهدی وفاخواه*، وحید موسوی صفحات 185-198

    جریان رودخانه‏ای یکی از منابع مهم آبی است که برای مصارف مختلف حایز اهمیت بوده و روند تغییرات آن در مدیریت منابع آب ضروری است و از طرفی، جریان رودخانه‏ای توسط سدها، انحراف ها، جریان‏های برگشتی و توسعه شهری تحت ‏تاثیر قرار می گیرد و منجر به مسایل مختلفی از جمله وقوع خشکسالی، کاهش آبدهی و مسایل ‏محیط ‏زیستی می‏شود. با توجه به اهمیت رودخانه‏ ها در تامین آب، شناخت شرایط جریان و رژیم هیدرولیکی آن‏ها از اهمیت به‏ سزایی برخوردار است. بنابراین، سازه‏ های هیدرولیکی تاثیرات گسترده‏ای بر شرایط هیدرولیکی رودخانه در پایین‏دست خود دارند. هدف تحقیق حاضر، ارزیابی اثر احدات سدهای بوستان، گلستان و وشمگیر بر تغییرات رژیم جریان پایین‏دست آن‏ها است. به این منظور، واسنجی و اعتبارسنجی مدل هیدرولوژیک HBV در دوره قبل از احداث سد‏های بوستان، گلستان و وشمگیر انجام شده و مقدار دبی روزانه در دوره بعد از احداث سد‏ها شبیه‏سازی شد. در مطالعه حاضر، با استفاده نرم ‏افزارIHA  نسخه 1/7 و با رویکرد محدوده تغییرپذیری (RVA)، 33 شاخص‏ تغییرات هیدرولوژیک (IHA) در پنج گروه اصلی (مقدار؛ تداوم؛ زمان‏بندی ؛ فراوانی و میزان‏ تغییرات) در ایستگاه‏های تحت‏تاثیر سد‏های بوستان، گلستان و وشمگیر در دوره‏ های قبل و بعد از احداث این سدها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از شبیه‏ سازی ایستگاه‏ های تحت‏تاثیر سد با مدل HBV نشان داد مدل در هر دو دوره (واسنجی و اعتبارسنجی) در دوره قبل از احداث سدها دارای کارایی خوبی هستند. نتایج نشان داد در دوره واسنجی ایستگاه ‏های آب‏سنجی اوغان، گنبد، قزاقلی و آق‏قلا به‏ ترتیب با ضریب نش-ساتکلیف 52/0، 67/0 و 80/0 و 61/0 و همچنین، در دوره اعتبارسنجی ایستگاه ‏های آب‏سنجی اوغان، گنبد، قزاقلی و آق‏قلا به‏ ترتیب با ضریب نش-ساتکلیف 59/0، 41/0 و 58/0 و 54/0 بهترین کارایی را دارند. براساس نتایج، شاخص‏های هیدرولوژیک جریان ماهانه نشان می‏دهد در ایستگاه‏ اوغان تحت ‏تاثیر سد بوستان حدود 30 درصد، در ایستگاه‏های گنبد و قزاقلی تحت ‏تاثیر سد گلستان به ‏ترتیب حدود 52 و 30 درصد و در ایستگاه آق‏قلا در پایین‏دست سد وشمگیر 49 درصد مقدار دبی جریان رودخانه در دوره ‏های بعد از احداث سد‏ها کاهش داشته است. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل می‏تواند در تصمیم‏ گیری در مورد مسایل مدیریت پایدار منابع آب برای تدوین برنامه مدیریت حوضه در آینده مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: احداث سد، اعتبارسنجی، رویکرد محدوده تغییرپذیری، مدیریت منابع آب، واسنجی
  • فرزانه سلطانی، سامان جوادی*، عباس روزبهانی، علیرضا مساح بوانی، سعید لطفی صفحات 199-210

    افزایش بی‏رویه جمعیت در کشور، محدودیت منابع آب‏های سطحی و بهره ‏برداری بیش از اندازه از آبخوان‏ها باعث وارد آمدن خسار ت های جبران ‏ناپذیری به منابع طبیعی کشور در سال‏های گذشته شده که توجه به مدیریت یکپارچه منابع آب را ضروری کرده است. امروزه، مدل‏های هیدرولوژیکی یکپارچه با امکان تجزیه وتحلیل آب‏های زیرزمینی و سطحی با وضوح زمانی و مکانی بالا اجرای بهتر و دقیق‏تر این مدیریت را امکان پذیر ساخته ‏اند. این مطالعه با هدف درک تعاملات آب‏های زیرزمینی با آب‏های سطحی در آبخوان دشت شازند در استان مرکزی با استفاده از مدل MODFLOW-OWHM تحت رابط کاربری گرافیکی ModelMuse شبیه‏ سازی شده است. در این مطالعه از بسته SFR برای شبیه سازی جریان رودخانه و تبادلات آن با آبخوان استفاده شد. واسنجی مدل به صورت دستی برای مهرماه 1389 تا شهریور 1390 انجام گرفت. نتایج شبیه سازی مدل نشان داد رودخانه‏ های دشت شازند سهم بسیار اندکی در تغذیه و تخلیه آبخوان دارند و بیشترین نفوذ از رودخانه به آبخوان در ماه فروردین با 1982 مترمکعب بر روز و کمترین میزان در شهریورماه با 373 مترمکعب بر روز اتفاق می‏افتد. بیشترین سهم در تغذیه آبخوان در بیشتر ماه‏های سال نفوذ ناشی از بارش است و بیشترین سهم تخلیه نیز در ماه‏های خشک سال مربوط به تخلیه از چاه‏ ها و در باقی ماه‏ها شار وابسته به هد است. از این رو، این مطالعه می‏تواند یک پایه قوی برای مطالعات بیشتر برای ارزیابی تغییرات اقلیم بر منابع آب سطحی و زیرزمینی و استراتژی های مدیریت منابع آب در کشور باشد.

    کلیدواژگان: مدل یکپارچه هیدرولوژیکی، تبادل آب‏های سطحی و زیرزمینی، مدل عددی، MODFLOW-OWHM
  • سید جاوید بهشتی، سامان جوادی*، سید عباس حسینی، حمید کاردان مقدم صفحات 211-225

    یکی از چالش های جدید در بهره برداری از منابع آب زیرزمینی، تهاجم آب شور آبخوان های ساحلی است. افزایش بهره برداری بدون برنامه ریزی سبب کاهش تراز آب زیرزمینی شده و این موضوع سبب شده است تا گرادیان هیدرولیکی نوار ساحلی کاهش یابد و در برخی مناطق جریان آب زیرزمینی معکوس شده و سبب شور شدن آبخوان شود. این مطالعه ارزیابی راهکارهای علاج بخشی تهاجم آب شور در آبخوان ساحلی آستانه-کوچصفهان را با استفاده از شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار داده است. بررسی وضعیت فعلی این آبخوان با استفاده از پکیج SEAWAT بیانگر تهاجم 740 متر آب شور به آبخوان طی 5 سال را نشان داد که به منظور مدیریت این موضوع، 19 راهکار مدیریتی (کاهش برداشت آب زیرزمینی)، سازه ای (تغذیه مصنوعی و سد زیرزمینی) و تلفیقی (مدیریتی و سازه ای) برای کاهش نفوذ آب شور ارایه شد. نتایج شبیه سازی راهکارهای مختلف علاج بخشی با استفاده از شاخص پایداری کیفی آبخوان که مبتنی بر میزان پس روی آب شور است، مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج نشان داد این شاخص برای راهکارهای تعریف شده بین 14 تا 65 درصد محاسبه شد. بیشترین بهبود نسبی آبخوان مربوط به راهکار S18 با کاهش 20 درصد برداشت آب، تغذیه مصنوعی و سد زیرزمینی و کمترین بهبود نسبی آبخوان مربوط به راهکار S1 با کاهش 5 درصد بهره برداری است. نتایج نشان داد راهکار S1 با پس روی 100 متر آب و راهکار S18 با پس روی 480 متر آب شور همراه بوده است. نتایج به دست آمده از این مطالعه می تواند برای مدیریت بهره برداری در این آبخوان مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: پکیج SEAWAT، راهکار مدیریتی، تهاجم آب شور، کاهش برداشت، شبیه سازی
  • آیسن یوسف دوست، عباس خاشعی سیوکی، امیر سالاری* صفحات 227-242

    کشاورزی به علت ماهیت بیولوژیکی آن و وابستگی شدید به طبیعت بزرگ‏ترین مصرف‏کننده منابع آبی در بیشتر کشورها است. بنابراین، امروزه مدیریت آب در این بخش نقش مهمی را در مصرف منابع آب کشورها بازی می‏کند. مطالعه حاضر با هدف بهینه‏ سازی سطح زیر کشت، تخصیص آب آبیاری و حداکثرسازی سود حاصل از کشت محصولات زراعی دشت دامنه داران استان اصفهان در دوره 2017- 2030 تحت سناریوی RPC8.5 گزارش پنجم تغییر اقلیم با کمک الگوریتم ژنتیک انجام شد. نتایج حاصل از اجرای مدل در بخش تغییر اقلیم پس از تخمین رواناب ماهانه حوضه به ‏وسیله مدل AWBM با ضریب همسبتگی 75 درصدی نشان داد مقادیر RMSE، MBE و R پارامترهای ریزمقیاس‏ سازی شده توسط مدل ریزمقیاس ساز آماری (SDSM) به ترتیب برابر 34/8، 51/7 و 98/0در پارامتر دما و 28/1-، 28/6 و 78/0در پارامتر بارش است. بهینه‏ سازی الگوی کشت در منطقه مطالعه شده باعث کاهش سطح زیر کشت محصولات گندم، جو، چغندرقند و ذرت علوفه‏ ای به ‏ترتیب به‏ مقدار 6/2130، 1/1176، 8/112 و 516 هکتار، افزایش سطح زیر کشت سیب‏زمینی به مقدار 5/3935 هکتار، صرفه‏ جویی مصرف آب بخش کشاورزی طی سال‏های 2017- 2030 به مقدار 21/18 میلیون مترمکعب و افزایش سود کلی کشاورزان منطقه به میزان 163 میلیون تومان شد.

    کلیدواژگان: سناریوی پنجم تغییر اقلیم، مدل AWBM، الگوریتم ژنتیک
  • قاسم فرهمند*، شهریار خالدی، منیژه قهرودی تالی، بهزاد حصاری صفحات 243-257

    پیش‏بینی و برآورد مقدار رواناب به خصوص رواناب بیشینه حاصل از بارش نزولات، نیازمند استفاده از مدل‏های هیدرولوژیک مناسب و دقیق است. یکی از مدل‏های نیمه توزیعی که در دهه اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته، مدل هیدرولوژیکی ظرفیت نفوذ متغیر (VIC) است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارایی مدل VIC در شبیه‏ سازی‏ شده رواناب‏ و روندیابی جریان رودخانه‏ های شهرستان ارومیه مشرف به دریاچه ارومیه شامل نارلوچای، روضه چای، شهرچای و باراندوزچای انجام ‏شده است. برای نیل به هدف یادشده از داده‏های هواشناسی ERA5 استفاده ‏شده است. ضرایب آماری مورد استفاده در پژوهش حاضر برای صحت سنجی داده‏ های ورودی بارش شامل (ضریب تبیین R2، ریشه میانگین مربعات خطای کاکس - باکس TRMSE، نش - ساتکلیف NSE) هستند. بررسی ‏های داده ‏های هواشناسی ماهواره‏ای با داده ‏های مشاهداتی نتایج قابل قبولی دارند، به ‏طوری ‏که شاخص احتمال آشکارسازی POD در تمامی ایستگاه ‏های منطقه بیش از 80/0 درصد بوده و حتی در ایستگاه سینوپتیک خوی در شمال منطقه مطالعاتی بیشتر از 95/0 درصد است. همچنین، میزان همبستگی بین داده‏های حداکثر و حداقل دما نیز بیش از 93/0 درصد است. پس از ساخت مدل هیدرولوژیک و ریاضی منطقه، واسنجی رواناب مشاهداتی خروجی زیرحوضه‏ ها با رواناب شبیه‏ سازی‏ شده توسط مدل VIC بررسی شد. نتایج نشان داد در تمامی رودخانه های اصلی منطقه مقدار NSE بیش از 72/0 درصد و ضریب R2 تمامی حوضه‏ ها بیشتر از 64/0 درصد بوده است. همچنین، برای صحت سنجی بین داده ‏های مشاهداتی و شبیه‏سازی‏شده از بازه زمانی بیشترین دبی‏های حداکثر (2010-2000) استفاده شد. نتایج نشان داد مدل در شبیه‏ سازی‏ رواناب‏های دقت بیشتری داشت ، به ‏طوری ‏که ضریب NSE در حوضه نازلوچای به 80/0 درصد و ضریب R2 78/0 درصد برای داده ‏های مشاهداتی روزانه رسید. درنهایت، می‏توان نتیجه گرفت که مدل VIC قابلیت زیادی در شبیه‏ سازی‏ جریان سطحی دارد.

    کلیدواژگان: مدل هیدرولوژیک ظرفیت نفوذ متغیر، مدیریت سیلاب، داده ‏های هواشناسی ERA5، دریاچه ارومیه
  • تکتم ایمانی، مهدی دلقندی*، صمد امامقلی زاده، زهرا گنجی نوروزی صفحات 259-272

    تغییر خصوصیات رواناب به دلیل تغییر اقلیم، از اصلی‏ترین نگرانی‏های حال حاضر در برنامه‏ریزی طولانی‏مدت منابع آب و حفاظت از سیلاب است. از این‏رو، بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر هیدرولوژی و منابع آب اهمیت زیادی دارد. بنابراین، در این تحقیق تاثیرات تغییر اقلیم بر خصوصیات رواناب حوضه آبریز قران تالار مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، از 22 مدل AOGCM و دو سناریوی انتشار گازهای گلخانه‏ای (RCP4.5 وRCP8.5) برای تولید سناریوهای تغییر اقلیم استفاده شد. سری زمانی بارش روزانه برای دو دوره آتی (2099-2070 و 2021-2050) تحت سه سطح احتمالاتی (50/0، 75/0 و 90/0) محاسبه شد. سپس، بارش طرح با دوره بازگشت‏های 2 تا 500 سال برای دوره گذشته و دوره‏ های آتی تعیین شد. نتایج نشان داد در دوره ‏های آتی، در ماه‏های سرد سال، افزایش بارش و در ماه ‏های گرم سال کاهش بارش را شاهد خواهیم بود. همچنین، خروجی مدل WMS مشخص کرد که در شرایط تغییر اقلیم (بسته به سناریو) مقدار دبی و حجم سیلاب برای باران طرح با دوره بازگشت‏ های مختلف، حدود 35 تا 110 درصد افزایش خواهد یافت. میانگین‏ گیری از نتایج دبی طرح با دوره ‏بازگشت ‏های مختلف نشان داد در سطح احتمال 5/0، دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 برای هر دو دوره آتی افزایش حدود 30 درصدی دبی اوج و حجم سیلاب را برآورد می‏کنند و در سطح احتمال 75/0 و 90/0برای دوره آتی 2021-2050، هر دو سناریوی انتشار نتایج یکسانی دارند، اما طی دوره 2070-2099، مقدار افزایش دبی اوج در سناریوی RCP8.5 در مقایسه با RCP4.5 بیشتر است.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، سناریوی انتشار، سیلاب، عدم قطعیت
  • زهرا غفاری مقدم، ابراهیم مرادی*، محمود هاشمی تبار، علی سردارشهرکی صفحات 273-289

    از بزرگ‏ترین طرح های انتقال آب در کشور، طرح انتقال آب با لوله دشت سیستان است که با اجرای این طرح می‏توان آب اندک را به بهترین روش مدیریت کرد. هدف از این مطالعه، تخصیص بهینه منابع آب در بخش کشاورزی با استفاده از تیوری بازی و تاکید بر بازار آب در منطقه سیستان در سال 1398-1399 برای این طرح است. برای این منظور، از مدل تعادلی استاکلبرگ- نش- کورنو در دو حالت تخصیص عمومی و شرایط وجود بازار آب و برای حل مدل از یک فرایند فراابتکاری که ترکیبی از الگوریتم ژنتیک پویا و روش برنامه ریزی فازی است، استفاده شده است. نتایج مطالعه نشان داد با ایجاد بازار آب در منطقه سود کل سیستم از 585484 میلیون ریال به 859322 میلیون ریال افزایش می‏یابد که میزان تغییرات معادل 3837 میلیون ریال است. همچنین، نتایج نشان داد مقدار شاخص برابری با ایجاد بازار کاهش می یابد و امکان تخصیص عادلانه آب بین مناطق فراهم می‏شود که میزان این تغییرات 7/7 درصد است و با کاهش راندمان آبیاری و استفاده از سیستم ‏های سنتی آبیاری در سطح مزرعه، میزان سود کل سیستم کاهش خواهد یافت. بنابراین، شکل‏ گیری بازار آب در سطح منطقه سیستان علاوه بر تغییر در میزان آب تخصیصی به محصولات در مناطق مورد مطالعه، سود حاصل از الگوی کشت را تغییر می دهد و در حالت کلی، منجر به بهبود وضعیت درآمدی کشاورزان و باعث ایجاد عدالت در تخصیص آب بین مناطق منطقه سیستان می‏شود.

    کلیدواژگان: تئوری بازی، استاکلبرگ، بازار آب، طرح انتقال آب با لوله، سیستان
  • محمد شیرالی، اصلان اگدرنژاد*، سالومه سپهری صادقیان صفحات 291-302

    استان البرز به عنوان یکی از قطب‏های کشاورزی در کشور محسوب می‏شود که سالیانه بخش اعظمی از منابع آب موجود در این استان به بخش کشاورزی اختصاص می‏یابد. مفهوم آب مجازی به عنوان ابزاری برای بررسی وضعیت تولید محصولات کشاورزی در هر منطقه براساس میزان مصرف آب به حساب می‏آید. به همین دلیل، در پژوهش حاضر، با استفاده از داده‏های برداشت شده طی ده سال اخیر (1389-1399) میزان تجارت آب مجازی در استان البرز بررسی شد. نتایج نشان داد شاخص کم آبی استان البرز 6/0 است. شاخص خودکفایی این استان نسبت به واردات آب مجازی 100 است. بنابراین، در این استان بیشتر محصولات کشاورزی صادر می شود و استان البرز نسبت به تولید محصولات کشاورزی و واردات آب مجازی خودکفا است. برای بهبود وضعیت آب استان البرز، سناریوهای مختلفی با استفاده از مدل AquaCrop بررسی شد و مقدار بهینه آب برای آبیاری هر محصول زراعی تعیین شد. با اصلاح وضعیت آبیاری موجود، آب مجازی صادر شده برای بیشتر گیاهان زراعی کاهش یافت. بیشترین کاهش صادرات آب مجازی برای جو، کاهو و کرفس، سیب‏زمینی و کلم به ترتیب با مقادیر 6/1، 97/0، 16/0 و 13/0 میلیون مترمکعب در سال به دست آمد. همچنین، با اعمال سناریوهای بهینه آبیاری، شاخص کم آبی استان البرز به 54/0 کاهش یافت که نسبت به وضعیت فعلی 06/0 کمتر بود.

    کلیدواژگان: آب مجازی، شاخص کم‏آبی، شاخص وابستگی به آب، شاخص خودکفایی آب، مدل AquaCrop
|
  • Hamid Kardan Moghaddam *, Shahdad Safavi, Hossein Sharifi Manesh, Shervin Faghihi Rad, Heydar Amir Soleymani, Seyed MohammadHadi Meshkati Pages 1-13

    Construction of dams as an abnormal structure in the riverbed, although it is considered as a management and planning tool, but its lack of management and quantitative and qualitative monitoring can lead to environmental problems. Seymareh Dam in Karkheh catchment was flooded in 2011 with the aim of generating hydropower, increasing the regulation power of downstream dams and flood control. According to the water processes in the dam water resources network and quantitative and qualitative evaluation of the role of dewatering, quantitative and qualitative sampling was performed before and after the construction of the dam over a period of 10 years. The study of qualitative results showed that the role of geological formations, especially Gachsaran and Asmari formations is effective in increasing the concentration of solutes and dissolution and the left bank springs have more qualitative changes due to the greater thickness and volume of Gachsaran and Asmari formations. On the other hand, the correlation between reservoir water level during dewatering and quality parameters showed that dam reservoir dewatering had the greatest impact on the right bank springs and had more correlation in changes. The results of qualitative analysis in Seymareh river also showed that the anomaly in the quality parameters of R4 station due to two factors of rainfall in spring and the addition of water leaving the power plant has been effective in changing water quality.

    Keywords: Seymareh dam, Spring, anomaly, Asmari, Gachsaran, Quality Monitoring Network
  • Mehrdad Pourhosein Ghadi, Amir Ahmad Dehghani *, Mehdi Meftah Halghi Pages 15-33

    Gabion weir at the longitudinal variation of hydraulic head causes that surface flow enters the porous medium and mix with the subsurface flow and return to the surface water flow again. This mixing takes place in the hyporheic zone play an important role in the river ecology. In this study, the flow pattern around the gabion weir structure was investigated by conducting laboratory studies. The particle pathes were traced by injection of dye and the hydraulic head profiles were measured under different hydraulic conditions. Downstram hydraulic conditions were also adjusted in order to create three flow conditions, including through flow gabion weir (TFGW), overflow gabion weir with no hydraulic jump (NFGW) and overflow gabion weir with hydraulic jump (PNGW).In order to investigate the characteristics of the hyporheic zone, the measured hydraulic head on the sediment-water interphase was introduced as a drichlet boundary to the groundwater model and flow modeling was performed in a porous media. The results show that there is a good agreement between the observed and computational flow pattern in the hyporheic zone.The observations showed that in TFGW and NFGW flow conditions, the particle pathlines are downstream directed upwelling (DDU) and in PNGW flow condition, there are both upstream directed upwelling (UDU) and downstream directed upwelling (DDU).Also the hyporheic exchange flow (Qex) was ranged between 1.63 and 2.80 l/s.The residence time in all flow conditions increases with decreasing Reynolds number. In this study, the relationships with high accuracy were presented for estimating residence time and hyporheic exchange flow.

    Keywords: Hyporheic Zone, Hyporheic Flow, Gabion Weir, Flow pattern, Residence Time
  • Ali Salajegheh, Shahram Khalighi, Sharareh Pourebrahim, Hamed Beigi * Pages 35-46

     River water quality is one of the important factors related to human health, living organisms and is strongly influenced by the prevailing conditions in the watershed. These activities are performed naturally or artificially with human intervention. In this regard, the present study assess the hydrological and edaphic indexes of the Ghareh Sou river. The trend of health data obtained from the software in each station was examined separately. According to the results obtained from the stations, three stations had a decreasing trend and two stations had an increasing trend. Nahar Khoran station had a decreasing trend at the level of 0.95 and the two stations, Pol Ordughah and Ghaz Mahale had a decreasing trend at the level of 0.99. The results of Tables show that Yasaghi station had the lowest level of health and Ghaz Mahale station had the highest health index score among the other stations. Ghaz Mahale station with a score of 0.86 has the highest health score among the studied stations and is the healthiest station in terms of hydrological health and Yasaghi station with a score of 0.72 has the lowest score among the stations. Health in Naharkhoran, Pol Ordughah and Ghaz Mahale stations had a decreasing trend at 99% , Yasaghi and Sade Kosar stations had an increasing trend. The Ghaz Mahale station has the highest downward slope.

    Keywords: river, Flow Health. water quality, Man kendal
  • Nosrat Aghazadeh *, Tohid Pashaei Gharagoz Pages 47-61

    The aim of this study is to investigate the hydrogeochemical characteristics of hot water springs of Khoy-Maku geothermal field, the effect of different rocks, the role of hydrothermal fluids on increasing the concentration of ions and elements in springs and estimating the reservoir equilibrium temperature. For this purpose, water samples were taken from hot and cold springs in september 2018. The results show that this water is confined and shallow and in them a water type is Na-HCO3. In springs Na and HCO3 are 736 and 2122 mg/l, respectively. Results of ion ratios, hydrogeochemical diagrams show that the high concentration of ions in the water are related to the effect of host rocks and ion exchange. Hot water springs have high Na, HCO3, and As and B are 1.47 and 0.7 mg/l, respectively. There are no evaporative rocks in the study area, therefore, the source of ions cannot be only attributed to the effect of rocks. Due to the presence of heat magmatic bodies in the depths, the high concentration of some elements, can be related to their separation from magmatic and hydrothermal systems. According Na-K-Mg diagram the thermal waters were immature waters. Therefore, the use of cation geothermometers to estimate the depth temperature of the geothermal reservoir in the region between 22 to 667 °C, can not be accurate enough. Based on silica geothermometers, mineral saturation index and enthalpy–silica mixing model, reservoir temperature was not very high and estimated in the range of 70 to 78°C.

    Keywords: Hot water, Ion exchange, Geothermometer, Maku, Hydrogeochemistry
  • Ysaman Lotfi, Mehdi Meftah Halaghi *, Khalil Ghorbani Pages 63-76

    In order to investigate the effect of climate change on runoff in Zaringol catchment in Golestan province, the rainfall-runoff relation was modeled using the M5 decision tree model. Moreover, the results of two climate change scenarios -- RCP 4.5 and RCP 8.5 -- under the HADGEM2 general circulation model were used to predict runoff for the near, middle and distant future. Based on Mann-Kendall analysis for 1995-1995, there were noticeable increases only in summer precipitations as well as spring and summer temperatures. However, as temperature increased, a concomitant reduction occurred for most seasonal as well as the average annual discharge values. In addition, Lars provided sufficient accuracy for precipitation and temperature data generation. We found that precipitation changes do not follow a specific increasing or decreasing pattern. In contrast, the air temperature will increase under both climatic scenarios, as in the case of an average of 0.5 to 5 ° C for the annual temperature, which is the largest surge in temperature under the RCP 8.8 scenario in the distant future. The results of M5 and MLR models showed that M5 model can improve the correlation coefficient from 0.7 m^3⁄s to about 0.87 m^3⁄s and the corresponding RMSE value from 0.82 m^3⁄s to 0.59 m^3⁄s According to the M5 model, there will be a runoff reduction in the study area in future periods. The largest decrease will occur in the distant future by approximately 41% in March for the RCP 8.5 scenario.

    Keywords: Climate Change Scenarios, Temperatures, Rainfall-Runoff model, Zaringol basin
  • Nima Salehi Shafa, Hossein Babazadeh *, Fayaz Aghayari, Ali Saremi Pages 77-95
    Population growth and water needs in developed areas have created many challenges in supplying water needs. This causes numerous problems in the quantity and quality of surface and groundwater resources. Given this issue, optimal water resources management is essential. In this research, the mathematical model (HEC-HMS) was used for flood routing in Karaj river and artificial recharge system reservoirs located in the north of Shahriar plain. Then, the volume of flood infiltration in Karaj river and also the volume of flood storage in the reservoirs of artificial recharge plan entered the multi-objective genetic algorithm (NSGA-II) from which to plan the integrated exploitation of water resources of Shahriar plain and optimal utilization of the artificial recharge system and It was used with the aim of minimizing the lack of need supply and maximizing the volume of penetration in the artificial recharge system. Considering to the results of the optimization model, the optimal allocation volume of surface water, groundwater, Wastewater and Robat Karim canal and the amount of optimal recharge volume in the artificial recharge system were determined. The results of this study show the high performance of optimal planning models to increase the stability of groundwater system, optimal utilization of surface water resources and wastewater, more efficient use of artificial recharge system and irrigation and drainage network of Robat Karim.
    Keywords: Flood routing, Artificial recharge system, Irrigation, drainage network, Optimal utilization
  • Majid Altafi Dadgar *, Jahangir Porhemmat Pages 97-109

    This study aimed at investigating the effects of watershed management operations including check dams and vegetation restorations on the amount of runoff and hydrological processes of the catchment. For this purpose, the Kordan watershed located in Alborz province, with an area of 357 square kilometers was selected, where the mentioned operations have been performed in parts and predicted for most parts. In addition, the SWAT model was used to simulate monthly hydrological components. The model was calibrated for a 14-year period (1998-2012) and validated for a 4-year period from early 2013 to late 2016. Statistical coefficients of calibration period NS = 0.88 and R2 = 0.91 and validation period NS = 80 and R2 = 0.85 confirmed the model calibrated well. The simulation results of the model for the period 1998 to 2016 showed that the total surface runoff and lateral flow were 21 and 18% of the average annual rainfall and subsurface flow was about 20%, respectively. Applying different scenarios showed that the combination of biological operations (e.g. land cover rehabilitation) along with mechanical structure operations (e.g. check dams) made maximum effects on runoff reduction, so that almost all of the high drainage and steep surface runoff in the basin will be gentle. In these conditions, the direct runoff of the basin decreases from 39% to 16%. Therefore, combinational operations have significant effects on flood control, runoff reduction and consequently increase subsurface flow components.

    Keywords: Land use, SWAT Model, Kordan watershed, small dam, Hydrological budget
  • Fatemeh Dargahian *, Yosef Mousivand Pages 111-126

    Shadegan wetland is located at the end of Jarahi watershed. In order to monitor the changes in water cover, vegetation and uncovered or dried lands, first the area of Tala Shirin in its most waterlogged conditions was determined. Landsat TM, ETM + and OLI satellite data from 1988 to 2018 in June were used. Supervised vector classification (SVM) was used and the images were classified into three classes: water, vegetation and soil. Image classification accuracy was calculated with two indicators, overall accuracy and kappa. The area of each class was zoned in GIS and calculated as a percentage. Due to the fact that determining the share of each of the components affecting different levels of Shadegan wetland in the period (1988-2018) is the main purpose of this study, the radius and multilayer perceptron functions of neural networks were used. And after comparing the efficiency of the models, the best model was selected and based on it, the effect of each parameter on the different levels of classification in the study period was determined. The results showed that the share of human and natural factors in drought was 55.4% and 44.6% in the wetland, 70.8% and 29.2% in the water level of the wetland and 62% and 38% in the vegetation, respectively. Therefore, Shadegan wetland, more than anything else, requires human management at the watershed level and the provision of the required water supply in order to be able to play a role and continue its life as a wetland ecosystem.

    Keywords: Watershed, Jarahi River, dams, Irrigation networks, share of human, natural factors
  • Amirhossein Fathi *, Hossein Yousefi, Mohammad Salehi, Laleh Ghahremani, Kianoosh Choubineh, Kiavash Zareei Pages 127-141

    This paper is to quantify the effects of optimal university curricula on reducing heating energy consumption in various climates. Changing the courses’ time slots could decrease energy use. All educational limitations, availability of professors, number of classes, and each departments’ rules are considered. Universities are often located in the cities, and most Iranian city buildings consume natural gas for heating. Therefore, natural gas reduction means a decrease in greenhouse gas emissions in urban space. The optimal curricula could lower the thermal demand. The common method to adjust the curricula is to start a semester earlier or changed the setpoint temperature. The model optimized the planning for 2700 locations in Iran with different climates. The results showed that the optimal scheduling led to one percent to 25 percent heating energy reduction. The average saving among the studied points is nearly four percent. Among them, the amount of reduction is bigger for desert climates.

    Keywords: University Curricula, Educational Limitation, University Course, Greenhouse Gas Reduction, Energy Consumption Reduction
  • Amirhossein Fathi *, Mohammadbagher Rabbani, Amirmehdi Komarizadeh, Roxana Ehyaee, Mohammad Salehi, Kianoosh Choubineh, Laleh Ghahremani Pages 143-155

    This paper is about the design of two direct solar box cookers. One is equipped with a Dobson pitch and cone reflector and the other with a moving reflector and fixed plate. Their performance is assessed compared with a simple cooker. Apart from adding radiation reflecting plates into the inside, the outside part is also covered with these plates. The Dobson pitch gives the control of radiation into the box. Besides, changing the plates angle to reach the optimum increases this control. After the in-depth planning phase, these two cookers are manufactured. In early September, they can raise water temperature from 20 to 80 Centigrade in 30000 seconds. The one with the Dobson pitch and cone reflector could go higher because of its more reflecting areas than its whole area.Key Words: Solar Box Cooker, Reflecting Plate, Cone Reflector, Higher Efficiency, Faster CookingDesign and Construction of Two Solar Box Cookers

    Keywords: Solar Box Cooker, Reflecting Plate, Cone Reflector.Fast Cooking, Reducing greenhouse gas emissions
  • MohammadAli Alijanian, Mina Moradizadeh, Ramtin Moeini * Pages 157-172

    Precipitation and its measurement by rain and snow gauges are mostly important data for water resources management. However, measuring these data has limitations due to both temporal and spatial resolutions. By developing the SRE (Satellite-based Rainfall Estimates) datasets, assessment, evaluation, and comparison of SREs datasets against in-situ observations in different parts of Glob, also Iran is developed in various studies. In this study, by selecting the upstream area of the Zayandehroud Dam as the case study, two datasets, PERSIANN-CDR (PERSIANN-Climate Data Record) and Canadian Meteorological Center (CMC) Daily Snow Depth Analysis Data, are selected to evaluate their performance for the estimation of two variables of rainfall and snow water equivalent (SWE) in the period 1999 to 2019, respectively. The performance of these two SREs using in-situ gauges (a total of 16 rain gauges and 14 SWE gauges) in the upstream area of the Zayandehroud Dam on a monthly time scale is evaluated. For this purpose, different evaluation indices of the correlation coefficient, mean square root of error, and relative error are used. In addition, the performance of SREs in precipitation detection is examined using the classification statistics. Based on the obtained results, the correlation coefficient of 0.48 and relative error of 54.55% indicates that the estimated rainfall amounts by PERSIANN-CDR are in the upper-estimation condition over the study area. Also, the evaluation CMC-based SWE estimations show that the best Amounts SWE is estimated with an error of 4.22% and the highest correlation (CC) is 0.34.

    Keywords: Estimation of Precipitation, Satellite Based Products, PERSIANN-CDR, Snow water equivalent, CMC
  • Hossein Tavakoli Neko *, Shahram Banedjschafie, Abbas Pourmeidani, Monireh Mohebbi Kia Pages 173-184

    Some natural materials such as organic matter can be used to increase the usable water of plant in soil. The Plant-bac plates are made of cellulosic waste and can be used to increase water holding capacity, especially in desert areas. In order to investigate the effect of plant-bac plates on water consumption and growth of Haloxylon persicum Bunge, an experiment was conducted for 3 years in Besat nursery located in the east of Qom province. The main plot consisted of irrigation treatments at intervals of 20 days (control) and 40 days intervals and the sub-plot consisted of two treatments of use and non-use of plant-bac. The results of statistical analysis showed that the effects of using plant-bac and year as well as the interaction effect of irrigation on plant-bac use were significantly different (P<0.01, P<0.05) . Also, combined analysis of traits showed that the effects of irrigation on the use of plant-bac and year for height growth and the effects of using plant-bac and year for seedling diameter growth were significantly different. Comparison of mean traits showed that seedling height increased with age of them in the third year after planting in the treatment using plant-bac with 129.42 cm and seedling height growth with 28.56 cm was higher than other treatments. Also, the diameter of seedlings increased with the age of them in the third year after planting in the treatment using plant-bac with 127.14 cm and the height growth of seedlings with 15.80 cm was higher than other treatments.

    Keywords: Holoxylon persicum, Plant-bac, Drought, Qom
  • Fatemeh Daechini, Mehxi Vafakhah *, Vahid Moosavi Pages 185-198

    Therefore, the purpose of this study is the statistical analysis of the 33 indicators of hydrologic alterations (IHA) in five main groups (magnitude-duration-timing-frequency-rate of change) in stations affected by the Bustan, Golestan and Voshmgir dams in the before and after periods of construction these dams using the IHA software version 7/1 and investigate is the climate variables change. For this purpose, the calibration and validation of the HBV hydrological model in the before period of Bustan, Golestan and Voshmgir dams construction and the amount of daily discharge in the after period of dams construction was simulated. The results of simulation of the affected stations of the dam with HBV model showed that the model has good performance in both periods (calibration and validation) in the before period of dams construction. The results showed that in the calibration period of Oghan, Gonbad, Ghazaghli and Aqqala hydrometric stations with Nash coefficient of 0/52, 0/67, 0/80 and 0/61, respectively, as well as in the validation period of Oghan, Gonbad, Ghazaghli and Aqqala hydrometric stations, respectively have the best performance with Nash coefficient of 0/59, 0/41, 0/58 and 0/54, respectively. According to the results, hydrological indicators of monthly flow show that in Oghan station under the influence of Bustan dam about 30%, in Gonbad and Ghazaghli stations under the influence of Golestan dam about 52% and 30%, respectively, and in Aqqala station downstream of the dam and 49% in the river.

    Keywords: calibration, Dam construction, Range of Variability Approach, validation, water resources management
  • Farzaneh Soltani, Saman Javadi *, Abbas Roozbahani, AliReza Massah Bavani, Saeed Lotfi Pages 199-210

    The uncontrolled increase of population in the country, the limitation of surface water resources and the overexploitation of aquifers have caused irreparable damage to the country's natural resources in recent years. Integrated hydrological models have made it possible to analyze groundwater and surface water with high temporal and spatial resolution. The aim of this study is to understand the interactions of groundwater with surface water in the Shazand plain aquifer in Markazi province using the MODFLOW-OWHM model under the ModelMuse graphical user interface. In this study, SFR package is used to simulate river flow and its exchanges with the aquifer. The model is calibrated manually for September 2010 to September 2011. The simulation results of the model showed that Shazand plain rivers have a very small portion in feeding the aquifer and its discharge and the highest portion in feeding the aquifer in most months of the year is due to infiltration from rainfall. The highest discharge in the dry months of the year is due to wells exploitation and in the other months is due to the head dependent flux. Therefore, this study can be a strong basis for further studies to assess climate change on surface water and groundwater resources and water resources management strategies in the country.

    Keywords: Integrated hydrological model, Surface water, groundwater interaction, Shazand basin, MODFLOW-OWHM
  • Javid Beheshti, Saman Javadi *, Seyed Abbas Hosseini, Hamid Kardan Moghaddam Pages 211-225

    One of the new challenges in exploiting groundwater resources is seawater intrusion. Unplanned increase in exploitation reduced the groundwater level, which reduced the hydraulic gradient of the shoreline and in some areas reverses the groundwater flow and leads to groundwater salinization. This study examine the seawater intrusion strategies in the Astana-Kuchesfahan coastal aquifer using numerical simulation. Examination of the current status of this aquifer using SEAWAT package was indicated the intrusion of 740 meters of seawater to the aquifer over a 5 years period showed that in order to manage this pressing matter, 19 management strategies (reduction of groundwater exploitation), structural and subsurface dam) and integrated (managerial and structural) to reduce the seawater intrusion was presented. The simulation results of different treatment strategies were evaluated using the aquifer qualitative stability index, which is based on the amount of saline water regression. The results showed that this index was calculated between 14% and 65% for the defined solutions. The highest relative aquifer improvement is related to S18 solution with 20% reduction in groundwater exploitation, artificial recharge and subsurface dam and the lowest relative aquifer improvement is related to S1 solution with 5% reduction in operation. The results showed that S1 solution was associated with 100 m water retreat and S18 solution was associated with 480 m saline water retreat. The results can be used for groundwater exploitation management in this coastal aquifer.

    Keywords: SEAWAT package, management strategy, saline water intrusion, harvest reduction, simulation
  • Aysen Yousefdoust, Abbas Khasheisiuki, Amir Salari * Pages 227-242

    In most countries, agriculture is the largest consumer of water due to its biological nature and strong dependence on nature. As a result, water management in this sector plays an essential role in determining how countries use their water resources. The present study was conducted to optimize the area under cultivation, allocate irrigation water, and maximize crops’ benefit in the Damaneh-Daran plain, Isfahan, Iran, from 2017-2030 under the RPC8.5 scenario using a genetic algorithm. Following monthly runoff estimating by the AWBM model under climate change conditions within a correlation coefficient of 75% indicated that the values of RMSE, MBE, and R of the microscale parameters measured by the Statistical Micro-Scale Model (SDSM) were equal to 8.34, 7.51 and 0.98 in the temperature parameter and -1.28, 6.28, and 0.78 in the precipitation parameter, respectively. Wheat, barley, sugar beet, and fodder corn cultivation were reduced by 2130.6, 1176.1, 112.8, and 516 hectares, respectively, by pattern optimization. The expansion of potato cultivation by 3935.5 hectares reduced water usage by 18.21 Mm3and generated a total profit of 163 million tomans for farmers between 2017 and 30.

    Keywords: Fifth Climate Change Scenario, AWBM Model, Genetic Algorithm
  • Ghasem Farahmand *, Shariar Khaledi, Manijeh Gharodi Tali, Behzad Hessari Pages 243-257

    One of the semi-distributed models that has been considered by researchers in the last decade is the hydrological model of variable infiltration capacity (VIC). The study aim was evaluating the efficiency of VIC model in simulated runoff and flow of rivers in Urmia city overlooking Lake Urmia, including Nazlochyi, Rozeh Chay, Shahrchay and Barandozchay. ERA5 meteorological data was used to achieve this goal. The indices used in the present study to validate the rainfall input data include (R2, TRMSE, NSE). The results of satellite meteorological data surveys with observational data have acceptable results. More precisely, the probability index of POD detection in all stations in the region is above %80. The Khoy synoptic station in the north of the study area is more than %95. Also, the correlation between maximum and minimum temperature data is above %93. After forming the hydrological and mathematical model of the area, the calibration of the observed runoff of the sub-basins with the runoff simulated by the VIC model was investigated. The surveying showed that in all major rivers in the region, the NSE value was above %72 and the R2 coefficient of all basins was more than %64. Also, for validation between observational and simulated data, the maximum flow rate (2010-2000) was used and the results showed that the model was more accurate in simulating maximum runoff, so that the NSE coefficient in the Nazlochay basin was %80 and the coefficient R2 was %78 for daily observational data.

    Keywords: Variable Infiltration Capacity Hydrological Model, Flood Management, Meteorological Data ERA5, Urmia Lake
  • Toktam Imani, Mahdi Dalghandi *, Samad Emamgholizadeh, Zahra Ganji -Noroozi Pages 259-272

    Changes in runoff properties due to climate change are currently one of the main concerns in long term planning of water resources and float protection. Therefore, it is of great importance to investigate the impact of climate change on hydrology and water resources. Therefore, in this research impacts of climate change on runoff properties of Qaran Talar sub-catchment were evaluated. For this purpose, 22 AOGCM models and two greenhouse gases emission scenarios (RCp4.5 and RCP8.5) are used for the generation of climate change scenarios. Daily precipitation time series under 3 probability levels (0.50, 0.75, and 0.90) were generated for two future periods (2021-2050 and 2071-2099), and afterward design precipitation for 2 to 500-year return periods was determined for baseline and future periods. Results showed that in the future periods, in the cold and warm months of the year, we will expect an increase and decrease in rainfall, respectively. Outputs of WMS model indicated that under climate change conditions, the amount of peak discharge and the volume of floods for design rainfall of different return periods will increase by 35 to 110 percent. It was also found that at the probability level of 0.5, the two scenarios RCP4.5 and RCP8.5 in both future periods estimate a 30% increase in peak discharge and flood volume. at the probability level of 0.75 and 0.90 during 2021-2050, both emission scenarios indicated the same results, but the amount of peak discharge increase in the period of 2099-2070 under RCP8.5 is higher compared to RCP4.5.

    Keywords: climate change, Emission scenarios, Flood, Uncertainty
  • Zahra Ghaffari Moghadam, Ebrahim Moradi *, Mahmoud Hashemi Tabar, Ali Sardar Shahraki Pages 273-289

    One of the largest water transfer projects in the country is the Sistan Plain Pipe Water Transfer Project, which can be used to manage few water in the best way. The purpose of this study is the optimal allocation of water resources in the agricultural sector using game theory and emphasis on the water market in the Sistan region in 2019-2020. For this purpose, the Stackelberg-Nash-Cournot equilibrium model has been used in two general allocation and market conditions.To solve the model, metaheuristic process has been used, which is a combination of Dynamic genetic algorithm and fuzzy programming method. The results showed that with the creation of a water market in the region, the total profit of the system has increased from 58548 to 85932 million Rials, which is a change of 383.75 million Rials. The value of index E decreased with the creation of the market, the rate of these changes is 7.7%, and also the results show that the creation of a water market provides the possibility of fair distribution of water between regions. by reduction the irrigation coefficient and using the traditional irrigation system at the farm level, profits will decrease. Therefore, the formation of a regional water market in the Sistan region, in addition to changing the amount of water allocated to crops in the study areas, has changed the profits of the cultivation pattern and in general leads to improving farmers' incomes and creating justice in allocation. Water flows between the regions of Sistan region.

    Keywords: Game theory, Stackelberg, water market, Pipe Water Transfer Project. sistan
  • Mohammad Shirali, Alan Egdernezhad *, Saloomeh Sepehri Sadeghiyan Pages 291-302

    Alborz province is considered as one of the most important agricultural regions in Iran that annually most of the water resources in this province are allocated to the agricultural sector. The concept of virtual water is considered as a tool to examine the status of agricultural production in each region based on water consumption. For this reason, in the present study, using the data collected during the last ten years (2011-2021), the amount of virtual water trade in Alborz province was investigated. The results showed that the water deficit index of Alborz province is 0.6. The water self-sufficiency index of this province in relation to the import of virtual water is 100. Therefore, in this province, mainly agricultural products are exported and this province is self-sufficient in producing agricultural products and importing virtual water. To improve the water situation of Alborz province, different scenarios were investigated using the AquaCrop model and the optimal amount of water for irrigation of each crop was determined. With the improvement of the existing irrigation situation, the virtual water exported to most crops decreased. The highest decrease in virtual water exports for barley, lettuce and celery, potatoes and cabbage was achieved with the values of 1.6, 0.97, 0.16 and 0.13 million cubic meters per year, respectively. Also, by applying optimal irrigation scenarios, the water shortage index of Alborz province decreased to 0.54, which was less than 0.06 compared to the current situation.

    Keywords: Virtual water, Water Deficit Index, Water Dependency, Water self-sufficiency, AquaCrop