فهرست مطالب

مجله اکو هیدرولوژی
سال نهم شماره 2 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/07/11
  • تعداد عناوین: 10
|
  • جواد مظفری*، مریم خدادادی صفحات 303-315

    تعیین مناطق مناسب پخش سیلاب برای تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی اهمیت زیادی دارد. دشت قالهر دلیجان طی 10 سال اخیر بیش از 11 متر افت سطح آب زیرزمینی داشته است و نیاز به ایجاد تعادل در آبخوان دارد. در این پژوهش برای مکان یابی نقاط پخش سیلاب در حوضه آبریز قالهر دلیجان (استان مرکزی) از فرایند تحلیل سلسله مراتبی و سامانه اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. این بررسی در سه مرحله انجام شد. در مرحله اول مهم ترین معیارها و شاخص های موثر در مکان یابی تغذیه مصنوعی تعیین شد. در مرحله دوم برای ارزیابی و اولویت بندی این معیارها، از روش سلسله مراتبی استفاده شد. برای این منظور، از معیارهای خصوصیات سیل خیزی، شیب، نفوذپذیری، زمین شناسی، ضریب ذخیره، کاربری اراضی استفاده شد. از جدول تعیین ارزش، اهمیت و ارزش هریک از معیارها و شاخص ها تعیین شد. نتایج نشان داد در مورد تعیین مناطق مناسب برای تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی در حوضه آبریز قالهر، معیارهای سیل خیزی و شیب به ترتیب از وزن بیشتری برخوردارند. در این راستا ضریب ذخیره و کاربری اراضی دارای وزن نسبی کمتری هستند. در مرحله سوم بر اساس ماتریس اوزان، لایه های اطلاعاتی رستری، توسط اکستنشن AHP در ArcGis با یکدیگر تلفیق شدند و نقشه اولویت مکانی پخش سیلاب تهیه شد. نتایج نشان داد با لحاظ کردن مناطق دارای محدودیت کاربری، 3/29 درصد از کل حوضه آبریز به عنوان مناطق بسیار مناسب و مناسب برای پخش سیلاب است که مساحتی حدود 4280 هکتار را شامل می شود.

    کلیدواژگان: سیلاب، فرایند تحلیل سلسلهمراتبی، سامانه اطلاعات جغرافیایی، تغذیه مصنوعی
  • مهدی کنزی حق، اتابک فیضی*، فرهاد هوشیاری پور، سید سعید راثی نظامی صفحات 317-331

    تخمین داده‏های بارش توسط محصولات ماهواره‏ای با دقت زیاد در مقیاس زمانی و مکانی که از اجزای اصلی مدل‏های هیدرولوژیکی است، کمک زیادی به مدیریت منابع آب خواهد کرد. از این‏رو، در این پژوهش اقدام به ارزیابی دقت داده‏های بارش و همچنین، اصلاح اریبی آن‏ها به روش چندک (RQUANT) برای ارتقای عملکرد داده‏های ماهواره‏ای در حوضه آبریز سد یامچی واقع در استان اردبیل شد. داده‏های ماهواره‏ای استفاده ‏شده شامل داده‏های بارش PERSIANN-CCS، PDIR-Now و GPM در مقیاس زمانی ساعتی، روزانه و ماهانه برای ماه‏های پربارش منطقه است که طی یازده سال توسط شاخص‏های آماری متوسط بارش، انحراف معیار و ضریب تغییرات انتخاب شدند. اعمال روش اصلاح اریبی توانست تا حد امکان عملکرد داده‏های ماهواره‏ای را در ماه‏های پربارش بهبود ببخشد. مقایسه نتایج به دست ‏آمده از ماهواره GPM در مقیاس ماهانه با داده‏های بارش زمینی نشان داد این محصول نسبت به مدل‏های PERSIANN-CCS و PDIR-Now از عملکرد بهتری برخوردار بوده و دارای شاخص MAE و RMSE برابر 66/4 و 70/9 و ضریب همبستگی 74/0 است، در حالی ‏که این مقادیر برای مدل PERSIANN-CCS و PDIR-Now به ترتیب برابر 24/45، 03/62 و 36/0 و 09/7، 52/13، 27/0 است. به همین ترتیب، در مقیاس روزانه محصول بارش ماهواره‏ای GPM عملکرد مطلوب‏تری را ارایه داد. مقادیر آماری برای ماهواره GPM در مقیاس ساعتی نیز به ترتیب برابر 91/0، 66/2 و06/0 به دست آمد. به ‏طور کلی، بارش به ‏دست ‏آمده از GPM در مقایسه با سایر ماهواره‏ها نتایج بهتری ارایه می‏دهد، اگرچه در مقیاس روزانه و ساعتی نتایج مطلوبی نسبت به داده‏های اندازه‏گیری شده حاصل نشد.

    کلیدواژگان: سد یامچی، ماه‏های سیلابی، اصلاح اریبی، سنجش ‏از دور، بارش ماهواره‏ای
  • عباس پورمیدانی*، حسین توکلی نکو، سید مهدی ادنانی صفحات 333-343

    این پژوهش با هدف تعیین تناسب اکولوژیک کشت پنج گونه دارویی بابونه (Matricaria chamomilla L.)، زیره سبز (Cuminum cyminum L.)، گل گاوزبان (Echium amoenum Fisch. et Mey)، کنگر فرنگی (Cynara scolymus L.) و رازیانه (Foeniculum vulgare Miller.) در 36 دشت حوضه آبریز دریاچه نمک به عنوان یکی از زیرحوضه‏های فلات مرکزی ایران انجام شد. روش‏شناسی پژوهش شامل جمع‏آوری و بازسازی عناصر اقلیمی (دماهای حداقل و حداکثر)، برآورد سهم کشاورزی از منابع آبی به تفکیک هر دشت، برآورد نیاز آبی گیاه، تعیین بیلان رطوبتی، تهیه لایه تحمل به شوری، تهیه لایه‏های مطلوبیت و عدم مطلوبیت کشت و در نهایت، روی‏هم‏گذاری لایه‏ها و تولید اراضی زراعی مناسب برای کشت این گیاهان بود. کشت بابونه در بیشتر اراضی کشاورزی حوضه آبریز دریاچه نمک مطلوب یا بسیار مطلوب ارزیابی شد. کشت زیره سبز، گاوزبان ایرانی، کنگر و رازیانه در اراضی جنوب شرقی حوضه آبریز (نظیر دشت‏های ورامین و مسیله) به ‏دلیل شوری و در اراضی غربی (نظیر دشت قزوین و ابهررود) به‏ دلیل تنش‏های سرمایی نیمه‏مطلوب یا نامطلوب بود. کشت زیره سبز در نیمه شمالی و کشت گاوزبان ایرانی در اراضی دشت‏های قزوین و دماوند وضعیت بسیار مطلوب یا مطلوب داشت. کشت کنگر فرنگی در دشت گلپایگان وضعیت بسیار مطلوب داشت. کشت رازیانه در دشت‏های مرکزی حوضه آبریز با وضعیت نیمه‏مطلوب روبه رو بود. در مناطق شرقی محدودیت منابع آبی و شوری و در مناطق شمالی محدودیت دمای حداقل برای توسعه کشت این گونه‏ها مشاهده شد. نتایج این تحقیق می‏تواند در برنامه‏های اصلاح الگوی کشت منطقه مد نظر قرار گیرد.

    کلیدواژگان: گیاه دارویی، دریاچه نمک، اصلاح الگوی کشت
  • سید محمد تاجبخش*، مهدیه علی آبادی، شعله قلاسی مود، مسلم رستم پور صفحات 345-352

    به منظور بررسی میزان ربایش تاجی بارش و نیز تاثیر مقدار و شدت بارش و درصد تراکم تاج پوشش گونه های پرند و کاهوی وحشی بر مقدار و درصد برگاب آن ها در راستای بهره وری مناسب برای حفاطت خاک این پژوهش در پردیس دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست بیرجند طی 9 ماه (مهرماه 1398 تا خرداد 1399) انجام شده است. مقدار بارندگی در زیرگونه‏ها پس از هر رویداد بارش اندازه گیری شد. همچنین، طی فصل پاییز تا بهار به صورت عمودی از سطح تاج پوشش گونه ها تصویربرداری و مساحت موثر آن ها محاسبه شد. سپس همبستگی مقادیر، آنالیز رگرسیونی و تجزیه واریانس مربوط به هریک از پارامترها در Spss بررسی شد. براساس نتایج به دست آمده، بیشترین و کمترین درصد برگاب به ترتیب برابر با 32 و 11 درصد مربوط به گونه کاهوی وحشی است. مقدار کل برگاب سالانه برای گونه‏های پرند و کاهوی وحشی به ترتیب برابر 4/30 و 1/55 میلی متر به دست آمد. نتایج آنالیز رگرسیونی نشان داد بین مقدار بارش با مقدار برگاب گونه پرند رابطه خطی وجود دارد (R2=0/827). بین مقدار برگاب با درصد تراکم گونه پرند رابطه خطی وجود دارد (R2=0/73). بین مقدار بارش با مقدار برگاب گونه کاهوی وحشی رابطه خطی وجود دارد (R2=0/63).

    کلیدواژگان: ربایش تاجی بارش، پرند، کاهوی وحشی، بیرجند
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، مهدی فعال نذیری، پیروزی الناز صفحات 353-371

    یکی از مخاطراتی که طی سال های اخیر در بسیار از مناطق رخ داده، مخاطرات ناشی از فرونشست است. دشت مرکزی استان البرز نیز طی سال های اخیر با افت شدید سطح آب زیرزمینی مواجه بوده که این عامل سبب شده است تا این منطقه در معرض وقوع مخاطره فرونشست قرار گیرد. هدف از این پژوهش، در مرحله اول ارزیابی فرونشست با استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری در محیط نرم افزار SNAP، با بهره‏ از قابلیت تصاویر -A1 Sentinel و همچنین در ادامه، نسبت به پهنه بندی مناطق مستعد با الگوریتم چندمعیاره ARAS در محیط نرم افزار Edrisi در بازه زمانی 2016 و 2021 اقدام شد. نتایج مطالعه حاضر نشان داد مقدار بین صفر تا 300 میلی متر فرونشست در محدوده مورد بررسی ایجاد شده است که بیشترین میزان فرونشست در بخش مرکزی (محدوده مهرشهر، خرمدشت، محمد شهر) و سپس در بخش جنوب غرب محدوده ماهدشت متمرکز است. با توجه به نتایج حاصل از پهنه‏بندی خطر فرونشست؛ معیارهای افت سطح آب، کاربری اراضی، شیب و زمین شناسی، به ترتیب با ضریب وزنی 151/0، 147/0، 43/0 و 136/0، مهم ترین عوامل دخیل در ایجاد خطر فرونشست محدوده مطالعاتی بوده و به ترتیب 55/135 و 28/192 کیلومتر مربع از محدوده دارای احتمال خطر بسیار زیاد و زیاد است. به علاوه، نتایج حاصل از ضریب همبستگی بین نقشه مستخرج از تداخل سنجی راداری با افت سطح آب چاه ها دارای مقدار 89/0 و با نقشه پهنه بندی فرونشست 98/0 است. در نهایت، می توان گفت که مهم ترین عامل اصلی دخیل در افزایش مقدار و پتانسیل فرونشت دشت مرکزی استان البرز، بهره بی رویه از آب های زیرزمینی و افت سطح آب است.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، فرونشست، پهنه بندی، تداخلسنجی راداری، تصاویر سنتینل 1
  • مهدی کلانکی، هادی رمضانی اعتدالی*، پیتر فن اوول صفحات 373-386
    تغییرات اقلیمی از چالش‏های پیشروی بشر محسوب می‏شود. این رویداد تمامی نقاط جهان از جمله ایران را متاثر می‏سازد. بنابراین، درک نوسان های جوی و پیش‏نگری‏ آن می‏تواند برای برنامه ریزی‏های آتی در مناطق مختلف راهگشا باشد. در همین راستا، پژوهش حاضر با استفاده از شش مدل گردش عمومی (GCM) تغییرات اقلیمی را برای برخی ایستگاه‏ها در شمال غرب، غرب و جنوب غرب ایران تحت سه سناریوی مختلف RCP2.5 (خوش بینانه)، RCP4.5 (میانی) و RCP8.5 (بدبینانه) با استفاده از LARS-WG طی 2021-2100 ارزیابی کرده است. بر اساس نتایج، بیشترین مقادیر تحت RCP8.5 و در NorESM1.1، CanESM2 و HadGEM2-ES به ترتیب برای ساعت های آفتاب، دمای حداقل و حداکثر مشاهده شد. در مقایسه با دوره پایه: ایستگاه الیگودرز طی سال‏های 2081 2100 با افزایش 69 و 25 درصدی بیشترین افزایش دما را برای حداقل و حداکثر دما از خود نشان داد. ایستگاه اهواز با 4/35 درصد طی سال های 2061 2080 برای بارندگی روزانه و ایستگاه پارس آباد با 8/9 درصد طی سال های 2041-2060 برای ساعت های آفتابی در رتبه های بالا قرار گرفتند. از سوی دیگر، کمترین مقادیر روزانه نسبت به دوره پایه در سناریوهای RCP2.6 و RCP4.5 در اهواز با 23/0 درصد کاهش در دمای حداقل و 93/2 درصد افزایش برای حداکثر دما مشاهده شد. همچنین، بارش روزانه در ایستگاه پارس آباد 63/8 درصد و ساعت های آفتابی روزانه در ایستگاه میانه تا 54/14 درصد نسبت به دوره های پایه کاهش یافته است. به طور کلی، احتمالا در آینده، ایستگاه جنوب غربی با بارندگی بیشتر و شمال غرب با بارندگی کمتر مواجه می شوند.
    کلیدواژگان: دما، بارش، ساعت های آفتابی، مدل های گردش عمومی، LARS-WG
  • نادیا عباس زاده طهرانی، میلاد جانعلی پور*، میلاد باقری صفحات 387-402

    خشکسالی، یک دوره ممتد کمبود بارش است که موجب بروز خسارت و کاهش عملکرد در محصولات زراعی می‏شود و بر کیفیت و کمیت منابع آب و کشاورزی منطقه تاثیر مستقیم دارد. فناوری سنجش ‏از دور با تلفیق سیستم اطلاعات جغرافیایی (ساج) و با ایجاد امکان دسترسی، پردازش و تفسیر داده‏های مکانی، امکان پایش مطلوب‏تر خشکسالی را فراهم کرده است. هدف این مطالعه، تعیین مناسب‏ترین شاخص‏های سنجش‏ از ‏دوری و ارایه یک نمایه ترکیبی مبتنی بر روش هوشمند شبکه عصبی مصنوعی و درنهایت، استخراج نقشه پتانسیل خشکسالی است. بر اساس نتایج، بهترین شاخص‏های سنجش‏ از دور جهت تعیین میزان ریسک بیابان‏زایی در منطقه، شاخص‏های پوشش گیاهی، میزان بارش و دمای سطح زمین هستند. نتایج بر اساس مقادیر شاخص بارش استانداردشده (SPI) به‏دست‏آمده از ایستگاه‏های هواشناسی ارزیابی شدند. بر این اساس، مقدار دقت نتایج روش رگرسیون چندمتغیره، R2=0.62 و شبکه عصبی پرسپترون چندلایه R2=0.91 به دست آمد. بنابراین، روش شبکه عصبی پرسپترون چندلایه از روش رگرسیون چندمتغیره برای ایجاد یک شاخص ترکیبی خشکسالی توانایی بسیار بیشتری دارد. بر اساس نتایج، در بیشتر مناطق استان کرمانشاه پتانسیل بروز خشکسالی ماهانه وجود دارد. همچنین، پتانسیل خشکسالی سالانه، در مناطق شرقی استان بیشتر مشاهده می‏شود. اسلام‏آباد، سنقر و تا حدودی هرسین، شهرستان‏های دارای خطر پایین وقوع خشکسالی هستند.

    کلیدواژگان: پایش خشکسالی، شبکه عصبی، سنجش ‏از ‏دور، محیط‏ زیست، تصاویر ماهواره ‏ای
  • سروش برخورداری، ملیکا ابراهیم نجاری، سید مهدی هاشمی شاهدانی* صفحات 403-417

    این مطالعه با شبیه‏سازی فرایند توزیع آب سطحی در کانال‏های آبیاری، تحلیل مکانی توزیع آب و همچنین، برآورد نیاز آب کشاورزی، اقدام به تعیین سهم منابع آب سطحی و زیرزمینی با هدف تدقیق سهم منابع آب در یک شبکه آبیاری کرد. در راستای دستیابی به این مهم، شبکه آبیاری آبشار اصفهان، با مشکلات حاد مدیریت توزیع آب، به عنوان نمونه مطالعاتی این پژوهش انتخاب شد. بنابراین، شبیه‏سازی توزیع آب بین آبگیرهای کانال اصلی و فرعی، با توسعه مدل شبیه‏ساز انتگرالی تاخیری در محیط MATLAB صورت گرفت و تحلیل مکانی شاخص کفایت توزیع آب، در محیط GIS انجام شد. نیاز آبی محصولات الگوی کشت نیز با استفاده از برنامه نت‏وات برآورد شد. نتایج شبیه‏سازی در کانال‏های اصلی و فرعی، بیانگر روند غالبا کاهشی کفایت تحویل آب از آبگیرهای بالادست تا پایین‏دست، به خصوص تحت سناریوهای بهره‏برداری کم‏آبی بوده که نشان از ضعف مدیریت کارآمد توزیع آب در شبکه کانال داشت. همچنین، تحلیل مکانی کفایت توزیع آب آبیاری بیانگر ناکارآمدی تحویل آب سطحی و دلیل اصلی افزایش تعداد چاه‏های حفرشده توسط کشاورزان در محدوده شبکه آبیاری بوده است. در ادامه، سهم آب سطحی و زیرزمینی به تفکیک 59 روستای دارای حقابه مشخص شد، به ‏طوری ‏که آب سطحی توزیع شده در روستاهای واقع در بالادست و پایین دست هر کانال فرعی به ترتیب 35-48% و 49-60% تقاضای کشاورزی را تامین کرده است. نتایج این تحقیق، زمینه را برای پیاده‏سازی سیستم حسابداری آب، با تدقیق سهم منابع آب سطحی و زیرزمینی در محدوده شبکه آبیاری، فراهم می‏کند.

    کلیدواژگان: شبیه‏ سازی توزیع و تحویل، تحلیل مکانی توزیع آب سطحی، حسابداری آب، شبکه آبیاری
  • فرهاد بهزادی، سامان جوادی*، حسین یوسفی، علی مریدی، سید مهدی هاشمی شاهدانی صفحات 419-436

    آب زیرزمینی همواره از باارزش‏ترین منابع آبی در هر منطقه به شمار می‏رود و در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک جهان نظیر کشور ایران، اصلی‏ترین منبع برای تامین نیازهای شرب و کشاورزی محسوب می‏شود. در سالیان اخیر، با افزایش جمعیت، افزایش برداشت از آبخوان‏ها و تغییرات ‏اقلیمی، بسیاری از آبخوان‏های کشور در شرایط وخیم قرار دارند و این شرایط در بسیاری از آبخوان‏های کشور ادامه‏دار بوده یا شرایط در حال بدتر شدن است. در این پژوهش به منظور تعیین تاثیر تغییر اقلیم بر خشکسالی آب زیرزمینی آبخوان دشت شهرکرد، از برون داد مدل‏های CMIP6 و شاخص‏های خشکسالی SPI و GRI استفاده شده است. شبیه‏سازی‏های مدل GFDL-ESM4 نشان می‏دهد متوسط بارندگی تا سال 2050 در دشت شهرکرد، تحت سناریوی SSP1-2.6 85/4 میلی متر افزایش و تحت سناریوی SSP5-8.5 34/21 میلی متر کاهش می‏یابد. در ادامه، به منظور تعیین تاثیر تغییر اقلیم بر آبخوان دشت شهرکرد از رابطه رگرسیونی میان دو شاخص SPI و GRI در شش پیزومتر منتخب استفاده شده است. نتایج نشان می‏دهد خشکسالی‏هایی با شدت و مدت بیشتر در منطقه به وقوع خواهد پیوست و بیش از 60 درصد از دوره آینده آبخوان دشت شهرکرد در شرایط خشکسالی قرار خواهد داشت و شدیدترین خشکسالی تحت سناریوی SSP1-2.6 52 ماه دوام داشته و شدت آن 32/59 خواهد بود و تحت سناریو SSP5-8.5 70 ماه دوام داشته و شدت آن 59/86 خواهد بود.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، تغییر اقلیم، خشکسالی، SPI، GRI
  • پیمان اکبرزاده، شیما نیکو* صفحات 437-459

    بخش اصلی نیاز آبی کشور در مناطق خشک و نیمه خشک از آب های زیرزمینی تامین می شود، بنابراین بررسی تغییرات کیفی و کمی این آب ها و علل اثرگذار بر آن ها اهمیت ویژه ای دارد. تغییرات کاربری اراضی می تواند باعث تغییراتی در کیفیت آب های زیرزمینی شود. در اینجا تغییرات کاربری اراضی طی سال های 2003 تا 2020 در حوضه آبخیز دامغان با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 8، 7 و 5، نرم افزار eCognition و سیستم اطلاعات جغرافیایی مورد بررسی قرار گرفت. از 1760 حلقه چاه در سطح استان جهت میان یابی، تهیه دقیق نقشه های کیفیت آب زیرزمینی و استخراج نقشه زمین آمار و از اطلاعات 58 حلقه چاه عمیق در داخل حوضه به منظور تحلیل و بررسی تغییرات کیفی استفاده شد. نتایج نشان داد سطح مراتع، جنگل و اراضی کشاورزی کاهش و سطح باغ ها، مناطق شهری، اراضی بدون پوشش و منابع آب سطحی (ناشی از احداث سد) افزایش یافته است. در این دوره تغییرات کیفی آب های زیرزمینی شامل کلر 01/1 میلی اکی والان افزایش، سولفات 34/0 میلی اکی والان کاهش، بی کربنات 46/0 میلی اکی والان افزایش، منیزیم 32/0 میلی اکی والان افزایش، کلسیم 25/2 میلی اکی والان کاهش و سدیم 58/3 میلی اکی والان افزایش، هدایت الکتریکی 81/44 میکرو موس بر سانتی متر افزایش، غلظت املاح محلول 88/103 میلی گرم بر لیتر افزایش و اسیدیته 09/0 افزایش است. این تغییرات با نرم افزار R مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج نشان دادند تغییرات کیفیت آب در ارتباط با تغییرات کاربری اراضی است.

    کلیدواژگان: کیفیت آب، درون یابی، تغییرات کاربری اراضی، سنجش از دور، eCognition
|
  • Javad Mozaffari *, Maryam Khodadadi Pages 303-315

    Determining suitable areas for flood spreading is essential for the artificial recharge of groundwater. Qalhar of Delijan plain has decreased by more than eleven meters in groundwater level during the last 10 years and needs to balance the aquifer. In this research, a hierarchical analysis process (AHP) and geographic information system (GIS) were used to select site for the flood spreading in the Qalhar of Delijan Basin (Markazi Province). The study was conducted in three stages. In the first stage, the most important criteria and effective indicators to select site for artificial recharge were determined. In the second stage, a hierarchical method was used to assess and prioritize these criteria. For this purpose, criteria for flood characteristics, slope, permeability, geology, storage factor, land use were used. The results showed that flood and gradient criteria are more important in determining suitable areas for groundwater artificial recharge in the Qalhar basin. In this regard, the storage coefficient and land use have less relative weight. In the third step, based on the weights matrix, the Rasterian information layers were combined with AHP extension in Arc GIS and flood spreading Spatial preference map was prepared. The results showed that considering the restricted areas and the areas susceptible to artificial recharge, 29.3% of the total catchment area is suitable for flood spreading, which covers an area of 4250 hectares.

    Keywords: Flood, AHP, GIS, Artificial recharge
  • Mahdi Kanzi Hagh, Atabak Feizi *, Farhad Hooshyaripor, Seyyed Saeed Rasi Nezami Pages 317-331

    High-precision precipitation data at the time and place scale, which is a main component of hydrological models, will greatly help to manage the water resources. Hence, in this research, evaluating precipitation data accuracy as well as their origin correction in Quantile method (RQUANT) was used to improve the performance of satellite data in the Yamchi Dam Basin in Ardabil province. The satellite data used included PERSIANN-CCS, PDIR-Now and GPM precipitation data on an hourly, daily and monthly time scale for the region's rainy months over 11 years that were selected by moderate precipitation, standard deviation and coefficient of variation. Comparison of the results obtained from GPM satellite with precipitation data showed that this product has better performance than PERSIANN-CCS and PDIR-Now models on a monthly scale. GPM data on a monthly scale had a MAE index and RMSE 4.66 and 9.70 mm per day, respectively and a correlation coefficient of 0.74; while these values for PERSIANN-CCS and PDIR-Now models were equal to 24.24, 62.03 and 0.36 and 07.09, 13.52, 0.27, respectively. Thus, the GPM satellite precipitation product was provided better performance on a daily scale. Since hourly data was required in flood analysis, then in this paper, precipitation data on an hourly scale was evaluated; the statistical values for GPM satellite were 0.91, 2.66 and 0.06, respectively. In general, among the study precipitation products, GPM precipitation gives better results, although on a daily and hourly scale, the desired results were not obtained compared to the measured data.

    Keywords: Yamchi Dam, Rainfall, Flood month, Bias correction, remote sensing, PDIR-NOW, GMP, PERSIANN-CCS
  • Abbas Pourmeidani *, Hossein Tavakoli Neko, Seyed Mehdi Adnani Pages 333-343

    The aim of this study was to determine the ecological suitability of cultivating five medicinal species of chamomile (Matricaria chamomilla L.), cumin (Cuminum cyminum L.), borage (Echium amoenum Fisch. Et Mey), artichoke (Cynara scolymus L.) and fennel ( Foeniculum vulgare Miller.) Was carried out in 36 plains of the salt lake catchment area as one of the sub-basins of the Central Plateau of Iran. Research methodology includes collection and reconstruction of climatic elements (minimum and maximum temperatures), estimation of agricultural share of water resources separately, estimation of plant water needs, determination of moisture balance, preparation of salinity tolerance layer, preparation of desirability layers and the unfavorable cultivation, finally the overlaying of layers and the production of arable land was suitable for the cultivation of these plants. Chamomile cultivation was considered desirable or very desirable in most agricultural lands of the salt lake catchment area. Cultivation of cumin, Persian cattle, artichoke and fennel in the southeastern lands of the catchment (such as Masileh plains) due to salinity and in western lands (such as Qazvin plains) due to semi-cold stresses It was desirable or undesirable. Cumin cultivation in the northern half and Iranian borage cultivation in the lands of Qazvin and Damavand plains were in a very favorable or favorable situation. Artichoke cultivation in Golpayegan plain was in a very favorable condition. Fennel cultivation in the central plains of the catchment was in a semi-favorable condition. In the eastern regions, water and salinity resources were limited and in the northern regions, the minimum temperature limit was observed for the development of cultivation of these species. The results of this research can be considered in programs to improve the cultivation pattern of the region.

    Keywords: Medicinal plant, Salt-Lake, Cultivation pattern, Modification
  • Seyed Mohammad Tajbakhsh *, Mahdieh Aliabadi, Sholeh Ghollasimod, Moslem Rostampour Pages 345-352

    In order to check the amount interception and also the effect of the amount and intensity of precipitation and the percentage of canopy density of species Petropyrum aucheri, Scariola sp on the amount and percentage of interception in order to be productivie for soil protection in this study at the Faculty of natural resources and environment Birjand at 9 month ( September2019 to June 2020) has been done. Precipitation was measured under the species after each precipitation event. Also, during the autumn to spring, the canopy surface of the species was photographed vertically and their effective area was calculated. Then, the correlation of values, regression analysis and analysis of variance related to each of the parameters in Spss was investigated. According to the results, the highest and lowest percentages interception are equal to 32 and 11 percent, respectively, related to Scariola sp. The total annual interception for Petropyrum aucheri and Scariola sp species was 30/4 and 55/1 mm respectively. The results of regression analysis showed that there is a linear relationship between the amount of precipitation and the amount of interception of the petropyrum aucheri species (R2=0/827). There is a linear relationship between amount interception and percentage density of petropyrum aucheri species (R2=0/73). There is linear relationship between the amount of rainfall with amount interception Scariola sp species (R2=0/63).

    Keywords: interception, Petropyrum aucheri, Scariola sp, birjand
  • Sayad Asghari Saraskanrood *, Mehdi Faal Naziri, Elnaz Piroozi Pages 353-371

    One of the dangers that has occurred in many areas in recent years is the dangers of subsidence. The central plain of Alborz province has also faced a sharp drop in groundwater levels in recent years, which has caused this area to be at risk of subsidence. The purpose of this study is in the first stage of subsidence assessment using radar interferometry technique in SNAP software environment, using the A1 Sentinel image capability and also in relation to zoning of susceptible areas with ARAS multi-criteria algorithm in software environment. Edrisi was implemented in the period of 2016 and 2021. The results of the present study showed that the amount of zero to 300 mm of subsidence has been created in the study area, with the highest amount of subsidence in the central part (Mehrshahr, Khorramdasht, Mohammadshahr) and then in the south. The west is concentrated in Mahdasht. According to the results of subsidence risk zoning; Criteria of water level decline, land use, slope and geology, with weight coefficients of 0.151, 0.147, 0.43 and 0.136, respectively, are the most important factors involved in creating the risk of subsidence of the study area and respectively 55. 135 and 192.28 square kilometers of the area have a very high risk. In addition, the results of the correlation coefficient between the map extracted from the radar interferometry with the water level drop of the wells is 0.89 and with the subsidence zoning map is 0.98. Finally, it can be said that the most important factor involved in increasing the amount and potential of subsidence of the central plain of Alborz province is the excessive use of groundwater and falling water levels.

    Keywords: subsidence, zoning, Radar interferometry, A1 Sentinel image, Groundwate
  • Mahdi Kalanaki, Hadi Ramezani Etedali *, Pieter Van Oel Pages 373-386
    Climate change is one of the ongoing challenges. This phenomenon will affect all parts of the world, including Iran. Therefore, understanding and projecting climate change can be a way forward for future planning in different areas. To do this, the present study applied six general circulation models (GCM) to assess climate change in some stations in northwest, west and southwest of Iran under three different scenarios: RCP2.6 (optimistic), RCP4.5 (middle) and RCP8.5 (Pessimistic) by using LARS-WG during 2021-2100. Based on the results, the highest values were observed under the RCP8.5 scenario and in NorESM1.1, CanESM2 and HadGEM2-ES GCMs for sunhours, and minimum and maximum temperatures, respectively. Compared to the base period: The highest increase in minimum and maximum temperatures have been observed in Aligudarz station during 2081-2100 with 69% and 25%, respectively. Daily average rainfall and Sun hours might enhance 35.4% in Ahvaz during the years 2061-2080 and 9.8% in Parsabad during the years 2041-2060. On the other hand, the lowest daily values compared to the base period were observed in the RCP2.6 and RCP4.5 scenarios in Ahvaz, with a 0.23% decrease in minimum temperature and a 2.93% increase in maximum temperature. Also, compared to the base periods, the daily average precipitation in Parsabad has decreased by 8.63 % and sun hours in Mianeh have reduced to 14.54%. In general, the southwest may experience more precipitation compared to the northwest in the future.
    Keywords: temperature, Precipitation, general circulation models, LARS-WG
  • Nadia Abbaszadeh Tehrani, Milad Janalipour *, Milad Bagheri Pages 387-402

    Drought is a continuous period of lack of rainfall that causes damage and reduced yields in crops and has a direct impact on the quality and quantity of water and agricultural resources in the region. Remote sensing technology is Geographic Information Systems (GIS) are useful tools for processing and interpretation of spatial data and can be used for drought monitoring. The purpose of this study is to determine the most appropriate remote sensing indicators and to present a composite drought index based on the intelligent artificial neural network method. Based on the results, the best remote sensing indicators to determine the risk of drought in the region are vegetation indices, rainfall, and land surface temperature. The results were evaluated based on standardized precipitation index (SPI) values ​​obtained from meteorological stations. Accordingly, the accuracy of the results of the multivariate regression method was R2 = 0.62 and the multilayer perceptron neural network was R2 = 0.91. Therefore, the multilayer perceptron neural network method is more robust than the multivariate regression method to create a more accurate hybrid drought index. According to the results, there is a potential for monthly drought in most areas of Kermanshah province. Moreover, the annual drought potential is observed in the eastern regions of the province. Islamabad, Songor, and Harsin are cities with a low risk of drought.

    Keywords: environment, remote sensing, Artificial Neural Network, satellite imagery, Drought Index
  • Soroush Barkhordari, Melika Ebrahim Najari, Seyed Mehdy Hashemy Shahdany * Pages 403-417

    This study determined the surface and groundwater resources portions aimed at identifying the contribution of water resources in an irrigation district by simulating the process of surface water distribution in irrigation canals, spatial analysis of water distribution. The Abshar irrigation district located in Isfahan city was selected as a case of this study. The simulation of water distribution within the canals was performed by the development of an integral-delay simulator model in the MATLAB, and the spatial analysis of the water distribution adequacy index was performed in the GIS. The water requirement of the crop pattern products was also estimated using the NETWAT program. The main and sub-canals' simulation results indicate a frequently decreasing of water delivery adequacy from upstream to downstream units, especially under the water shortage scenarios, indicating the poor efficient management of water distribution in the canal district. The spatial analysis of irrigation water distribution adequately indicated the inefficiency of surface water delivery and the main reason for the increase in the number of wells drilled by farmers within the irrigation district. Subsequently, by determining the amount of surface water portion in the second and tertiary agricultural area and analyzing the operation information of wells located in the irrigation district, the tables of the contribution of surface and groundwater resources were performed separately for the secondary and tertiary irrigated units. The results of this study provide the basis for implementing the water accounting system, with the portion of surface and groundwater resources within the irrigation district.

    Keywords: Distribution, Delivery Simulation, Spatial Analysis of Surface Water Distribution, Water Accounting, Irrigation District
  • Farhad Behzadi, Saman Javadi *, Hossein Yousefi, Ali Moridi, Seied Mehdy Hashemy Shahdany Pages 419-436

    Groundwater is the most valuable water resources in any region and in many arid and semi-arid regions of the world, such as Iran, is the main source for drinking and agricultural needs. In recent years, with the increase in population and as a result of increasing withdrawals from aquifers and climate change, many of aquifers are in poor condition, and these conditions continue or are deteriorating. In this study, in order to determine the effect of climate change on groundwater drought on the aquifer of Shahrekord plain, the output of CMIP6 models and SPI and GRI drought indices have been used. Simulations of GFDL-ESM4 model show that the average rainfall by 2050 in Shahrekord plain, under scenario SSP1-2.6 will increase by 4.85 mm and under scenario SSP5-8.5 will decrease by 21.34 mm. In order to determine the effect of climate change on the aquifer of Shahrekord plain, a regression relationship between the two indices of SPI and GRI in six selected piezometers has been used. The results show that droughts with higher intensity and duration will occur in the region and more than 60 percent of the future period of Shahrekord plain aquifer will be in drought conditions and the most severe drought under SSP1-2.6 scenario will last 52 months and its severity will be 59.32 and under the SSP5-8.5 scenario the most severe drought will last 70 months and its severity will be 86.59.

    Keywords: climate change, Drought, GRI, Ground water, SPI
  • Peyman Akbarzadeh, Shima Nikoo * Pages 437-459

    Most of the water needs in arid and semi-arid regions is supplied through groundwater, so it is important to study the quantitative and qualitative changes of these waters and the factors affecting them. Land use changes can cause changes in groundwater quality. Here, land use changes in the period 2003 to 2020 in Damghan watershed were studied using Landsat 8, 7 and 5 satellite images, eCognition software and GIS. 1760 wells data in Semnan province were used for intermediation and accurate preparation of groundwater quality maps and extraction of geostatistical maps. Also, the information of 58 deep wells inside the watershed was used to analyze and study the groundwater quality changes. The results showed that the area of rangelands, forests and agricultural lands decreased and the area of gardens, urban areas, barren lands and surface water resources (due to the construction of the dam) increased. During this period, groundwater quality changes included Cl increased by 1.01 mEq, SO₄-2, decreased by 0.34 mEq, HCO3- increased by 0.46 mEq, Mg increased by 0.32 mEq, Ca decreased by 2.25 mEq, Na increased 3.58 mEq, electrical conductivity increased  by 44.81 μmohs / cm, Total dissolved solids increased by103.88 mg / l and pH increased by 0.09. These changes were evaluated with R software and the results showed that changes in groundwater quality are related to land use changes.

    Keywords: land use changes, interpolation, remote sensing, Water quality, R software