فهرست مطالب

پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز
پیاپی 26 (پاییز و زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/09
  • تعداد عناوین: 20
|
  • فاطمه دادده، رئوف مصطفی زاده*، اباذر اسمعلی عوری، سید سعید راثی نظامی، اردوان قربانی صفحات 1-9

    مقدمه و هدف:

     ارزیابی توزیع زمانی بارش در ماه های مختلف سال می تواند در تعیین رژیم بارش و یا خشکسالی مورد استفاده قرار گیرد. شاخص فصلی بودن به توزیع بارش در ماه های مختلف سال می پردازد و آمار دورانی برای ارزیابی داده هایی با الگوی وقوع متفاوت در یک بازه زمانی به کار می رود. در روش آمار دورانی، زمان وقوع رویداد بر اساس زاویه در مقیاس بازه رویداد مورد مطالعه تعیین می شود.

    مواد و روش ها

    هدف پژوهش حاضر، محاسبه شاخص فصلی بودن بارش، با استفاده از روش آمار دورانی در 28 ایستگاه باران سنجی وزارت نیرو استان اردبیل در طول دوره آماری 30 ساله است. بر اساس روش آمار دورانی شاخص فصلی بودن مقادیر بارش ماهانه، انحراف استاندارد و انحراف استاندارد در ماه محاسبه شد.

    یافته ها

    با توجه به نتایج به دست آمده مقدار شاخص فصلی بودن در 8 ایستگاه باران سنجی پل الماس، کوزه تپراقی، نیر، لای، سرعین، سیاه پوش، نیور و یامچی بیش تر از یک است، به عبارتی وقوع بارش در این ایستگاه ها کاملا فصلی است. هم چنین نتایج نشان داد که ارتباطی میان مقادیر متوسط بارش سالانه و شاخص فصلی بودن وجود ندارد. بر اساس مقادیر شاخص فصلی بودن می توان دوره های مرطوب و نیز توزیع زمانی وقوع بارش در ماه های مختلف سال را تعیین نمود، هم چنین شاخص فصلی بودن در تعیین تداوم خشکسالی ها کاربرد دارد.

    نتیجه گیری

    در محاسبه شاخص فصلی بودن با استفاده از آمار دورانی، توزیع ماهانه و فصلی مقادیر بارش را در طول سال بیان می کند. علاوه بر این، محاسبه عددی شاخص مذکور در یک دوره طولانی مدت می تواند درک جامع تری از توزیع بارش ارایه دهد. تعیین توزیع زمانی مقادیر بارش در ماه ها و فصول مختلف سال امکان پیش بینی تغییر در بیلان آب، تعیین الگوی کشت و یا در مقیاس زمانی کوچک تر پیش بینی سیلاب و خشکسالی را فراهم نماید.

    کلیدواژگان: الگوی توزیع، آمار جهت دار، بارش فصلی، تمرکز بارش، توزیع فصلی
  • محمدتقی آوند، حمیدرضا مرادی*، مهدی رمضان زاده لسبویی صفحات 10-20
    مقدمه و هدف

    سیلاب یکی از مهمترین بلای طبیعی بوده که بیشترین خسارت را به بخش های زیرساختی وارد می کند و تا حد زیادی بر فعالیت های اقتصادی و اجتماعی افراد تاثیر می گذارد. از وقوع این پدیده نمی توان جلوگیری کرد ولی با انجام اقداماتی می توان اثرات ناشی از آن را تا حد زیادی کاهش داد. یکی از روش های مدیریتی برای کاهش خسارت ناشی از سیلاب، شناسایی مناطق آسیب پذیر می باشد. هدف از این پژوهش تعیین مناطق آسیب پذیر حوزه آبخیز تجن با استفاده از یک رویکرد جدید می باشد.

    مواد و روش ها

    از این رو، در این پژوهش با هدف شناسایی مناطق آسیب پذیر از سیلاب در چهار بعد اقتصادی، اجتماعی-فرهنگی، ساختاری-فیزیکی و سیاست گذاری-نهادی از "روش بهترین بدترین (BWM)" که مبتنی بر برنامه ریزی خطی است، برای وزن دهی شاخص ها استفاده شد.به منظور رتبه دهی معیارها، آزمون فریدمن بکار گرفته شد. جامعه آماری تحقیق، روستاهای در معرض خطر سیل در حوزه آبخیز تجن در استان مازندران می باشند. برای این کار 208 پرسشنامه به صورت تصادفی توسط ساکنین 40 روستا تکمیل گردید. برای انجام تحقیق حاضر به منظور تجزیه تحلیل پرسشنامه ها و اجرای روش BWM به ترتیب از نرم افزار SPSS16 و مدل بهینه سازی Lingo18 استفاده شده است.

    یافته ها

    نتایج آزمون آماری فریدمن نشان داد که از نظر پاسخگویان تفاوت معناداری (Sig = 0.00) بین معیارهای مورد بررسی در این پژوهش وجود دارد و معیار اقتصادی با رتبه 2/85 دارای بالاترین اهمیت نسبت به سه معیار دیگر می باشد. همچنین نتایج وزن دهی شاخص ها با استفاده از روش BWM که مبتنی بر ارجحیت بهترین و بدترین می باشند نیز نشان داد که در بعد اقتصادی شاخص وابستگی به درآمد کشاورزی (0/284)، در بعد ساختاری-فیزیکی شاخص وجود راه های ارتباطی (جاده و پل) مناسب (0/243)، در بعد سیاست گذاری نیز شاخص تخریب منابع طبیعی (0/379) و در بعد اجتماعی-فرهنگی شاخص دسترسی به مراکز بهداشتی و درمانی (0/391) دارای بالاترین وزن بوده و از لحاظ پاسخگویان تاثیر زیادی در آسیب پذیری ساکنین به سیلاب دارد. همچنین، در این پژوهش مقدار شاخص ناسازگاری نیز کمتر از 0/1 بوده است که نشان دهنده دقت خوب مدل BWM در وزن دهی شاخص های آسیب پذیری می باشد.

    نتیجه گیری:

     به منظور کاهش هزینه ها و نیز کاهش پیچیدگی ناشی از تعداد زیاد معیار و زیرمعیار موثر بر آسیب پذیری یک منطقه به سیلاب استفاده از روش های تصمیم گیری چند معیاره جدید مبتنی بر برنامه ریزی خطی تاکید می شود.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی خطی، حوزه آبخیز تجن، خطر سیل، روش تصمیم گیری چندمعیاره، مدیریت سیلاب
  • سید حمیدرضا صادقی*، مصطفی ذبیحی سیلابی، آزاده کاتبی کرد، رئوف مصطفی زاده صفحات 21-33

     مقدمه و هدف:

     ارزیابی اثر اقدامات مدیریتی مبتنی بر قابلیت اراضی در مناطق اولویت دار به منظور حفظ منابع طبیعی و جلوگیری از اثرات نامطلوب وقایع بارشی در راستای مدیریت جامع منابع آبخیز ضروری است. درعین حال از تغییرات سریع و نابجای کاربری اراضی جلوگیری کرده و منجر به ارتقای خدمات بوم سازگان می شود. باوجوداین، ارزیابی اثر اقدامات مدیریتی بر تغییرات فرسایش خاک طی رگبارهای متعدد با تمرکز بر زیرآبخیزهای اولویت دار، کم تر موردتوجه قرارگرفته است. از همین رو پژوهش حاضر باهدف برآورد و تحلیل پویایی فرسایش خاک رگبار تحت تاثیر اقدامات مدیریتی مبتنی بر قابلیت اراضی در زیرآبخیزهای اولویت دار حوزه آبخیز گلازچای انجام شد.

    مواد و روش ها

    برای دست یابی به اهداف پژوهش حاضر، ابتدا با توجه به نتایج روش الگوریتم امتیازدهی Borda زیرآبخیزهای اولویت دار با مساحت نسبی حدود 34 درصد مشخص شدند. سپس تغییرپذیری فرسایش خاک در 38 رگبار به وقوع پیوسته در سال های اخیر قبل و بعد از اعمال قابلیت اراضی در زیرآبخیزهای مذکور و هم چنین آبخیز با استفاده از رابطه جهانی هدررفت خاک اصلاح شده ارزیابی شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد میزان فرسایش خاک رگبارهای مطالعاتی در محدوده 0/012 تا 0/028 تن بر هکتار بر رگبار متغیر است. بااین حال با لحاظ اقدامات مدیریتی مبتنی بر توان بوم شناختی در زیرآبخیزهای اولویت دار میزان فرسایش خاک تمامی رخدادهای مطالعاتی در خروجی حوزه آبخیز در حدود هفت تا 14 درصد و در خروجی زیرآبخیزهای اولویت دار در اغلب رگبارهای موردمطالعه در حدود دو تا 34 درصد کاهش داشته است. با این حال انجام قابلیت اراضی در اواخر زمستان و اوایل بهار باعث افزایش میزان فرسایش خاک نسبت به شرایط اولیه در زیرآبخیزهای میلان 1، میلان 2 و گزن 1 در حدود دو الی شش درصد بوده است که می توان آن را با تراکم کم پوشش گیاهی در زمان وقوع رگبارهای مذکور مرتبط دانست. هم چنین نتایج نشان داد بیش ترین میزان کاهش فرسایش خاک در رخدادهای با میزان بارندگی پنج تا هشت میلی متر اتفاق افتاده و اثرگذاری اقدامات مدیریتی در رخدادهای بیشینه کم تر از رخدادهای متوسط بوده است.

    نتیجه گیری

    نتایج پژوهش حاضر نشان داد در صورت انجام اقدامات مدیریتی اصلاح کاربری در سطح شش درصد از زیرآبخیزهای اولویت دار، فرسایش خاک حاصل از رگبارهای مطالعاتی در خروجی حوزه آبخیز حدود 14 درصد کاهش خواهد یافت. یافته های این پژوهش می تواند الگوی مدیریتی مناسب برای برنامه ریزان و سیاست گذاران، در راستای اعمال سناریوهای مدیریتی در مناطق با اولویت بالا را ارایه نماید.

    کلیدواژگان: استعداد اراضی، توان بوم شناختی، رفتار فرسایشی، مدیریت موثر آبخیز، مقیاس رگبار
  • محمدرضا اوجانی، مهدی قاجار سپانلو*، محمدعلی بهمنیار، مجید دانش صفحات 34-42
    مقدمه و هدف

    رسوبات ناشی از خاک های فرسایش یافته بر اساس مقدار مواد و عناصر همراه خود اثرات متفاوتی بر محیط دارند. نیتروژن از جمله عناصر غذایی مهمی است که در کشاورزی مصرف زیادی دارد و مصرف بیش از اندازه آن باعث کاهش کیفیت آب ها می شود.

    مواد و روش ها

    هدف این پژوهش اندازه‏ گیری و مقایسه آلودگی نیتروژن خاک در کاربری‏ های اراضی مختلف و رابطه آن با آلودگی زهکش هر کاربری در هنگام بارندگی شدید در حوضه رودخانه بستانکار واقع در شهر شیرود از توابع شهرستان تنکابن استان مازندران است. به این منظور از خاک شش کاربری جنگل، باغ پرتغال، باغ کیوی، باغ گل و گیاه زینتی، کشت برنج و چای در دو فصل بهار و زمستان نمونه برداری شد. سپس از زهکش خارج شده از این اراضی نمونه آب برداشت شد. در نهایت برای بررسی وضعیت رودخانه بستانکار در طول رودخانه از 15 نقطه نیز نمونه آب برداشت شد. مقدار نیتروژن کل، محلول و چسبیده به ذرات در نمونه های آب و خاک اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که مقادیر نیتروژن در زهکش ‏ها در بهار نسبت به زمستان در برخی نقاط افزایش دو تا سه برابری داشته است که علت این موضوع را می توان به فعالیت‏ هایی کشاورزی مانند کودهی و شخم در این بازه زمانی نسبت داد. بیشترین و کمترین غلظت نیتروژن در بهار مربوط به اراضی تحت کشت گل و جنگل به ترتیب معادل 6/60  و 0/30 میلی گرم بر لیتر بود.

    نتیجه گیری

    برای کنترل خروجی نیتروژن و آلودگی نیتروژن در خاک حوضه مورد مطالعه بایستی میزان مصرف کودهای نیتروژنی در منطقه بر اساس نیاز گیاه و نتایج آزمون خاک انجام گردد.

    کلیدواژگان: آلودگی، جنگل، کودهای نیتروژنی، کیوی، محیط زیست
  • مرتضی عیوضی، نازیلا علایی، رئوف مصطفی زاده* صفحات 43-57

    مقدمه و هدف :

    برآورد بار رسوب معلق ایستگاه های هیدرومتری نیازمند درک درست تغییرات مکانی و زمانی رسوب است. تغییرات و اثرپذیری هم زمان دبی و رسوب از تغییرات بارش از مواردی است که به ندرت مورد توجه قرار گرفته است. لذا، در این پژوهش تغییرات در شیب منحنی روند و نیز همبستگی نموداری مقادیر ماهانه و سالانه رواناب، رسوب ماهانه و سالانه نسبت به مقادیر بارندگی در شش ایستگاه شامل آتشگاه، پل سلطانی، نیر، عموقین، ویلادرق و نوران واقع در دامنه کوهستان سبلان در استان اردبیل، در یک دوره 20 ساله با استفاده از منحنی جرم مضاعف مورد ارزیابی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    برای رسم و تحلیل منحنی جرم مضاعف، داده های ماهانه بارش، رواناب و رسوب جریان در یک دوره همزمان محاسبه و تجمعی شد. شیب منحنی روند (STC) برای تعیین افزایش رواناب بر مبنای بارش و غلظت رسوب بر مبنای رواناب مورد استفاده قرار گرفت. تغییر شیب و نیز آزمون معنی داری در تغییرات منحنی های تجمعی بارش-رواناب و بارش-رسوب مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه تحلیل های تغییر شیب، عامل کاهشی و ضریب تبیین روی نتایج انجام شد. همچنین از روش ترسیمی تیلور برای ارزیابی همبستکی میان سری های زمانی بارش، رواناب و رسوب موردمطالعه استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج مقادیر تغییرات رواناب و رسوب در طول دوره آماری موجود ایستگاه های هیدرومتری نشان داد که به جز ایستگاه نیر، یکنواختی مقادیر رسوب و رواناب در طول دوره آماری وجود دارد. در صورتی که در ایستگاه نیر در تمامی سال های مورد بررسی دارای بیش ترین مقادیر رواناب و رسوب بوده است. نتایج نمودار جرم مضاعف نشان داد که ایستگاه های نیر، پل سلطانی و آتشگاه روند تغییرات شیب منحنی در طول دوره آماری ثابت بوده، مقدار رسوب و رواناب متناسب با مقدار بارش است. اما در ایستگاه ویلادرق و نوران تغییرات روند رسوب و رواناب نسبت به بارندگی مشاهده شد. هم چنین در ایستگاه های آتشگاه و نوران داده ها در سال های اولیه فاقد روند تغییرات بوده اند در سال 1379 و 1384 برای ایستگاه آتشگاه و سال 1386 برای ایستگاه نوران این روند کاهش پیدا کرده است.

    نتیجه گیری

    تحلیل نمودارهای تیلور نشان داد که همبستگی میان داده های بارش و رواناب و رسوب در دامنه صفر تا حدود 0/4 است. تشابه نسبی ضریب تغییرات رواناب و رسوب را می توان با تغذیه رودخانه ها از ذوب برف، مقیاس زمانی سالانه تحلیل ها و نیز پوشش گیاهی مناسب منطقه مورد مطالعه مرتبط دانست. بر اساس تحلیل نمودارهای تیلور، مقادیر انحراف معیار داده های رسوب در همه ایستگاه ها در یک محدوده مشابه قرار دارد. علاوه براین، در همه ایستگاه ها مقادیر انحراف معیار داده های رسوب از انحراف معیار داده های رواناب جریان بیش تر بوده است.

    کلیدواژگان: تغییر رژیم جریان، رسوب معلق، شیب منحنی روند، نمودار جرم مضاعف
  • حلیمه پیری*، مجتبی مبارکی، صالح سیاسر صفحات 58-68
    مقدمه و هدف

    یکی از اقدامات اساسی برای رسیدن به مدیریت بهینه منابع آب، مدل سازی و پیش بینی سطح ایستابی چاه ها است. کنترل سطح ایستابی با استفاده از چاه های مشاهده ای، منبع اصلی اطلاعات جهت بررسی تنشهای هیدرولوژیکی محسوب میشود. با استفاده از داده های روزانه و ماهانه چاه ها میتوان نوسانات سطح آب را بررسی نمود و این بررسی ها به منظور درک رفتار منابع آب زیرزمینی در دراز مدت و اخذ هر گونه تصمیم مدیریتی لازم میباشد. با توجه به اهمیت پیشبینی تراز آب زیرزمینی، یافتن روشی مناسب در این خصوص دارای اهمیت میباشد. در سالهای اخیر کاربرد سامانه های هوشمند برای پیش بینی تراز آب زیرزمینی به سرعت رو به افزایش است که دلیل این امر به آسانی کاربرد و دقت بالای این مدل ها در تقریب معادله های غیرخطی و پیچیده ریاضی می باشد. هدف از این پژوهش پیشبینی سطح ایستابی آب زیرزمینی دشتستان بوشهر به کمک مدلهای شبکه عصبی مصنوعی، مدل ماشین بردار پشتیبان و درخت تصمیم میباشد.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق از مدلهای شبکه عصبی مصنوعی، مدل ماشین بردار پشتیبان و درخت تصمیم برای تخمین تراز آب زیرزمینی دشت دشتستان استفاده شد. همچنین از روش زمین آمار برای بررسی تغییرات مکانی آب زیرزمینی استفاده شد. داده های مورد استفاده شامل تراز ماهانه سطح ایستابی 50 حلقه چاه موجود در آبخوان دشت طی یک دوره آماری ده ساله از سال 1388 تا 1397 بود. برای بررسی نتایج مدل های مذکور از معیارهای ارزیابی مجذور میانیگن مربعات خطا، میانگین مطلق خطا و ضریب تبیین R2 استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد هر سه روش دقت بالایی در شبیه سازی تراز سطح ایستابی داشتند. روش شبکه عصبی مصنوعی با داشتن R2 بالاتری (0/993)، کمترین مجذور میانگین خطا (0/29) و کمترین میانگین مطلق خطا (0/024) به عنوان روش برتر برای پیش بینی سطح ایستابی انتخاب شد. پهنه بندی با روش کریجینگ نشان داد که سطح آب زیرزمینی در بیشتر نقاط دشت در دوره مطالعه افت داشته است. حداکثر این افت معادل 10 متر بود.

    نتیجه گیری

    نتایج مدل سازی روش ها و نتایج آماره های ارزیابی مدل، نشان دهنده عملکرد خوب مدل ها در برآورد سطح ایستابی آب زیرزمینی است اما با توجه به مقایسه ضریب تبیین مدل ها در این تحقیق نشان داده شد که روش شبکه عصبی مصنوعی دقت بالاتری در پراکنش داده های موجود دارد و مقادیر محاسبه شده نسبت به مقادیر مشاهداتی مدل شبکه عصبی مصنوعی نسبت به دو مدل دیگر، اختلاف کمتری داشتند. در مجموع نتایج تحقیق نشان داد که روش شبکه عصبی مصنوعی دارای دقت بالاتری در تخمین میزان تراز آب زیرزمینی می باشد.

    کلیدواژگان: درخت تصمیم، دشتستان، شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان
  • فاطمه حیدری چناری، رامین فضل اولی*، اسماعیل نیکزاد تهرانی صفحات 69-81
    مقدمه و هدف

    سیل یکی از اصلی ترین بلایای طبیعی است که در سال های اخیر مناطق مختلف کشور را تحت تاثیر قرار داده و موجب خسارات فراوانی شده است. دانشمندان همواره روش های مختلفی در جهت شناخت بزرگی و زمان وقوع سیل و برآورد ارتفاع رواناب ابداع کرده اند. مدل های بارش رواناب از جمله ابزارهای کاربرد و توانمند در دستیابی به خصوصیات سیلاب می باشند. هدف از انجام این پژوهش، واسنجی و اعتبارسنجی مدل HEC-HMS و همچنین شبیه سازی سیل به صورت تک واقعه در حوزه آبخیز تجن بوده است.

    مواد و روش

    در این پژوهش ابتدا متغیرهای بارش و دما وارد مدل شد، سپس مدل براساس 3 واقعه منفرد واسنجی و پارامترهای آن محاسبه شد، همچنین پارامترهای شماره منحنی (CN) و سطوح نفوذناپذیر، در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) تجزیه و تحلیل و در نهایت براساس یک واقعه منفرد دیگر، اعتبارسنجی مدل انجام شد و صحت و دقت آن برآورد گردید. هیدروگراف های ایجاد شده از سناریوهای پارامترهای مدل تنظیم یافته، با هیدروگراف مدل مشاهداتی ایستگاه کردخیل مورد مقایسه قرار گرفت.

    یافته ها:

     نتایج واسنجی براساس وقایع انتخابی نشان داد که داده های شبیه سازی شده با داده های مشاهده ای، همبستگی بالایی دارد (R>0.9). همچنین نتایج اعتبارسنجی با استفاده از آزمون ضریب همبستگی و t استیودنت نشان داد که ضریب همبستگی دبی مشاهداتی و شبیه سازی برابر 0/9 می باشد که معنی داری قابل ملاحظه ای را نشان می دهند. آنالیز حساسیت مدل به منظور تعیین مقدار دقیق یک پارامتر حساس به ازای تغییرات افزایش و کاهش 20 درصدی پارامترها انجام شد. نتایج آنالیز حساسیت مدل نشان داد پارامتر شماره منحنی و مقدار تلفات اولیه دارای حساسیت بالایی می باشند به طوری که در بازه 20- تا 20+ درصد تغییر پارامتر شماره منحنی و تلفات اولیه به ترتیب، مقدار حساسیت مدل از 2/33- تا 7/15 و از 0/79 تا 0/73- تغییر می کند. از سوی دیگر نتایج شبیه سازی مدل نشان داد که بهترین تابع هدف برای برآورد دبی اوج سیلاب درصد خطای دبی اوج (Percent Error Peak) می باشد که مدل با اختلاف 0/8 درصد دبی اوج را در ایستگاه کردخیل پیش بینی نمود. همچنین تابع هدف درصد خطای حجم جریان Percent Error Volume  به عنوان بهترین برآورد کننده حجم سیلاب با اختلاف صفر، تعیین شد.

    نتیجه‎‎ گیری:

     به طور کلی نتایج نشان داد که به کارگیری سیستم مدل هیدرولوژیکی به همراه سیستم اطلاعات جغرافیایی، برای تبدیل بارش به رواناب، شبیه سازی سیلاب و پیش بینی دبی اوج و حجم سیلاب بسیار کارآمد است و نتایج به دست آمده قابل استناد می باشند. بنابراین می توان از مدل های نهایی در مدیریت حوزه های آبخیز استفاده نمود.

    کلیدواژگان: بارش-رواناب، سیل، شبیه سازی، وقایع منفرد، HEC-HMS
  • جمال مصفایی*، فرامرز سرفراز، امین صالح پور جم، محمودرضا طباطبایی صفحات 82-92

     مقدمه و هدف:

     مشارکت مردم در طرح های توسعه آبخیز عامل مهمی در موفقیت و یا شکست آنهاست. براین اساس در هر حوضه آبخیز برای اتخاذ تدابیری در راستای رفع موانع مشارکتی مردم، شناسایی عوامل موثر بر ضعف مشارکت مردمی ضروری است. از مهم ترین اقداماتی که می توان در راستای رفع موانع مشارکت جوامع محلی در طرح های آبخیزداری به انجام رساند، شناسایی، دسته بندی و رتبه بندی عواملی است که باعث ضعف مشارکت آنها در این طرح ها می شود. هدف اصلی این تحقیق، شناسایی و اولویت بندی عوامل موثر بر ضعف مشارکت جوامع روستایی در طرح های آبخیزداری (انواع عملیات بیولوژیک، مکانیکی، بیومکانیکی و مدیریتی) حوضه نینه رود در استان قزوین است. همچنین مقایسه ای نیز بین دیدگاه کارشناسان و جوامع محلی درباره میزان اهمیت این عوامل انجام شد.

    مواد و روش ها

    حوزه آبخیز نینه رود با مساحت 12336 هکتار در 30 کیلومتری شمال شرق قزوین واقع شده است. مطالعات تفصیلی-اجرایی این حوضه در سال 1386 به تصویب کمیته فنی اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان قزوین رسیده و طی سال های 1389 تا 1396 انواع طرح های بیولوژیک، مکانیکی، بیومکانیکی و مدیریتی در آن اجرا شده است. شناسایی عوامل موثر بر ضعف مشارکت مردمی در طرح های آبخیزداری حوضه نینه رود بر اساس پرسش از کارشناسان و مراجعه به منطقه و مصاحبه حضوری با ساکنان و بهره برداران منطقه و نیز مطالعات کتابخانه ای انجام شد. در تحقیق حاضر این عوامل به چهار شاخص اصلی مدیریتی، اقتصادی، اجتماعی و آموزشی - ترویجی طبقه بندی شدند که دربردارنده 18 زیرشاخص شناسایی شده است. در این پژوهش ابزار اندازه گیری و جمع آوری داده ها پرسش نامه بود و بر این اساس دو نوع پرسش نامه مقایسات زوجی و طیف لیکرت طراحی و روایی آنها توسط گروه خبرگان تایید شد. برای اطلاع از دیدگاه جوامع محلی درباره میزان اهمیت این عوامل، از بین 1323 سرپرست خانوار موجود در حوضه، مطابق با فرمول کوکران تعداد 298 نمونه انتخاب و پرسش نامه ها تکمیل شد. همچنین برای اطلاع از دیدگاه کارشناسان پرسش نامه ها توسط 19 کارشناس خبره تکمیل شد. پایایی پرسش نامه ها توسط آزمون آلفی کرونباخ مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه شاخص ها و زیرشاخص های موثر بر ضعف مشارکت مردمی در طرح های آبخیزداری به ترتیب با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی و آزمون فریدمن اولویت بندی شدند.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که از دیدگاه هر دو گروه خبرگان و مردم شاخص های مدیریتی و اقتصادی از اهمیت بیشتری نسبت به شاخص های اجتماعی و آموزشی-ترویجی در آبخیز نینه رود برخوردارند. نتایج همچنین بیان گر اختلاف نظر دو دیدگاه درباره میزان اهمیت بعضی از زیرشاخص ها بود. از دیدگاه کارشناسان زیرشاخص های "عدم تخصیص کامل اعتبارات اجرایی در زمان مقرر" و "اختلافات محلی و قومی" با میانگین رتبه به ترتیب 13/72 و 7/03، بیشینه و کمینه اهمیت را دارند درحالی که آبخیزنشینان زیرشاخص های "عدم تطابق طرح های پیشنهادی با نیازهای مردم" و "عدم تخصیص کامل اعتبارات اجرایی در زمان مقرر" را با میانگین رتبه به ترتیب 14/96 و 3/98 به عنوان زیرشاخص های دارای بیشترین و کمترین اهمیت معرفی نموده اند. همچنین از دیدگاه هر دو گروه سه زیرشاخص شامل عدم طراحی طرح های چندمنظوره، تمرکز قدرت تصمیم گیری در مرکز و عدم به کارگیری نیروی محلی در اجرای طرح ها (اشتغال زایی)، ازجمله مهم ترین زیرشاخص های موثر بر ضعف مشارکت مردم در طرح های آبخیزداری حوضه نینه رود می باشند.

    نتیجه گیری:

     بطورکلی نتایج این تحقیق نشان داد که دیدگاه کارشناسان و مردم محلی درباره بعضی از موانع مشارکت مردمی یکسان ولی در مواردی دارای اختلافات فاحشی است. بنابراین پیشنهاد می شود برای همگرایی دیدگاه های این دو گروه، تصمیم گیری در خصوص طرح های آبخیزداری بصورت گروهی و با حضور جوامع محلی در سرلوحه برنامه کارشناسان و طراحان طرح های آبخیزداری قرار گیرد.

    کلیدواژگان: تحلیل سلسله مراتبی فازی، تصمیم گیری چندمعیاره، طرح آبخیزداری، مشارکت مردمی
  • فاطمه صفری سوخته کلایی، رضا نوروز ولاشدی*، مجتبی خوش روش صفحات 93-104
    مقدمه و هدف

    مدیریت آب در حوضه های آبی با توجه به کمبود ایستگاه های داده برداری به سختی امکان پذیر است. امروزه شبیه سازی بارش-رواناب با مدل های مختلف به مدیریت منابع آبی موجود کمک خواهد کرد. لذا استفاده از مدل های هیدرولوژی که با حداقل داده ها امکان شناخت و مدیریت حوضه را فراهم می کنند، می تواند روشی مناسب باشد.

    مواد و روش ها:

     در این تحقیق به منظور شبیه سازی رواناب ناشی از بارش و بررسی مکانیسم تشکیل رواناب و جریان خروجی در حوضه آبریز سد شهید رجایی واقع در شهرستان ساری، از مدل HBV-light با داده های موجود از سال 1981 تا سال 2015 استفاده شد. از 70 درصد داده های سری زمانی در مرحله واسنجی (1981-2005) و حدود 30 درصد آن (2006-2015) در مرحله صحت سنجی استفاده شد. همچنین عملکرد آن تحت شرایط تغییر اقلیم با دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5  در دو بازه زمانی آینده نزدیک (2016-2040) و آینده دور (2041-2065) مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها: 

    نتایج نشان داد افزایش دما به ترتیب در دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 به مقدار 11/5 و 13/9 درصد در آینده نزدیک و به ترتیب 13/9 و 24/2 درصد در آینده دور بوده است. همچنین میزان بارش در دو سناریوی اقلیمی RCP2.6 و RCP8.5  در آینده دور و آینده نزدیک حدود 58 درصد کاهش خواهد یافت. نتایج خروجی مدل نشان داد اثر سناریوهای اقلیمی بر دبی های اوج در آینده نزدیک (2016-2040) افزایشی و در آینده دور (2041-2065) کاهشی خواهد بود. اختلاف میانگین دبی های اوج در پنجره زمانی آینده نسبت به دوره پایه در سطح اعتماد 95 درصد (آزمون کروسکال والیس) معنی دار بوده است. به ترتیب در دو سناریوی اقلیمی RCP2.6 و RCP8.5 در آینده نزدیک 36 و 28 درصد افزایش و در آینده دور 12 و 3 درصد کاهش خواهد یافت. بررسی توزیع احتمالاتی داده ها نشان داد مقادیر دبی اوج از تابع ویبول نوع سوم پیروی می کند. این تغییرات در دبی های اوج با توجه به تغییر توزیع آماری احتمال رخداد پدیده های حدی (دبی های اوج شدید) را افزایش خواهد داد. لذا وقوع بارش های حدی و دبی های اوج شدیدتر با دور بازگشت کمتری رخ خواهد داد.

    نتیجه گیری:

     در مجموع، این نتایج حاکی از آن است مدیریت، بهره برداری و نگهداری از منابع آبی تجمیع شده در محل سد شهیدرجایی با چالش جدی روبرو خواهد شد. لذا پیشنهاد می شود ضمن بررسی دقیق تر و مقایسه با نتایج دیگر مدل های هیدرولوژیکی سناریوهای حدی پیش رو در مدیریت حوضه آبریز اعمال شود.

    کلیدواژگان: بارش، پیش یابی، تغییر اقلیم، حوضه آبریز، رواناب، RCP
  • مهران نصیری*، مجتبی محمدزاده، مجید لطفعلیان، آیدین پارساخو صفحات 105-114

    مقدمه و هدف:

     در استان های شمالی کشور مخصوصا استان مازندران، گیلان و گلستان بدلیل ساخت جاده های جنگلی میزان درصد زمین لغزش به طور نسبی زیاد است. با توجه به اهمیت حفظ و نگهداری نگهداری جاده در مدت اجرای طرح تنفس جنگل، پهنه بندی مناطق مستعد از نظر وقوع لغزش و رانش و تهیه نقشه هایی با خطر بالای وقوع لغزش ضروری بنظر می رسد. از آنجایی که اثرات طرح تنفس کمتر مورد بررسی قرار گرفته است این مطالعه بدنبال بررسی بیشتر تاثیر طرح تنفس بر حفاظت و نگهداری جاده های جنگلی می باشد. بنابراین هدف از این مطالعه مکانیابی دقیق مناطق پرخطر وقوع لغزش و رانش در اطراف جاده های جنگلی با در نظر گرفتن نقاط کنترل زمینی و مدلسازی عوامل موثر بر وقوع لغزش و رانش در اطراف جاده های جنگلی می باشد.

    مواد و روش ها

    جنگل دارابکلا در جنوب شرقی ساری به منظور این پژوهش انتخاب شد. ابتدا عوامل مهم و موثر بر وقوع زمین لغزش در منطقه شناسایی شد. سپس لایه های شیب، جهت شیب، شبکه جاده و بافر فاصله از جاده، خاک، خطوط گسل و آبراهه ها با استفاده از نرم افزار QGIS ver. 3.61 تهیه شد. همچنین نقاط کنترل زمینی (GCPs) از مناطق مستعد لغزش و همچنین لغزش های انجام شده بصورت جداگانه در منطقه مورد مطالعه به وسیله دستگاه GPS ثبت و سپس در محیط QGIS رقومی شد. اولویت بندی با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی انجام و پس از اعمال وزن لایه ها و طبقه بندی مجدد نقشه نهایی پهنه بندی بدست آمد.

    یافته ها

    بر اساس نتایج بدست آمده 29/71 و 35/28 درصد از مساحت منطقه به ترتیب دارای خطر خیلی کم و کم از نظر وقوع زمین لغزش هستند. 21/75 درصد مساحت منطقه دارای خطر متوسط، 10/89 درصد مساحت منطقه معادل 289 هکتار دارای خطر زیاد و 2/37 درصد منطقه که معادل حدود 63 هکتار منطقه است دارای خطر خیلی زیاد از نظر وقوع زمین لغزش هستند. نتایج صحت پهنه بندی لغزش و رانش ها نشان داد از بین 29 نقطه ثبت شده به عنوان نقاط کنترل زمینی 22 مورد آن از نظر پهنه بندی در مناطقی با خطر لغزش زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته اند و همچنین 4 مورد آن در مناطقی با خطر زمین لغزش متوسط قرار دارند. بنابراین نتایج حاصل از پهنه بندی با درصد بالایی با واقعیت زمینی مطابقت دارد و تنها در 3 مورد پهنه بندی کارایی کمتری نشان داد. در منطقه دارابکلا بدلیل وجود سنگ بستر مارن و زهکشی نادرست جاده لغزش های کم عمق متعددی با فواصل کمتر از 200 متری حاشیه جاده ثبت شده است که بدلیل رها شدن جنگل و عدم اعمال مدیریت در حال توسعه و پیشرفت است. همچنین بیشتر لغزش های اتفاق افتاده در منطقه ی مورد مطالعه، در فاصله ای کمتر از 200 متر از آبراهه ها مشاهده می شود. بازدیدهای میدانی نشان می دهد که لغزش ها بیشتر در مناطقی مشاهده می شوند که جاده از کنار دره ها عبور کرده و یا آن را قطع می کند و بدلیل فقدان زهکشی سبب ایجاد لغزش و رانش های متعدد می شود.

    نتیجه گیری

    این مطالعه نشان داد پهنه بندی تا حدود زیادی واقعیت های زمینی را تایید می کند. با توجه به آمار لغزش های ثبت شده در تقاطع جاده و آبراهه ها در محل دره های اطراف جاده، جاده های جنگلی دارابکلا نیاز به پروژه های مرتبط با حفاظت آب و خاک دارد. به نظر می رسد زهکشی اصولی جاده و استفاده از روش های زیست مهندسی خاک تا حدودی زیادی می تواند به حفظ جاده و احیا خاک و پوشش گیاهی منطقه کمک نماید.

    کلیدواژگان: تنفس جنگل، جاده سازی، حفاظت خاک، زیست مهندسی خاک، فرسایش
  • محمد بشیرگنبد* صفحات 115-124
    مقدمه و هدف

    یکی از مهم ترین چالش ها در سال های اخیر مساله تغییر اقلیم و اثرات آن بر منابع آبی است که به عنوان یکی از اصلی ترین زمینه های تحقیقاتی در سراسر جهان محسوب می شود. دو نشانه ی بارز و مشخص تغییر اقلیم تغییر در میانگین و مقادیر حدی متغیرهای اقلیمی است که می تواند احتمال بروز سیلاب ها را افزایش دهد و آثار زیانباری را در پی داشته باشد. به همین دلیل لازم است تا اثر تغییر اقلیم بر سیلاب حوضه ها در دوره های آتی بررسی گردد.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق با استفاده از داده های روزانه بارش و دمای مشاهده شده در دوره 2005-1961 ایستگاه های سینوپتیک و کلیماتولوژی داخل و اطراف حوزه آبخیز بختیاری اثر تغییر اقلیم موردبررسی قرار گرفت. برای پیش بینی بارش و دما در آینده از داده های مدل گردش عمومی canESM2 تحت سناریوهای حدی 6/2RCP و 5/8RCP برای متغیرهای اقلیمی در دوره های 2006 تا 2100 استفاده شد. معیارهای موثر در ریزمقیاس نمایی با توجه به میزان همبستگی متغیرهای پیش بینی کننده و پیش بینی شونده پایگاه NCEP انتخاب شد. سپس از مدل نیمه توزیعی MORDOR-SD برای ارزیابی اثرات تغیر اقلیم بر میزان رواناب استفاده شد. این مدل با استفاده از داده های روزانه بارش و دما و دبی های مشاهده ای در ایستگاه تنگ پنج بختیاری در دوره آماری 2006-1976 واسنجی و اعتباریابی شد. اعمال نتایج تغییرات داده های بارش و دمای به دست آمده از مدل SDSM تحت دو سناریوی ذکرشده و بازتولید آن ها به تعداد بسیار زیاد به روش بوت استرپ ناپارامتری و جایگزینی رویدادهای حداکثر روزانه حاصل از آن در مدل هیدرولوژیکی دستیابی به حداکثر جریان روزانه و احتمال مربوط به آن را ممکن ساخت. پس از پایان شبیه سازی و محاسبه تابع توزیع تجمعی رویدادهای شبیه سازی شده مقادیر حداکثر دبی های روزانه در دوره بازگشت های مختلف محاسبه شد.

     یافته ها: 

    نتایج نشان داد که پارامترهای دما و بارش تحت سناریوهای 6/2RCP و 8/5RCP با متوسط معیارهای ارزیابی 1/29 MAE=1/96, RMSE= و 0/56NASH=برای بارش به طور متوسط 5/4 تا 11 درصد کاهش نسبت به دوره پایه و برای دما با معیارهای ارزیابی 2/71=MAE=2/27، RMSE و0/92=NASH از 6/5 تا 10/4 درصد افزایش نسبت به دوره پایه را به دنبال دارد. نتایج معیارهای ارزیابی نش-ساتکلیف و کلینگ- گوپتا به ترتیب 0/76 و 0/83 است که نشان از توانایی قابل قبول مدل هیدرولوژیکی در شبیه سازی است.

    نتیجه گیری: 

    نتایج نهایی تحقیق نشان داد که حداکثر دبی های روزانه شبیه سازی شده با استفاده از داده های سناریوی 8/5 در دوره بازگشت های مختلف، مقادیر بیشتری را نسبت به حداکثر دبی های روزانه در سناریوی 2/6 نشان می دهد اما نسبت به داده های حداکثر روزانه در دوره پایه تغییر قابل توجهی وجود ندارد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، ریزمقیاس نمایی، مدل canESM2، مدل هیدرولوژیکی MORDOR-SD
  • احمد حجاریان* صفحات 125-134
    مقدمه و هدف

    در دنیای امروز محدودیت منابع، رشد جمعیت، نیازها و خواسته های فزاینده انسانی و رقابت شدید در عرصه اقتصاد جهانی، کشورها به ویژه کشورهای در حال توسعه را وادار کرده است تا برای بقا و توسعه اقتصادی، برنامه ریزی راهبردی برای مدیریت مراتع بیندیشند. از سوی دیگر موضوعات مرتبط با توسعه پایدار به مرور زمان به موضوعی کلیدی در راهبردهای توسعه در سطح ملی و نهادهای اقتصادی تبدیل شده و از زوایای مختلف مورد بحث قرار گرفته و به عنوان یک الگوی راهبردی می تواند مدیریت مرتع را بازمهندسی کند. مراتع در مناطق روستایی نقش زیربنایی در اقتصاد آن دارد و زمینه ساز حرکت به سمت اهداف توسعه پایدار است. از این رو، پرداختن به مسایل مدیریت مراتع از اهمیت ویژه برخوردار می باشد. هدف از این پژوهش تحلیل چالش های مدیریت مراتع در سکونت گاه های روستایی استان کرمانشاه است.

    مواد و روش ها

    روش انجام این پژوهش توصیفی- تحلیلی است. در این مطالعه  جهت گردآوری داده ها از مطالعات میدانی (پرسشنامه) استفاده شده است. جامعه آماری این پژوهش شامل 29 نفر از مدیران با تخصص مدیریت مرتع است. در این پژوهش برای تجزیه و تحلیل داده ها از تحلیل عاملی استفاده شده است. روایی صوری و محتوایی پرسشنامه با نظر اصلاحی استادان دانشگاه و کارشناسان دانشگاه اصفهان و پس از انجام اصلاحات لازم در چند مرحله تایید شد. در تحقیق حاضر از روش آلفا کرونباخ برای سنجش قابلیت اعتبار ابزار اندازه گیری استفاده گردیده است.

    یافته ها

    یافته ها نشان داد که چالش های مرتع داری در سکونت گاه های روستایی بسیار گسترده است. نتایج این پژوهش با آزمون تحلیل عاملی نشان داد که 44 شاخص مورد بررسی در 10 عامل طبقه بندی شد، در مجموع 56/96 درصد از کل واریانس را تبیین و بیش ترین مقدار آن با واریانس 6/77 و مقدار ویژه 2/98 مربوط به عامل ضعف برنامه ریزی و کمترین آن با واریانس 5/59 و مقدار ویژه 2/01 مربوط به عامل موانع انسانی است.

    نتیجه گیری

    تجربیات سالیان طولانی نشان دهنده آن است که مهم ترین دلایل عمده تخریب مراتع، عواملی از قبیل سیاست های تمرکز گرایی و دولتی شدن مدیریت منابع طبیعی و کم توجهی به نقش سازمان های غیر دولتی (به عنوان نهاد عمومی مشارکتی) است.

    کلیدواژگان: استان کرمانشاه، تحلیل عاملی، مدیریت مراتع، مناطق روستایی
  • لیلا نژادی، علی شاه نظری*، محمدتقی عظیمی، سید حسین یعصوبی صفحات 135-145
    مقدمه و هدف

    آببندان ها سازه های بومی طبیعی یا انسان ساخت در شمال ایران هستند که از آن ها برای ذخیره آب های سطحی استفاده می گردد. از کاربری های ثانویه این سازه ها می توان به پرورش ماهی و احداث تفرجگاه اشاره کرد. این پهنه های آبی در طولانی مدت موجب افزایش آلاینده ها و نفوذ آن ها به آبخوان می شوند، ازاین رو بررسی شرایط کیفی آن ها و تاثیرشان بر اکوسیستم منطقه امری ضروری است.

    مواد و روش ها

    این مطالعه با هدف بررسی شرایط کیفی آب سه آببندان در استان مازندران و تاثیر آن بر کیفیت آب چاه های اطراف انجام شده است. برای بررسی و تحلیل کیفیت آببندان ها و پهنه بندی پارامترهای نیترات، نیتریت، pH، EC و TDS در محدوده ی آببندان های واسوکلا، موارم کلا و پایین لموک در شهرستان های قایم شهر و جویبار انتخاب شدند تا میزان تاثیرپذیری شرایط کیفی آبخوان در اطراف آببندان های مذکور، مورد بررسی قرار گیرد. علت انتخاب آببندان های مذکور این است که تا شعاع 500 متری این آببندان ها منابع ورودی دیگری وجود ندارد و در فواصل تقریبی 100 الی 300 متری آن ها نیز چاه هایی برای بررسی شرایط کیفی آبخوان در دسترس است. همچنین از این آببندان ها علاوه بر آبیاری برای پرورش ماهیان گرم آبی نیز استفاده می شود.

    یافته ها

    نتایج نشان می دهد که روند تغییرات کیفی آببندان ها و چاه های مجاور آن ها از الگوی ثابت پیروی می کند، به نحوی که از تیرماه الی شهریورماه سال 1399 (سه ماه) مقادیر پارامترهای مورد بررسی به طور نسبی افزایش یافته و پس از رسیدن به مقدار حداکثر که معمولا در مردادماه اتفاق می افتد، روند کاهشی در پیش می گیرد. همچنین با بررسی مقادیر غلظت پارامترها در هر یک از آببندان ها و چاه های مجاور مشخص گردید تغییرات مقادیر آلاینده ها با افزایش فاصله از آببندان ها کاهش یافته است. بررسی کیفی چاه ها نیز نشان از مطلوب بودن شرایط کیفی آن ها برای کاربری شرب که مهم ترین کاربری آن هاست دارد و تنها در برخی چاه ها نیاز به تصفیه اولیه می باشد. مقایسه های کیفی برای بررسی تغییرات کیفیت در فواصل مختلف از آببندان نشان می دهد که با افزایش فاصله از آببندان ها، از میزان آلاینده ها کاسته شده و در فاصله بین چاه دوم و چاه سوم تغییرات در مقادیر پارامترها در حدود 0/5 درصد می باشد و می توان در فاصله 300 متری چاه ها شرایط کیفی آبخوان را پایدار دانسته و عنوان داشت که دیگر آببندان های پرورش ماهی بر شرایط کیفی آبخوان تاثیر ندارد.

    نتیجه گیری

    بررسی ها نشان داد که شرایط کیفی آببندان ها در وضعیت مطلوبی برای کاربری پرورش ماهی قرار دارد و در کاربری کشاورزی نیز فقط پارامتر pH از محدوده مجاز بالاتر می باشد که متاثر از شرایط کیفی آببندان ها بوده است.

    کلیدواژگان: آلودگی، پارامترهای کیفی، چاه، کیفیت آب، منابع آب
  • مهناز کیانی مجد، محمد نهتانی*، محمدرضا دهمرده قلعه نو، زهرا شیخ صفحات 146-162
    مقدمه و هدف

    پدیده خشک سالی یکی از مخرب ترین رویدادهای آب و هوایی است که سالانه موجب وارد آمدن خسارات زیادی به جوامع انسانی می گردد. بنابراین شاخص های خشک سالی می توانند بیان کننده حدود طبیعی خشکسالی ها باشند. بدین صورت که امکان ارزیابی در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی را برای ما ممکن می سازند. در همین راستا، در پژوهش حاضر به پهنه بندی و پایش خشکسالی هواشناسی در مناطق خشک بیابانی با استفاده از شاخص های (SPI، SIAP و PN)  در دشت زاهدان پرداخته شد.

    مواد و روش ها:

     در این پژوهش، مجموعه داده های بارش روزانه ایستگاه های دایر در محدوده مورد مطالعه جمع آوری شد. با توجه به تراکم پایین ایستگاه ها و محدودیت شدید دسترسی به داده در مناطق خشک، تعداد پنج ایستگاه (تصفیه خانه، فبی، قطارخنجک، پوده چاه و هواشناسی زاهدان) طی دوره آماری مشترک 30 ساله (1987-2016) مناسب ارزیابی گردیدند. ایستگاه های منتخب طی دوره آماری منتخب، دارای سری های زمانی کامل و فاقد نواقص آماری بودند. پس از اطمینان از کیفیت داده ها با بکارگیری آزمون های همگنی، تصادفی و داده پرت، اقدام به استخراج شاخص های SPI، SIAP و PN مقیاس زمانی سالانه با استفاده از نرم افزار DIP شد و همچنین به منظور پهنه بندی شاخص های ارزیابی شده از روش درون یابی عکس فاصله در محیط Arc GIS استفاده شد.

    یافته ها:

     با محاسبه ضریب تغییرات سال به سال طول دوره آماربرداری (1987-2016)، کمترین مقدار ضریب تغییرات 88/7 و بیشترین مقدار 208/8 مشخص شد که دشت زاهدان دارای بارندگی نامنظم و با تغییرپذیری بالا همراه است که این امر نشان دهنده احتمال وقوع خشک سالی در منطقه می باشد. در ادامه، با بررسی سه نمایه SPI، SIAP و PN مشخص شد که شرایط دشت زاهدان براساس شاخص های SPI 24 سال نرمال، SIAP 25 سال نرمال و PN 25 سال خشک سالی ضعیف بوده است. همچنین براساس هر سه نمایه شدیدترین خشک سالی هواشناسی بوقوع پیوسته در دشت زاهدان طی مربوط به سال 2003 بوده است که مقادیر هر یک از این شاخص ها برای سال 2003 به ترتیب 1/49-، 1/16- و 25/32 می باشد و براساس نمایه SPI طی 24 سال از طول دوره آماری شرایط نرمال، نمایه SIAP 25 سال شرایط نرمال و طبق نمایه PN دشت زاهدان با 6 سال ترسالی، 12 سال نرمال و 5 سال از خشک سالی ضعیف برخوردار بوده است. حد آستانه خشک سالی برای سه شاخص  SPI 1-، SIAP 0/25- و PN 80 می باشد. علاوه براین، پایش تغییرات مکانی سه نمایه SPI، SIAP و PN نشان داد که طی دوره آماری مورد مطالعه، نیمه شمالی دشت زاهدان بیشتر تحت تاثیر خشک سالی قرار گرفته است. براساس نقشه های پهنه بندی خشکسالی هواشناسی دشت زاهدان مشخص شد که بر پایه نمایه SPI در سال های 2004-1999 محدوده شمال شرقی، نمایه SIAP طی سال های 1989-1987 و 1998-2006 بخش های شمال و شمال شرقی و براساس نمایه PN طی سال های 2005-2003 قسمت های جنوب و غرب دشت زاهدان پتانسیل بیشتری از نظر تداوم، فراوانی و شدت وقوع خشکسالی هواشناسی را دارا بوده است.

    نتیجه گیری کلی:

     با توجه به اینکه نقشه های پهنه بندی مکانی خشکسالی حکایت از گسترش مکانی و شدت بیشتر پهنه های بحرانی در طی دوره آماری 30 ساله مورد مطالعه در پژوهش حاضر دارد، شناخت این مناطق آسیب پذیر و در معرض خطر و نیز میزان و گستردگی این پدیده، برای اعمال مدیریت و نیز برنامه ریزی های عمرانی، اقتصادی، اجتماعی، زیست محیطی و کشاورزی از سوی دولت مردان و سیاست گذاران امر از ضروریات است .

    کلیدواژگان: روش درون یابی عکس فاصله، شاخص خشک سالی، شدت خشک سالی، ضریب تغییرات، نرم افزار DIP
  • مریم تاجیکی، علی نجفی نژاد*، مصطفی قلی پور، حمید سیروسی، امیر سعدالدین، واحد بردی شیخ، آرش زارع گاریزی، ارشک حلی ساز صفحات 163-177
    مقدمه و هدف

    ارزیابی تاثیر اقدامات آبخیزداری بر مولفه های مختلف آبخیز در بهبود عملکرد اقدامات مذکور حایز اهمیت فراوان است. ارزیابی دقیق اقدامات نیازمند پایش پیوسته و دقیق شرایط آبخیز در طول زمان می باشد. اما متاسفانه در کشورهای در حال توسعه، در بسیاری موارد پایش به دلیل نیاز به صرف هزینه زیاد مورد توجه قرار نمی  گیرد. لذا در ارزیابی اقدامات آبخیزداری با آبخیزهای فاقد اطلاعات کافی مواجه می  باشیم. در ارزیابی اقدامات باید از روش هایی استفاده کرد که با اطلاعات موجود، قادر به ارایه نتایج مناسب باشد. در پژوهش حاضر به منظور ارزیابی اقدامات آبخیزداری (سازه ای، زیستی) که از اوایل دهه 1380 در آبخیز قرناوه حوضه رودخانه گرگان رود اجرا شده، تلاش شد از تحلیل داده های در دسترس با روش های مختلف استفاده شود.

    مواد و روش ها: 

    به منظور بررسی تاثیر عوامل اقلیمی و محیطی بر فرسایش و رسوب، تغییر کاربری اراضی و تغییرات زمانی بارش در طول دوره آماری مورد ارزیابی قرار گرفت. نظر به اهمیت بررسی اثر منطقه ای سازه های آبخیزداری، تاثیر آن ها بر فرسایش با استفاده از تصاویر ماهواره ای قبل و بعد از احداث سازه ها بررسی شد. سپس با استفاده از آمار ایستگاه رسوب سنجی تمر و روش من کندال رتبه ای، سال  های دارای تغییر معنی دار در میزان رسوبدهی مشخص شدند. سپس مقدار فرسایش و رسوبدهی برای دوره های آماری مشخص شده با استفاده از روش RUSLE و منحنی سنجه رسوب تخمین زده شد.

    یافته ها:

     بررسی سری زمانی تصاویر ماهواره ای موجود از محل سازه ها در آبخیز قرناوه، در بیشتر موارد نشان دهنده کنترل فرسایش در محل سازه ها بود. این در حالی است که محاسبه و مقایسه میزان فرسایش با روش RUSLE و میزان رسوبدهی با تحلیل داده  های بار معلق در دوره های زمانی مشخص شده توسط روش من کندال رتبه ای نشان داد که در دوره آماری 95-1387 در مقایسه با دوره آماری 86-1378 متوسط فرسایش آبخیز قرناوه حدود 2 تن در هکتار در سال افزایش یافته است. مقایسه رسوب ایستگاه رسوب سنجی تمر در دو دوره زمانی مذکور نیز حاکی از افزایش رسوبدهی می باشد.

    نتیجه گیری:

     با وجود اینکه اقدامات آبخیزداری اثرات مثبت محلی بر کاهش میزان رسوبدهی آبخیز داشته است، اثرات توام عوامل دیگری نظیر تغییر کاربری اراضی و شرایط آب و هواشناسی موجب افزایش نسبی میزان فرسایش و رسوبدهی آبخیز قرناوه شده است. هرچند نتایج پژوهش حاضر حاکی از تاثیر مثبت اقدامات آبخیزداری نیست، باید توجه داشت که در ارزیابی اثرات اقدامات آبخیزداری هم بایستی به مقیاس مکانی اثرات توجه کرد و هم به اثرات توام و متقابل تمامی عوامل تغییر در آبخیز پرداخته شود.

    کلیدواژگان: اقدامات بیولوژیکی، اقدامات مکانیکی، مدل جهانی فرسایش خاک، منحنی سنجه رسوب، من کندال
  • همت الله رورده*، طاهر صفرراد، زهرا علیخانی کشککی صفحات 178-188
    مقدمه و هدف

    شدت، مدت و نوع بارش از جمله داده هایی است که در ایجاد سیل اهمیت بالایی دارد. بارش شدید با تبدیل به رواناب، می تواند سبب سیلاب و عواقب مصیبت باری گردد. اگر بالاترین میزان بارش که باعث ایجاد سیل شده محاسبه شود می توان از آن در جهت کاهش اثرات مخرب سیل بهره گرفت. حداکثر بارش محتمل در طول قرن فعلی نسبت به گذشته به علت تغییرات آب وهوایی افزایش قابل توجهی داشته است. برآورد این پارامتر بسیار حایز اهمیت بوده و معمولا برای کاربردهای مهندسی و تخمین حداکثر سیل محتمل استفاده می گردد.

    مواد و روش ها: 

    در این تحقیق برآورد حداکثر بارش محتمل حوضه تالار استان مازندران به روش همدیدی موردمطالعه قرار گرفت. از آمار بارش ایستگاه های منطقه و روش IDW برای ترسیم نقشه های هم باران استفاده شد.

    یافته ها:

     ایستگاه زیرآب با 245/5 میلی متر بیشترین بارش را در تداوم 7 روزه ثبت کرد و به عنوان مرکز بارش شناسایی شد. با استفاده از دمای نقطه شبنم و سرعت باد، ضریب بیشینه سازی طوفان 1/76 محاسبه شد و مقدار حداکثر بارش محتمل برای تداوم یک الی هفت روزه به دست آمد که به طور میانگین میزان بارندگی حداکثر بارش محتمل نسبت به بارش های ثبت شده 75/96 درصد بیش تر است. بررسی نقشه های سطح دریا و تراز 500 هکتوپاسکال در طوفان 26 اسفند 1397 نشان می دهد یک کم ارتفاع روی ایران مستقر بوده که محور ناوه آن از شرق دریای سیاه شروع شده و تا مرکز ایران ادامه دارد و در غرب آن در روی دریای سیاه پر ارتفاع دیده می شود که محور پشته آن از شمال دریای سیاه شروع شده و تا جنوب شرق مدیترانه امتداد دارد. ناوه با تاوایی بسیار شدید و پشته قوی در کنارش موجب شکل گیری یک بندال شد.

    نتیجه گیری: 

    استقرار بندال و قرارگیری موج های کوتاه در جلوی فرود به شرایط ناپایداری هوا در منطقه افزود. زبانه ای از سامانه کم فشار در شمال غرب اروپا از روی دریا سیاه و غرب ایران عبور کرد، سپس وارد سواحل جنوبی دریای خزر شد. استقرار کم فشار دینامیکی بر روی دریای خزر و شارش رطوبت به منطقه موردمطالعه، موجب تشدید سامانه بارشی شد؛ در نتیجه آن، رطوبت نسبی سواحل شمالی کشور در روز های 18 و 19 مارس به 90 درصد رسید و در طراحی سازه های هیدرولیکی با تاکید بر این طوفان، باید به میزان حداکثر بارش محتمل 4 الی 6 روز توجه شود که قوی تر از سایر تداوم ها برآورد شد.

    کلیدواژگان: بارش، حداکثر بارش محتمل، حوضه، روش همدیدی، طوفان
  • سید علی شاهرضائی*، مهدی رادفر، الهام قنبری عدیوی، رسول میرعباسی نجف آبادی، علی رئیسی، سید مجتبی موسوی، نفیسه سادات شاهرضائی صفحات 189-202

    مقدمه و هدف:

     شکست سد و رها شدن آب ذخیره شده پشت سد به عنوان یکی از مهم ترین مسایل در طراحی سد ها بوده و لازم است به وقوع و عواقب آن توجه گردد. بنابراین سیاست گزاران و دولت مردان موظف هستند جهت جلوگیری از وقوع خطرات احتمالی ناشی از شکست سد ها اقداماتی را انجام دهند. از جمله این اقدامات می توان به ایجاد دیوار حایل در مسیر جریان سیلاب ناشی از شکست سد ها اشاره نمود.

    مواد و روش ها

    در تحقیق حاضر به تعیین و بررسی ایجاد دیوار حایل در مسیر جریان سیلاب ناشی از شکست سد خاکی قره آقاچ در فواصل و سناریو های مختلف پرداخته شده است. پارامتر های ناشی از شکست سد با استفاده از مدل BREACH تعیین و سپس اطلاعات آن وارد نرم افزار HEC-RAS شده است.

    یافته ها

    نتایج نشان داد برای حالتی که روزنه در تراز 2451 متر از بدنه سد ایجاد گردد، از 50 مقطع مورد بررسی 18 مقطع از طرف ساحل سمت راست و یا ساحل سمت چپ و یا هر دو تعرض می نماید. در مقطع حد فاصله 300 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 1/74 متر از ساحل سمت راست و جریان آب به ارتفاع 2/55 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در فاصله 2200 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 5/15 متر از ساحل سمت راست و به ارتفاع 0/51 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در مقطع 3000 متری از سد جریان آب به ارتفاع 3/39 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در مقطع 3100 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 2/68 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در فاصله 4400 متری از سد جریان آب به ارتفاع 1/19 متر از ساحل سمت راست تعرض می نماید. نهایتا مقطع 4700 از سد جریان آب به ارتفاع 3/48 متر از ساحل سمت راست تعرض می کند. این در حالیست که اگر در تراز 2446 متر از بدنه سد روزنه ای ایجاد گردد، از 50 مقطع مورد بررسی 15 مقطع از ساحل سمت راست و یا ساحل سمت چپ و یا هر دو تعرض می نماید. بنابراین در این حالت در مقطع حد فاصله 300 متری از سد جریان آب به ارتفاع 0/8 متر از ساحل سمت راست و همچنین جریان آب به ارتفاع 2/12 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در فاصله 2200 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 4/21 متر از ساحل سمت راست تعرض می کند. در فاصله 3000 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 2/86 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در مقطع 3100 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 2/23 متر از ساحل سمت چپ تعرض می کند. در فاصله 4400 متری از سد جریان آب به ارتفاع 0/9 متر از ساحل سمت راست تعرض می نماید. نهایتا در فاصله 4700 متری از محل سد جریان آب به ارتفاع 2/97 متر از ساحل سمت راست تعرض می نماید.

    نتیجه گیری

    مناطق با احتمال سیل گیری بیشتر و با اولویت برای احداث دیوار حایل مشخص شد. شکست سد در تراز 2451 نسبت به تراز 2446 سبب سیل گیری مقاطع بیشتری در طرفین رودخانه مهرگرد خواهد شد. در بین مقاطع مورد بررسی بیشترین تعرض جریان آب در فاصله 2200 متری و مربوط به زمانی است که در تراز 2451 متری از بدنه سد روزنه ایجاد گردد که با توجه به موقعیت حساس تر آن نسبت به سایر مقاطع اهمیت خاص تری یافته و نیاز به احداث دیوار حایل است.

    کلیدواژگان: دیوار حائل، سد قره آقاچ، شکست سد، مدل BREACH، نرم افزار HEC-RAS
  • محمدحسن صادقی روش* صفحات 203-214

    مقدمه و هدف:

     بیابان زایی یک مسیله، اقتصادی- اجتماعی پیچیده و حاصل عملکرد و برهم کنش میان عوامل متعددی است که همیشه در محیط های غیر قطعی و تحت تاثیر شدید قضاوت های مبهم و غیر صریح قرار می گیرند، بنابراین در ارزیابی راهبردهای مقابله با بیابان زایی، استفاده از سازگان های تصمیم گیری چند معیاره فازی ضروری به نظر می رسد. از طرفی در اغلب اوقات، داده های  ورودی به این سازگان ها نادقیق و متغیر می باشند، بنابراین یک قدم مهم اینگونه ارزیابی ها، انجام آنالیز حساسیت روی داده های خروجی می باشد. از این رو این پژوهش با هدف انجام تحلیل حساسیت اولویت راهبردها به صورت موردی در زیرحوضه یزد- خضرآباد طی سال های 1399-1400 به انجام رسید.

    مواد و روش ها

    به منظور دستیابی به این هدف، ابتدا از روش دلفی فازی و با کاربرد اعداد مثلثی، در چارچوب روش تصمیم گیری چند معیاره، ماتریس تصمیم گیری مقایسه زوجی فازی حاصل و اولویت اولیه راهبردها، برآورد شد و سپس فرآیند آنالیز حساسیت بر روی معیارها و راهبردها در چارچوب مدل تحلیل حساسیت تری آنتافیلو  انجام شد و به دنبال تعیین حساس ترین معیار و راهبرد، درجه ترجیح یا اوزان نهایی راهبردها از روش میانگین موزون هر سطر از ماتریس نرمالیزه اصلاح شده برآورد شد.

    یافته ها

    نتایج حاصله حکایت از توانایی بالای این مدل دارد به طوری که بعد از انجام تحلیل حساسیت، اولویت بندی معیارها تغییری نکرد و همچنان معیار منابع انسانی متخصص (6C) با  ضریب حساسیت 0/3614 به عنوان حساس ترین معیار  برآورد شد که بعد از نرمال سازی با درجه ترجیح 67/9% در اولویت اول قرار گرفت. این نتیجه نشان دهنده توجه کارشناسان مدیریت مناطق به اهمیت نیروی متخصص و آموزش دیده در حل مسایل و چالش های مطرح در فرایند مقابله با بیابان زایی است. درعین حال اولویت بندی نهایی راهبردها موید تغییر در اوزان و رتبه بندی اولیه راهبردها بود، به صورتی که تنها راهبرد تعدیل در برداشت از منابع آب زیرزمینی (31A) همچنان همانند نتایج اولیه با درجه ترجیح 92/9%، مهمترین راهبرد قلمداد شد و رتبه بندی سایر راهبردها دستخوش تغییرات جدی شد.

    نتیجه گیری

    در مجموع نتیجه می شود که در راستای راهبرد تعدیل در برداشت از منابع آب زیرزمینی (31A) و با اجرای طرح های آبخوانداری، اصلاح روش های آبیاری، اصلاح اراضی، کنترل رشد صنایع و کشت های آبخواه، می توان روند پرسرعت بیابانی شدن را کند و نسبت به احیای اراضی تخریب یافته اقدام کرد.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی خطی فازی، بیابان زایی، عدد فازی مثلثی، مدل تری آنتافیلو، مقایسه زوجی
  • فاطمه محمدزاده، محمدرضا اختصاصی، سید زین العابدین حسینی*، عبدالرسول نگارش، حسین هاشمی، محمد علایی صفحات 215-229
    مقدمه و هدف

    تامین آب آشامیدنی برای ساکنین مناطق خشک، همواره با چالش های متعددی رو بروست. منبع اصلی تامین آب شیرین در این مناطق، آب های زیرزمینی است اما در سال های اخیر افزایش برداشت ها و افت سفره، منجر به افزایش شوری این منابع آبی شده است. حوزه آبخیز دشت بجستان نیز از این موضوع مستثنی نیست و منبع اصلی تامین آب شرب و بهداشتی آن، منابع آب زیرزمینی حواشی پلایاست که کیفیتی بسیار پایین دارد. کاهش کیفیت منابع آب زیرزمینی، منجر به ایجاد طرح جداسازی آب شرب و بهداشت با ایجاد جایگاه های برداشت دولتی آب شرب از سال 1393 شده است. این تحقیق با هدف بررسی میزان محقق شدن تامین آب آشامیدنی با کیفیت از زمان اجرای این طرح،  با کمک مقایسه ی نمونه های آب برداشتی از شبکه و چاه های شرب، با استانداردهای ملی و بین  المللی، و تهیه نقشه کیفیت منابع آب زیرزمینی است.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش، ابتدا نمونه های آب برداشت شده از چاه های شرب و نمونه های شبکه ی توزیع در بازه ی زمانی یکسان (1398-1393)، جمع آوری و با استانداردهای ملی و بین المللی، مقایسه شد. این استانداردها شامل استاندارد سازمان تحقیقات صنعتی ایران (1053)، WHO، آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا (EPA)، اتحادیه اروپا ((EUو دیاگرام شولر بود. سپس پهنه بندی پارامترهای کیفی منابع آب زیرزمینی دشت با کمک دو استاندارد شولر و  1053 (دو استاندارد رایج کیفی آب شرب در ایران) با انتخاب بهترین روش درون یابی در زمین آمار و برمبنای کمترین مقدار RMSE، انجام شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که تمامی پارامترهای کیفی آب در شبکه توزیع، در حد استاندارد و وضعیت مطلوب بودند، مقادیر تمامی پارامترهای کیفی آب در نمونه های بدست آمده، برابر و یا حتی از مقدار استاندارد شاخص ها پایین تر بودند، بنابراین وضعیت مطلوبی از نظر پارامترهای کیفی آب شرب در شبکه توزیع آب بدست آمد. در حالیکه پارامترهای کیفی آب در چاه های تامین آب آشامیدنی، دارای کیفیتی نامطلوب با توجه به مقادیر استانداردهای مورد استفاده در تحقیق بودند؛ بطوریکه مقادیر EC، TH، TDS، Na، CL در نمونه های آب  بدست آمده از چاه های حاشیه پلایا 4 تا 6 برابر  و در سایر چاه های سطح دشت نیز 1/5 تا 2 برابر مقادیر موجود در شاخص های استاندارد بود. نتایج حاصل از پهنه بندی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی دشت نیز نشان داد که روشCo-Kriging دارای کمترین میزان خطای پهنه بندی در پارامترهای اصلی تعیین کیفیت آب از جمله EC، TDS و TH می باشد که این امر نشان از همبستگی بالای پارامترهای کیفی آب زیرزمینی دشت با یکدیگر داشت.

    نتیجه گیری

    نتایج حاصل از مقایسه ی نمونه ها در دو بخش چاه ها و شبکه توزیع آب شرب نشان داد که طرح کنونی مطلوبیت کافی از نظر تامین آب آشامیدنی با کیفیت را داراست. همچنین با استناد به نقشه ی کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت، محدوده ی پلایا دارای کمترین کیفیت منابع آبی و چاه های واقع در محدوده ی دشتی دارای کیفیت مطلوب تری می باشند.

    کلیدواژگان: آب آشامیدنی، ارزیابی کیفی، جداسازی آب شرب و بهداشتی، نقشه ی کیفیت آب
  • رضا زارعی، عبدالواحد خالدی درویشان* صفحات 230-242

    مقدمه و هدف :

    خاک یکی از مهم ترین سرمایه های ملی هر کشور محسوب می شود. از آنجایی که تاثیرات تخریب خاکدانه ها و تشکیل اندوده سطحی بر افزایش سیل خیزی،کاهش حاصلخیزی خاک و افزایش میزان فرسایش موضوع مهمی است، لذا هدف پژوهش حاضر، بررسی نقش اندوده سطحی در غلظت رسوب و هدررفت خاک است.

    مواد و روش ها

    پژوهش حاضر در دو بافت خاک لومی-شنی و لومی-شنی-رسی تحت تاثیر سه توالی بارندگی با شدت های بارندگی 50 و 90 میلی متر در ساعت با فواصل 10 روز و به مدت 15 دقیقه در کرت های فرسایشی کوچک با ابعاد 0/5× 0/5 متر با شیب 18 درصد مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای اندازه گیری اندوده سطحی از دو  شاخص میانگین وزنی قطر خاک دانه های سطح خاک و اسکنر سه بعدی با دقت 20 میکرومتر استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که توالی بارندگی بر غلظت رسوب و هدررفت خاک تاثیر معنی دار (0/01< p) داشت. در اثر توالی بارندگی هدررفت خاک در بافت لومی-شنی در شدت بارندگی 50 میلی متر در ساعت حدود 45 درصد افزایش یافت در حالی که در شدت بارندگی 90 میلی متر  در ساعت حدود 38 درصد کاهش یافت و در بافت لومی-شنی-رسی به ترتیب در شدت های بارندگی 50 و 90 میلی متر در ساعت هدررفت خاک به ترتیب 5 و 67 درصد کاهش یافت. میزان غلظت رسوب نیز بعد از توالی های بارندگی کاهش یافت. نتایج اندازه گیری هدررفت خاک نشان داد که از بارندگی اول تا بارندگی سوم جز در بافت لومی-شنی در شدت بارندگی 50 میلی متر در ساعت، در هر دو خاک ، میزان رسوب خروجی کاهش یافت. نتایج حاصل از اسکنر سه بعدی در شدت بارندگی 50 میلی متر در ساعت نشان داد زبری سطح خاک در بافت لومی-شنی از 1/30 به 1/18 میلی متر و در بافت لومی-شنی-رسی از 1/80 به 1/31 کاهش یافت، اما در شدت بارندگی 90 میلی متر در ساعت میزان زبری افزایش یافت و از تشکیل اندوده سطحی جلوگیری گرد.

    نتیجه گیری

    زبری سطح خاک و اندوده سطحی حاصل از بارندگی قبلی قادر است شرایط سطح خاک و رواناب و هدررفت خاک را در مقیاس کرت تغییر دهد و شدت این تغییرات تحت تاثیرات متقابل شدت بارندگی و بافت خاک می باشد.

    کلیدواژگان: اسکن سه بعدی، پایداری خاک دانه، زبری سطح خاک، جدایش خاک، غلظت رسوب
|
  • Fatemeh Daddeh, Raoof Mostafazadeh*, Abazar Esmali-Ouri, Saied Rasenezami, Ardavan Ghorbani Pages 1-9
    Introduction and Objective

    Intensification of natural disasters make it important to know the time variations of rainfall for wet and dry spell management and adaptation strategies. Measuring and predicting of precipitation anomalies using statistical methods is an important tool for climate studies. Seasonal changes determine the distribution of precipitation occurrence over a year period.

    Material and Methods

    The purpose of the present study was to investigate the seasonality variations of monthly rainfall data using circular statistics method at 28 rain gauge stations in a 30-years period. According to the results, the seasonality index of monthly rainfall, standard deviations and standard deviations were calculated in the monthly time scale. In the circular statistics method, the time of occurrence of the event is determined based on the angle on the scale of the studied event interval.

    Results

    According to the results, the value of the seasonality index (r) in the 8 rain gauge stations are greater than unity, which includes Pol Almas, Kousetopragi, Nir, Lay, Sarein, Siyahpoosh, Neur and Yamchi, meaning that the occurrence of precipitation in these stations occur completely with seasonal natureAccording to the results, there is no correlation between the mean amount of rainfall and the values of the seasonality index (r). The highest Seasonal index (r) is calculated for the Lay station with a value of 1.53 and the minimum value of the seasonality index (r) is assigned to the time series of Totoonsin station with zero SI value. At most of the studied stations, it is observed that the value of the SI value (r) is close to 1 which indicate the seasonal nature of the precipitation occurrence.

    Conclusion

    Based on the values of the seasonality index, wet periods and the time distribution of rainfall in different months of the year can be determined. Also, the seasonality index can be used to determine the duration of droughts. The numerical calculation of the index over a long period of time can provide a more comprehensive understanding of precipitation distribution. Most of the rain gauges with seasonal rainfall pattern located in the east and west part of the Ardebil province. In conclusion, determining the distribution of precipitation in the study area showed that the precipitation occurrence in the Ardabil province occurs seasonal with distribution of precipitation in two to three months of the year.

    Keywords: Directional statistics, Distribution pattern, Occurrence pattern, Precipitation concentration, Seasonal precipitation
  • Mohammadtaghi Avand, Hamidreza Moradi*, Mehdi Ramazanzadeh Lasbuie Pages 10-20
    Introduction and Objective

    Floods are one of the most important natural disasters that cause the most damage to infrastructure sectors and greatly affect people's economic and social activities. The occurrence of this phenomenon cannot be prevented, but by taking measures, its effects can be reduced to a great extent. One of the management methods to reduce damage caused by floods is to identify vulnerable areas. The purpose of this research is to determine the vulnerable areas of Tajen watershed using a new approach.

    Materials and Methods

    Therefore, in this study, with the aim of identifying flood vulnerable areas in four economic, socio-cultural, structural-physical and policy-institutional dimensions, the "Best of the Worst Method (BWM)" which is based on linear planning, for Index weighting was used. In order to rank the criteria, Friedman test was used. The statistical population of the study is the villages at risk of flooding in Tajan watershed in Mazandaran province. To do this, 208 questionnaires were randomly completed by residents of 40 villages. In this study, in order to analyze the questionnaires and implement the BWM method, SPSS16 software and Lingo18 optimization model were used, respectively.

    Results

    The results of Friedman statistical test showed that there was a significant difference (Sig = 0.00) between the criteria studied in this study. The economic criterion with a rank of 2.85 has the highest importance compared to the other three criteria. Also, the results of weighting the indicators using the BWM method, which are based on the preference of the best and the worst, also showed that in the economic dimension of the agricultural income dependence index (0.284), in the structural-physical dimension of the index, there are appropriate communication channels (road and bright) (0.243), in the policy dimension, the index of destruction of natural resources (0.379) and in the socio-cultural dimension, the index of access to health centers (0.391) have the highest weight and have a great impact on vulnerability in terms of respondents. Residents are flooded. Also, in this study, the value of incompatibility index was less than 0.1, which indicates the good accuracy of the BWM model in weighting vulnerability indices.

    Conclusion

    In order to reduce costs and reduce the complexity caused by the large number of criteria and sub-criteria affecting the vulnerability of an area to floods, the use of new multi-criteria decision-making methods based on linear programming is emphasized.

    Keywords: Flood hazard, Flood management, Linear programming, Multi-criteria decision making, Tajan watershed
  • Seyed Hamidreza Sadeghi*, Mostafa Zabihi Silabi, Azadeh Katebi Kord, Raoof Mostafazadeh Pages 21-33
    Introduction and Objective

    Assessing the effectiveness of Land management based on land capability in priority areas to preserve natural resources and prevent adverse effects of rainfall events is essential for comprehensive watershed management. At the same time, it prevents rapid and inappropriate changes in land use and leads to the promotion of ecosystem services. However, evaluation of the effect of management measures on changing soil erosion resulted from various storms with a focus on prioritized sub-watersheds is scant. Therefore, the present study was conducted to estimate and analyze the stormwise soil erosion dynamic under the influence of management measures based on land capability in the prioritized sub-watersheds of the Galazchai Watershed, Oshnavieh, Iran.

    Material and Methods

    To achieve the objectives of the present study, firstly, according to the results of the Borda scoring algorithm, prioritized sub-watersheds with a relative area of about 34% were recognized. Then, the variability of soil erosion in 38 storms in recent years before and after the application of land capability in the mentioned sub-watersheds as well as the watershed was evaluated using the revised universal soil loss equation.

    Results

    The results showed that the rate of soil erosion of the study storm events varied in the range of 0.012 to 0.028 t. ha-1. Storm-1. However, in terms of management measures based on ecological potential in prioritized sub-watersheds, the rate of soil erosion of all study events at the outlet of the watershed has decreased from seven to 14% and at the outlet of prioritized sub-watersheds in most storms studied varied from two to 34%. However, the land availability in late winter and early spring has increased the rate of soil erosion compared to the initial conditions in the Milan 1, Milan 2, and Gazan 1 sub-watersheds from two to six percent, which can be attributed to the low density of vegetation at the time of storms’ occurance. The results also showed that the highest rate of soil erosion reduction occurred in events with rainfall of five to eight mm and the effectiveness of management measures in the maximum storms was less than the moderate storm events.

    Conclusion

    The results of the present study showed that if the land-use pattern would be adopted at six percent of prioritized sub-watersheds, the soil erosion resulting from study storms would have been declined by 14 percent at the watershed main outlet. The findings of the current study can provide a suitable management approach for planners and policymakers to apply appropriate managerial scenarios in high-priority areas.

    Keywords: Effective Watershed Management, Erosion Behavior, Land Capability, Land Suitability, Storm Scale
  • Mohammadreza Ojani, Mehdi Ghajar Sepanluo*, MohammadAli Bahmanyar, Majid Danesh Pages 34-42
    Introduction and Objective

    Sediment of eroded soils have different effect on environment based on amount of materials and elements. Nitrogen is an important nutrient that use a lot in agriculture and excessive use of this cause reduce the waters quality.

    Material and Methods

    This project aim is measurement and comparison of soil nitrogen pollution in different land use and relation between each land use drainage pollution when weather is rainy in area of Bostankar river that is located in Shirod city one of the functions of Tonekabon of Mazandaran province. Because of this, soil was sampled from six land use; forest, Orange garden, Kiwi garden, Flower garden, Rice and Tea farms at winter and spring. Then, a water sample was taken from these lands' drainages. Eventually, for checking of Bostankar river situation, water samples wat also taken at 15 points along the river. Amount of total nitrogen, soluble and clinging were measured at water and soil samples.

    Results

    Results showed that nitrogen amount in drainages at spring were increased than winter, that reason of this matter can be agriculture activities like fertilization and tillage in this period of time. Maximum and minimum nitrogen amount in spring relate to Flower garden and forest, equal 6.60 and 0.30 mg/lit, respectively.

    Conclusion

    For controlling the nitrogen output and nitrogen pollution at area of study soil, amount of nitrogen fertilizer use should be based on plant need and soil test result.

    Keywords: Environment, Forest, Kiwi, Nitrogen fertilizer, Pollution
  • Morteza Eyvazi, Nazila Alaei, Raoof Mostafazadeh* Pages 43-57

    Introduction and Objetive:

     Estimating the suspended sediment load of hydrometric stations in the watershed requires an accurate understanding of the spatial and temporal variations of the sediment regime. Simultaneous changes and impressability of discharge and sediment from precipitation changes are of mouch importance that rarely considered. Therefore, the aim of tis study was exploring the changes in the slope of the trend curve and also the graphical correlation of monthly and annual data of runoff, sediment values to precipitation values. Toward this, six stations including Atashgah, Pulsoltani, Nayr, Amuqin, Villadergh and Nooran located in the foothills of Sabalan mountain in Ardabil province were chosen and analysed over a 20-year period using the double mass curve method.Therefore, in this study, the amount of monthly and annual runoff and sediment variations in relation to precipitation values at six including Atashgah, PulSoltani, Nir, Amugin, Viladargh and Nooran river gauge stations in Sabalan Mountain, Ardabil province, were evaluated over a 20-year period using the double mass curve method.

    Material and Methods

    Tworad this, the monthly mass curve, the mean monthly rainfall for the same period calculated and was plotted versus corresponding runoff data. Trend Curve Slope (STC) was used to reflect the rate of increase in runoff and sediment amounts based on rainfall or runoff, respectively.

    Results

    The results of changes in runoff and sediment yield during the available period over the studied rivers showed that except for the Nir station, there were uniform sediment and runoff regime of other stations, during the studied period. Meanwhile, the Nair station had the highest amount of runoff and sediment in all the years studied. Results of double mass curves showed that Nair, Polsoltani and Atashgah stations had no trend of curve slope changes during the statistical period, the amount of sediment and runoff was proportional to precipitation in a consistent variation regime. However, changes in precipitation and runoff with respect to rainfall were observed at Villadargh and Noran stations. Also in the recorded data of Atashagh and Noran stations there is not a trend in the early years of the available data, but the Atashgah station had a decrease in 2000 and 2005 years, and a decrease has been occurred in 2007 at Noran station.

    Conclusion

    Analysis of Taylor diagrams showed that the correlation between precipitation and runoff and sediment data were in the range of zero to about 0.4. The relative similarity of runoff and sediment change coefficients can be related to the originating the rivers from snowmelt, the annual scale of analyzes, as well as the appropriate vegetation of the upland study area. According to analysis of Taylor diagram, at all stations the standard deviation of sediment data was higher than the standard deviation of flow discharge data. The standard deviation values of the sediment data at all stations are in the same range.

    Keywords: Double mass diagram, Runoff regime change, Suspended sediment, Trend curve slope
  • Halimeh Piri*, Mojtaba Mobaraki, Saheh Siasar Pages 58-68
    Introduction and Objective

    One of the basic measures to reach the optimal management of water resources is modeling and predicting the level of stagnation of wells. Controlling the level of stability using observation wells is considered as the main source of information to investigate hydrological stresses. By using the daily and monthly data of the wells, it is possible to check the fluctuations of the water level, and these checks are necessary for understanding the behavior of underground water resources in the long term and making any kind of management decisions. Considering the importance of predicting the groundwater level, it is important to find an appropriate method in this regard. In recent years, the use of intelligent systems for predicting the level of underground water is rapidly increasing, which is due to the ease of use and the high accuracy of these models in approximating nonlinear and complex mathematical equations. The aim of this research is to predict the level of groundwater stagnation in Bushehr plain with the help of artificial neural network models, support vector machine model and decision tree.

    Material and Methods

    In the first half of the year, all the support vector machines and the decision tree were made from the hot water of Dashtestan. Also, statistical method was used to study the spatial changes of groundwater. The data of month of 50 wells in the plain aquifer was a ten-year period from 2009-2018. To evaluate the results of the mentioned models were used of RMSE, MBE and R2.

    Result

    The results showed that all three methods had high accuracy in simulating water level. The artificial neural network method with a higher R2 (0.993), the lowest squared mean error (0.29) and the lowest absolute mean error (0.024) was selected as the superior method for predicting the water table. Kriging zoning showed that the groundwater level in most parts of the plain during the study period has decreased. The maximum drop is equal to 10 meters.

    Conclusion

    The results of the modeling methods and the results of the model evaluation statistics show the good performance of the models in estimating the groundwater stagnation level, but according to the comparison of the explanation coefficient of the models in this research, it was shown that the neural network method Artificial has a higher accuracy in the distribution of available data and the calculated values were less different than the observed values of the artificial neural network model compared to the other two models. In total, the results of the research showed that the artificial neural network method has a higher accuracy in estimating the level of underground water.

    Keywords: Artificial Neural Network, Decision Tree, Dashtestan, Support Vector Machine
  • Fatemeh Heidari Chenari, Ramin Fazloula*, Esmaeil Nikzad Tehrani Pages 69-81
    Introduction and Objective

    Flood is one of the main natural disasters that has affected different regions of the country in recent years and caused a lot of damage. Scientists have always invented different methods to know the magnitude and time of flood and to estimate the height of runoff. Rainfall-runoff models are among the useful and powerful tools in achieving flood characteristics. The purpose of this research is to calibrate and validate the HEC-HMS model as well as to simulate floods as a single event in Tajan basin.

    Material and Methods

    In this study, firstly the variables of precipitation and temperature were entered into the model, then the model was calibrated based on 3 single events and its parameters were calculated. Also, the parameters of curve number (CN) and impermeable surfaces were analyzed in Geographic Information System (GIS) environment and finally based on another single event the model was validated and its accuracy was estimated. The hydrographs generated from the scenarios of the adjusted model parameters were compared with the observed hydrographs of Kordkheil station.

    Results

    Calibration results showed that the simulated data has a high correlation with the observed data (R>0.9). Also, the validation results using the correlation coefficient test and Student's t test showed that the correlation coefficient of the observation and simulation discharge is equal to 0.9, which shows an acceptable significance. Sensitivity analysis of the model was performed to determine the exact value of a sensitive parameter in exchange for changes of increase and decrease of parameters by 20%. The results of the sensitivity analysis of the model showed that the parameter of the curve number and the amount of initial losses are highly sensitive, so that in the range of -20 to +20% change of the parameter of the curve number and the initial losses, respectively, the sensitivity of the model varied from -2.33 to 7.15 and from 0.79 to -0.73. On the other hand, the model simulation results showed that the best objective function for estimating flood peak flow is Percent Error Peak, which the model predicted with a difference of 0.8% peak flow at Kordkheil station. Also, the objective function of the Percent Error Volume as the best estimator for estimated the flood volume with a difference of 0.

    Conclusion

    In general, the results of the study showed that the use of the hydrological model system using the geographic information system, rainfall–runoff modelling, flood simulation and predict the peak flow and flood volume, was very efficient and the obtained results are citable. Therefore, the tested models can be used in watershed management.

    Keywords: Flood, HEC-HMS, Rainfall-Runoff, Simulation, Single Events
  • Jamal Mosaffaie*, Faramarz Sarfaraz, Amin Salehpour Jam, Mahmoodreza Tabatabaei Pages 82-92
    Introduction and Objective

    People's participation in watershed development projects is an important factor in their success or failure. Therefore, in any watershed, it is necessary to identify the factors affecting the weakness of public participation. Previous studies have rarely analyzed the factors preventing people's participation. One of the most important measures that can be taken to remove barriers to the participation of local communities in watershed management projects (biological, mechanical, biomechanical, and managerial operations) is to identify, categorize and rank the factors that weaken their participation in these projects. The purpose of this study was to identify and prioritize these factors in the Ninehroud watershed of Qazvin province. A comparison was also made between the views of experts and the local community's viewpoints on the importance of these factors.

    Material and Methods

    Ninehrood watershed with an area of ​​12,336 hectares is located 30 km northeast of Qazvin. Detailed-executive studies of this watershed were approved by the technical committee of the Natural Resources and Watershed Management Organization of Qazvin province in 2006 and various biological, mechanical, biomechanical, and managerial projects were implemented during the years 2009 to 2016. Identifying the factors affecting the weakness of public participation in the watershed management projects was done based on questions from experts, visits to the area, and face-to-face interviews with residents, as well as previous studies. These factors were classified into four managerial, economic, social, and educational-promotional categories which totally include 18 sub-indicators. In this study, the data collection tool was two types of questionnaires including pairwise comparisons and Likert scale questionnaires were designed and their validity was confirmed by a group of experts. In order to know the views of local communities about the importance of these factors, according to Cochran's formula, 298 samples were selected from 1323 household heads in the watershed, and questionnaires were completed. To find out the views of experts on the importance of these factors, questionnaires were also completed by 19 experts. The reliability of the questionnaires was assessed by Cronbach's alpha test. Then, the FAHP technique and Friedman test were applied respectively to prioritize the indicators and sub-indices preventing public participation in watershed management projects.

    Results

    The results showed that from the perspective of both groups, managerial and economic indicators had a greater role in weak public participation than social and educational-promotional indicators. The results also indicated some differences in the importance of the sub-indices from the perspective of the two groups. From the experts' perspective, "lack of full allocation of operating funds on time" and "local and tribal disputes" with an average rank of 13.72 and 7.03 had the most and least importance respectively. This is while the watershed residents have introduced "Non-matching of proposed projects with their needs" and "lack of full allocation of operating funds on time" with an average rank of 14.96 and 3.98 as the most and the least important sub-indicators respectively. From the perspective of both groups, three sub-indicators including the lack of multipurpose projects design, the concentration of decision-making power at headquarters, and the lack of employing local laborers in project implementation (Employment), were also ranked as the first six priorities which have had more role in the weak participation of people.

    Conclusion

    In general, the results of this study showed some similarities in the views of the two groups on some of the participation barriers, but in some cases, there were significant differences. Therefore, group decision-making with the presence of local communities on watershed management projects is proposed as a way to converge the views of these two groups.

    Keywords: Fuzzy hierarchy analysis, Multi-criteria decision making, Public Participation, Watershed Management Plan
  • Fatemeh Safari Sokhtehkolaei, Reza Norooz Valashedi*, Mojtaba Khoshravesh Pages 93-104
    Introduction and Objective

    Water management in water basins is difficult due to the lack of data collection stations. Today, rainfall-runoff simulations with different models will help manage existing water resources. Therefore, using hydrological models that allow the identification and management of the basin with minimal data can be a suitable method.

    Material and Methods

    In this study, in order to simulate runoff caused by rainfall and to investigate the mechanism of runoff formation and outflow in the catchment area of the Shahid Rajaei Dam, located in Sari, the HBV-light model with existing data from 1981 to 2015 was used. Its performance was also evaluated under climate change conditions with two scenarios of RCP2.6 and RCP8.5 in the two time periods of near future (2016-2040) and distant future (2041-2065).

    Results

    The results showed that the increase in temperature in the two scenarios of RCP2.6 and RCP8.5 by 11.5 and 13.9% in the near future and 13.9 and 24.2% in the distant future, respectively. Rainfall in the two climate scenarios RCP2.6 and RCP8.5 will also decrease by about 58% in the distant and near future. The output results of the model showed that the effect of climate scenarios on peak discharges will increase in the near future (2016-2040) and decrease in the distant future (2041-2065). The difference between the mean peak discharges in the future time window compared to the base period was significant at the 95% confidence level (Kruskal-Walli’s test). RCP2.6 and RCP8.5 will increase by 36% and 28% in the near future and decrease by 12% and 3% in the near future, respectively. These changes in peak discharges will increase the probability of occurrence of extreme phenomena (severe peak discharges) due to changes in the statistical distribution.

    Conclusion

    In general, these results indicate that the management, operation and maintenance of water resources accumulated at the site of the Shahid Rajaei Dam will face serious challenges. Therefore, it is suggested to apply advanced leading scenarios in catchment management while examining more closely and comparing with the results of other hydrological models.

    Keywords: Climate Change, Catchment, Forecast, Precipitation, RCP, Runoff
  • Mehran Nasiri*, Mojtaba Mohammadzade, Majid Lotfalian, Aydin Parsakhoo Pages 105-114
    Introduction and Objective

    In the northern provinces of Iran, especially Mazandaran, Gilan and Golestan provinces, the percentage of landslides is relatively high due to the construction of forest roads. Considering the importance of road maintenance projects during the implementation of the forest respiration plan, it’s necessary to zoning areas suseptble to landslides. Given that the effects of the forest respiration plan were not studied; in this study we investigate the effect of respiration plan on the maintenance projects of forest roads. The purpose of this study is landslide hazard zoning around forest roads by considering the ground control points (GCPs) and modeling the factors affecting the occurrence of landslides around forest roads.

    Material and Methods

    Darabkola forest in the southeast of Sari was selected for this study. First, the factors affecting the occurrence of landslides were identified in the region. Then the layers of slope, slope direction, road network, soil and buffer of distance from road, fault lines and waterways was prepared using the QGIS 3.61 software. Also, GCPs from area suseptble to landslide as well as recently occurred landslides were recorded separately using the GPS device and then digitized in QGIS environment. Prioritization was performed using the analytical hierarchy process (AHP) and after applying the weight of the layers and reclassification, the final zoning map was obtained.

    Results

    According to the results, 29.71 and 35.28% of the area have very low and low risk of landslides, respectively. Also, 21.75% of the area has a medium risk, 10.89% of the area equivalent to 289 hectares has a high risk and 2.37% of the area which is equivalent to about 63 hectares of the area has a very high risk of landslides. The results of accuracy of landslide zoning showed that from 29 points recorded as ground control points, 22 of them are located in areas with high and very high landslide risk and only 4 of them are located in areas with moderate landslide risk. Therefore, the results of zoning are consistent with the ground reality with high accuracy and showed less efficiency in only 3 cases. In Darabkola forest, due to the presence of marl bedrock and lack of drainage, several shallow landslides with distances of less than 200 meters along the road have been recorded, which are developing due to lack of management. Also, most of the landslides in the study area observed at a distance of less than 200 meters from waterways. Field visits show that most recorded landslides observed in areas where the road crosses along valleys and or intersects the valleys and due to lack of drainage, it causes multiple landslide along the road.

    Conclusion

    This study showed that zoning confirms the ground realities. Accoeding to the intersection of roads and waterways in the valleys, Darabkola forest roads need projects related to soil and water conservation. It seems that improving the road drainage and using soil bioengineering methods can help to improve road maintainance and vegetation cover in landslide area.

    Keywords: Erosion, Forest respiration, Road construction, Soil bioengineering, Soil conservation
  • Mohammad Bashirgonbad* Pages 115-124
    Introduction and Objective

    One of the most important challenges in recent years is the issue of climate change and its effects on water resources, which is considered one of the main areas of research around the world. Two obvious signs of climate change are changes in the mean and extreme values of climate variables that can increase the Probability of flood occurrence. Therefore, it is necessary to study the effect of climate change on floods in the future.

    Material and Methods

    In this study, using the observed daily data of precipitation and temperature in the period 1961-2005 synoptic and climatological stations inside and around the Bakhtiary catchment, the effect of climate change was investigated. To predict future precipitation and temperature, the data of the canESM2 general circulation model under RC 2.6 and RCP 8.5 scenarios for climate variables for the period 2006 to 2100 were used. The effective criteria in downscaling were selected according to the correlation between the predictor and predictands variables from the NCEP-NCAR reanalysis database. Then the MORDOR-SD semi-distributed models were used to evaluate the effects of climate change on runoff. This model was calibrated and validated using daily rainfall, temperature, and observation data at Tang-e-Panj Bakhtiary station for the period 1976-2006. Applying the results of changes in precipitation and temperature data obtained from the SDSM model under the two scenarios mentioned and reproducing them in large numbers by nonparametric bootstrap method and replacing the resulting maximum daily events in the hydrological model to achieve maximum daily flood and probability made it possible. At the end of the simulation and calculation of the cumulative distribution function (CDF) of the simulated events, the maximum daily discharge values in different return periods were calculated.

    Results

    The results showed that, temperature and precipitation parameters under RCP 2.6 and RCP 8.5 scenarios with average evaluation criteria MAE = 1.29, RMSE = 1.96 and NASH = 0.56 for precipitation decreased by an average of 5.4 to 11% compared to the base period for temperature with evaluation criteria of MAE= 2.27, RMSE= 2.71 and NASH 0.92 = from 6.5 to 10.4% increase compared to the base period. The results of the Nash-Sutcliffe and Kling-Gupta evaluation criteria are 0.76 and 0.83, respectively, which shows the acceptable ability of the hydrological model in the simulation. The results of the study showed that the maximum daily discharges simulated using scenario 8.5 in different return periods show higher values than the maximum daily discharges in scenario 2.6 but there is no significant change compared to the maximum daily data in the base period.

    Conclusion

    In general, it can be said that the use of climate data in the future for planning in the field of integrated water resources management and prevention of natural hazards such as extreme floods and droughts can be a useful tool for planning managers.

    Keywords: Climate change, Downscaling, Canesm2 model, MORDOR-SD hydrological model
  • Ahmad Hajarian* Pages 125-134
    Introduction and Objective

    In today's world, resource constraints, population growth, growing human needs and desires, and fierce competition in the global economic arena have forced countries, especially developing countries, to consider strategic planning for rangeland management in order to survive and develop economically. On the other hand, the issues related to sustainable development, over time, have become a key issue in development strategies at the national level and economic institutions and have been discussed from various angles and as a strategic model can re-engineer rangeland management. Rangelands in rural areas have an infrastructural role in their economy and pave the way for moving towards sustainable development goals. Therefore, addressing rangeland management issues is of particular importance. The purpose of this study is to analyze the challenges of rangeland management in rural settlements of Kermanshah province.

    Material and Methods

    The method of this research is descriptive-analytical. In this study, field studies (questionnaires) were used to collect data. The statistical population of this study includes 29 managers with rangeland management expertise; In this study, factor analysis has been used to analyze the data. The face and content validity of the questionnaire was confirmed by the corrective opinion of university professors and experts of the University of Isfahan and after making the necessary corrections in several stages. In the present study, Cronbach's alpha method was used to assess the validity of the measurement tool

    Results

    Findings showed that the challenges of rangeland management in rural settlements are very wide. The results of this study with factor analysis test showed that 44 indicators were classified into 10 factors, explaining a total of 56.96% of the total variance and the highest value with a variance of 6.77 and a specific value of 2.98 is related to the planning weakness factor and the lowest is related to the variance of 5.59 and the special value of 2.01 is related to the human barriers factor.

    Conclusion

    Many years of experience show that the most important reasons for rangeland degradation are factors such as centralization policies and the governmentalization of natural resource management and lack of attention to the role of non-governmental organizations (as a public institution), Participatory.

    Keywords: Factor Analysis, Kermanshah Province, Rangeland Management, Rural Areas
  • Lila Nezhadi, Ali Shahnazari*, Mohamadtaghi Azimi, Seyedhossin Yasobi Pages 135-145
    Introduction and Objective

    Ab-Bandan is a native or man-made pond in northern Iran that is used to store surface water. Secondary uses of these structures include fish farming and recreation areas. These water bodies can increase pollutants and their penetration into the aquifer, by accumulating water for a long time. Therefore, it is necessary to investigate their qualitative conditions and their impact on the ecosystem of the region.

    Material and Methods

    In this study, to investigate the effect of Ab-Bandans on the aquifer, the water quality of three Ab-Bandans in Mazandaran province and the wells around them have been investigated. Wells were selected at approximately 100, 200, and 300 m distances around the Ab-Bandans. During three-month periods with an interval of 15 days, water from the Ab-Bandans and surrounding wells was sampled. The parameters of nitrate, nitrite, PH, EC, and TDS were measured to determine the water quality of the Ab-Bandan and its effect on the aquifer.

    Results

    Results have shown that the water quality of Ab-Bandansis in good condition for fish farming. In agricultural use, only the pH parameter is higher than the allowable range, which is normal for Ab-Bandans and swamps. Investigation of wells' water quality also shows that their quality is favorable for drinking use - which is their most important use, and only in some wells, initial treatment is required. Qualitative comparison to evaluate the quality changes at different distances from the Ab-Bandan shows that the amount of contaminants decreases with increasing distance from the Ab-bandan. Between the second well and the third well, the changes in the parameters are about 0.5% and in the distance of 300 meters of the wells, the quality conditions of the aquifer can be considered stable and it can be stated that the Ab-Bandan no longer affects the water quality of the aquifer.

    Conclusion

    Investigations show that the quality conditions of the Ab-Bandan are in favorable condition for use in fish farming. In agricultural use, pH is higher than the permissible range, which was related to the quality conditions of the Ab-Bandan.

    Keywords: Pollution, Quality Parameters, Water Quality, WellsWater resources
  • Mahnaz Kiyani Majd, Mohammad Nohtani*, MohammadReza Dehmardeh Ghaleh No, Zahra Shikh Pages 146-162
    Introduction and Objective

    Drought is one of the most destructive weather events that cause great damage to human societies every year. Therefore, drought indices can indicate the natural limits of droughts. In this way, they make it possible for us to evaluate at different time and place scales. In this regard, in the present study, zoning and monitoring of meteorological drought in arid desert areas using indices (SPI, SIAP and PN) in Zahedan plain were studied.

    Materials and Methods

    In this study, daily rainfall data sets of operating stations in the study area were collected. Due to the low density of stations and severe limitations of data access in arid areas, five stations (refinery, FBI, Khinjak train, Pudeh Chah and meteorological department of Zahedan) were evaluated as suitable during a 30-year joint statistical period (1987-2016). The selected stations had complete time series and no statistical deficiencies during the selected statistical period. After ensuring the quality of the data by using homogeneity, random and discrete tests, the annual SPI, SIAP and PN indices of the annual time scale were extracted using DIP software and also in order to zoning the evaluated indices by distance photo interpolation method in the environment. Arc GIS was used.

    Results

    By calculating the coefficient of variation from year to year during the census period (1987-2016), the minimum coefficient of variation was 88.7 and the maximum value was 208.8, it was found that Zahedan plain has irregular rainfall and high variability, which indicates the Occurrence of drought in the region. Then, by examining the three indices of SPI, SIAP and PN, it was found that the conditions of Zahedan plain based on SPI indices were 24 normal years, SIAP 25 normal years and PN 25 years of drought were weak. Also, according to all three indices, the most severe meteorological drought that occurred in Zahedan plain during 2003 was related to 2003. The values ​​of each of these indicators for 2003 are -1.49, -1.16 and 25.32, respectively. According to SPI index, during 24 years of normal statistical period, SIAP index has 25 years of normal conditions and according to PN index of Zahedan plain with 6 wet years, 12 normal years and 5 years of weak drought. The annual drought threshold for the three indices is SPI 1-, SIAP -0.25 and PN 80. In addition, monitoring of spatial variations of three indices, SPI, SIAP and PN, showed that during the statistical period, the northern half of Zahedan plain was more affected by drought. Based on the meteorological zoning maps of Zahedan plain, it was determined that based on the SPI index in the years 1999-2005 of the northeastern region, the SIAP index during the years (1987-1989, 1998-2006) of the northern and northeastern parts and based on the PN index during In the years 2003-2006, the southern and western parts of Zahedan plain had more potential in terms of continuity, frequency and severity of meteorological drought.Overall

    Conclusion

    Considering that the spatial zoning maps of drought indicate the spatial expansion and more intensity of critical zones during the 30-year statistical period studied in the present study, the identification of these vulnerable and endangered areas and The extent of this phenomenon is also necessary for the implementation of management as well as development, economic, social, environmental and agricultural planning by the government of men and policy makers.

    Keywords: DIP software, Distance Photo Interpolation Method, Drought index, Drought Intensity, Variation Coefficient
  • Maryam Tajiki, Ali Najafinejad*, Mostafa Gholipour, Hamid Siroosi, Amir Sadodin, Vahed Bardi Sheikh, Arash Zare Garizi, Arashk Holisaz Pages 163-177
    Introduction and Objective

     Evaluating the effects of watershed management measures on various components of watersheds is very important for improving the performance of actions. Accurate evaluation requires continuous and correct monitoring. While monitoring is not mostly considered in developing countries due to the high cost of its implementation. Therefore, sufficient data are not available for evaluating watershed management measures. So, the methods should be selected based on available data to achieve appropriate results. Current research is conducted to evaluate the implemented watershed management measures (mechanical, biological) since the early 2001s in Qarnaveh watershed which is one of the subbasins of Gorganrood river great catchment using analysis of available data by different approaches.

    Materials and Methods

    In order to investigate the effect of climatic and environmental components on erosion and sedimentation, temporal changes of land use and precipitation were assessed in the study period. Due to the importance of investigating local effects of measures, their impact on erosion was investigated using satellite images before and after construction of checkdams. Then, the changing points were identified using recorded suspended load in Tamar station and sequential Mann Kendall approach. Then the amount of erosion and sedimentation for defined study periods was estimated using RUSLE and sediment rating curve approaches.

    Results

    Satellite image time series mostly showed local erosion control for upstream of checkdams. While, estimated erosion using RUSLE and sedimentation using sediment rating curve for determined study periods using sequential Mann Kendall showed increase in erosion from 36.9 to 38.8 ton per hectare per year from period of 1999-2008 to 2009-2016. Comparison of estimated sediment of Tamar station for two study periods also showed an increase in sedimentation.

    Conclusion

    Although watershed management operation has had positive local effects on reducing sedimentation, the combined effects of other components such as land use and meteorological conditions resulted a relative increase in erosion and sedimentation of Qarnaveh watershed. Therefore, to evaluate the effects of watershed management measures, the spatial scale of the effects and the interaction between different components should be considered.

    Keywords: Biological measures, Mann kendall test, Mechanical measures, Sediment rating curve, Universal soil loss model
  • Hematollah Roradeh*, Taher Safarrad, Zahra Alikhani Kashkaki Pages 178-188
    Introduction and Objective

    Intensity, duration, and type of precipitation are among the data that are very important in creating floods. Heavy precipitation that turns into runoff can cause floods and catastrophic consequences. If the highest precipitation that causes flood is calculated, it can be used to reduce the destructive effects of the flood. The probable maximum precipitation during the current century compared to the past has increased significantly due to climate change. Estimation of this parameter is very important and is usually used for engineering applications and estimating the probable maximum flood.

    Material and Methods

    In this study, the estimation of the probable maximum precipitation of the Talar basin in Mazandaran province was studied by the synoptic method. Precipitation statistics of regional stations and the IDW method were used to draw rainfall maps.

    Results

    The Zirab station with 245.5 mm recorded the highest rainfall in 7 days and was identified as the center of precipitation. Using dew point temperature and wind speed, the storm maximization coefficient was calculated to be 76.1 and the maximum probable precipitation for a duration of one to seven days was obtained, which on average the rate of increase in precipitation according to the maximum probable precipitation is 75.96%. Examination of sea level maps and 500 hPa level in the storm of March 17, 2017, shows that a low height is located in Iran, the axis of trough starts from the east of the Black Sea and continues to the center of Iran and in the west, it can be seen on the high Black Sea. Its ridge axis starts from the north of the Blacking Sea and extends to the southeast of the Mediterranean. The trough with very strong vorticity and a strong ridge next to it formed a Blocking.

    Conclusion

    Deployment of the Blocking and the embedment of short waves in front of the trough added to the unstable weather conditions in the area. The low-pressure system in northwestern Europe crossed the Black Sea and western Iran, then entered the southern shores of the Caspian Sea. Deployment of low dynamic pressure on the Caspian Sea Moisture fluid from the sea to the study area increased the precipitation system. As a result, the relative humidity of the northern coasts of the country reached 90% on March 17 and 18, and in the design of hydraulic structures, emphasizing this storm, the maximum possible rainfall of 4 to 6 days should be considered, which was estimated stronger than other continuities.

    Keywords: Basin, Probable maximum precipitation, Precipitation, Synoptic, Storm
  • Sayyed Ali Shahrezaie*, Mahdi Radfar, Elham Ghanbari Adivi, Rasoul Mirabasi Najaf Abadi, Ali Raeisi, Seyyed Mojtaba Mousavi, Nafiseh Sadat Shahrezaie Pages 189-202
    Introduction and Objective

     Dam failure and release of stored water behind the dam is one of the most important issues in dam design and it is necessary to pay attention to its occurrence and consequences. Therefore, policymakers and planners are obliged to take measures to prevent the possible dangers of breaking the dams. Among these measures, we can mention the creation of a retaining wall in the path of flood flow due to the failure of dams.

    Material and Methods

    In the present study, the construction of a retaining wall in the flood flow path due to the failure of the Ghare Aghach earth dam at different distances and scenarios has been investigated. Parameters due to dam failure were determined using the BREACH model and then its information was entered into HEC-RAS software.

    Results

    If the hole is created at the level of 2451 meters from the body, 18 of the 50 sections examined will collide from the right bank or the left bank, or both. At a distance of 300 meters from the dam, the water flow at a height of 1.74 meters from the right and the water flow at a height of 2.55 meters from the left shore collide. At a distance of 2200 meters from the dam, the water flows at a height of 5.15 meters from the right bank and at a height of 0.51 meters from the left bank. At a distance of 3,000 meters from the river, water rises to a height of 3.39 meters from the left side. At 3100 meters from the dam, the water flows to a height of 2.68 meters from the left bank. At a distance of 4400 meters from the river, water at a height of 1.19 meters from the right bank collides. Finally, section 4700 of the water river attacks at a height of 3.48 meters from the right bank. However, if a hole is created at the level of 2446 meters from the body of the dam, 15 of the 50 sections examined will be attacked from the right or the left bank, or both. Therefore, in this case, at a distance of 300 meters from the dam, water flows to a height of 0.8 meters from the right bank and also water flows to a height of 2.21 meters from the left bank. At a distance of 2200 meters from the dam, water flows at a height of 4.21 meters from the right shore. At a distance of 3000 meters from the dam, the water flow at a height of 2.86 meters from the left bank. At 3100 meters from the dam, water flows at a height of 2.23 meters from the left bank. At a distance of 4400 meters from the river, water at a height of 0.9 meters from the right bank collides. Finally, at a distance of 4700 meters from the location of the dam, the water flow at a height of 2.97 meters from the right shore collides.

    Conclusion

    Areas with higher probability of flooding and with priority to the construction of a retaining wall were identified. The failure of the dam at level 2451 compared to level 2446 will cause flooding of more sections on the sides of Mehrgerd river. Among the sections studied, the most water flows attack at a distance of 2200 meters and is related to the time when a hole is created at the level of 2451 meters from the body of the dam, which due to its critical location is more important than other sections and the need to construct The wall is a barrier.

    Keywords: BREACH model, Dam failure, Ghare Aghach Dam, HEC-RAS software, Retaining wall
  • MohammadHassan Sadeghi Ravesh* Pages 203-214
    Introduction and Objective

    Desertification is a complex socio-economic issue resulting from the interaction of several factors. This phenomenon is always in uncertain environments and is strongly influenced by vague and implicit judgments. Therefore, the use of multi-criteria fuzzy decision-making mechanisms seems necessary in evaluating desertification strategies. On the other hand, often the input data to these devices are inaccurate and variable. So, performing sensitivity analysis on output data is an important step in such evaluations. The aim of this study was to analyze the sensitivity of priority strategies in the Yazd-Khezrabad sub-catchment in central Iran.

    Material and Methods

    In order to achieve this goal, first in the framework of fuzzy multi-criteria decision-making method and with using triangular number, fuzzy pairwise comparison decision matrix was formed and the initial priority of strategies was estimated. Then the sensitivity analysis process was performed separately on the criteria and strategies in the framework of the Triantaphyllou-sensitivity analysis model. Following the determination of the most sensitive criteria and strategy, new weights of criteria and strategies were replaced based on the most sensitive criteria and strategy in the decision matrix. By calculating the weighted average of each row of the modified normalized matrix, the degree of preference or final weight of the strategies was estimated.

    Results

    The results showed that the adjustment strategy in groundwater abstraction (A31) is still considered as the most important strategy as the initial results with a degree of preference of 92.9%. While the ranking of other strategies has undergone serious changes.

    Conclusion

    It is concluded that according to the mentioned macro strategy, the process of desertification can be slowed down and the destroyed areas revived by implementing aquifer projects, improving irrigation methods, land improvement, controlling the growth of industries and aquaculture crops.

    Keywords: Combat Desertification, Fuzzy linear programming, Pirewise comparative, Triangular Fuzzy Number, Triantaphyllou model
  • Fatemeh Mohammadzadeh, MohammadReza Ekhtesasi, Seyed Zeynalabedin Hosseini*, Abdoalrasoul Negaresh, Hossein Hashemi, Mohammad Allaee Pages 215-229
    Introduction and Objective

    In order to supply the drinking water for inhabitants of arid areas always have several challenges. The main source of fresh water supply in these areas is groundwater, but in recent years, increasing harvests and declining aquifers have increased salinity. Bajestan watershed is no exception of this issue and the main source of drinking water and sanitation is groundwater sources from the Playa, which is of very low-quality water. By decreasing the quality of groundwater resources has created the project to separate drinking water and sanitation by creating “The Government Drinking Water Stations”, since 2014. The purpose of this study is to investigate the rate of realization of this project implementation in order to quality drinking water supply. For this purpose, some of water samples was taken from the network and drinking wells, then the samples were compared with National and International standards and prepared the groundwater resources quality map.

    Material and Methods

    In this study, at the first stage, the water samples taken from drinking wells and distribution network in the same period (2014-2019) were collected and compared with National and International standards. These standards included the standard of the Industrial Research Organization of Iran (1053 Report), WHO, the United States Environmental Protection Agency (EPA), the European Union (EU) and Schuler diagram. Then, Prepared the maps based on 1053 and Schuler diagram (The most common drinking water quality standards in Iran) which were selected by choosing the best interpolation method in the field of Geostatistical by choosing the lowest value of RMSE.

    Results

    The results of this research showed that all of the quality parameters of distribution network’s water samples were within the standard condition, the values ​​of all the quality parameters were equal or even lower than the standard value of the indicators, So the conditions are optimal. While the water quality parameters in drinking water supply wells were of unfavorable quality according to the values ​​of the standards used in the research; These are EC, TH, TDS, Na, CL ​​in the water samples obtained from the wells on the Playa were 4 to 6 times and in other wells on the plain were 1.5 to 2 times the values ​​found in the standard indices. The results of the interpolation of the quality parameters of the plain's groundwater showed that the Co-Kriging method has the lowest Error in the main parameters of water quality determination, including EC, TDS and TH, which shows the high correlation of the parameters, there was a high correlation of groundwater in the plain with each other.

    Conclusion

    Comparison of the samples in the two parts of the wells and the drinking water distribution network showed that the current plan has sufficient usefulness to providing the quality the drinking water. Also, based on the map of the quality of the groundwater resources of the plain, the playa has the lowest quality of water resources and the wells located in the plain area have better quality.

    Keywords: Drinking Water, Separation of Drinking & Sanitary Water, Quality Assessment, Water Quality Map
  • Reza Zarei, Abdulvahed Khaledi Darvishan* Pages 230-242
    Introduction and Objective

    Soil is one of the most important national assets of any country. Since the effects of aggregate detachment and formation of surface sealing on increasing flood fertility, reducing soil fertility and increasing erosion is an important issue, the aim of this study was to investigate the role of surface sealing in sediment concentration and soil loss.

    Material and Methods

    The present study was performed on two loamy-sandy and loamy-sandy-clay soil textures under the influence of three rainfall sequences with intensities of 50 and 90 mm h-1 and duration of 15 minutes at the intervals of 10 days in small erosion plots with dimensions of 0.5×0.5 m with a slope of 18%. Also, two weighted average indices of the diameter of soil grains and a three-dimensional scanner with an accuracy of 20 micrometers were used to measure the surface coating.

    Results

    The results showed that rainfall sequence had a significant effect (p<0.01) on sediment concentration and soil loss. As a result of the sequence of rainfall, the loss of soil in the loamy-sandy texture increased by about 45% in the rainfall intensity of 50 mm h-1, while it decreased by 38% in the rainfall intensity of mm h-1, and in the loamy-sandy-clay texture respectively Rainfalls of 50 and 90 mm h-1 reduced soil loss by 5 and 67%, respectively. Sediment concentration also decreased after rainfall sequences. The results of measuring soil loss showed that, except in loamy-sandy texture at an intensity of 50 mm h-1, in both soils, the amount of soil loss decreased from the first rainfall to the third rainfall. The results of three-dimensional scanner at rainfall intensity of 50 mm h-1 showed that the soil surface roughness in loamy-sandy texture decreased from 1.30 to 1.18 mm and in loamy-sandy-clay texture decreased from 1.80 to 1.31 mm, but at rainfall intensity of 90 mm h-1, the soil surface roughness increased and the formation of surface sealing was prevented.

    Conclusion

    The results showed that soil surface roughness and surface sealing resulting from previous rainfall can change soil surface conditions and runoff and soil loss at the plot scale and the intensity of these changes is under the interaction of rainfall intensity and soil texture.

    Keywords: Aggregate Stability, Soil Detachment, Soil Surface Roughness, Sediment Concentration, 3D Scanning