فهرست مطالب

مدیریت آب و آبیاری - سال سیزدهم شماره 1 (بهار 1402)

مجله مدیریت آب و آبیاری
سال سیزدهم شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/01
  • تعداد عناوین: 15
|
  • شهرام قبادی، علی مریدی* صفحات 1-16
    ارزش گذاری اقتصادی آب در تخصیص کارآمد منابع آب، اتخاذ سیاست های مناسب و تصمیمات موثر، دارای نقش مهم و تعیین کننده ای است. ادبیات کشور حاوی تعداد زیادی از مقالات و تلاش های قابل توجه در زمینه ارزش گذاری اقتصادی آب می باشد. گستردگی و تنوع مطالعات موجود، ایجاب می نماید که با مروری بر کارهای پژوهشی انجام شده، چشم اندازی کلی از ارزش گذاری اقتصادی آب در کشور، ارایه شود. در این مقاله سعی بر آن است تا با استخراج، دسته بندی و تحلیل مطالعات موجود در مورد ارزش گذاری آب در بخش های مختلف اقتصاد، به یک جمع بندی در مورد روش های رایج و سیاست های پیشنهادی در این مطالعات، نایل آید. به علاوه، در این کار تلاش شده است تا با نقد و بررسی شیوه های به کار گرفته شده، خلاهای مطالعاتی را شناسایی نموده و پیشنهادهایی برای پژوهش های آتی در زمینه ارزش گذاری اقتصادی آب، ارایه شود. براساس جمع بندی، افزایش قیمت آب در کلیه مصارف (صنعتی، شهری و کشاورزی) توصیه شده است. شرایط قیمت گذاری مبتنی بر ارزش آب در مصارف صنعتی و شهری مهیاست و در بخش کشاورزی مستلزم حمایت دولت و توسعه فناوری است. ارزش اقتصادی خدمات اکوسیستمی وابسته به آب، در زمره بالاترین سطوح ارزش اقتصادی در استفاده های آب است. لذا توصیه شده است که حفظ جریان طبیعی در اکوسیستم های آبی در اولویت تخصیص منابع قرار گیرد.
    کلیدواژگان: اقتصاد آب، بازار آب، تخصیص منابع، روش های ارزش گذاری، مدیریت منابع آب
  • سبحان رستمی، مجید دلاور*، وحید شکری کوچک صفحات 17-42
    پایگاه داده های جهانی و محصولات ماهوراه ای با قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا، به عنوان یک منبع جایگزین مناسب برای انجام مطالعات برآورد مولفه های بیلان آب در مناطق فاقد آمار و مناطق با عدم توزیع یکنواخت ایستگاه ها می توانند موردتوجه واقع شوند. استفاده از این داده ها با شرط داشتن دقت کافی، برای کشور ایران که بسیاری از قسمت های آن به ویژه مناطق بیابانی و کوهستانی به دلیل تراکم پایین ایستگاه ها، طول دوره آماری کوتاه ایستگاه های جدید همواره با مشکلات دسترسی به اطلاعات مکانی و زمانی اقلیم مواجه می باشند، از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف اصلی این پژوهشارزیابی پایگاه داده های جهانی و محصولات ماهواره ای در برآورد بارش، تبخیر و تعرق واقعی، تغییرات ذخیره آب و آب های زیرزمینی در حوضه طشک بختگان است. برای ارزیابی بارش از پایگاه داده های GLDAS، PERSIANN-CDR، CHIRPS و NCEP با توجه به اهداف ما، استفاده شد. برای تبخیر و تعرق واقعی ابتدا براساس معادله بیلان تورنت وایت مقادیر تبخیر و تعرق واقعی استخراج شد و نتایج آن با پایگاه داده های GLDAS و GLEAM ارزیابی شد. برای برآورد تغییرات ذخایر آب و آب های زیرزمینی منطقه موردمطالعه از ماهواره GRACE و برای ارزیابی آن از ماهواره GLDAS برای استخراج تغییرات سالانه آب زیرزمینی استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد پایگاه داده PERSIANN-CDR در تمام شاخص های آماری قبل و بعد از اصلاح اریبی بهترین عملکرد و همخوانی با داده های مشاهدتی بارش را داشته است. پایگاه داده GLEAM نیز در برآورد تبخیر و تعرق قبل و بعد از اصلاح اریبی بهترین وضعیت از لحاظ شاخص های آماری را با داده های معادله بیلان تورنت وایت داشته است. مقایسه مقادیر مشاهداتی آبخوان ها آب زیرزمینی با داده هایی که از ماهواره GRACE و GLDAS استخراج شد، نشان دهنده وجود روند یکسان می باشد و باتوجه به قدرت تفکیک مکانی پایین ماهواره GRACE و مساحت کم منطقه موردمطالعه نتایج به دست آمده برای تغییرات آب زمینی و آب زیرزمینی قابل قبول است. نتایج مطالعه حاضر نشان می دهد اطلاعات حاصل از ماهواره PERSIANN-CDR برای بارش، مدل GLEAM برای تبخیر و تعرق واقعی و ماهواره GRACE برای برآورد تغییرات آب زمینی، به عنوان ابزار مناسبی برای انجام برآورد های اولیه، سریع و کم هزینه در خصوص پارامترهای بیلان آب مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، بارش، بیلان آب، پایگاه داده جهانی، تبخیر و تعرق
  • ابوالفضل حنیفه لو، سید عباس حسینی، سامان جوادی*، احمد شرافتی صفحات 43-62

    هدف اصلی این پژوهش، برآورد تغذیه آب زیرزمینی در  کنار دیگر مولفه های  بیلان (رواناب، تبخیر و تعرق و برگاب) در دشت هشتگرد، با استفاده از مدل توزیعی WetSpass-M در شرایط تغییرات اقلیم و کاربری زمین در دوره 30 سال آتی است. نقشه کاربری زمین با استفاده از تصاویر ماهواره لندست سال های 1990، 2005 و 2020 در نرم افزار ENVI (نسخه 5.3) تهیه و برای مدل سازی تغییرات کاربری زمین در سال 2050، از روش زنجیره مارکف پیاده سازی شده در نرم افزار TerrSet استفاده شد. در پایان، تاثیر تغییر اقلیم و کاربری زمین بر تغذیه آب زیرزمینی و دیگر مولفه های بیلان آبی با استفاده از مدل توزیعی WetSpass-M برای دوره 2050-2020 شبیه سازی شده و اثر سناریوهای اقلیمی و کاربری زمین بر روی آن اعمال شد. نتایج تغییرات اقلیمی نشان داد دمای سالانه تا سال 2050 برای سناریوهای RCP2.6 وRCP8.5 به ترتیب 2/1 و 2/3 درجه سانتی گراد افزایش و بارش سالانه برای هر دو سناریو 95/1 درصد و 47/4 درصد کاهش خواهد یافت. نتایج تغییر کاربری، نشان دهنده افزایش 105، 41 و هشت درصدی به ترتیب برای زمین مسکونی، بایر و کشاورزی و کاهش 94 درصدی در مراتع است. با افزایش کاربری های مسکونی و بایر و کاهش مرتع میزان تغذیه به 6/220 و بیلان آبخوان به 9/115- میلیون مترمکعب در سال خواهد رسید. در اثر تغییرات اقلیم و کاربری زمین سهم تبخیروتعرق افزایش و سهم تغذیه و برگاب از بارش کاهش یافته است. به طورکلی، در ارتفاعات به دلیل بارش بیش تر و در مناطق کشاورزی به دلیل آب برگشتی آبیاری، سهم تغذیه آب زیرزمینی افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: بیلان آب، تغییر اقلیم، تغییر کاربری زمین، زنجیره مارکف، ENVI، .TerrSet
  • ملیحه عرفانی*، شریف جورابیان شوشتری، طاهره اردکانی، فاطمه جهانی شکیب صفحات 63-81
    خدمت اکوسیستمی تولید آب متاثر از فعالیت های مخرب انسانی است و اولین گام جهت مدیریت پایدار این خدمت، برآورد کمیت آن ‏از طریق مدل سازی است. پژوهش‎ ‎حاضر‎ ‎با‎ ‎هدف‎ ‎به کارگیری‎ ‎مدل هیدرولوژیک‎ InVEST ‎در‎ ‎کمی سازی خدمت اکوسیستمی‎ ‎تولید آب و ‏ارزشگذاری آن در زیرحوزه های خشک و نیمه خشک شمالی استان کرمان‎ ‎انجام‎ ‎شد‎.‎‏ ابتدا، نقشه های‎ ‎میانگین‎ ‎بارندگی سالیانه،‎ ‎عمق ‏لایه های محدودکننده‎ ‎ریشه، مقدار آب‎ ‎در‎ ‎دسترس‎ ‎گیاه، کاربری اراضی/پوشش سطح زمین (‏LULC‏) و‎ ‎مرز‎ ‎حوزه‎ ‎و زیرحوزه های منطقه‎ ‎به عنوان‎ ‎ورودیهای‎ ‎مدل وارد‎ ‎شدند‎ ‎و نقشه مقدار‎ ‎تقریبی‎ ‎تبخیروتعرق‎ ‎واقعی (‏AET‏) در‎ ‎هر پیکسل و نقشه‎ ‎تولید‎ ‎آب برآورد شده‎ ‎در‎ ‎هر ‏پیکسل‎ ‎به دست‎ ‎آمد.‏‎ ‎براساس محاسبات‎ ‎انجام شده توسط‎ ‎مدل‎ ‎در‎ ‎منطقه مورد نظر، سالانه‎ ‎‏43/5112 میلیون مترمکعب آب با ارزشی بیش از ‏‏418500 میلیارد ریال تولید‎ ‎می شود‎ ‎که بیشترین‎ ‎مقدار‎ ‎تولید‎ ‎آب،‎ ‎در‎ ‎زیرحوزه یک (ابرقو-سیرجان)‏‎ ‎با‎ ‎‏ 2103 میلیون مترمکعب‎ ‎در‎ ‎سال‎ ‎و‎ ‎کمترین‎ ‎میزان‎ ‎تولید‎ ‎آب،‎ ‎در‎ ‎زیرحوزه سه (کویرلوت شمالی) با مقدار 84/741 میلیون مترمکعب است‎.‎‏ نتایج نشان داد که سطح عرضه ‏خدمت تولید آب به شدت تحت تاثیر تغییرات مکانی ‏LULC‏ است به طوری که در مجموع، اراضی مرتعی پرتراکم 7/27630 MCM در هکتار و همچنین هر هکتار از جنگل پرتراکم، قادر به تولید 6/1104 MCM آب است که نقش پوشش گیاهی را ‏در نفوذ آب و تغذیه آبخوان ها در مناطق مرتفع نشان میدهد. نتایج این مطالعه در برنامه ریزی مکانی جهت کاهش اثرات مخرب سیل و ‏خشکسالی، جلوگیری از تخریب اراضی و توسعه پوشش گیاهی، تغذیه آبخوان ها و همچنین برآورد خسارات در حسابداری سبز قابل ‏کاربرد است. ‏
    کلیدواژگان: ارزش گذاری اقتصادی، خدمات اکوسیستم، مدل سازی، مناطق خشک و نیمه خشک
  • محمدرضا مجدزاده طباطبائی*، علی مریدی صفحات 83-104

    بیش تر روش های تعیین دبی محیط زیستی مورداستفاده در ایران تنها به عمق آب موردنیاز برای تردد گونه های شاخص ماهیان توجه دارند، درصورتی که برای حفظ تنوع زیستی در رودخانه ها باید اثر آشفتگی جریان بر مورفولوژی و بستر رودخانه موردتوجه قرار گیرد. خواص آشفتگی جریان در رودخانه ها برای آبزیان بسیار دارای اهمیت است، اما به دلیل ماهیت پیچیده شان به ندرت در ارزیابی های متداول زیستگاه رودخانه ها و طرح های احیا موردبررسی قرار می گیرند. در این مقاله، به مرور اندرکنش دوطرفه هیدرودینامیک و موجودات آبزی در رودخانه ها و نیز روش های کلیدی اندازه گیری آن ها پرداخته شده است تا مشوقی باشد برای توجه به اهمیت بررسی آشفتگی در علم و مدیریت رودخانه. هم چنین، به بررسی روش های اندازه گیری خواص آشفتگی مرتبط با محیط زیست جریان شامل تعیین شدت، تناوب، جهت گیری، و مقیاس ساختارهای جریان آشفته پرداخته شده است. این تحلیل، علاوه بر تاکید بر روش های مختلف اصلاح میدان جریان توسط گیاهان و جانوران، به تاثیر مفید این روش ها پرداخته است. تهدیدهای بالقوه برای رشد و بقا مرتبط با آشفتگی شامل آسیب، جابه جایی، افزایش مصرف انرژی ارایه شده است. با توجه به دانش فنی محدود این موضوع بین رشته ای در ایران، در این مقاله سعی شده تا تجربیات جهانی در این رابطه بحث و جمع بندی شود و با شناسایی برخی موانع جهت ادغام آشفتگی با علم احیای رودخانه، به توان به درک مفاهیم در این زمینه پیچیده تحقیقاتی، پی برد.

    کلیدواژگان: آبزیان، آشفتگی، احیای رودخانه، هیدرودینامیک
  • فرهاد بهزادی، سید مهدی هاشمی* صفحات 105-121

    این مطالعه با هدف بررسی و تدقیق سهم منابع آب سطحی و زیرزمینی در جدول اصلی تامین فیزیکی روش حسابداری آب زیست محیطی-اقتصادی (SEEWA-Water) در محدوده شبکه آبیاری آبشار اصفهان، اقدام به توسعه مدل های شبیه سازی هیدرولیک جریان در کانال های اصلی و فرعی، تحلیل مکانی فرآیند توزیع آب سطحی و برداشت آب از چاه های بهره برداری واقع در شبکه آبیاری آبشار نمود. برای این منظور، شبیه سازی توزیع آب بین آبگیرهای کانال اصلی و فرعی، با توسعه مدل شبیه ساز انتگرالی-تاخیری در محیط MATLAB صورت گرفت و تحلیل مکانی کفایت توزیع آب سطحی، در محیط GIS تحت سناریوهای مختلف بهره برداری انجام شد. نتایج شبیه سازی توزیع آب سطحی در محدوده شبکه، حاکی از روند غالبا کاهشی کفایت توزیع و تحویل آب سطحی از آبگیرهای بالادست تا پایین دست، بود. نتایج تحلیل مکانی، سهم آب سطحی و زیزمینی به تفکیک 59 روستای دارای حقابه و سپس به تفکیک محصولات اصلی الگوی کشت برای هر روستا را مشخص نمود. نتایج نشان داد آب سطحی توزیع شده در مناطق زراعی واقع در بالادست و پایین دست هر کانال فرعی به ترتیب 35-48% و 49-60% تقاضای کشاورزی را تامین نموده است. نتایج تحلیل انجام شده، مقادیر مولفه های بومی شده جدول اصلی تامین فیزیکی روش حسابداری آب زیست محیطی-اقتصادی برای یک شبکه آبیاری، سهم منابع آب سطحی، زیرزمینی، تلفات سامانه های توزیع و آب در شبکه آبیاری آبشار را مهیا نمود.

    کلیدواژگان: تحلیل مکانی توزیع آب سطحی، روش حسابداری آب زیست محیطی- اقتصادی، شبکه آبیاری آبشار، شبیه سازی هیدرولیک جریان
  • فاطمه باقری، کیوان خلیلی*، محمد ناظری تهرودی صفحات 123-139
    پایش کیفی شبکه های آب زیرزمینی به دلیل اهمیت آن در بخش های مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه جهت پایش کیفی مقادیر هدایت الکتریکی (EC) و کل مواد جامد محلول (TDS) در آب زیرزمینی 12 حلقه چاه در محدوده دشت تسوج واقع در شمال دریاچه ارومیه از تیوری آنتروپی مبتنی بر جنگل تصادفی در دوره آماری 98-1382 استفاده شد. جهت بررسی اثر متقابل چاه ها در محدوده آبخوان از روش مرسوم (رگرسیون چند متغیره) و الگوریتم جنگل تصادفی استفاده شد. با مقایسه عملکرد دو مدل یاد شده در شبیه سازی مقادیر EC و TDS در حالت 12 متغیره، نتایج نشان داد که مدل جنگل تصادفی از عملکرد بهتر و میزان خطای کمتری نسبت به مدل رگرسیون چند متغیره برخوردار است. به طور متوسط الگوریتم جنگل تصادفی موفق به کاهش 40 درصدی در شبیه سازی مقادیر EC و کاهش 56 درصدی در شبیه سازی مقادیر TDS در آبخوان مورد مطالعه شد. نتایج رتبه بندی چاه های مورد بررسی نشان داد که چاه قره تپه برترین رتبه و چاه امستجان کم اهمیت ترین رتبه را در بین چاه های مورد مطالعه کسب کرده اند که بیانگر اهمیت اطلاعات استخراج شده از چاه قره تپه می باشد. با توجه به پهنه بندی شاخص انتقال اطلاعات در محدوده آبخوان نتایج نشان داد که در مورد پایش مقادیر EC محدودیتی در آبخوان وجود ندارد و پراکندگی چاه ها به بهترین حالت می باشد. هیچ گونه کمبود چاه نیز از نظر تبادل اطلاعات شوری در منطقه مورد مطالعه احساس نمی شود. در خصوص مقادیر TDS کمبود چاه در نواحی مرکزی و نوار مرزی شرقی و غربی مشاهده شد.
    کلیدواژگان: انتقال اطلاعات، پایش کیفی، تئوری آنتروپی، جنگل تصادفی
  • حدیثه پذیرش، بیژن نظری*، عباس ستوده نیا صفحات 141-156
    سازگاری با کم آبی نیازمند برنامه ریزی منسجم و هدفمند در ارتقای بهره وری آب است. در این پژوهش با تحلیل نقشه های بهره وری، راهکارهایی برای افزایش بهره وری به تفکیک محدوده شرقی و غربی شبکه ارایه و اولویت بندی شد. بهره وری آب زیست توده ناخالص از 8/0 تا 3 کیلوگرم بر مترمکعب و بهره وری آب زیست توده خالص از 7/1 تا 4 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. راهکارها در چهار دسته راهکارهای فنی، مدیریتی، تشکیلاتی و زراعی طبقه بندی شد. در تحلیل داده ها از شاخص های میانگین، انحراف معیار و آزمون t مستقل استفاده شد. بر اساس نتایج بدست آمده از محاسبه میانگین راهکارها، میزان اهمیت و تاثیر راهکارها برای بهبود بهره وری در دو محدوده بالادست و پایین دست شبکه به ترتیب 8/0± 08/4 و 75/0±26/4 (از امتیاز کل 5) بدست آمد که نشان دهنده این است که تاثیر این راهکارها در ارتقای بهره وری محدوده پایین دست شبکه بیشتر از محدوده بالادست شبکه می باشد. با آزمون t مشخص شد که تعدادی از این عوامل در محدوده شرقی و غربی شبکه دارای تفاوت معناداری هستند و می توان راهکارهایی به تفکیک بالادست و پایین دست شبکه برای ارتقای بهره وری ارایه داد. با تحلیل و بررسی نتایج بدست آمده از آزمون t مستقل، گویه های A2، A3، A6، A13 و A17، عوامل موثر بر بهبود بهره وری آب در پایین دست شبکه می باشند که با به کارگیری این عوامل در بالادست شبکه، می توان بهره وری آب را در این محدوده بهبود بخشید. نتایج پژوهش و رویکرد تحلیل بهره وری در مناطق بالادست و پایین دست، می تواند در برنامه ریزی ارتقای بهره وری آب در بخش کشاورزی مورد استفاده پژوهشگران و مدیران قرار گیرد.
    کلیدواژگان: بهره وری، پایداری، شبکه آبیاری و زهکشی، مدیریت آب
  • صادق غضنفری مقدم*، کیمیا امینی زاده، حسین وحیدی صفحات 157-170
    امروزه به دلیل رشد جمعیت و پیشرفت صنایع، تنها موضوع مهم محدودیت منابع آب نیست بلکه در کنار آن، مباحث مدیریت رواناب، کیفیت آن و مدیریت پساب های شهری نیز از اهمیت ویزه ای برخوردار است. در این پژوهش، خور گورسوزان به طول 3500 متر واقع در شهربندرعباس،استان هرمزگان به لحاظ کیفیت آب مورد مطالعه قرار گرقت. برای مدلسازی کیفی و کمی رواناب منطقه از مدل دینامیکی بارش_رواناب SWMM استفاده شد. مدلسازی هیدرولیکی برای چهار رخداد بارش انجام گرفت. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد به ترتیب سه پارامتر درصد نفوذناپذیری زیرحوضه ها، شماره منحنی و ضریب زبری کانال، موثرترین پارامتر ها بودند. واسنجی و صحت سنجی بر مبنای توابع هدفMRE و N.S انجام شد که نتایج آن برای چهاربارش، در محدوده بسیارخوب تطابق مدل با داده های مشاهداتی بود. سرانجام مدل سازی کیفیتی برای چهار آلاینده هدف شامل COD،TDS،NO2 و PO4 انجام شد که نتایج کیفی بیانگر تطابق مناسب مدل با داده های آزمایشگاهی مشاهداتی بود. در پایان سه سناریو برای حل مسیله درنظر گرفته شد. سناریو اول کاهش غلظت آلاینده TDS تا میزان 84.52 درصد را نشان میداد. نتایج سناریو دوم برای آلاینده های COD،NO2 و PO4 تا میزان 100 درصد کاهش و اعمال سناریو سوم نیز به صورت موثری آلاینده های TDS، PO4 ، COD و NO2 را کاهش داد. بر اساس نتایج این پژوهش، میزان آلودگی آب در حور خوراسگان بدون اعمال مدیریت پساب بیش از حد استاندارد بوده و رواناب ناشب از بارندگی نیز کمکی به کاهش آلودگی نمی نماید.
    کلیدواژگان: خور گورسوزان، مدل بارش- رواناب، مدل سازی کیفی، SWMM
  • علی شاه نظری*، درسا دریکنده، فاطمه جعفری صیادی، مهدی کیخا، محمدرضا آلاشتی، سونیا صادقی صفحات 171-187

    در مطالعه حاضر، به منظور بهره برداری بهینه از منابع آب و خاک استان مازندران متناسب با پتانسیل منطقه، از روش تطبیقی- مقایسه ای استفاده شد. بدین منظور ابتدا به شناسایی وضع موجود استان در قالب منابع آب و خاک و الگوی کشت پرداخته شد و در گام بعد با مقایسه و انطباق دیگر مناطق جهان که از نظر اقلیمی شرایطی مشابه با استان مازندران دارند، الگوبرداری از تجربیات آن کشورها در زمینه کشت محصولات متناسب با پتانسیل منطقه، صورت پذیرفت. نتایج حاصل از فاز تطبیق نشان داد که در مجموع 158 نقطه بر روی زمین تراز اقلیمی مشابه با استان مازندران داشتند. بر اساس نتایج تطبیقی مقایسه ای به دست آمده، الگوی کشت فعلی در استان مازندران باید متناسب با منابع آب و خاک، اندکی تغییر یابد. سطح زیر کشت محصولاتی همچون پنبه که در گذشته نیز در این استان مورد پسند کشاورزان بوده است می تواند به عنوان محصولی مناسب برای صنایع نساجی، دوباره در این استان افزایش پیدا کند. همچنین درختی چون زیتون که قابلیت استفاده در زمینه های مختلف (خام خوری، روغن گیری و علوفه دام) دارد و با توجه به اینکه در اقلیم مازندران در بسیاری از مناطق کوهپایه ای این استان گونه های روغن گیری زیتون عملکرد مناسبی از خود نشان داده ، این محصول نیز قابل پیشنهاد است. همچنین امکان پذیری کشت چند محصول جدید در استان مازندران که از طریق مصاحبه با اساتید دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری و بررسی طرح های پژوهشی نیز انجام شده که محصولاتی مانند گیاهان دارویی نیز پیشنهاد می گردد.

    کلیدواژگان: الگوی کشت، استان مازندران، روش تطبیقی، منابع آب و خاک
  • مرتضی صمدیان، اسماعیل اسدی*، محمدعلی قربانی، فرشاد احمدی صفحات 189-207

    در تحلیل مشخصه های خشک سالی به صورت توام دو محدودیت وجود دارد که این مطالعه به بررسی و رفع آن ها پرداخته است. اول، محدودیت طول دوره آماری در خصوص نمایان سازی مشخصه های خشک سالی هواشناسی و دیگری تحلیل فراوانی توام می باشد. مورد اول با استفاده از داده های اقلیمی CRU و مورد دوم با استفاده از توابع مفصل در این تحقیق مرتفع گردید. در این مطالعه ضمن بررسی دقت مقادیر بارش مستخرج از مدل اقلیمی CRU در مقیاس ماهانه به تحلیل فراوانی توام مشخصه های شدت و مدت خشک سالی مبتنی بر شاخص SPI در حوضه آبریز زرینه رود پرداخته شده است. نتایج بررسی ها نشان داد که مقادیر سناریو CRU دقت و میزان خطای مناسبی با داده های مشاهداتی داشته و از قطعیت مناسبی برخوردار می باشند. با تطویل دوره آماری به 60 سال، شاخص SPI در منطقه مورد مطالعه برآورد گردید که نشان دهنده افزایش شدت و مدت خشکسالی ها در سال های اخیر می باشد. 45 درصد دوره آماری مورد بررسی با کمبود بارش و 8 درصد ماه های مورد بررسی نیز با خشک سالی شدید روبرو بوده اند. با انتخاب توزیع مقادیر حدی و لجستیک برای سری های شدت و مدت خشک سالی در ایستگاه های مورد مطالعه، مفصل فرانک برای جفت متغیر شدت-مدت خشک سالی انتخاب شد. نتایج بررسی و تحلیل توام جفت متغیر شدت-مدت خشک سالی منجر به ارایه منحنی های احتمال وقوع توام در منطقه شد که مشخصات منطقه ای خشک سالی را با احتمالات مختلف برآورد می کنند. رویکرد ارایه شده به دلیل افزایش حافظه سری زمانی و به کارگیری توزیع توام و توابع مفصل از عملکرد بهتری برخوردار بوده و مشخصه های خشک سالی را بهتر نمایان می سازد.

    کلیدواژگان: تطویل آماری، توابع مفصل، سناریو های اقلیمی، خشکسالی
  • بهنام اندیک، حجت میان آبادی* صفحات 209-237

    کمربند مرزی افغانستان - پاکستان به دلیل قرارگیری مناطق گلگت - بلتستان (بخشی از منطقه محل مناقشه ی کشمیر)، گذرگاه استراتژیک واخان، منطقه خودمختار فدرالی، تنگه خیبر و همچنین یکی از گذرگاه های مهم تجارت مواد مخدر در مناطق جنوب غربی افغانستان و بلوچستان پاکستان، از اهمیت ژیوپلیتیکی بسیاری برخوردار است. اختلافات بر سر مدیریت آب حوضه آبریز کابل که از افغانستان سرچشمه گرفته و با عبور از تنگه خیبر وارد پاکستان می شود، بر پیچیدگی های مسایل مربوط به این کمربند افزوده است. ازاین رو، این مقاله با روش توصیفی - تحلیلی و از طریق استناد به مراجع کتابخانه ای، ابعاد مختلف هیدروپلیتیک این رودخانه و ریشه های اختلافات دو کشور کرانه ای آن را در جهت شناخت بخشی از مسایل کمربند مذکور مورد بررسی قرار داده است. نتایج پژوهش نشان می دهد که اختلافات دو کشور کرانه ای بر سر نحوه مدیریت آب حوضه آبریز کابل تنها به مسایل فنی مرتبط با آن محدود نمی شود و بخشی از یک مجموعه اختلافات گسترده تر بر سر مسایل اقتصادی، جغرافیایی، سیاسی، امنیتی و حقوقی است که بدون در نظر گرفتن این ابعاد درهم تنیده، نمی توان به شناخت درستی از نوع اختلافات بر سر این رودخانه و ریشه های آنها دست یافت.

    کلیدواژگان: رودخانه های فرامرزی، ژئوپلیتیک، منابع آب مشترک، مناقشات آبی
  • منا مسعودی آشتیانی، احمد شرافتی*، حمید کاردان مقدم صفحات 239-257

    مفهوم ریسک به عنوان یک روش و تکنیک در بیان مدیریت ظهور و ارایه دهنده خطرات تلقی می گردد. رویکردهای مختلفی برای ارایه این مفهوم وجود دارد که یکی از این تکنیک ها استفاده از روش استخوان ماهی است. از طرفی نیز تعیین ریسک بدون شناخت ابعاد مفهومی بی معنی است لذا هدف از این مطالعه استفاده ترکیبی از روش های تصمیم گیری طوفان فکری، SWOT و استخوان ماهی جهت تجزیه و تحلیل علل اصلی حوادث و ریسک های مترتب به قنوات، پرداختن به جزییات، دسته بندی آن ها و تبدیل تهدیدها به فرصت هاست. پس از برگزاری جلسات طوفان فکری برای شناسایی آسیب های وارد بر قنوات ماتریس SWOT مبتنی بر نقاط ضعف، قوت، فرصت و تهدید تکمیل شده و با استفاده از روش استخوان ماهی ترسیم علل ریشه ای تحلیل گردید. نتایج روش SWOT نشان داد که راهبردهای پیشنهادی می بایست در وضعیت قوت از منظر عوامل داخلی با امتیاز 57/2 و تهدید از منظر عوامل خارجی با امتیاز 49/2 بصورت راهبردهای محافظه کارانه تعریف شود. از طرفی نیز نتایج ریسک های بهره برداری از قنات به دو دسته خطرات بالقوه قنات داری و خطرات بیرونی تاثیرگذار تقسیم بندی شده و نتایج حاکی از بالابودن اهمیت ریسک های تکنولوژیک با میانگین امتیاز 85/7 بوده که براین اساس راهبردهای محافظه کارانه مبتنی بر شرایط ریسک تعریف گردید. نتایج و راهبردهای ارایه شده دراین مطالعه می تواند رویکردهای مدیریتی مناسبی را در اختیار متولیان جهت بهره برداری بهینه از این منبع آب در اختیار قرار دهد.

    کلیدواژگان: استخوان ماهی، قنات، راهبرد محافظه کارانه، ریسک، ماتریس SWOT
  • محمد ناظری تهرودی، رسول میرعباسی نجف آبادی* صفحات 259-274

    شبیه سازی بارش-رواناب با توجه به تغییرات اقلیمی و افزایش مقادیر حدی در سال های اخیر به خصوص در نواحی مختلف ایران یکی از چالش های مهم در مدیریت منابع آب در هر حوضه است. در این مطالعه، از رویکرد شبیه سازی مبتنی بر مفصل واین برای شبیه سازی و تحلیل فراوانی توام دبی جریان در ایستگاه قلعه شاهرخ به شرط وقوع بارش در ایستگاه های چلگرد، میهه و مرغملک استفاده شد. با تحلیل توالی درختی مفصل های واین و استفاده از مفصل های دورانی داخلی، مفصل D-vine بر اساس آماره های مورد بررسی به عنوان مفصل برتر انتخاب شد. با به کارگیری مفصل برتر و رابطه شرطی c (u4|u1,u2,u3) شبیه سازی مقادیر دبی جریان به شرط وقوع بارش در ایستگاه های بالادست انجام شد. نتایج شبیه سازی میزان خطایی برابر با 57/18 مترمکعب بر ثانیه بر اساس آماره RMSE و کارایی مدل 0.86 را بر اساس آماره NSE نشان داد. نتایج شبیه سازی مقادیر دبی جریان به شرط وقوع بارش در ایستگاه های بالادست، نشان داد که رویکرد پیشنهادی متوسط مقادیر مشاهداتی را با دقت بالا شبیه سازی کرده است. با در نظر گرفتن شرط وقوع بارش در تحلیل فراوانی وقوع دبی جریان در ایستگاه قلعه شاهرخ، منحنی دوره بازگشت توام و احتمال وقوع شرطی در این زیرحوضه حاصل شد. روش پیشنهادی با توجه به این که بر اساس شرط وقوع بارش در منطقه و همچنین توزیع حاشیه ای متناسب با داده ها ارایه شده است، هیچ محدودیت اجرا نداشته و به عبارت دیگر مختص منطقه مورد مطالعه است.

    کلیدواژگان: چگالی شرطی، زاینده رود، ساختار درختی، ساختار متعارف، مفصل چهار بعدی
  • میترا تنهاپور، جابر سلطانی*، بهرام ملک محمدی، کامیلا هلاوچوا، محمدابراهیم بنی حبیب صفحات 275-293

    زمان پیشهشدار و دقت پیش بینی های بارندگی اثر قابل ملاحظه ای بر سیستم های پیش بینی و هشدار سیلاب دارند. کاربرد پیش بینی های همادی بارندگی مستخرج از مدل های عددی بارش به دلیل تاثیری که بر افزایش زمان پیش هشدار سیلاب دارند، توسعه یافته است. هدف این تحقیق، بهبود مهارت پیش بینی مدل های عددی بارش توسط تکنیک های پس پردازش است. بدین ترتیب پیش بینی همادی بارندگی سه مدل هواشناسی NCEP، UKMO و KMA برای شش رویداد بارش مولد سیلاب در حوضه دز استخراج گردید. جهت پس پردازش پیش بینی های همادی بارش از رویکردهای آماری و مدل داده محور استفاده شد. بدین منظور، پیش بینی خام هر مدل منفرد با استفاده از مدل های رگرسیونی خطی و توانی تصحیح گردید. سپس خروجی تصحیح شده مدل های منفرد توسط مدل پیشنهادی کنترل گروهی داده ها (GMDH) ترکیب شدند. نتایج نشان داد برای اصلاح پیش بینی های خام، عملکرد مدل های توانی بهتر از خطی است. پس از تصحیح برونداد مدل ها، نتایج دقیق تری با استفاده از مدل های NCEP و UKMO به دست آمد. همچنین، سامانه همادی چندگانه ساخته شده توسط مدل GMDH اثر قابل ملاحظه ای بر مهارت پیش بینی مدل های عددی بارش داشت، به گونه ای که معیارهای ارزیابی نش-ساتکلیف و خطای نرمال شده به طور متوسط 23% و 11% نسبت به مدل های توانی بهبود یافتند. ارزیابی مقایسه ای قابلیت تفکیک پذیری مدل های همادی چندگانه با مدل های منفرد توسط منحنی ROC در دو سطح آستانه 5/2 و 10 میلی متر بیانگر توانایی تفکیک پذیری بالاتر مدل های همادی چندگانه در هر دو سطح آستانه بارش بود. پیش بینی-های پس پردازش شده بارندگی همادی به عنوان یک ورودی قابل اعتماد برای مدل های هیدرولوژیکی جهت پیش بینی وقایع حدی به کار می آید.

    کلیدواژگان: پیش بینی های همادی بارش، تکنیک های پس پردازش، مدل های رگرسیونی، مدل همادی چندگانه، مدل GMDH
|
  • Shahram Ghobadi, Ali Moridi * Pages 1-16
    Economic valuation of water has an important and decisive role in the efficient allocation of water resources, appropriate policies and effective decision-making. The literature of the country contains a large number of articles and significant efforts in the field of economic valuation of water. The extent and diversity of Published studies requires that a general overview of the economic valuation of water in the country be provided by reviewing these studies. In this article, by extracting, categorizing and analyzing the existing studies on water valuation in different sectors of the economy, we try to reach a general conclusion about the policies proposed and common methods in these studies. In addition, this paper attempts to identify study gaps by critique of the methods used and, finally, offers suggestions for future research in the field of water economic valuation. According to the summary, increasing the price of water in all uses, including industrial, urban and agricultural uses, is recommended. The conditions for water value-based pricing are available for industrial and urban use, and in the agricultural sector requires government support and technology development. The economic value of water-related ecosystem services is among the highest levels of economic value in water uses. Therefore, it is recommended that conservation of natural flow in aquatic ecosystems be a priority for resource allocation.
    Keywords: Resource Allocation, valuation methods, Water Economics, water market, water resources management
  • Sobhan Rostami, Majid Delavar *, Vahid Shokri Kuchak Pages 17-42
    Global database and satellite products with high spatial and time-lapse power, can be seen as a suitable alternative source for conducting studies of water balance components in statistically deficient areas and areas with no uniform distribution of stations. Use of this data provided that it has sufficient accuracy, for Iran, which many of its parts, especially desert and mountainous areas, due to the low density of stations, the short statistical period of new stations always faces problems of accessing local and time information in the region. They will be, of great importance it is. The main goal of the research is to assess the global database and satellite products to estimate real rainfall, Evapotranspiration, and changes in water storage in the Tashk-Bakhtegan basin. Used GLDAS, PERSIANN - CDR, CHIRPS, NCEP database to assess the rainfall according to our objectives. For real Evapotranspiration, the real amounts of evaporation and absorption were first extracted based on the Balance Torrent White equation, and the results were evaluated by the GLDAS database, GLEAM. The GRACE satellite was used to estimate the changes in the region's water reserves and to assess it the GLDAS satellite was used to extract annual changes in groundwater. Results obtained showed that the PERSIANN - CDR database performed best and consistent with its observational data across all statistical indicators before and after the Bias correction. GLEAM also had the best statistical performance in estimating Evapotranspiration before and after correction with Balance Torrent White Equation data. Comparison of the observation levels of underground water with data extracted from GRACE and GLDAS satellites indicates the existence of a similar trend, and, based on the power of GRACE's low locality segregation and the low area studied, the results for groundwater changes and Ground water is acceptable. The results of the present study show data from the PERSIANN- CDR satellite for rain, GLEAM model for real evaporation and absorption and GRACE satellite for estimating ground water changes as a convenient tool for making early, quick and low - cost estimates on Water Balance Components It will be used.
    Keywords: Evapotranspiration, Global database, Groundwater, Precipitation, Water balance
  • Abolfazl Hanifehlou, Seyed Abbas Hoseini, Saman Javadi *, Ahmad Sharafati Pages 43-62

    This study aimed to estimate groundwater recharge along with other balance components (runoff, evapotranspiration, and transpiration) in Hashtgerd plain, using the WetSpass-M distribution model in the conditions of climate change and land use in the next 30 years. To study the effects of climate change, the output of five models under four emission scenarios, i.e., RCP2.6, RCP4.5, RCP6, and RCP8.5 of the Fifth Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC) was utilized. The LARS-WG model was also used for the downscaleing of the climatic data. Land-use mapping was performed using Landsat images in 1990, 2005, and 2020 processed in ENVI 5.3. The Markov chain method in TerrSet software was used to predict land-use changes for 2050. In the end, the effect of climate change and land use on underground water supply and other water balance components was simulated using the WetSpass-M distribution model for the period 2050-2020 and the effect of climate and land use scenarios was applied on it. The climate change results showed that the annual temperature will increase by 1.2 and 3.2 degrees Celsius until 2050 for the RCP2.6 and RCP8.5 scenarios, respectively, and the annual precipitation will decrease by 1.95 and 4.47 Percent for both scenarios. The results of land use change show an increase of 105, 41, and 8 percent for residential, barren, and agricultural land, respectively, and a 94 percent decrease in pastures. With the increase of residential and barren uses and the decrease of pastureland, the permeability of the land will decrease, and as a result, the amount of surface discharge of the aquifer will decrease. Estimates, in general, showed that climate change has caused a decrease, land use change has increased the feeding of the aquifer in such a way that in the most critical scenario the amount of feeding will reach 220.6, and the balance of the aquifer will reach 115.9 million cubic meters per year. Because of climate and land use changes, the share of evaporation and transpiration has increased and the share of rescharge and runoff from precipitation has decreased. In general, in the highlands due to more rainfall and in agricultural areas due to irrigation return water, the contribution of underground water supply has increased.

    Keywords: climate change, ENVI, Land Use Change, Markov Chain, TerrSet, Water balance
  • Malihe Erfani *, Sharif Joorabian Shooshtari, Tahere Ardakani, Fatemeh Jahanishakib Pages 63-81
    The ecosystem service of water yield is affected by damaging human activities, and the estimation of its quantity ‎through modeling is the first step to sustainable management of this service. This research applied the InVEST ‎hydrological model to quantify the ecosystem service of water yield and its valuation in the northern arid and semi-arid ‎sub-basins of Kerman province. First, for modelling the water yield were entered the maps such as annual average ‎precipitation, depth of root limiting layers, plant accessible water capacity, land use/land cover (LULC), and the ‎boundaries of the basin and sub-basins, and the approximate amount of actual evapotranspiration (AET) in each pixel. ‎Then maps of estimated water yield in each pixel was obtained. The model calculated 5112.43 million cubic meters of ‎water with a value of more than 418500 billion Rails are produced annually, the highest amount of water yield is in sub-‎basin one (Abargho-Sirjan) with 2103 million cubic meters per year and the lowest amount of water yield in sub-region ‎three (north Kavir-e lut) with the amount of 741.84 MCM. The results showed that the value of supply the ‎water yield service is strongly influenced by the spatial changes of LULC. Dense range lands produce 27630.7 MCM of ‎water per hectare, and each hectare of dense forest can produce 1104.6 MCM of water. Therefore the role of vegetation ‎shows the influence of water infiltration and feeding of aquifers in high areas. The results of this study can be used in ‎spatial planning to reduce the destructive effects of floods and droughts, prevent land degradation and develop vegetation, ‎feed aquifers, and also estimate damages in green accounting.‎
    Keywords: arid, semi-arid regions, Economic valuation, Ecosystem Service, modeling
  • Mohammadreza Majdzadeh Tabatabai *, Ali Moridi Pages 83-104

    Most of methods to determine environmental flow in Iran have been dealt with the required depth for movement of target species whilst that interaction of flow and turbulence in river morphology should be paid more attention. Flow turbulence could be of significance in rivers, however, it has rarely been considered in river restoration and habitat evaluation, due to its complexity. In this paper, attempts have been made to review the interaction between hydrodynamics and organisms and their measurements in rivers to signify the turbulence investigation in river management. In this concern turbulence properties related to the flow environment (i. e. inclusive, intensity, frequency and flow structures) have been studied. In addition, role of vegetation cover and organisms have been investigated in-depth in the flow structures. In this connection, potential threats and opportunities have been put forward for river wildlife conservation. With regards to limited knowledge of this topic in Iran, this research could enable scientists and practitioners to understand the challenges for interaction of turbulence and restoration, particularly ecologically, in rivers.

    Keywords: Hydrodynamics, organisms, river restoration, turbulence
  • Farhad Behzadi, S. Mehdy Hashemy Shahdany * Pages 105-121

    This study aims to investigate and specify surface and groundwater sources portions in the physical supply table of the environmental-economic water accounting method (SEEWA-Water) in the Abshar Irrigation District through the developing hydraulic simulation model of flow in the main & lateral canals, spatial analysis of surface water distribution process, and water extraction analysis from exploitation tube-wells located in the district. For this purpose, the simulation of water distribution within irrigated units was conducted by developing the integral-delay simulator model in MATLAB. Then, spatial analysis of surface water distribution adequacy was conducted in GIS under different operational scenarios. The simulation results of surface water distribution indicated the decreasing trend of the adequacy of surface water distribution and delivery from upstream to downstream catchments. The spatial analysis results showed the share of surface and groundwater separately for 59 villages with rights and then for each village according to the main crops. The results showed that the surface water distributed in each sub-channels upstream and downstream villages provided 35-48% and 60-49% of agricultural demand, respectively. The spatial analysis (the water resources portions based on the main crops of the cropping pattern) reveals the customized components in the physical supply table in the SEEA-Water accounting method for an irrigation district, surface & groundwater water resources share, and distribution losses in Abshar Irrigation District.

    Keywords: Spatial Analysis of Surface Water Distribution, Abshar Irrigation District, Flow hydraulic simulation, Environmental-Economic Water Accounting
  • Fatemeh Bageri, Keivan Khalili *, Mohammad Nazeri Tahrudi Pages 123-139
    The quality monitoring of groundwater networks is of great importance due to its importance in different sectors of agriculture, drinking, industry, etc., and the necessity of its periodic use leads to the recognition of quality changes of water resources in different periods. In this study, the entropy theory based on random forest was used to quality monitoring of electrical conductivity (EC) and total dissolved solids (TDS) in the groundwater of 12 wells in the Tasouj plain located in south of Lake Urmia from 2002 through 2019. In order to investigate the interaction of wells in the aquifer area, the conventional method (multivariate regression) and the random forest algorithm were used. By comparing the performance of the two mentioned models in simulating EC and TDS values in a 12-variable mode, the results showed that the random forest model has a better performance and a lower error rate than the multi-variable regression model. On average, the random forest algorithm reduced the error rate by 40% and 56% in simulation EC and TDS values, respectively, in the studied aquifer. The ranking results of the studied wells showed that the Qara Tape well has the highest rank and the Amestjan well has the least important rank among the studied wells, which indicates the importance of the information extracted from the Qara Tape well. According to the zoning of the information transformation index in the aquifer area, the results showed that there is no limitation in monitoring of EC values in the aquifer, and the scattering of the wells is the best. There is no shortage of wells in terms of exchange of salinity information in the study area. Regarding the TDS values, a lack of wells was observed in the central areas and the eastern and western border areas.
    Keywords: Entropy Theory, Information Transformation, Quality Monitoring, Random forest
  • Hadiseh Paziresh, Bijan Nazari *, Abbas Sotoodehnia Pages 141-156
    Adaptation to water shortage requires systematic planning for water productivity improvement. In this research, some solutions were presented and were prioritized to increase water productivity in the eastern and western regions of the Qazvin irrigation network. The gross biomass water productivity and the net biomass water productivity was obtained 0.8-3 and 1.7-4 Kg/m3, respectively. The provided solutions were considered in four categories of technical, management, organizational and agricultural solutions. Data were analyzed using the average and the standard deviation indices and independent t-test. The importance and impact of solutions to improve productivity in the upstream and downstream of the network were obtained 4.08±0.8 and 4.26±0.75 (out of 5 points), respectively which shows that the impact of these solutions in improving the productivity of the downstream area of the network is more than the upstream area of the network. T-test showed that some of these factors have significant differences in the east and west of the network and Solutions can be provided separately upstream and downstream of the network to improve productivity. By analyzing the results obtained from the independent T-test, A2, A3, A6, A13 and A17 are effective factors in improving the water productivity in the downstream of the network, and by using these factors in the upstream. The results of this study and the downstream and upstream productivity analysis approach can be used by researchers and managers in planning to improve water productivity in the agricultural sector.
    Keywords: Irrigation, drainage network, productivity, sustainability, Water management
  • Sadegh Ghazanfari *, Kimiya Aminizade, Hossein Vahidi Pages 157-170
    Due to population growth and industrial progress, the only important issue isn`t the lack of water resources, but besides that, the issues of runoff management, its quality, and urban wastewater management are also important. In this research, Khoorsuzan estuary located in Bandar Abbas city, Hormozgan province, was studied in terms of water quality. SWMM rainfall-runoff dynamic model was used for quality modeling of regional runoff. Hydraulic modeling was done for four precipitation events. The results of the sensitivity analysis showed that three parameters, percentage of impermeability of sub-basins, curve number and channel roughness coefficient, were the most effective parameters, respectively. Calibration and verification were done based on the objective functions of MRE and N.S. Its results were within the very good range of matching the model with the observational data for four times. Finally, qualitative modeling was done for four target pollutants, including COD, TDS, NO2 and PO4, and the qualitative results showed that the model was in good agreement with the observational laboratory data. At the end, three scenarios were considered to solve the problem. The first scenario showed the reduction of TDS pollutant concentration up to 84.52%. The results of the second scenario for COD, NO2 and PO4 pollutants reduced up to 100% and the application of the third scenario effectively reduced TDS, PO4, COD and NO2 pollutants. Based on the results of this research, the amount of water pollution around Khoorsuzan without wastewater management is more than the standard and the runoff from rainfall does not help to reduce pollution.
    Keywords: Goorsuzan Estuary, Quality modeling, Rainfall-runoff, SWMM
  • Ali Shahnazari *, Dorsa Darikande, Fatemeh Jafari Sayadi, Mehdi Keykha, MohammadReza Alashti, Sonia Sadeghi Pages 171-187

    In the present study, in order to optimally use the water and soil resources of Mazandaran province according to the potential of the region, the comparative method was used. For this purpose, the current situation of the province was first identified in terms of water and soil resources and the cultivation pattern, and in the next step, by comparing and adapting other regions of the world that have similar climatic conditions to Mazandaran province, modeling the experiences of those countries in the field of crop cultivation It was carried out according to the potential of the region. The results of the comparison phase showed that a total of 158 points on the earth had the same climate level as Mazandaran province. Based on the comparative results obtained, the current cultivation pattern in Mazandaran province should be slightly changed according to water and soil resources. The cultivated area of products such as cotton, which has been favored by farmers in this province in the past, can increase again in this province as a suitable product for the textile industry. Also, a tree like olive that can be used in different fields (eating raw, extracting oil and animal fodder) and considering that in Mazandaran climate, in many mountainous areas of this province, olive oil extracting species have shown good performance, Therefore, this product can also be recommended. Also, the possibility of growing some new crops in Mazandaran province, which was done through interviews with the professors of Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources and research projects, which products such as medicinal plants are also suggested.

    Keywords: Cultivation pattern, Comparative Method, Mazandaran province, water, soil resources
  • Morteza Samadian, Esmaeil Asadi *, MohammadAli Ghorbani, Farshad Ahmadi Pages 189-207

    There are two limitations in the analysis of drought characteristics, which this study has investigated and resolved. First, the limitation of the length of the statistical period regarding the presentation of meteorological drought characteristics and the other is the frequency analysis. The first case was solved by using CRU climate data and the second case by using copula functions in this research. In this study, while checking the accuracy of the rainfall values extracted from the CRU climate model on a monthly scale, the frequency analysis of drought severity and duration characteristics based on the SPI index in the Zarinehrood basin has been analyzed. The results of the investigations showed that the values of the CRU scenario have a suitable accuracy and error rate with the observational data and have a suitable certainty. By extending the statistical period to 60 years, the SPI index was estimated in the studied area, which indicates the increase in the severity and duration of droughts in recent years. 45% of the studied statistical period had a lack of rainfall and 8% of the studied months were faced with severe drought. By choosing the distribution of generalized extreme values and logistic for drought severity and duration series in the studied stations, Frank's copula was selected for drought severity-duration pair variable. The results of investigation and joint analysis of drought severity -duration pair variables led to the presentation of drought probability curves in the region, which estimate the regional characteristics of drought with different probabilities. The presented approach has better performance due to the increase of time series memory and the use of joint distribution and copula functions and shows the characteristics of drought better.

    Keywords: Climate Senarios, Copula Functions, Drought, Statistical extension
  • Behnam Andik, Hojjat Mianabadi * Pages 209-237

    The Afghanistan-Pakistan belt is of great geopolitical significance due to the location of Gilgit-Baltistan (a part of the disputed region of Kashmir), the strategic Wakhan Corridor, the Federally Administered Tribal Area (FATA), and the Khyber Pass, as well as one of the most important world's drug trade passway in southern Afghanistan and Pakistani Baluchistan. Conflicts over the Kabul river basin management, which originates in Afghanistan and enters Pakistan through the Khyber Pass, have exacerbated the complexity of the issues related to the belt. Using a descriptive-analytical method and referring to library resources, this article has analyzed the various hydropolitical dimensions of this river and the roots of the conflict between two riparians to identify a part of the issues related to this belt. The results reveal that the dispute between the two riparian countries on managing shared water in the Kabul river basin is not limited to related technical issues. This conflict is part of an intertwined set of disputes on economic, geographical, political, security, and legal issues; without considering these complex dimensions, it is impossible to understand the type of disputes over this river and its roots.

    Keywords: Geopolitics, Shared water resources, Transboundary Rivers, Water conflicts
  • Mona Masoudi Ashtiani, Ahmad Sharafati *, Hamid Kardan Moghadam Pages 239-257

    The concept of risk is considered as a method and technique in expressing the emergence and presentation of risks. There are different approaches to present this concept, one of these techniques is using the fishbone method. On the other hand, determining the risk without knowing the conceptual dimensions is meaningless, so the purpose of this study is to use a combination of brainstorming, SWOT and fish bone decision making methods to analyze the main causes of accidents and risks associated with canals, deal with details, categories classifying them and turning threats into opportunities. After holding brainstorming sessions to identify the damage to the canals, the SWOT matrix based on weaknesses, strengths, opportunities and threats was completed and the root causes were analyzed using the fishbone method. The results of the SWOT method showed that the proposed strategies should be defined as conservative strategies in terms of strength from the perspective of internal factors with a score of 2.57 and threats from the perspective of external factors with a score of 2.49. On the other hand, the results of the risks of using the aqueduct are divided into two categories: potential risks of the aqueduct and effective external risks, and the results indicate the high importance of technological risks with an average score of 7.85, which is why conservative strategies based on risk conditions were defined. The results and strategies presented in this study can provide appropriate management approaches to the trustees for the optimal use of this water source.

    Keywords: Conservative Strategy, Fishbone, Qanat, risk, SWOT matrix
  • Mohammad Nazeri Tahroudi, RASOUL Mirabbasi * Pages 259-274

    Rainfall-runoff simulation is one of the most important challenges in the management of water resources in each basin, considering the climatic changes and the increase of extreme values in recent years, especially in different regions of Iran. In this study, the rainfall and runoff values in the statistical period of 1993-2019 were used regarding the rainfall-runoff simulation in the Qale Shahrokh sub-basin in the Zayandeh-Rood Dam basin. In this study, the Vine copula-based simulation approach was used to simulate and joint frequency analysis the flow discharge in Qale Shahrokh station given by the rainfall in Chelgerd, Meyheh and Marghmalek stations. By analyzing the tree sequence of vine copulas and using internal rotated copulas, D-vine copula was selected as the best copula based on the studied statistics. By using the best copula and the conditional relationship c(u4|u1,u2,u3), the flow discharge simulation was done given by rainfall of the upstream stations. The simulation results showed an error rate equal to 18.57 (m3/s) based on the RMSE statistic and the efficiency of the model was 86% based on the NSE statistic. The results of the simulation of flow discharge values given by rainfall in the upstream stations showed that the proposed approach has simulated the average of observed values with high accuracy. By considering the condition of rainfall occurrence in the frequency analysis of flow discharge in Qale Shahrokh station, the joint return period curve and the conditional probability of occurrence in this sub-basin were obtained. Using this curve, it is possible to estimate the flow discharge values of the studied station with high accuracy along with different return periods and different probability of occurrence. Considering the fact that the proposed method is based on the condition of rainfall in the region as well as the marginal distribution according to the data, it has no implementation limitations and is somehow specific to the studied region.

    Keywords: Canonical Structure, Conditional Density, Four-Dimensional copula, Tree Structure, Zayandeh-Rood
  • Mitra Tanhapour, Jaber Soltani *, Bahram Malekmohammadi, Kamila Hlavčova, MohammadEbrahim Banihabib Pages 275-293

    The lead-time and accuracy of the precipitation forecasts have a substantial influence on the flood forecast and warning systems. The application of Ensemble Precipitation Forecasts (EPFs) derived from numerical precipitation models has been developed due to their impact on increasing flood lead-time. This research aims to improve the skill of numerical precipitation models using post-processing techniques. In this regard, EPFs of three meteorological models, e.g., NCEP, UKMO, and KMA, were extracted for sex precipitation events leading to flood in the Dez river basin during 2013-2019. The statistical approaches and data-driven model were applied to post-process the EPFs. For this purpose, the raw forecast of every single model was corrected using linear and power regression models. Then, the corrected output of single models was combined using the proposed model of Group Method of Data Handling (GMDH). The results indicated that Power Regression Model (PRM) outperformed the linear models to correct raw forecasts. After correction of models' output, more accurate results were obtained by NCEP and UKMO models. Moreover, the Multi-Model Ensemble (MME) system constructed by the GMDH model (MME_GMDH) had a great effect on the skill of numerical precipitation models, so that the Nash–Sutcliffe and normalized error (NRMSE) efficiency criteria for MME_GMDH respectively were improved on average 23% and 11% in comparison with the PRM. A comparative assessment of the discrimination capability of MME with single ensemble models using ROC curve at the thresholds of 2.5 and 10 mm represented a higher discrimination ability by MME_GMDH for both thresholds. Post-processed EPFs exert as a reliable input to the hydrological models for extreme events forecast.

    Keywords: Ensemble precipitation forecasts, GMDH model, Multi-Model Ensemble, Post-processing techniques, Regression models