فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 60 (بهار 1402)

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 60 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/16
  • تعداد عناوین: 6
|
  • زهرا مرادی، قربان وهابزاده کبریا*، سید رمضان موسوی، سیدعلی حسینی یکانی صفحات 1-10
    در پژوهش حاضر تاثیر برداشت شن و ماسه از بستر و کناره رودخانه خطیرکوه دراستان مازندران بر روی مسایل اجتماعی، اکولوژیکی و محیط زیست با استفاده از پرسشنامه و بازدیدهای میدانی، نظر کارشناسان و مردم محلی بررسی گردید. سپس حجم نمونه با رابطه کوکران تعیین و ارزیابی پایایی و قابلیت اعتماد پرسشنامه ها با روش آلفای کرونباخ و درنهایت روایی آن توسط کارشناسان و اساتید مورد تایید واقع گردید. در ادامه تعداد 70 پرسشنامه بین جوامع محلی و کارشناسان توزیع شد و بااستفاده از ماتریس سوات عوامل بیرونی و درونی، راهبرد های اثرات برداشت شن و ماسه در منطقه مشخص گردید. نتایج نشان داد که مجموع ضریب ثانویه نقاط قوت و ضعف به ترتیب 938 /1 و 076 /1 و مجموع ضریب ثانویه فرصت ها و تهدیدها نیز به ترتیب 307 /2 و 907 /1 است. با توجه به مجموع عوامل SO و WT برای تدوین برنامه ریزی درمنطقه، راهبرد تهاجمی اولویت دارد. راهبرد فوق فرصت ها ونقاط قوت را حداکثر نموده و بدین وسیله باعث کاهش مشکلات معدن کاری می شوند. مهم ترین عامل اکولوژیکی این منطقه ورود گیاهان مهاجم، آتش سوزی جنگل و مرتع است که باعث کاهش رشد، تراکم پوشش گیاهی وتخریب مراتع شده است. مهم ترین قوت معدن کاری این منطقه، اشتغال مستقیم و غیرمستقیم درارتباط با معادن شن وماسه است.
    کلیدواژگان: آبخیزنشین و جوامع محلی، رودخانه خطیرکوه، مدل SWOT، معدنکاری
  • پروا محمدی، کیومرث ابراهیمی*، جواد بذرافشان صفحات 11-19
    هدف پژوهش حاضر بررسی تغییرات کاربری اراضی حوزه گرگانرود برای سال های 1379، 1388 و 1397 است. برای این منظور با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست و پروداکت مودیس و با روش طبقه بندی الگوریتم جنگل تصادفی در گوگل ارث انجین نقشه های کاربری اراضی تهیه و ارزیابی شد. تصاویر ماهواره ای به هشت کلاس جنگل، زمین زراعی، بوته زار، علفزار، تالاب، شهری، بایر و پهنه های آبی طبقه بندی شد. نتایج نشان داد که بیشترین مساحت کاربری اراضی در سال های 1379، 1388 و 1397 مربوط به زمین زراعی، به ترتیب برابر با 58 /3150، 8/ 3403 و 82/ 3031 کیلومترمربع و کمترین میزان در سال 1379 مربوط به کاربری پهنه های آبی با مساحت 67/ 84 و در سال های 1388 و 1397 مربوط به کاربری تالاب با مساحت 98 /167 و 7/ 118 کیلومتر مربع است. مقایسه نتایج نشان داد طی دوره مطالعاتی کاربری شهری در سال 1397 نسبت به سال 1379 حدود 34 درصد (341 کیلومترمربع) رشد داشته است. همچنین اراضی جنگلی به میزان 5/5 درصد (92/ 148 کیلومترمربع)، بوته زارها به میزان 7/ 8 درصد (79 /135 کیلومترمربع) و زمین زراعی به میزان 8 /3 درصد (76 /118کیلومترمربع) کاهش یافته اند.
    کلیدواژگان: ماهواره لندست، طبقه بندی، ضریب کاپا، شاخص های طیفی، پروداکت مودیس
  • احمد باقری، امین بردبار، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی صفحات 20-30
    در این تحقیق به شبیه سازی استفاده از طوقه های مشبک با اشکال مختلف بر روی پایه های پل با استفاده از نرم افزار Flow-3D پرداخته شد. نتایج نشان داد با نصب طوقه مشبک بر روی پایه پل میزان آبشستگی کاهش یافته و با تغییر شکل طوقه ها از مثلث به مستطیل، میزان آبشستگی کاهش بیشتری داشته است. با نصب طوقه مشبک با قطر روزنه (d/D) 1/ 0 طوقه های مثلثی، دایره ای، مربعی و مستطیلی به ترتیب 5/ 49 ، 2/ 52، 7/ 52 و 5/ 56 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. با نصب طوقه مشبک با قطر روزنه (d/D) 15/ 0 طوقه های مثلثی، دایره ای، مربعی و مستطیلی به ترتیب 1/ 46، 3/ 43 ، 2/ 44 و 3/ 49 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. با نصب طوقه مشبک با قطر روزنه (d/D) 2/ 0 طوقه های مثلثی، دایره ای، مربعی و مستطیلی به ترتیب 9/ 15 ، 8/ 24 ، 4/ 26 و 5/ 26درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. همچنین با افزایش قطر روزنه طوقه های مشبک، میزان آبشستگی افزایش یافت بطوریکه با افزایش قطر روزنه طوقه (d/D) از 1/ 0 به 2/ 0 به طور متوسط 1/ 44 درصد افزایش آبشستگی را شاهد هستیم.
    کلیدواژگان: پایه پل، طوقه مشبک، Flow-3D، طوقه مثلثی، طوقه مستطیلی، طوقه مربعی، طوقه دایره ای
  • ایمان صالح*، امید رحمتی، سید مسعود سلیمان پور، مجید خزایی، صمد شادفر صفحات 31-40
    در این مطالعه به ارزیابی کارایی مدل GARP در پیش بینی احتمال وقوع فرسایش آبکندی در حوزه آبخیز آبگندی استان کهگیلویه و بویراحمد پرداخته شده است. پس از بازدیدهای میدانی، تعداد 81 آبکند به وسیله GPS و دوربین نقشه برداری ثبت و نقشه پراکنش فرسایش آبکندی در منطقه مورد مطالعه در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه شد. هم چنین متغیرهای ارتفاع، شیب زمین، جهت شیب، فاصله از جاده، فاصله از جریان های سطحی، کاربری اراضی، خاکشناسی، سنگ شناسی، تراکم زهکشی و شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) به عنوان متغیرهای اثرگذار بر وقوع فرسایش آبکندی، انتخاب شده و در فرآیند مدل سازی به عنوان متغیرهای مستقل در وقوع فرسایش آبکندی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. مدل  سازی وقوع فرسایش آبکندی در نرم افزار Desktop Garp اجرا شد و برای اعتبارسنجی نتایج پیش بینی، منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) و آماره مهارت صحیح (TSS) مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد بیش ترین احتمال وقوع فرسایش آبکندی در بخش مرکزی حوضه متمرکز شده است و با حرکت به سمت قسمت های مرزی به ویژه جنوب شرق حوضه، از میزان این احتمال کاسته می شود. معیارهای ارزیابی دقت 0/97=ROC و 0/84=TSS نیز نشان دهنده عملکرد عالی مدل گارپ در پیش بینی احتمال وقوع فرسایش آبکندی در آبخیز آبگندی است.
    کلیدواژگان: حفاظت خاک، شاخص رطوبت توپوگرافی، کاربری اراضی، مدل یادگیری ماشینی
  • بنفشه کوهزاد، محمد رضا یزدانی*، محمد تقی دستورانی صفحات 41-50
    هدف از انجام این مطالعه پتانسیل سنجی دقیق حوزه برای احداث سازه های جمع آوری آب می باشد. برای انجام این تحقیق از لایه مدل رقومی-ارتفاعی DEM برای تهیه ی نقشه های شیب، گروه های هیدرولوژیکی خاک و کاربری اراضی در محیط نرم افزار Arc GIS 10.3، استفاده شد. نقشه ی تراکم زهکشی از تلفیق لایه ی DEM، نقشه ی توپوگرافی، اطلاعات تراکم زهکشی و هیدروگرافی تهیه شد. با استفاده از روش هم باران، نقشه سطوح هم بارش تهیه گردید. با تلفیق نقشه های کاربری اراضی و پوشش گیاهی با گروه های هیدرولوژیک خاک، نقشه CN تهیه شد. از محاسبات رواناب در تهیه نقشه های پتانسیل و ضریب رواناب استفاده گردید. از تلفیق این نقشه ها با نقشه های تراکم زه کشی، شیب و با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی (AHP) نقشه ی پتانسیل تولید رواناب تهیه گردید. نقشه نوسان آب زیر زمینی با استفاده از اطلاعات پایه تهیه و نقشه ی نیاز آبی با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) تولید شد. از تلفیق این نقشه با نقشه ی پتانسیل تولید رواناب درنهایت نقشه تقاضای آب تهیه شد. طبق نتایج به دست آمده حدود 72 درصد حوزه پتانسیل متوسط را برای اجرای سازه های استحصال آب دارا است. همچنین حدود 22 درصد سطح حوزه پتانسیل کم و حدود شش درصد پتانسیل خوب را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پتانسیل تولید رواناب، پتانسیل یابی، جمع آوری آب باران، نقشه تقاضای آب حوزه ی دهبار، نقشه نیاز آبی
  • زینب حزباوی*، مرضیه پارسازاده کلوانق، محمود عرب خدری، یحیی پرویزی، فریدون سلیمانی صفحات 51-81
    پژوهش مروری حاضر با هدف پایش اقدامات مدیریتی و پاسخ هیدرولوژیکی در 12 آبخیز معرف و زوجی کشور شامل تنگ شول (فارس)، خامسان (کردستان)، دهگین (هرمزگان)، زیدشت (البرز)، شوش (خوزستان)، کاخک (خراسان رضوی)، کچیک (گلستان)، کسیلیان (مازندران)، گنبد (همدان)، گوربند (سیستان و بلوچستان)، هریس (آذربایجان شرقی)، و طاحونه (یزد) تدوین شده است. بدین منظور، حدود 161 منبع مطالعاتی مورد استفاده و تحلیل قرار گرفت. در این میان، فقط 40 منبع به طور ویژه به بررسی و مقایسه آبخیزهای شاهد و نمونه پرداخته اند. بنابراین می توان جمع بندی نمود که قابلیت کاربرد نتایج حاصل از اقدامات و مطالعات صورت گرفته در آبخیزهای زوجی به طور مناسب تشریح و یا مستندسازی نشده اند. اولین پژوهش ها در سال 1380 در آبخیزهای زوجی شوش و کسیلیان و بیش ترین آن ها در آبخیزهای زوجی کسیلیان (44 مطالعه) و کچیک (28 مطالعه) انجام شده است. وجود کم ترین پژوهش ها در آبخیزهای زوجی هریس، گوربند و طاحونه (کم تر از چهار مطالعه) را می توان به تازه تاسیس شدن و کم بودن داده های استحصالی از آن ها نسبت داد. بیش ترین پژوهش های آبخیزهای زوجی کشور مربوط به سال های 1394، 1395 و 1400 با 18، 17 و 19 مورد بوده است
    کلیدواژگان: برنامه ریزی، حوضه های تحقیقاتی، سرمایه طبیعی، مدل سازی، مدیریت آبخیز
|
  • Zahra Moradi, Ghorban Vahabzadekebriya*, S.R. Mousavi, S.A. Hosseini Yekani Pages 1-10
    In the present study, the effect of sand extraction from the bed and bank of Khatirkuh river in Mazandaran province on social, ecological and environmental issues was investigated using a questionnaire and field visits, experts and local people. Then, by determining the sample size using the Cochran relation and evaluating the reliability and reliability of the questionnaires by Cronbach's alpha method and finally its validity was confirmed by experts and professors. Then 70 questionnaires were distributed between local communities and experts and using the SWOT matrix of external and internal factors, strategies for the effects of sand extraction in the region were identified. The results showed that the total secondary coefficient of strengths and weaknesses were 1.938 and 1.076, respectively, and the total secondary coefficient of opportunities and threats were 2.307 and 1.907, Respectively. According to the SO and WT factors for development planning in the region, offensive strategy is a priority. The above strategy maximize  opportunities and strengths and thereby reducing mining problems.The most important ecological factor of this region is the entry of invasive plants, forest and pasture fires, which have reduced growth, vegetation density and pasture destruction. The most important strength of  mining in this region is direct  and indirect employment related to sand and gravel mines.
    Keywords: Stakeholder, local cummunity, Khatirkuh river, SWOT Model
  • Parva Mohammadi, Kumars Ebrahimi*, Javad Bazrafshan Pages 11-19
    The purpose of this study is to investigate landuse changes in Gorganrood basin in 2001, 2010 and 2019. Using Landsat and Product-Modes satellite images, used maps were prepared using the classification method of random forest algorithm in Google Earth Engine. Satellite imagery was classified into eight classes including forest, cropland, shrubland, grassland, wetland, urban, barren, and water. The results showed that the highest landuse area in 2001, 2010 and 2019 is related to cropland, respectively, equal to 3150.58, 3403.8 and 3031.82 square kilometers, and lowest amount in 2001 is related to water with an area of 84.67 and in 2010 and 2010 is related to wetlands with an area of 167.98 and 118.7 square kilometers. Comparison of the results showed that the urban landuse study period in 2019 compared to 2001, it has grown by about 34% (341 square kilometers). Also, forest lands at a rate of 5.5 percent (148.92 kilometers), shrubs at a rate of 8.7 percent (135.79 kilometers) and arable land at a rate of 3.8 percent (118.76 kilometers) had a negative growth.
    Keywords: Landsat satellite, classification, kappa coefficient, spectral indices, Modis product
  • Ahmad Bagheri, Amin Bordbar, Mohammad Heidarnejad*, Alireza Masjedi Pages 20-30
    The present study used Flow-3D to investigate the effect of installing netted collars with different shapes on bridge piers. The results showed that installing netted triangular, circular, square, and rectangular collars with a hole diameter of 0.1 (d/D) reduced scouring by 49.5, 52.2, 52.7, and 56.5 percent, respectively, compared to the case with no collars. A hole diameter of 0.15 (d/D) for the same shapes resulted in reductions of 46.1, 43.3, 44.2, and 49.3 percent compared to the case with no collars, respectively, and the reductions for a hole diameter of 0.2 (d/D) were 15.9, 24.8, 26.4, and 26.5%, respectively. Moreover, increasing the collar hole diameter (d/D) intensified scouring, such that an increase in diameter from 0.1 to 0.2 increased scouring by an average of 44.1 percent.
    Keywords: Bridge pier, netted collar, flow-3D, triangular collar, circular collar, square collar, rectangular collar
  • Iman Saleh*, Omid Rahmati, Seyed Masoud Soleimanpour, Majid Khazaei, Samad Shadfar Pages 31-40
    The present study has evaluated the efficiency of GARP model in forecasting the probability of gully erosion occurrence in Abgendi basin, Kohgiluye & Boyerahmad province. After field visits, 81 gullies were recorded by GPS and surveying camera, then the map of gully erosion distribution was prepared in ArcGIS environment. Variables of elevation, slope, slope direction, distance to road, distance to surface streams, land-use, pedology, lithology, drainage density and Topographic Wetness Index (TWI) were selected as the factors affecting the occurrence of gully erosion and used as independent variables in the modelling process. The modelling of gully erosion occurrence was accomplished using Desktop Garp software. Also, Receiver Operating Characteristic (ROC) and True Skill Statistic (TSS) were used for validation of the prediction results. The results indicated that, the most likely probability of gully erosion occurrence is concentrated in the central part of the basin, and it is reduced by moving towards the border parts especially southeast of the basin. Accuracy evaluation criteria ROC=0.97 and TSS=0.84 also indicate excellent performance of the GARP model in forecasting the probability of gully erosion in Abgendi basin.
    Keywords: Land-use, Machine learning model, Soil conservation, Topographic Wetness Index
  • Banafshe Kouhzad, Mohammad Reza Yazdani*, Mohammad Taghi Dastorani Pages 41-50
    The purpose of this study is to accurately measure the watershed potential for constructing rainwater harvesting structures. To carry out this research, the DEM digital-elevation model layer was used to prepare slope, hydrological soil groups and land use maps in the Arc GIS 10.3 software. The drainage density map was prepared by combining the DEM layer, topographic map, drainage density and hydrography data. A map of precipitation levels was prepared by using the pluvial method. CN map was prepared by combining land use and vegetation maps with hydrological soil groups. Runoff calculations were used to prepare runoff potential and coefficient maps. By combining them with the maps of drainage density, slope, and using analytical hierarchy process (AHP), a map of potential runoff production was prepared. The underground water fluctuation map was prepared using the base data and the water demand map was produced using (AHP). By combining this map with runoff production potential map, a water demand map was prepared. According to the obtained results, about 72 percent of the area has medium potential for the implementation of water extraction structures. It also shows about 22 percent of the area of low potential and about 6 precent of good potential.
    Keywords: Dehbar Watershed, Potential Identification, Rainwater Harvesting, Runoff Production Potential, Water Demand Map, Water Requirement Map
  • Zeinab Hazbavi*, Marzieh Parsazadeh Kalvanaq, Mahmood Arabkhedri, Yahya Parvizi, Freidoon Soleimani Pages 51-81
    The present review has been compiled to monitor management practices and hydrological response in 12 representatives and paired watersheds of the country including Tangeshol (Fars), Khamesan (Kurdistan), Dehgin (Hormozgan), Zidasht (Alborz), Shush (Khuzistan), Kakhk (Khorasan Razavi), Kechik (Golestan), Kasilian (Mazandaran), Gonbad (Hamedan), Goorband (Sistan & Baluchestan), Herris (East Azarbaijan), and Tahooneh (Yazd). For this purpose, about 161 studies were used and analyzed. Only 40 sources have specifically studied and compared the control and treatment watersheds. Therefore, it can be concluded that the applicability of the practices results and studies conducted in the paired watersheds have not been adequately described or documented. The first research was carried out in 2001 in Shush and Kasilian paired watersheds and most of them were observed in Kasilian (44 studies) and Kechik (28 studies) paired watersheds. The existence of the least research in Herris, Goorband, and Tahooneh watersheds (less than four studies) can be attributed to their new establishment and lack of extracted data. Most of the studies of paired watersheds in the country were related to the years 2015, 2016, and 2021 with 18, 17, and 17 cases.
    Keywords: Modeling, planning, natural capital, research catchments, watershed management