فهرست مطالب

  • سال نوزدهم شماره 1 (پیاپی 64، بهار 1402)
  • تاریخ انتشار: 1402/03/01
  • تعداد عناوین: 9
|
  • ابوذر فیض الهی، اسلام جوادنیا* صفحات 1-21
    سیل دارای تاثیرات مخرب اقتصادی، اجتماعی، و زیست محیطی زیادی است. وقوع این پدیده در غرب و جنوب غرب کشور ایران باعث ایجاد چالش های زیادی برای منطقه و مردم آن شده است. بررسی پایش پارامترهای موثر بر این پدیده نقش کلیدی در کاهش مشکلات ناشی از آن دارد. یک از مهم ترین پارامترهای هیدرولوژیکی موثر بر این پدیده مقدار ذخیره کلی آب زمینی (TWS) Total Water Storage  است. هدف از این مقاله به کارگیری داده های مربوط به سری زمانی TWS ماهواره های GRACE و GRACE FO و همچنین سری زمانی داده های بارش به دست آمده از ماهواره TRMM (The Tropical Rainfall Measuring Mission)، برای استخراج شاخص پتانسیل سیل (FPI) Flood Potential Index برای بررسی وقوع سیلاب در منطقه مورد مطالعه است. محدوده مکانی مورد بررسی در این تحقیق در حدفاصل 49-45 درجه طول جغرافیایی و 35-30 درجه عرض جغرافیایی است که بسیاری از مناطق غرب و جنوب غربی کشور ایران را دربرمی گیرد و دوره زمانی موردمطالعه از سال 2002 تا اواخر سال 2019 است. در این تحقیق ابتدا آنومالی TWS استخراج شده از داده های جفت ماهواره های GRACE به کمک معادله توازن آب و داده های بارشی ماهواره TRMM، داده های تبخیر و تعرق سنجنده MODIS و داده های رواناب مدل هیدرولوژی GLDAS اعتبارسنجی شدند. نتایج به دست آمده برای ماهواره های GRACE و GRACE FO به ترتیب مقادیر RMSE و 0/034 و 0/051 متر را به دست دادند. سپس به منظور پیش بینی امکان وقوع سیلاب، فرآیند تعیین مقدار پتانسیل سیل (FPA) Flood Potential Amount با استفاده از داده های TWS ماهواره های GRACE، GRACE FO و داده های بارشی ماهواره TRMM در بین سال های 2002 تا اواخر سال 2019 انجام شد. درنهایت از FPA به دست آمده برای تعیین FPI استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که شاخص FPI قادر به تشخیص بسیاری از سیل های رخ داده در منطقه موردمطالعه است.
    کلیدواژگان: ذخیره آب زمینی، Grace، بارش، شاخص پتانسیل سیل
  • داود بهبودی*، فهمیده قربانی صفحات 22-45

    مسایل مربوط به منابع مشترک از جمله منابع آب، به دلیل خصوصیت ذاتی این منابع و همچنین تعدد و تنوع ابعاد مربوط به مسایل آب، بسیار پیچیده است. در مطالعه حاضر به منظور تجزیه و تحلیل الگوی حکمرانی منابع آب طراحی شده، شناسایی سازوکارهای موجود در الگو و ارایه پیشنهادهای سیاست گذاری در قالب اقدامات مداخله ای انجام شده است. در این مطالعه 13 سازوکار در قالب پنج نوع از سازوکارهای معرفی شده در ادبیات تحقیق شامل محدودیت رشد، راه حل هایی که شکست می خورند، جابه جایی مرز مشکل، تهدید و تشدید و نیز موفقیت در پی موفقیت شناسایی و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نقاط اهرمی (LP) شناسایی شده در الگوی طراحی شده نیز شامل برداشت از منابع آب، ظرفیت سازگاری، ظرفیت گفتمان سازی، ظرفیت توانمندسازی، تحقیق و توسعه، قوانین و مقررات، ساختار اختیار و مسیولیت، مشارکت، وابستگی به آب، وابستگی به دولت، آموزش، قواعد و الگوی کشت هستند که اصلاح الگوی حکمرانی از طریق ایجاد تغییر در آن ها امکان پذیر است. سپس، نقاط اهرمی شناسایی شده با استفاده از سطوح مداخله ای دوازده گانه ارایه شده توسط Meadows (1999) و نمودار ساعت ارایه شده توسط Abson et al. (2017)، از لحاظ میزان تاثیرگذاری، تجزیه و تحلیل شد. در این مطالعه علاوه بر اقدامات مداخله ای مطرح شده، پیشنهاد شد به منظور اجتناب از افتادن در دام اقدامات مقطعی، اقدامات مداخله ای در دو سطح طراحی و اجرا شود: در سطح اول اقدامات جامع و بلندمدت و در سطح دو، اقدامات کوتاه مدت در جهت تسهیل شرایط اجرای برنامه بلندمدت، طراحی و اجرا شود.

    کلیدواژگان: حکمرانی منابع آب، سازوکارها، اقدامات مداخله ای، نمودار ساعتی
  • مرتضی شریف، عطاءالله عبدالهی کاکرودی*، مائده سادات حسینی صفحات 46-68

    نوسانات تراز دریای کاسپین (CS) ناشی از فرآیندهای هیدرو-هواشناسی متقابل است که نه تنها در سطح کل حوضه آبخیز بلکه محدوده ای بسیار فراتر از آن را دربر می گیرد. بر اساس مطالعات صورت گرفته بین دوره زمانی 1929 تا 1977 تراز دریای کاسپین (CSL) حدود سه متر کاهش یافته است. منشا تغییرات تراز CS و همچنین تغییرات آینده هنوز مورد بحث است. در این تحقیق، تغییرات بارش، رواناب و تبخیر در سطح کل حوضه آبخیز، دبی رودخانه ها، دمای سطح CS و تغییرات CSL بررسی شد. نتایج بدست آمده حاکی از دو تغییر اساسی در روند افزایش قابل توجه در ناهنجاری های SST است. این افزایش با شیب افزایشی 0/03 در سطح CS بیانگر افزایش دمای بیش از 1/5 درجه سانتی گراد در طول دوره مورد مطالعه است که می تواند پاسخی به افزایش دمای هوا و سطح زمین در مقیاس منطقه ای و جهانی باشد. همچنین کاهش دبی رودخانه ها طی دهه های اخیر چشمگیر بود. این تغییرات در رودخانه ولگا که بیش از %80 بیلان CS را تامین می کند، بارزتر بود. بازسازی تغییرات طولانی مدت CSL با بیلان روزانه CS بین سال های 2020-1981 از طریق شارهای (P, E, R) نشان داد، میانگین CSL حدود 20cm/yr از 1995-1981 و افت 6cm/yr طی دوره زمانی 2020-1996 به خوبی توسط پیش بینی معادله بیلان آب قابل مشاهده است. همچنین، با توجه به پیک مشاهده شده چهار پارامتر P، R، E و SST روند افزایش SST و کاهش بارندگی (با شیب 1/8mm/yr-) با تغییرات CSL هماهنگ تر است.

    کلیدواژگان: دمای سطح دریا، رواناب، تبخیر، رودخانه ولگا، تغییر اقلیم
  • آیدا الا الدین وندی، حامد یزدیان* صفحات 69-83
    امروزه خشکسالی به عنوان مخرب ترین و زیان آورترین پیامد ناشی از تغییرات اقلیمی، گستره کره خاکی را به صورت فزاینده ای تحت تاثیر قرار داده است. یکی از مه م ترین راهبردهای مواجهه با خشکسالی های ویرانگر، شناخت و سازگاری در برابر آن است که می تواند اثرات منفی خشکسالی را تا حد زیادی کاهش دهد. هدف پژوهش کمی و کاربردی حاضر، بررسی و تحلیل وضعیت سازگاری کشاورزان با خشکسالی و شناسایی راهکارهای مواجهه با آن است که به صورت مطالعه موردی در میان کشاورزان حوضه زاینده رود (روستاهای نکو آباد، حسن آباد، هراتمه، جوشان و مزرعه چه) در استان اصفهان انجام گرفته است. جامعه آماری پژوهش را نیز کلیه کشاورزان حوضه زاینده رود تشکیل می دهد که از میان آن ها، 200 نفر به عنوان نمونه آماری برای دستیابی به اهداف پژوهش به صورت کاملا تصادفی انتخاب شده اند. ابزار اصلی پژوهش برای گردآوری داده های پرسشنامه محقق ساخته است. برای تجزیه وتحلیل داده های گردآوری شده از آزمون مقایسه میانگین، جدول توزیع فراوانی و فن تحلیل عاملی اکتشافی در نرم افزار SPSS استفاده به عمل آمده است. نتایج پژوهش نشان داد میانگین محاسبه شده برای سازگاری کشاورزان در برابر خشکسالی با مقدار 2/165، در سطح 95 درصد اطمینان به لحاظ آماری، پایین تر از حد متوسط بوده است. نتایج تحلیل عاملی اکتشافی نشان داد شش عامل اصلی به عنوان مهم ترین راهکار کلیدی برای ارتقای سطح سازگاری و مواجهه با خشکسالی در میان کشاورزان حوضه زاینده رود شناسایی شده است که در مجموع 71/88 درصد از واریانس متغیر وابسته پژوهش را تبیین کرده اند. این عوامل به ترتیب اهمیت عبارت اند از: سیاست های حمایت مالی- سازمانی (17/533 درصد)، آموزشی- ترویجی (12/946 درصد)، فنی- زراعی (12/421 درصد)، زیرساختی (10/697 درصد)، تقویت نهادهای اجتماعی (9/188 درصد) و تقویت مشارکت محلی (9/069 درصد).
    کلیدواژگان: تغییرات اقلیمی، خشکسالی، سازگاری، کشاورزی، زاینده رود
  • پروین گلفام، پریسا سادات آشفته* صفحات 84-101

    هدف از پژوهش حاضر، محاسبه شاخص های سنجش عملکرد سامانه تامین آب برمبنای دیدگاه احتمالات کلاسیک و فازی با استفاده از سه تابع عضویت مختلف فازی تحت سناریوهای اقلیمی در بازه پایه (2001-1977) و آینده (2040-2015) در حوضه آبریز مارون است. ابتدا اثرات تغییر اقلیم بر دما و بارش با مدل های اقلیمی گزارش پنجم هیات بین المللی تغییر اقلیم (IPCC) تحت سناریوهای RCP 2.6، RCP 4.5 و RCP 8.5 بررسی و تغییرات آبدهی مخزن با ANN و آب مورد نیاز آبیاری با Cropwat در (2040-2015) برآورد شدند. سپس، سامانه تامین آب با WEAP که هدف آن بیشینه سازی آب تحویل شده به نقاط نیاز براساس قیدهای تعریف شده، مدل سازی و شاخص های سنجش عملکرد سامانه تامین آب قطعی و فازی محاسبه شدند. نتایج نشان می دهند که دما در آینده نسبت به پایه تحت RCP 2.6 ،RCP 4.5 و RCP 8.5 به ترتیب 19، 20، 21 درصد افزایش و بارش تحت RCP 2.6، RCP 4.5 و RCP 8.5 به ترتیب 5 درصد کاهش و 14 و 15 درصد افزایش خواهد یافت. آب مورد نیاز آبیاری در آینده نسبت به پایه افزایش خواهد یافت، در حالی که جریان ورودی به مخزن، تحت RCP 2.6 و RCP 4.5 کاهش و تحت RCP 8.5 افزایش خواهد یافت. هم چنین نتایج نشان می دهند که (1) برگشت پذیری و آسیب پذیری در محیط فازی با توابع عضویت فازی گوسین و نمایی نسبت به محیط قطعی افزایش می یابد، (2) انتخاب نوع تابع عضویت فازی، اهمیت زیادی در استخراج نتایج دارد به طوری که توابع عضویت فازی دارای هسته فازی در مسایل مدیریت منابع آب، عملکرد بسیار مناسبی دارند.

    کلیدواژگان: شاخص های سنجش عملکرد سامانه تامین آب، نظریه فازی، تابع گوسین، تابع نمایی، تابع سیگموئید
  • ریحانه نوفلی، سیده سیمین میرهاشمی دهکردی، حمیدرضا برجسته، بهنام اندیک، حجت میان آبادی* صفحات 102-124

    مناقشه به عنوان جزء جدایی ناپذیر از تعاملات انسانی، فرآیندی درهم تنیده، پویا و چندبعدی است که ارتباطی متقابل با سامانه های مختلف جامعه دارد. تفاوت در چارچوب های نظری و درک متمایز از روابط انسانی منجر به شکل گیری نظریه های مختلفی به منظور مواجهه با مناقشه شده است. نظریه نهادگرایی نیولیبرال ازجمله نظریه های نوین در حوزه مطالعات سیاسی، اقتصادی و اجتماعی است که با تاکید بر اهمیت نهادها در شکل دهی به رفتارها و نتایج شکل گرفته است. مبتنی بر این نظریه، نهادهای بین المللی از جمله ابزارهای کارآمد برای ایجاد همگرایی و همکاری بین المللی هستند. بسیاری از پژوهشگران حوزه محیط زیست به طور عام و حوزه آب به طور خاص، مواضع نهادگرایانه را در پژوهش های خود مبنا قرار داده اند. بنا بر نظر نهادگرایان آبی، نهادهای آبی بین المللی می توانند بطور چشمگیری از مناقشه های آبی بین المللی بکاهند و منجر به ایجاد همکاری در حوضه های آبریز فرامرزی شوند. علیرغم اهمیت کارکردهای نهادهای آبی، عدم موفقیت عملکرد نهادها در مواجهه با برخی از این مناقشه ها سبب وارد شدن نقدهای جدی بر نظریه نهادگرایی شده است. با وجود اهمیت مطالعه و واکاوی مبانی نهادگرایی نیولیبرال در مواجهه با مناقشه های آبی فرامرزی، تاکنون پژوهش علمی مشخصی در خصوص نقد و بررسی مبانی و کارکرد نظریه نهادگرایی نیولیبرال در مواجهه با مناقشه های آبی بین المللی و همگرایی کشورهای ساحلی در حوضه های آبریز فرامرزی صورت نگرفته است. پژوهش حاضر درصدد تحلیل هستی شناسانه نظریه نهادگرایی نیولیبرال و بررسی نقدهای وارد بر آن در مواجهه با مناقشه های آبی و شکل گیری همکاری موثر در حوضه های آبریز فرامرزی است.

    کلیدواژگان: مناقشه های آبی، نظریه نهادگرایی، آنارشی، دولت محوری، عقلانیت ابزاری
  • سوده کلامی*، محمدمهدی احمدی صفحات 125-135

    تحلیل ریسک سیلاب ابزار اساسی برای طرح ریزی و مدیریت سیلاب است. معمولا تحلیل ریسک بر مبنای خسارت مورد انتظار سالیانه (EAD) انجام می شود. میزان خسارت مورد انتظار سالیانه یک شاخص مناسب برای بیان خسارت است که می تواند در برنامه ریزی و مدیریت سیل و توسعه و ایمنی محدوده در خطر مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق پارامتر مذکور بر اساس مدل سازی هیدرولوژیکی- هیدرولیکی و بر اساس دبی حداکثر لحظه ای و دبی حداکثر روزانه برآورد شده است. تحلیل فراوانی سیل، برآورد ژیومتری بر مبنای GIS، مدل سازی هیدرولیکی HEC-RAS جهت برآورد خسارت مورد انتظار سالیانه انجام شده است. روند انجام کار در این تحقیق و الگوریتم آن، در مدیریت سیلاب و تصمیم گیری برای روش کنترل و مدیریت سیل، ضروری است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش دوره بازگشت سیل در بازه مورد مطالعه، محدوده متاثر از سیل تا دوره بازگشت 100 سال افزایش قابل توجهی دارد و پس از آن چندان متاثر از دوره بازگشت قرار نمی گیرد. به عنوان مثال تفاوت محدوده سیل گیری برای دوره بازگشت 100 سال در مقایسه با 500 سال، تنها %7/5 کمتر بر اساس دبی حداکثر روزانه و %15 کمتر بر اساس دبی حداکثر لحظه ای است. میزان خسارت مورد انتظار سالیانه بر اساس تحلیل دبی حداکثر روزانه و دبی حداکثر لحظه ای به ترتیب 10/25 و 11/6 درصد است. این اعداد بیانگر کم بودن خسارت سالیانه سیل در این منطقه است و اجرای طرح های مهندسی سخت برای کنترل سیل چندان توجیه ‎پذیر نیست.

    کلیدواژگان: تحلیل ریسک، مدل هیدرولوژیکی- هیدرولیکی، سیلاب، منابع آب
  • رضا خلیلی، علی مریدی* صفحات 136-166

    هوش مصنوعی توانایی یادگیری، استنتاج و تصمیم ‎گیری هوشمندانه رادارند. یکی از مزیت های اصلی هوش مصنوعی این است که با استخراج الگوها و یادگیری از داده ها، قادر به تشخیص و پیش بینی درست مسایل است. هوش مصنوعی به دلیل کاربردهای فراوان در زمینه های مختلف به عنوان ابزاری برای حل بهتر مشکلات موردتوجه قرارگرفته است. در سال های اخیر این الگوریتم درزمینه فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب برای مدل سازی، بهینه سازی و ارایه راه حل هایی جهت مدیریت راهبردی جلوگیری، کاهش آلودگی آب، کاهش هزینه های عملیاتی و بهینه سازی مصرف موارد شیمیایی مورداستفاده قرارگرفته است. الگوریتم های مختلف هوش مصنوعی در فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب بر روی جذب آلاینده و در اکثر موارد بر روی عملکرد جاذب ها جهت حذف آلاینده های آلی و فلزی تمرکز دارد. در این مطالعه مدل های مختلف هوش مصنوعی در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب ارایه و پس از مرور بر مطالعات انجام شده، چالش ها و مشکلات تحقیقات بیان شده است. با توجه به مزیت های فراوان در هوش مصنوعی، این الگوریتم با محدودیت هایی مواجه است که مانع گسترش آن در فرآیندهای تصفیه آب می شود. صرف نظر از این موانع، پیشرفت تحقیقات فعلی نشان می دهد که ابزارهای هوش مصنوعی دارای پتانسیل های بالا برای متحول کردن فرآیند و برنامه های تصفیه فاضلاب دارد. با توجه به مدل های بررسی شده در این پژوهش استفاده از مدل های DNN، ANN و تکنیک های هوش مصنوعی ترکیبی گزینه های خوبی برای دستیابی به دقت و پیش بینی دقیق تر هستند.

    کلیدواژگان: یادگیری ماشین، هوش مصنوعی، مدل سازی، حذف آلاینده، آب و فاضلاب
  • سید موسی حسینی* صفحات 167-174

    در این مطالعه، شاخص درک کمبود آب شهری (UWSPI) به منظور پایش شدت کمبود آب در مناطق شهری که در آب های سطحی منبع غالب تامین نیاز آب خانگی است، توسعه داده شده است. شاخص UWSPI که می توان شکل اصلاح شده شاخص فالکن مارک درنظر گرفت، برای نشان دادن تفاوت بین خشکسالی هیدرولوژیکی و خشکسالی که جامعه به دلیل کمبود سرانه آب شرب در طول زمان درک می کند، ارایه شده است. برای اعمال شاخص توسعه یافته، شهر تهران که منبع مهم تامین نیاز خانوارهای خود را از منابع آب سطحی حوضه های آبریز اطراف (حدود 72 درصد) تامین می کند، به عنوان مطالعه موردی درنظر گرفته شد. سری های زمانی داده های ماهانه جریان آب های سطحی ورودی به پنج مخزن اطراف شهر تهران در بازه زمانی 21 ساله (1377-1397) و مقدار جمعیت سالانه شهر تهران به عنوان داده های اولیه انتخاب شدند. نتایج نشان داد که مقادیر سالانه شاخص UWSPI در سه دوره زمانی 2007-1998، 2009-2007 و 2018-2009 به ترتیب دارای مقادیر منفی، نزدیک به صفر و مثبت است. در دوره اول (UWSPI>0)، خشکسالی هیدرولوژیکی حاکم است و درک شهروندان شهر تهران از کمبود آب کم است. اما در دوره سوم که UWSPI<0  است، درک جامعه از کمبود آب بسیار بیشتر از خشکسالی هیدرولوژیکی است. این بدان معناست که خشکسالی هیدرولوژیکی پایداری تامین آب مورد نیاز شهر را تهدید می کند. بنابراین برای مدیریت خشکسالی نیاز به راهکارهای سختگیرانه است. همچنین، نتایج نشان داد که علیرغم عدم تغییر در حجم ورودی به سدها، رشد سریع جمعیت تهران عامل اصلی درک کمبود آب در دوره اخیر بوده است.

    کلیدواژگان: شاخص کمبود آب، پایداری منابع آب، خشکسالی هیدرولوژیکی، نیاز آبی تهران، رشد جمعیت
|
  • Abouzar Feizollahi, Eslam Javadnia * Pages 1-21
    Floods have many negative economic, social, and environmental impacts. The occurrence of this phenomenon in the West and South West of Iran has caused many challenges for the region and its communities. Investigating the flood monitoring parameters plays a key role in reducing the problems in the area. One of the most important hydrological parameters affecting this phenomenon is the the Total Water Storage (TWS). The purpose of this study is to use the GRACE and GRACE FO TWS time series data, as well as TRMM (The Tropical Rainfall Measuring Mission) rainfall time series, to extract the flood potential index (FPI). FPI is used to check the occurrence of floods in the study area. The geographical area investigated in this research was between 45-49N and 30-35E, which includes most of the West and South West parts of Iran. The studied time period was from 2002 to the end of 2019. The TWS anomaly extracted from the data of the GRACE satellites was validated using the water balance equation and TRMM satellite precipitation data, MODIS evapotranspiration data, and GLDAS hydrological model runoff data. The results obtained for GRACE and FO GRACE satellites yielded RMSE values of 0.034 and 0.051 meters, respectively. Then, in order to predict the possibility of floods, the process of determining the Flood Potential Amount (FPA) was run using the the GRACE/GRACE FO TWS data and the TRMM rainfall data between 2002 and the end of 2019. Finally, the obtained FPA was used to determine the FPI. The results showed that the FPI index is able to detect many floods that occurred in the studied area.
    Keywords: Ground Water Storage, Grace, Precipitation, Flood Potential Index
  • Davood Behboudi *, Fahmideh Ghorbani Pages 22-45

    Issues related to water resources are complex due to two main reasons. First is the inherent nature of these resources in that they are exhaustible while it is difficult to limit the use of them. The second reason is the multiplicity and variety of dimensions related to water issues. In this study, in order to analyze the water resources governance model, the archetypes in the model were identified and intervention policies were presented. In this study 13 Archetypes are identified and analyzed in the form of five types introduced in the research literature, including limits to growth, fixes that fail, shifting the burden, escalation, and success to the successful. Then the leverage points identified using the twelve intervention levels provided by Meadows (1999) and the hour chart provided by Abson et al. (2017) were analyzed in terms of the level of influence. In this study, in addition to the proposed intervention measures, it was suggested to design and implement intervention measures at two levels in order to avoid falling into the trap of partial measures. At the first level comprehensive and long-term measures and at the second level short measures should be designed and implemented to facilitate the implementation of the long-term program.

    Keywords: Water Resources Governance, Archetypes, Intervention Policies, Hour Chart
  • Morteza Sharif, Ataollah Kakroodi *, Maedeh Sadat Hosseini Pages 46-68

    The Caspian Sea level (CSL) fluctuations are driven by reciprocal hydro-meteorological processes which extend not only over the entire catchment area but also far beyond. According to the research literature, CSL has dropped approximately 3 m in the short-term period of 1929-1977. The origin of CSL changes and the future of these changes are still being debated. In this study, changes in precipitation, runoff, and evaporation in the catchment area, river discharge, sea surface temperature (SST), and also CSL change were investigated over 40-year. Study results revealed two major changes in the increasing trend of SST anomalies. With an increasing trend in the CS level with 0.03 slope, the results indicated an increase in SST by more than 1.5°C during the study period, which can be a response to the increase in air and land surface temperature on a regional and global scale. The decline in river discharge levels has also been significant in recent decades. These changes were more obvious in the volga river, which provides more than 80% of the CS balance. Reconstruction of long-term CSL change with daily water level data between 1981 and 2020 through fluxes also showed that the average sea level rise was about 20 cm/yr in the 1981-1995 period while a decrease of 6 cm/yr during the 1996-2020 period was clearly visible in the results of the water balance equation. Moreover, according to the observed peak values of the four parameters of precipitation, evaporation, runoff, and SST, the trend of increasing sea surface temperature and decreasing precipitation (with a slope of -1.8 mm/40yr) is more consistent with CSL change.

    Keywords: SST, runoff, Evaporation, Volga river, climate change
  • Ayda Alahdini, Hamed Yazdian * Pages 69-83
    Nowadays, drought as the most destructive and damaging consequence of climate change has increasingly affected the earth. One of the most important strategies for dealing with devastating droughts is understanding and adapting to them, which can greatly reduce their negative effects. The aim of this quantitative and applied research is to examine and analyze the adaptation status of farmers to drought and identify solutions to deal with it through a case study among farmers in the Zayandehrud river basin  in Isfahan province. The statistical population of the research consists of all farmers in the east of Zayandehrud basin (villages of Nokhodabad, Hasanabad, Haratmeh, Joshan, and Mazrae Cheh) of whom 200 were selected as a completely random sample to achieve the research objectives. The main tool for collecting data in this study was a researcher-made questionnaire. For analyzing the collected data, the mean comparison test, frequency distribution table, and exploratory factor analysis method were used in SPSS software. The results of the research showed that the calculated mean for the adaptation of farmers to drought was 2.165, statistically significantly lower than the average level at a confidence level of 95 percent. Exploratory factor analysis revealed that six main factors are identified as the most important key solutions for improving how farmers are adapting to and coping with drought in Zayandehrud basin, explaining 71.88 percent of the dependent variable variance. These factors, in order of importance, are financial-organizational policies (17.533 percent), educational-promotional policies (12.946 percent), technical-agricultural policies (12.421 percent), infrastructure (10.697 percent), strengthening social institutions (9.188 percent), and enhancing local participation (9.096 percent).
    Keywords: climate change, Drought, adaptation, Agriculture, Zayandehrud
  • Parvin Golfam, Parisa-Sadat Ashofteh * Pages 84-101

    The purpose of the research is to calculate the performance indexes of water supply system based on perspective of classical and fuzzy probabilities using three-different fuzzy membership function under climate scenarios in baseline period (1977-2001) and future (2015-2040) in the Marun Basin. First, the effects of climate change on temperature and precipitation were estimated for the period of 2015-2040 using climate models of the fifth report of the International Panel on Climate Change (IPCC) under RCP 2.6, RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios. For the same period, ANN were used to determine the changes in inflow to reservoir and the irrigation water requirements were determined using Cropwat. Then, the water supply system was modeled with WEAP, the goal of which was to maximize the water delivered to the points of need based on the defined conditions. The crisp and fuzzy water supply system performance indexes were then calculated. Results showed that under RCP 2.6, RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, temperature will increase by 19, 20, 21%, and precipitation will decrease by 5% and increase by 14 and 15%, respectively. Future irrigation water requirements will increase relative to baseline, while inflow to the reservoir will decrease under RCP 2.6 and RCP 4.5 and increase under RCP 8.5. Also, the results showed that (1) the resiliency and vulnerability in the fuzzy environment with Gaussian and exponential fuzzy membership functions increases compared to the crisp environment, and (2) the choice of the type of fuzzy membership function is very important in extracting the results and so the fuzzy membership functions with fuzzy core perform very well in water resource management problems.

    Keywords: Water supply system performance indicators, Fuzzy theory, Gaussian function, exponential function, Sigmoid function
  • Reihane Nofeli, Seyede Simin Mirhashemi Dehkordi, HamidReza Barjeste, Behnam Andik, Hojjat Mianabadi * Pages 102-124

    Conflict, an inevitable part of human interactions, is a complex, dynamic, and multidisciplinary process with interactions with a variety of social systems. The differences in theoretical frameworks and distinct understanding of human relations led to the formation of different theories to deal with the conflict. Neoliberal institutionalism is one of the novel theories in the field of political, economic, and social studies, emphasizing the importance of institutions in shaping behavior. According to this theory international institutions are effective tools for creating convergence and international cooperation. Liberal institutionalist perspectives are widely accepted and used by researchers in the fields of environment and water management. Water institutionalists believe that international water institutions can significantly reduce international water conflicts and promote water cooperation. However since water institutions have not always succeeded in that aim, serious criticisms have been made on institutionalism theory. Despite the importance of studying and analyzing the theoretical background of the neoliberal institutionalism and transboundary water conflicts, no specific scientific research has been conducted in this regard.  This study critically examines the capacity of neoliberal institutionalism to deal with water conflicts and to facilitate effective cooperation in transboundary river basins.

    Keywords: Water conflicts, Institutionalism Theory, Anarchy, State-Centric, Instrumental Rationality
  • Soodeh Kalami *, MohammadMahdi Ahmadi Pages 125-135

    Flood risk analysis is a basic tool for flood planning and management. Usually, risk analysis is done based on the expected annual damage (EAD), which in this research is estimated based on hydrologic-hydraulic modeling. The annual expected damage is estimated based on instantaneous maximum discharge and daily maximum discharge. Flood frequency analysis, geometry estimation in GIS platform, and HEC-RAS hydraulic modeling have been done to estimate the annual expected damage. The results indicated that as the return period of the flood in the studied river increases, the area affected by the flood increases significantly up to the return period of 100 years and after that it is not much dependent on the return period. For example, the flood extent for a return period of 100 years compared to 500 years is only 7.5% less based on daily maximum discharge and 15% less based on instantaneous maximum discharge. The amount of expected annual damage based on the analysis of daily maximum discharge and instantaneous maximum discharge is 10.25% and 11.6%, respectively. These results show that the annual flood damage in this area is low and the implementation of hard engineering measures for flood control is not justified.

    Keywords: Risk Analysis, hydrologic-hydraulic model, Floods, Water resources
  • Reza Khalili, Ali Moridi * Pages 136-166

    Artificial intelligence can learn, infer, and make intelligent decisions. One of the main advantages of artificial intelligence is that by extracting patterns and learning from data, it can correctly diagnose and predict problems. Artificial intelligence has been noticed as a tool to better solve problems due to its many applications in various fields. In recent years, this algorithm has been used in the area of water and wastewater treatment processes to model, optimize, and provide solutions for strategic management to prevent and reduce water pollution, reduce operating costs, and optimize the use of chemical substances. Various artificial intelligence algorithms in water and wastewater treatment processes focus on pollutant absorption and, in most cases, on the performance of adsorbents to remove organic and metal pollutants. This study presents various artificial intelligence models, their advantages, limitations, challenges, and research problems of models in water purification processes. Considering the many advantages of artificial intelligence, this algorithm with limitations can prevent its expansion in water purification processes. Regardless of these limitations, current research progress shows that artificial intelligence tools have great potential to revolutionize wastewater treatment processes and programs. According to the models reviewed in this research, the use of DNN, ANN models, and combined artificial intelligence techniques are good options to achieve more accurate predictions.

    Keywords: Machine Learning, Artificial intelligence, Modeling, remove pollutants, Water, wastewater
  • Seiyed Mossa Hosseini * Pages 167-174

    In this study, the Urban Water Scarcity Index (UWSI), a hydrology-demography based-index, was developed to assess the intensity of water scarcity in urban areas. The UWSI index is presented to show the difference between hydrological drought (in terms of standardized streamflow index) and the water-crowding index. For the application of the developed index, the city of Tehran was considered as a case study in which about 72% of the domestic water demands are supplied from the surface water sources in the surrounding catchments. The time series of the monthly data of surface water flow entering five reservoirs around Tehran during a period of 21 years (1998-2018) and the annual changes in Tehran's population were the input data to this study. The results showed that the annual value of the UWSI index in the three time periods of 1998-2007, 2007-2009, and 2009-2018 has negative, nearly zero, and positive values, respectively. During the first period, hydrological drought dominated the water stress in Tehran. But in the third period, the water stress is much higher than hydrological drought. The positive trend of UWSI during the recent decade reveals that water stress threatens the sustainability in providing the city's water needs. Therefore, strict strategies are needed to manage and overcome the water shortage. The UWSI index developed in this study incorporates both blue water resources (i.e., the river flows) and population size for Tehran city and can be served as an initial water scarcity assessment tool in other urban areas.

    Keywords: Water Scarcity Index, Sustainability of Water Resources, Hydrological drought, Streamflow, Tehran's Water Demand, population growth