فهرست مطالب

مدیریت آب و آبیاری - سال سیزدهم شماره 2 (تابستان 1402)

مجله مدیریت آب و آبیاری
سال سیزدهم شماره 2 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/04/01
  • تعداد عناوین: 15
|
  • وحید عاشوری، سید ابراهیم هاشمی گرم دره*، سید مهدی هاشمی شاهدانی، عباس روزبهانی صفحات 295-310
    یکی از مصرف کنندگان عمده دو منبع آب و انرژی، بخش کشاورزی بوده و ارزیابی عملکرد سامانه های آبیاری با هدف تعیین میزان استفاده کارآمد این دو منبع از اولویت های کشاورزی پایدار است. در این راستا، پژوهش حاضر اقدام به تحلیل میزان مصرف آب و انرژی در سطح شبکه آبیاری قزوین نموده است. برای این منظور، ابتدا الگوی کشت غالب منطقه موردمطالعه استخراج و سپس برای محصولات موجود در الگوی کشت با استفاده از نرم افزار CropWat 8.0، نیاز آبی برآورد شد. برای برآورد انرژی مصرفی، میزان مصرف انرژی در سامانه های آبیاری بارانی و قطره ای، پمپاژ آب زیرزمینی، سوخت دیزل، نیروی کارگر، بذر، ماشین آلات (تراکتور و کمباین)، کودهای شیمیایی و سموم برای هر محدوده زراعی درجه دو موجود در شبکه آبیاری محاسبه شد. نتایج نشان داد که بیش ترین انرژی مصرفی در تمامی محدوده های زراعی درجه دو در مصرف مستقیم انرژی مربوط به سوخت دیزل با 40 درصد از کل انرژی مصرفی و در مصرف غیر مستقیم انرژی متعلق به کود نیتروژن با 20 درصد از کل انرژی مصرفی است. هم چنین، در انرژی مصرفی برای پمپاژ آب در سامانه های آبیاری در ارتفاعات مختلف لازم برای پمپاژ برای محصولات موجود در الگوی کشت غالب، یونجه بیش ترین انرژی با مقدار 4/4811 کیلووات ساعت در هکتار و ذرت کم ترین انرژی را با مقدار 19/1194 کیلووات ساعت در هکتار مصرف کرده است. باتوجه به نتایج، میزان تاثیر سوخت دیزل، کودهای شیمیایی و پمپاژ آب در مصرف انرژی بالا بوده و کنترل میزان مصرف این نهاده ها باعث کاهش به سزایی در مصرف انرژی خواهد شد.
    کلیدواژگان: ارزیابی عملکرد، انرژی، سامانه های آبیاری، محدوده زراعی
  • سامان جوادی*، حسین یوسفی، علی مریدی، حسین خواجه پور، تورج فتحی صفحات 311-322
    در این پژوهش اثر تغییر اقلیم بر بارش آینده (2040-2021) در ایران بررسی شده است. به این منظور نتایج سه مدل گردش عمومی (GCM) به نام های GFDL-ESM2M، HadGEM2-ES و IPSL-CM5A-LR و برای دو سناریوی انتشار گازهای گلخانه ای RCP2.6 و RCP8.5 تحلیل شد. برای ریزمقیاس نمایی و تصحیح سوگیری بارش روزانه از مدل CCT و داده های بارش روزانه دوره پایه (2019-1986) استفاده شد. طبق نتایج سالانه میانگین وزن دار بارش سالانه ایستگاه های باران سنجی در همه سناریوها به جز سناریو RCP8.5 در مدل IPSL-CM5A-LR، افزایشی است. میانگین وزن دار بارش فصل زمستان ایستگاه های باران سنجی در هیچ یک از شرایط تغییر اقلیم کاهشی نبود اما در باقی فصل ها مقدار بارش کاهش یا افزایش داشت. بیش ترین افزایش میانگین وزن دار بارش فصلی، در فصل زمستان و در سناریو RCP2.6 در مدل GFDL-ESM2M و به مقدار 23 میلی متر و بیش ترین کاهش میانگین وزن دار بارش فصلی، در فصل پاییز سناریوی RCP8.5 در مدل IPSL-CM5A-LR و برابر 5/10 میلی متر محاسبه شد. از سویی تغییرات اندک میانگین بارش و از سوی دیگر کاهش شدید کمینه بارش (446 میلی متر در اثر G3S4) و افزایش شدید بیشینه بارش (233 میلی متر در اثر G2S1)، نشان دهنده وقوع پدیده های حدی شدید (خشکسالی و سیل) در آینده می باشد.
    کلیدواژگان: ایران، GCM، RCP2.6، RCP8.5
  • هانیه سادات کرباسی، علی مریدی*، سید سعید موسوی ندوشنی صفحات 323-340
    یکی از مشکلات متخصصان و طراحان، سری های زمانی ناقص در مطالعات هیدرولوژی است که باعث ایجاد خطا در نتایج شده و اجرای پروژه ها را دچار مشکل می کند. این مسیله در مناطقی که تعداد ایستگاه های باران سنجی محدود است، حادتر است. در حال حاضر استفاده از روش های آماری به منظور رفع خلاهای آماری داده ها متداول است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی عملکرد روش بازسازی مقادیر گم شده بارندگی روزانه با استفاده از بسته waterData در نرم افزار R و روش شکننده زمانی مقادیر بازسازی شده سالانه به مقادیر روزانه در بازه زمانی 1990 تا 2020 با استفاده از 43 ایستگاه دارای آمار کامل در بین 87 ایستگاه سینوپتیک منتخب واقع در ایران انجام شد. براساس مقادیر میانگین شاخص های ارزیابی برای دو روش شکننده زمانی و بازسازی با استفاده از بسته waterData در نرم افزار R، برای شاخص CC به ترتیب 1 و 95/0، برای شاخص MBE به ترتیب صفر و 01/0-، برای شاخص RMSE به ترتیب 3/0 و 1/1، برای شاخص NSE به ترتیب 99/0 و 89/0 و برای شاخص CSI و POD به ترتیب 94/0 و 63/0 است که عملکرد بهتر روش شکننده زمانی را نشان داده است. مقادیر میانگین شاخص Bias و FAR برای دو روش به ترتیب برابر 01/0- و صفر بوده و نشان دهنده عملکرد مشابه دو روش است.
    کلیدواژگان: بارش روزانه، بسته waterData، داده مفقوده، شکننده زمانی، نرم افزار R، نمودار جرم مضاعف
  • زهرا نوروزی، کاظم شاه وردی*، حسام قدوسی صفحات 341-350

    استراتژی های بهره برداری در HEC-RAS باعث می شود که کاربران بتوانند با استفاده از برخی شرایط مرزی استاندارد مانند شرط مرزی کنترل سطح آب، سازه هایی مانند دریچه ها را تنظیم کنند. برای استراتژی های عملیاتی پیچیده، نیاز به استفاده از یک الگوریتم کنترل وجود دارد که می تواند با برنامه نویسی یک الگوریتم کنترل در نرم افزار برنامه نویسی مانند متلب و لینک کردن آن با شبیه ساز کانال انجام شود. در این پژوهش، استراتژی بهره برداری جدید که در HEC-RAS وجود دارد و کم تر شناخته شده است، با استفاده از شرایط مرزی (Rules-based Operation) RBO طراحی شد که در آن کنترلر کلاسیک PID برای تنظیم سازه های آب بند در کانال E1R1 از شبکه دز در شمال خوزستان کدنویسی شد. بدین منظور مدل HEC-RAS کانال تهیه شد و برای هر سازه آب بند، یک کنترل کننده PID برای تنظیم عمق آب بالادست طراحی شد. برای ارزیابی مدل طراحی شده از شاخص های استاندارد عملکرد استفاده شد. مقدار ضریب کنترل گر تناسبی در آب بندهای یک تا سه به ترتیب برابر با پنج، 5/4 و یک به دست آمد. نتایج نشان داد که حداکثر مقدار شاخص MAE در تمامی گزینه های بررسی شده برابر با 13 درصد و حداکثر مقدار شاخص IAE کم تر از یک درصد است که بیانگر نتایج مناسب شرط مرزی RBO است. از این رو، استفاده از شرط مرزی RBO در کنترل سازه ها پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: شرط مرزی Rules، مدیریت بهره برداری کانال، HEC-RAS
  • محمدصادق عنبرسوز، کیومرث ابراهیمی*، ابراهیم امیری تلکدانی صفحات 351-368

    هدف مطالعه حاضر، بررسی خطر آسیب های شیمیایی ناشی از کیفیت آب به سازه های بتنی در سد و شبکه آبیاری وشمگیر بوده است. در این مطالعه، بازدید میدانی و نمونه برداری از آب سد و شبکه وشمگیر در خردادماه 1401 انجام شد. به منظور تعیین شدت تهاجم شیمیایی آب به بتن نتایج آزمایش های کیفیت آب با استفاده از شاخص های تهاجم آب نرم و استانداردهای متداول بین المللی تحلیل شد. هم چنین تغییرات زمانی تهاجم شیمیایی آب با استفاده از داده های دریافت شده از شرکت آب منطقه ای گلستان بررسی شد. شاخص های لانژلیر و رایزنر برای آب سد در خردادماه 1401 به ترتیب برابر 6/0- و 6/8 و براساس این شاخص ها آب سد به ترتیب خورنده و بسیار خورنده است و سازه بتنی سرریز سد در معرض تهاجم شدید آب نرم قرار دارد. در تمام ماه های مطالعه شده خطر تهاجم حداقل یکی از عوامل آسیب رسان به بتن وجود داشته است. در آذرماه 1400 شاخص رایزنر برابر 49/8 و مقادیر سولفات و منیزیم به ترتیب 400 و 199 میلی گرم در لیتر بوده و در این ماه خطر تهاجم همزمان سه عامل آب نرم، سولفات و منیزیم وجود داشته است. بررسی کیفیت آب سد وشمگیر در پنج ماه نشان داد که در چهار ماه آب خورنده است و در دو ماه خطر واکنش یون های سولفات و منیزیم با بتن وجود دارد. لذا به منظور محافظت از سازه بتنی سرریز و پوشش کانال های آبیاری در برابر آب خورنده سد و آسیب های ناشی از واکنش یون های سولفات و منیزیم محلول در آب با بتن، استفاده از پوشش های اپوکسی توصیه می شود.

    کلیدواژگان: امنیت آبی، آبشویی بتن، آسیب شیمیایی، بهره برداری پایدار، سازه های سد و شبکه آبیاری وشمگیر
  • ناصر جبراییلی اندریان، عطاءالله ندیری*، صالح طاهری زنگی، زهرا صدقی صفحات 369-384

    در این پژوهش به منظور بررسی کیفیت آب زیرزمینی، در شهریورماه سال 1400 تعداد 35 نمونه از نقاط مختلف منابع آب زیرزمینی دشت آذرشهر برداشته شده و عناصر اصلی، فرعی، کمیاب (کروم، کادمیوم، نیکل، سرب و آرسنیک) و هم چنین دو نوع آفت کش ایمیداکلوپراید و کلرپیریفوس برطبق روش های استاندارد آنالیز شده و با استاندارد های آب شرب مقایسه گردید. براساس غلظت یون های موجود در نمونه ها، ارزیابی شاخص کیفیت آب شرب برای منطقه مطالعاتی انجام و در مرحله بعد ریسک بهداشتی بیماری های سرطانی و غیرسرطانی برای دو گروه سنی کودکان و بزرگسالان با استفاده از معیارهای آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده (USEPA) انجام شده است. براساس نتایج بررسی ها، شاخص کیفیت آب منطقه در حد متوسط به دست آمده و هم چنین شاخص ریسک غیرسرطان زایی برای و بزرگسالان کم تر از یک بوده و برای کودکان تنها در بخش کوچکی از منطقه مطالعاتی بیش تر از یک است و این بدین معناست که آب زیرزمینی منطقه از نظر ایجاد ریسک بیماری های غیرسرطانی در محدوده خطر قرار نداشته و کم تر از حد آستانه خطر است، اما ریسک سرطان زایی در کل منطقه بیش تر از 4-10 بوده و مصرف ادامه دار این منابع آب شرب از مسیر پوستی و بلع احتمال ریسک بهداشتی و سلامتی را برای ساکنین به دنبال خواهد داشت که با توجه به نقشه نهایی ریسک، در جنوب شهرستان آذرشهر، گوگان و روستاهای اطراف ریسک بهداشتی سرطانی به مراتب بیش تر از سایر نقاط است. همبستگی محاسبه شده بین نقشه GQI و نقشه های ریسک سلامت نشان داد که همبستگی ریسک سرطان زایی بیش تر از غیرسرطان زایی است و براساس همبستگی بین عناصر موجود در آب زیرزمینی منطقه، عناصر تاثیرگذار در ریسک سلامتی سرطان زایی در اثر عوامل زمین زاد ایجادشده و فعالیت های انسانی نقش چندانی نداشته است.

    کلیدواژگان: آلودگی زمین زاد و انسان زاد، ریسک سلامتی سرطان زایی و غیر سرطان زایی، شاخص کیفیت آب زیرزمینی
  • المیرا ولی پور، محمدمهدی رسولی، حامد کتابچی* صفحات 385-405

    رشد جمعیت، توسعه اقتصادی و تغییرات رژیم غذایی جوامع، منجر به افزایش تقاضای آب و غذا شده است. ازاین رو، بررسی نحوه مدیریت منابع آب زیرزمینی با شرایط به وجودآمده و محتمل در آینده، لازم به توجه است. روش های برآورد تخلیه منابع آب زیرزمینی عبارتند از روش های مبتنی بر حجم (براساس داده های تراز هیدرولیکی، براساس سنجش از دور با GRACE و براساس مدل های جهانی)، روش های مبتنی بر بیلان آب (براساس مدل های هیدرولوژیکی جهانی و براساس روش های سنجش از دور و مدل ها) و برآورد های غیرمستقیم زمین سنجی یا ژیودزیکی. روش های مختلف برآورد تخلیه منابع آب زیرزمینی دارای مزایا و معایبی هستند. روش های مبتنی بر داده های تراز هیدرولیکی تا حدودی قدیمی هستند و در صورت وجود خطاهای انسانی احتمالی در سیستم اندازه گیری، عدم قطعیت این روش ها افزایش می یابد. از سوی دیگر، روش های غیرمستقیم و استفاده از مدل های جهانی، تکامل یافته اند که پیشرفت ها و دقت قابل توجهی را به همراه دارند. با این حال، کاربری این روش ها وابسته به وجود داده های زمینی است. در واقع با توسعه امکانات آماربرداری و افزایش دقت در شبیه سازی و برداشت داده ها، امکان تغییر روش به روش های دقیق تر وجود دارد اما بدون داشتن داده های دقیق، کاربرد این رویکردها توصیه نمی شود. از طرفی این بررسی نشان می دهد که هم برآورد نرخ های تخلیه فعلی و هم در دسترس بودن منابع آب زیرزمینی تجدیدناپذیر در آینده بسیار نامطمین هستند. برای کاهش عدم قطعیت در آینده نزدیک، باید داده ها و چالش های پژوهشی قابل توجهی برطرف شوند تا بتوان برنامه پایداری منابع آب زیرزمینی در کشور را در راستای بهبود برنامه های پایداری منابع آب زیرزمینی و با توجه به اقتصاد این منابع تدوین نمود.

    کلیدواژگان: اقتصاد منابع آب زیرزمینی، تغذیه آبخوان، عدم قطعیت، مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی
  • محمدمهدی رسولی، المیرا ولی پور، حامد کتابچی* صفحات 407-427

    منابع آب زیرزمینی به عنوان منابعی حیاتی برای نسل های فعلی و آینده، در بسیاری از دشت های ایران به طور پایدار مورد استفاده قرار نگرفته است. منابع آب زیرزمینی در سده اخیر بر اثر افزایش جمعیت و افزایش تقاضای غذایی ناشی از آن بیش از پیش برداشت شده اند. این مسیله تهدیدی جدی برای حفظ معیشت، پایداری جوامع محلی و سرمایه گذاری های اقتصادی است. ازاین رو شناخت، بررسی و تدوین راه کارهایی به منظور جلوگیری از ادامه این روند ضروری به نظر می رسد. روش های متداولی برای برآورد مقادیر برداشت (آمارهای کشوری و مدل سازی هیدرولوژیکی) و تخلیه (روش بیلان آب، روش های مبتنی برحجم و برآورد های غیرمستقیم زمین سنجی یا ژیودزیکی) وجود دارد که با توجه به محدودیت و ویژگی های هر یک می توان از آن ها بهره جست. ازاین رو، در این مطالعه به ارزیابی روش های برآورد مقادیر برداشت و تخلیه با استفاده از مرور مطالعات صورت گرفته در دو بخش جهان و ایران پرداخته شده است، تا چشم انداز کلی از وضعیت منابع آب زیرزمینی جهان و ایران به دست آید. جمع بندی حاصل از مطالعات صورت گرفته بیانگر برداشت و تخلیه 800 و 184 میلیارد مترمکعب در سطح جهانی و 71 و 9/6 میلیارد مترمکعب (10 و چهار درصد میزان جهانی) برای ایران می باشد که نشان دهنده اتکای منابع آب کشور به منابع آب زیرزمینی است. اتکایی که منجر به بروز مشکلاتی اعم از شوری و کاهش تراز آب زیرزمینی، فرونشست و مسایل اجتماعی اقتصادی حاصل از آن می شود. هم چنین بیش ترین استفاده از منابع آب زیرزمینی مربوط به کشاورزی می باشد و با وجود کاهش سهم مقدار برداشت، نسبت مقدار تخلیه به مقدار برداشت تغییری ننموده است.

    کلیدواژگان: استفاده پایدار، بیلان آب، کاهش تراز آب زیرزمینی، فرونشست
  • عماد محجوبی*، حمید عبدل آبادی، جواد محجوبی، احسان غفوری صفحات 429-499
    استفاده از روش های مختلف داده کاوی در پیش بینی خشک سالی متداول است. با این حال، به طور عمده انتخاب مدل برتر بر مبنای دقت شبیه سازی صورت می گیرد. درحالی که در اغلب مطالعات به ویژگی های ساختاری مدل ها کم تر توجه شده است. در این مقاله کارایی مجموعه ای از متداول ترین مدل های داده کاوی شامل شبکه عصبی مصنوعی چندلایه پرسپترون (ANN-MLP)، شبکه عصبی با تابع پایه شعاعی (ANN-RBF)، درخت تصمیم رگرسیونی (CART)، مدل درختی (M5P) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) جهت پیش بینی بارش یک سال بعد ایستگاه سینوپتیک بندر عباس ارزیابی شده و ویژگی های هر یک از آن ها تشریح می شود. واسنجی و صحت سنجی مدل ها با استفاده از داده های خام و میانگین متحرک سه ساله پارامترهای اقلیمی در بازه آماری 1347 تا 1396 انجام شد. عملکرد مدل ها با استفاده از پارامترهای آماری مختلف و نمودارهای مقایسه ای ارزیابی شد. نتایج نشان داد مدل های SVM و M5P به ترتیب با مقادیر RMSE برابر 93/7 و 31/8 میلی متر، MAE برابر 66/3 و 69/4 میلی متر و ضریب همبستگی 83/0 و 82/0 کارایی مطلوبی در پیش بینی بارش دارند. هم چنین، به استثنای مدل CART، تغییر در ابزار داده کاوی تفاوت هشت تا 11 درصدی در دقت تخمین ها ایجاد می کند؛ بنابراین انتخاب مدل مناسب تر باید بر مبنای سایر ویژگی های روش ها در کنار میزان دقت آن ها صورت پذیرد. به علاوه، بهره گیری از میانگین متحرک سه ساله به طور متوسط ضریب همبستگی را حدود 78 درصد افزایش و RMSE را حدود 63 درصد کاهش داده است. تحلیل وضعیت درازمدت خشک سالی نشان داد با افزایش طول دوره شاخص بارش استاندارد، میزان تفکیک سال های مرطوب و خشک مشخص تر می شود.
    کلیدواژگان: درخت تصمیم، شاخص بارش استاندارد، شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان
  • احسان واشقانی فراهانی، علیرضا مساح بوانی*، عباس روزبهانی، فرهاد بهزادی، میثاق بیدآبادی صفحات 451-469

    تقاضا برای آب شیرین به طور فزاینده ای در حال افزایش است، درحالی که منابع محدود آب، در معرض اضافه برداشت، آلودگی و تغییرات اقلیمی هستند که این موارد نیاز به بهبود مدیریت منابع آب را به منظور توزیع عادلانه و دست یابی به اهداف توسعه پایدار برجسته می کند. یک گزینه کم هزینه برای حمایت از استراتژی های مدیریت بهتر آب، توسعه مدل هایی با قابلیت پیش بینی مقادیر آب دردسترس، به ویژه مقادیر مربوط به بارش و جریان رودخانه هاست. تنوع اقلیمی و تغییرات آب و هوایی، یک فرض اساسی برای پیش بینی های هیدروکلیماتولوژیکی است. یکی از جنبه های قابل توجه این موضوع، همبستگی بین پدیده های بزرگ مقیاس جوی-اقیانوسی یا الگوهای دورپیوند با فرایندهای هیدرولوژیکی در مقیاس محلی است که این الگوها می توانند بر جریان ورودی به سدها نیز اثرگذار باشند. در این مطالعه از سه مدل یادگیری ماشین شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی بیزین و سیستم استنتاج عصبی-فازی سازگار برای پیش بینی جریان ورودی به سدها بهره گرفته شده است تا کارایی آن ها مورد ارزیابی قرار بگیرد. بدین منظور 12 سناریو متشکل از متغیرهای بارش، جریان ورودی به سد و نه شاخص اقلیمی با تاخیر تا شش گام زمانی، طراحی شد تا تاثیر استفاده از الگوهای دورپیوند به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده جریان یک ماه بعد سد امیرکبیر، موردبررسی قرار بگیرد. تحلیل نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از شاخص Nino3.4 با یک گام زمانی تاخیر و هم چنین شاخص PDO با دو گام زمانی تاخیر، می توانند باعث افزایش دقت مدل نسبت به سناریوهای که در آن ها تنها از متغیرهای ایستگاهی استفاده شده است، شوند. طبق نتایج، شاخص Nino3.4 موثرترین شاخص بر جریان ورودی به سد امیرکبیر شناخته شد و سناریویی که در آن از شاخص نام برده به همراه داده های بارش و جریان یک و دوماه قبل به عنوان ورودی استفاده شده بود، در هر سه مدل، بالاترین دقت را به ثبت رساند. هم چنین عملکرد مدل ANFIS برای سناریوی نام برده (سناریوی 9)، با مقادیر RMSE و R2، به ترتیب معادل با 69/5 مترمکعب بر ثانیه و 79/0، نسبت به دو مدل ANN و BNN بهتر بود، به طوری که مقدار شاخص R2 برای بهترین سناریوی متشکل از متغیرهای ایستگاهی (سناریوی 5)، به میزان 15/0 افزایش یافته و مقدار شاخص RMSE نیز به میزان 78/0 مترمکعب کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: الگوهای دورپیوند، پیش بینی جریان، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی بیزین، ANFIS
  • فاطمه یوسفوند، جمال محمدولی سامانی*، حسین محمد ولی سامانی، مهدی مظاهری صفحات 471-486
    با توجه به افزایش جمعیت و نیاز به تامین آب، حفظ و حراست از منابع آب سطحی و زیرزمینی موردتوجه دولت ها قرار گرفته است. یکی از منابع آلاینده رودخانه ها، ورود شوری از منابع آب زیرزمینی به رودخانه است که در این پژوهش به عنوان منابعی گسترده درنظر گرفته شده است. هدف پژوهش، یافتن شدت شوری، مکان و طول منابع با استفاده از توزیع زمانی غلظت در یک نقطه شاهد است. بدین منظور حل معکوس معادله جابه جایی- پراکندگی در رودخانه با رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی انجام شد. برای شبیه سازی جریان و انتقال شوری از نرم افزار MIKE11 و برای بهینه سازی مجهولات مساله از الگوریتم ژنتیک استفاده گردید. استفاده از یک نقطه شاهد در بازیابی چند منبع، مجهول بودن مکان و طول منابع علاوه بر شدت و تعیین حداقل داده لازم از نمودار برای بازیابی مجهولات مساله، از مهم ترین نقاط قوت این پژوهش هستند. صحت سنجی مدل توسط مثال های فرضی، بازه 40 کیلومتری از رودخانه کارون و نیز اعمال سطوح پنج و 15 درصد خطا به داده های مشاهداتی انجام شد. نتایج موید توانایی مدل در بازیابی مشخصات چند منبع با استفاده از تنها یک نقطه شاهد می باشد. در صورت وجود سطح خطای پنج درصد در داده های مشاهداتی، بازیابی هر سه مشخصه منابع با دقت مطلوبی انجام می شود. درحالی که در سطح خطای 15 درصد، دقت مدل در بازیابی مکان و طول منابع کاهش می یابد. هم چنین برای بازیابی مشخصات هر منبع، تنها سه داده در قسمت صعودی نمودار که تحت تاثیر منبع موردنظر باشد کفایت می کند.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، شبیه سازی عددی، مدل مستقیم، مدل معکوس، معادله جابه جایی- پراکندگی، نرم افزار MIKE11
  • زکیه آفتابی، مراد کاویانی راد*، حمید کاردان مقدم صفحات 487-507
    درهم تنیدگی مناسبات قدرت با اندرکنش های جوامع و واحدهای سیاسی- فضایی بر سر منابع آب شیرین در حوزه مطالعه هیدروپلتیک‏ قرار دارد. آن دسته از رودهایی که از مرزهای بین المللی می گذرند یا بخش های مختلف آن در قلمرو چند کشور واقع شده اند، بسامد بیش تری در پژوهش‎های هیدروپلتیک‏ داشته اند. هدف از مقاله حاضر که ماهیتی کاربردی دارد، تبیین سناریوهای محتمل فراروی مناسبات آینده هیدروپلتیک‏ رودهای مرزی و مشترک ایران و عراق است. روش شناسی حاکم بر پژوهش توصیفی- تحلیلی است. درون داد های (داده و اطلاعات) موردنیاز پژوهش با روش کتابخانه ای و میدانی (مصاحبه و پرسشنامه) گرد آوری و با بهره گیری از مدل های FCOPRAS، FSOARA و SAW و نرم افزار های Micmac و Scenario Wizard موردبررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان داد که از 31 وضعیت احتمالی مربوط به هفت الگو سناریو با سازگاری قوی و محتمل، وضعیت هایی که مناسبات فراروی آینده هیدروپلتیک‏ رودهای مرزی و مشترک ایران و عراق را بحرانی بیان می کنند، بیش ترین وضعیت های احتمالی ممکن را در بر می گیرند. بنابراین، وضعیت فراروی مناسبات هیدروپلتیک‏ رودهای مرزی و مشترک ایران و عراق بحرانی نمود یافته است.
    کلیدواژگان: آینده نگاری، کشورهای ساحلی، مدیریت منابع آب، وضعیت بحرانی
  • فاطمه شفیعی*، فاطمه جعفری صیادی صفحات 509-525
    سامانه های جمع آوری آب باران روشی کارآمد برای بهبود بهره برداری از منابع آب های سطحی به ویژه در مناطق روستایی و کشاورزی است و می تواند عاملی برای توسعه این مناطق محسوب شود. اما ازآنجایی که یکی از مهم ترین و اساسی ترین مراحل استفاده از سامانه های مذکور، مکان یابی و شناسایی مکان های مناسب برای اجرای این فناوری در مناطق روستایی است؛ هدف این مطالعه مکان یابی جمع آوری آب باران برای توسعه پایدار مناطق روستایی شهرستان سوادکوه شمالی با استفاده از روش تصیم گیری چندمعیاره بود. این پژوهش با بهره گیری از فن سنجش از دور و با استفاده از تصاویر ماهواره ای، داده های سازمان هواشناسی و سامانه اطلاعات جغرافیایی و به کارگیری روش تحلیل سلسله مراتبی انجام شد. برای این منظور و با درنظرگرفتن نظرات 16 کارشناس منابع آب و با استفاده از پرسشنامه، معیارهای تاثیرگذار دو به دو با هم مقایسه و امتیازدهی شدند و ماتریس زوجی معیارها و وزن هرکدام برآورد شد. سپس لایه های هرکدام از معیارها با هم ترکیب و لایه نهایی مناطق مستعد تعیین شد. نتایج نشان داد که با توجه به استعداد منطقه، مناطق این شهرستان در چهار طبقه نامناسب، با استعداد متوسط، استعداد خوب و استعداد مناسب طبقه بندی شدند که مناطق مناسب و خوب در مجموع 2/57 درصد از مساحت شهرستان را در برگرفته است و به کارگیری روش های مناسب جمع آوری آب باران در این مناطق می تواند به ذخیره آب باران در مناطق روستایی و کشاورزی و مدیریت بهینه هدررفت  آب های سطحی کمک کند.
    کلیدواژگان: آب های سطحی، جمع آوری آب باران، روستاییان، مدیریت بهینه اب
  • مونا نعمتی، محمود محمد رضاپور طبری، سید عباس حسینی*، سامان جوادی صفحات 527-550
    نیترات یکی از آلاینده هایی است که در بیش تر آبخوان های کشور، آب زیرزمینی را تحت تاثیر قرار داده است. به منظور بررسی رفتار پارامترهای هیدروژیوشیمیایی آب زیرزمینی آبخوان دشت اردبیل از نتایج داده های کیفی 139 چاه که دارای اندازه گیری در دو فصل تر و خشک بودند طی سال آبی 1391-1390 استفاده شد. با استفاده از نرم افزار XLSTAT به شناسایی آلودگی و طبقه بندی نمونه ها به کمک روش تحلیل عاملی (PCA) و خوشه بندی سلسله مراتبی (HCA) پرداخته شد. روش تحلیل عاملی منجر به استخراج پنج عامل موثر بر کیفیت آب زیرزمینی با مجموع واریانس 09/68 درصد شد. هم چنین نتایج تحلیل عاملی نشان داد که عامل های اول، چهارم و پنجم ناشی از فرایندهای زمین زاد و عامل های دوم و سوم ناشی از فرایندهای انسان زاد است. نتایج روش خوشه بندی سلسله مراتبی نمونه ها را در سه گروه که هر گروه دارای دو زیرمجموعه می باشد قرار داد. نمونه های مربوط به خوشه یک در بخش های شمال، شرق، جنوب و قسمت هایی از مرکز، غرب با کاربری اراضی- باغی، مرتع متوسط و مناطق دارای کشت دیم و هم چنین مناطق شهری گسترده شده است. نمونه های خوشه دوم اغلب در محدوده مرکزی، غرب و مناطق شهری آبخوان گسترده شده است که از لحاظ کاربری اراضی در مناطق با کاربری زراعی- باغی و مسکونی گسترده شده است. نمونه های خوشه سوم در نواحی جنوب غربی و مناطق شهری گسترش یافته است. به طور کلی وجود فرایندهای انحلال و تبادل یونی از یک طرف و هم چنین آبشویی کودهای کشاورزی و توسعه ناقص سیستم فاضلاب در آبخوان از طرف دیگر زمینه را برای آلودگی آبخوان فراهم کرده است.
    کلیدواژگان: انسان زاد، تحلیل عاملی، خوشه بندی، زمین زاد، نیترات
  • علیرضا شاکر دنیوی، پوریا چلویان، علی مریدی*، رضا خلیلی صفحات 551-563
    آب، یکی از مهم ترین عناصر موجود در جهان، جهت ادامه حیات موجودات زنده شناخته می شود و سلامت منابع آبی به ویژه آب سطحی، عامل کلیدی و تعیین کننده سلامت و پایداری اکوسیستم های آبی است. رودخانه ها از مهم ترین منابع آب سطحی هستند که در سال های اخیر با توجه به افزایش جمعیت، فعالیت های صنعتی و کشاورزی و تخلیه پساب ها به شدت تحت تاثیر آلودگی قرار گرفته اند. شاخص های کیفیت آب (WQI) یک ابزار پرکاربرد برای ارزیابی کیفی آب رودخانه ها و سایر منابع آبی می باشند. در این پژوهش به منظور ارزیابی کیفیت آب رودخانه بابلرود، از سه ایستگاه در طول یک سال آبی (مهرماه 1398 تا شهریورماه 1399) نمونه برداری انجام شد و پارامترهای کیفی با استفاده از سه شاخص، کیفیت آب سطحی ایران (IRWQIsc)، کیفیت آب بنیاد ملی بهداشت (NSFWQI) و کیفیت آب کانادا (CCME WQI) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتد. استفاده از این سه شاخص یک رویکرد جامع برای ارزیابی و مدیریت کیفیت آب فراهم می کند تا امکان درک بهتر سلامت و پایداری منابع آب را در اختیار ما قرار دهند. براساس نتایج، مقادیر شاخص IRWQISC بین 50 تا 9/78، شاخص NSFWQI بین 57 تا 73 و شاخص CCME WQI بین 31 تا 38 قرار دارد که نشان دهنده کیفیت متوسط و ضعیف آب رودخانه، به ویژه در پایین دست رودخانه است. از عوامل اصلی کیفیت پایین آب، ورود آلاینده ها از مناطق مسکونی و کشاورزی، فعالیت های کنترل نشده انسانی و تغییر کاربری اراضی به این رودخانه است.
    کلیدواژگان: رودخانه بابلرود، کیفیت آب، IRWQIsc، NSFWQI، CCMEWQI
|
  • Vahid Ashori, Seyyed Ebrahim Hashemi Garmdareh *, S. Mehdy Hashemy Shahdany, Abbas Roozbahani Pages 295-310
    One of the major consumers of water and energy sources is agriculture and evaluating the performance of irrigation systems to determine the efficient use of these two sources is one of the priorities of sustainable agriculture. In this regard, the present study has conducted a spatial analysis of water and energy consumption in Qazvin irrigation network. For this purpose, first, the dominant cropping pattern of the study area was extracted and then the water requirement was estimated for the products in the cropping pattern using CropWat 8.0 software. To estimate energy consumption, energy consumption in the sprinkler and drip irrigation systems, groundwater pumping, diesel fuel, labor, seeds, machinery (tractors and combines), chemical fertilizers, and pesticides for each available secondary field in the irrigation network was calculated. The results showed that the highest energy consumption in all secondary farms indirect energy consumption is related to diesel fuel with 40% of total energy consumption and in indirect energy consumption belongs to nitrogen fertilizer with 20% of total energy consumption. Also, in the energy used to pump water in irrigation systems at different heads required for pumping for crops in the dominant cropping pattern, alfalfa consumed the most energy with a value of 4811.44 Kwh / ha and corn consumed the least energy with a value of 1194.19 Kwh / ha. According to the results, the impact of diesel fuel, chemical fertilizers, and water pumping on energy consumption are high, thus controlling the consumption of these inputs would significantly reduce energy consumption.
    Keywords: Performance Evaluation, Energy, irrigation systems, Crop area
  • Saman Javadi *, Hossein Yousefi, Ali Moridi, Hossein Khajehpour, Touraj Fathi Pages 311-322
    The climate change effect on future precipitation (2040-2021) of Iran is investigated in this study. For this purpose, the results of three general circulation models (GCM) named GFDL-ESM2M, HadGEM2-ES and IPSL-CM5A-LR were analyzed for two scenarios of greenhouse gas emissions RCP2.6 and RCP8.5. CCT model and daily precipitation data of the base period (1986-2019) were used to downscale and bias correction of future daily precipitation data. According to the annual results, the weighted average of annual precipitation of rain gauges due to all scenarios except RCP8.5 in the IPSL-CM5A-LR model was increasing. The weighted average of seasonal precipitation in winter increased in all of the studied climate change conditions, but in other seasons the amount of precipitation decreased or increased. The highest increase in the weighted average of seasonal precipitation was in winter due to the RCP2.6 scenario and GFDL-ESM2M model (23 mm). The highest decrease in the weighted average of seasonal precipitation was in autumn due to the RSP8.5 scenario and IPSL-CM5A-LR (10.5 mm). Slight changes in mean precipitation, on the other hand, a sharp decrease in minimum precipitation (446 mm due to G3S4) and a sharp increase in maximum precipitation (233 mm due to G2S1), indicate the occurrence of severe extreme events (drought and flood) in the future.
    Keywords: Iran, GCM, RCP2.6, RCP8.5
  • Hanie Sadat Karbasi, Ali Moridi *, Seyed Saied Mousavi Nadoushani Pages 323-340
    One of the problems of specialists and designers is the incomplete time series in hydrology studies, which causes errors in the results and complicates the implementation of projects. This issue is more acute in areas where the number of rain gauge stations is limited. Currently, it is common to use statistical methods in order to solve statistical data gaps. The current research aims to evaluate the performance of the method of reconstructing missing values ​​of daily rainfall using the waterData package in R software and the time disaggregation method of reconstructing annual values ​​to daily values ​​in the period from 1990 to 2020 using 43 stations with complete statistics among 87 selected synoptic stations. It was done in Iran. Based on the average values ​​of the evaluation indices for two times disaggregation and reconstruction using the waterData package in R software methods, for the CC index 1 and 0.95 respectively, for the MBE index 0 and -0.01 respectively, for the RMSE index 0.3 and 1.1 respectively, for The NSE index is 0.99 and 0.89, respectively, and the CSI and POD index are 0.94 and 0.63, respectively, which shows the better performance of the time disaggregation method. The average values ​​of Bias and FAR index for two methods are equal to -0.01 and 0, respectively, and indicate the similar performance of the two methods.
    Keywords: Daily Precipitation, double mass curve, Missing data, R software, time disaggregation, waterData package
  • Zahra Nourozirad, Kazem Shahverdi *, Hesam Ghodousi Pages 341-350

    Water level control and regulators have a main role in water conveyance and distribution. Despite the simplicity of structure settings in a steady-state condition, applying an appropriate setting in unsteady flow is complicated. Hence, control logic is used to set these structures, usually developed in languages such as MATLAB, Python, and FORTRAN. To use these logics, they must be combined with hydraulic models. In HEC-RAS, there is an elevation controlled water level boundary condition that can be used to control structures. In this research, the evaluation of the performance of this boundary condition was considered to regulate the water level in the E1R1 canal of the Dez network. The results showed that the rate of opening and closing of the gate has a significant impact on the performance, and if they are chosen correctly, the depth changes will be small. The results showed that the IAE indicator is around one percent in all the examined options and except in a few cases where the maximum value of MAE exceeds 10 percent and reaches up to 15 percent, its value is also low. Therefore, it is suggested to use this boundary condition in the control of structures.

    Keywords: Canal Operation Management, HEC-RAS, Rules-Based Operation
  • MohammadSadegh Anbarsouz, Kumars Ebrahimi *, Ebrahim Amiri Tokaldani Pages 351-368

    This study was aimed to investigate the risk of chemical damages originated from water quality on concrete structures of Voshmgir dam and its irrigation network. In this regard, field survey and water sampling from the dam and its network were carried out in June 2022. In order to determine the intensity of water chemical aggression to concrete, the results of water quality tests were analyzed using soft water aggression indices and well known international standards. Also, the temporal changes of water chemical aggression was investigated using the data received from Golestan water authority. Langelier and Ryznar indices for dam water in June 2021 are -0.6 and 8.6, respectively, and based on these indices, the dam water is corrosive and very corrosive, respectively, and the concrete structure of  spillway is exposed to severe soft water attack. In all studied months, there has been aggression risk of at least one damaging agent to concrete. In December 2021, Ryznar index was 8.49 and the amounts of sulfate and magnesium were 400 and 199 mg/liter, respectively, and there has been a risk of simultaneous aggression by three factors of soft water, sulfate and magnesium. Assessment of water quality of Voshmgir dam in five months showed that the water is corrosive in four months and there is a risk of sulfate and magnesium ions reaction with concrete in two months. So, to protect the spillway’s concrete structure and lining of irrigation canals against leaching by the corrosive dam water and damages originated from reaction of sulfate and magnesium ions with concrete, utilization of epoxy coatings is suggested.

    Keywords: Chemical deterioration, Concrete leaching, Sustainable Exploitation, Structures of Voshmgir dam, its irrigation network, Water security
  • Nasser Jabraili Andrian, AtaAllah Nadiri *, Saleh Taheri Zangi, Zahra Sedghi Pages 369-384

    In order to investigate the quality of groundwater in September 2022, 35 samples were collected from various groundwater sources in the Azarshahr plain, and the main elements, nitrates, and trace elements such as chromium, cadmium, nickel, lead, and arsenic, as well as two types of pesticides such as imidacloprid and chlorpyrifos, were analyzed and compared to drinking water standards. The drinking water quality index for the study area was calculated based on the concentration of parameters in the samples, and the health risk of cancerous and non-cancerous diseases for two age groups, children and adults, was calculated using the criteria of the United States Environmental Protection Agency (USEPA). According to the findings of the studies, the region's water quality index is average, and the non-carcinogenic risk index for children and adults is less than one. It is hazardous, but the risk of carcinogenesis in the entire region is greater than 10-4, and its consumption poses health hazards due to skin contact. The health risk of cancer is many times higher in the region's south, in the cities of Azarshahr and Gogan, as well as the adjacent villages. The correlation between the GQI map and the health risk maps revealed that the correlation of carcinogenic risk is greater than the correlation of non-carcinogenic risk, and based on the correlation between the parameters in the region's groundwater, the elements influencing the health risk of carcinogenesis caused by geogenic factors and human activities do not play a significant role.

    Keywords: Carcinogenic, non-carcinogenic health risk Groundwater Quality Index, Geogenic, anthropogenic contamination
  • Elmira Valipour, MohammadMahdi Rasouli, Hamed Ketabchi * Pages 385-405

    Food and water demand have increased as a result of population growth, economic development, and dietary changes. As a result, it is imperative to consider how to manage groundwater resources under existing and possible future conditions. Methods to assess groundwater depletion and withdrawal include volume-based methods (based on hydraulic head data, remote sensing with Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and (global) groundwater models), water balance methods (based on global hydrological models and remote sensing of fluxes beside the models) and indirect geodetic or geodetic estimates. Different methods of assessing groundwater depletion and withdrawal have advantages and disadvantages. The methods based on hydraulic head data are somewhat old and if there are possible human errors in the measurement system, the uncertainty of these methods increases. On the other hand, indirect methods and the use of global models have evolved, which bring significant improvements and accuracy. However, the use of these methods depends on the existence of observational data. In fact, with the development of data collection facilities and increasing accuracy in simulation and data collection, it is possible to change the method to more accurate methods, but without having partial data, the use of these approaches is not recommended. On the other hand, this study shows that both the estimation of current depletion rates and the future availability of non-renewable groundwater in the future is very uncertain. To reduce the uncertainty in the near future, significant data and research challenges must be resolved so that the sustainability plan of groundwater resources in the country can be formulated in order to improve the sustainability program of groundwater resources considering the hydro-economics of these resources.

    Keywords: Aquifer recharge, Hydro-economics of groundwater resources, Sustainable management of groundwater resources, Uncertainty
  • MohammadMahdi Rasouli, Elmira Valipour, Hamed Ketabchi * Pages 407-427

    Groundwater resources are critical water resources for present and future generations. However, it has not been used sustainably in most of  Iran's plains, and due to the increase in population and food demand caused by it in the last century, it has been withdrawn more than in the past. The issue has been raised as a serious threat to the maintenance of livelihoods, the stability of local communities, and economic investments in the region. To prevent the continuation of this process, it seems necessary to identify, review, and formulate solutions. A variety of methods can be employed for estimating the withdrawal (country reports and hydrological modelling) and depletion (water balance methods, volume-based methods and indirect geodetic estimates or geodetic) amounts according to their limitations and characteristics. Based on literature reviews in two parts of the world and in Iran, the methods of estimation of withdrawal and depletion were evaluated to obtain a general understanding of its situation. Studies show that 800 and 184 billion cubic meters are respectively withdrawn and depleted on a global scale. In addition, there are 71 and 6.9 billion cubic meters (which is 10% and 4% of the global amount) for Iran, and this reflects Iran's dependence on groundwater resources. The dependency leads to the emergence of problems such as salinity and groundwater level depletion, subsidence and related social and economic issues. Moreover, most of the use of groundwater is linked to agriculture, and despite the decrease in its portion of withdrawals, the relationship between depletion and withdrawals has not changed.

    Keywords: Groundwater level depletion, subsidence, Sustainable use, Water balance
  • Emad Mahjoobi *, Hamid Abdolabadi, Javad Mahjoobi, Ehsan Ghafoori Pages 429-499
    It is common to use different data mining methods in drought prediction. However, the selection of the best model is mainly based on the accuracy of the simulation, while most of the studies do not mention the features of the models. In this paper, the performance of the most common data mining models, including Multilayer Perceptron Artificial Neural Network (ANN-MLP), Radial Base Function Neural Network (ANN-RBF), Regression Decision Tree (CART), Model Tree (M5P), and Support Vector Machine (SVM) is evaluated in order to predict monthly one year ahead rainfall at Bandar Abbas synoptic station and then the characteristics of each of them are described. Calibration and validation of the models were done using raw data and a three-year moving average of climatic parameters from 1347 to 1396. The performance of the models has been evaluated using different statistical indices and comparative diagrams. The results showed that the SVM and M5P models have good prediction performance with RMSE of 7.93 and 8.31 mm, the MAE of 3.66 and 4.69 mm, and the CC of 0.83 and 0.82, respectively. Also, with the exception of the CART, the change in the data mining tool makes an eight to 11 percent difference in the accuracy of the estimates. Therefore, the most appropriate model should be selected based on other characteristics of the methods besides their accuracy. In addition, using the three-year moving average of the input parameters has increased the correlation coefficient by about 78 percent and reduced the RMSE by about 63 percent. The analysis of the long-term drought situation showed that with the increase in the period of the standard precipitation index, the separation of wet and dry years becomes more specific.
    Keywords: Artificial Neural Network, Decision Tree, Standard Precipitation Index, Support vector machine
  • Ehsan Vasheghani, Ali Massah Bavani *, Abbas Roozbahani, Farhad Behzadi, Misagh Bidabadi Pages 451-469

    The demand for freshwater is increasing, while the limited water resources are subject to over-harvesting, pollution, and climate change, which require improving water resource management to distribute it equitably and achieve It highlights the goals of sustainable development. A low-cost option to support better water management strategies is to develop models capable of predicting available water amounts, especially amounts related to precipitation and river flow. Climatic diversity and climate changes are basic assumptions for hydro climatological predictions. One of the remarkable aspects of this issue is the correlation between large-scale atmospheric-oceanic phenomena or Teleconnection patterns with hydrological processes on a local scale, and these patterns can also affect the inflow to the dams. This study uses three machine learning models, an artificial neural network, a Bayesian neural network, and an adaptive neuro-fuzzy inference system to predict dam inflow and evaluate their efficiency. For this purpose, 12 scenarios consisting of rainfall variables, inflow to the dam, and nine climatic indicators with a delay of up to six-time steps were designed to investigate the effect of using long-term models as predictive variables of the flow one month later in Amirkabir Dam. to be placed The analysis of the results of this research showed that the use of the Nino3.4 index with one-time step delay as well as the PDO index with two-time step delays can increase the accuracy of the model compared to the scenarios in which only station variables are used. to be According to the results, the Nino 3.4 index was found to be the most effective index on the inflow to Amirkabir Dam, and the scenario in which the mentioned index along with the rainfall and flow data of one and two months before was used as input, in all three The model recorded the highest accuracy. Also, the performance of the ANFIS model for the mentioned scenario (scenario 9), with RMSE and R2 values, equal to 5.69 and 0.79 cubic meters per second, respectively, was better than the ANN and BNN models, so the value of the R2 index for the best scenario consisting of station variables (scenario 5), it increased by 0.15 and the value of RMSE index decreased by 0.78 cubic meters.

    Keywords: ANFIS, ANN, BNN, Inflow Prediction, Teleconnection Patterns
  • Fatemeh Yousofvand, Jamal Mohammad Vali Samani *, Hossein Mohammad Vali Samani, Mehdi Mazaheri Pages 471-486
    Due to the increase in population and the need for water supply, preservation and protection of surface water and groundwater resources has been considered by governments. One of the pollutant sources in rivers is entering salinity from groundwater into the river, that in this research is considered as distributed (non-point) sources. The goal is to identify the salinity intensity, location and length of sources by measuring the temporal distribution of concentration in one observation point. For this purpose, the inverse solution of advection-dispersion equation in the river was employed using the simulation-optimization approach. MIKE11 numerical model was used to simulate flow and transfer of salinity in the river, and genetic algorithm was employed for optimization. In the proposed model, considering only one observation point with some measured intensity data for recovering several sources, unknown location and length of the sources, in addition to their intensities is the most significant advantage of the present study. The model verified by using hypothetical examples, 40 km section of the Karun River and also by applying five and 15 percent noise to the observation data. The results confirm the ability of the model to recover the specifications of several distributed sources using only one observation point. With five percent of noise in the observation data, all three specifications of sources can be recovered with the desired accuracy. While at 15 percent of noise, the accuracy of the model in recovering the location and length of sources was decreased. Also, to recover the specifications of each source, employing only three points of the measured data in the ascending part are sufficient.
    Keywords: Advection-Dispersion Equation, Backward Model, Forward Model, Genetic Algorithm, MIKE11 Software, Numerical simulation
  • Zakeyeh Aftabi, Morad Kaviani Rad *, Hamid Kardan Moghadam Pages 487-507
    The entanglement of power relations with the interactions of societies and political-spatial units over fresh water resources is in the field of hydro politics. Those rivers that cross international borders or its different parts are located in the territory of several countries, have had more frequency in hydro political researches. The purpose of this article, which is of a practical nature, is to explain the possible scenarios for the future hydro political relations of the border and joint rivers of Iran and Iraq. The research methodology is descriptive- analytical. The data needed for the research has been collected by library and field method (interview and questionnaire) and analyzed using FCOPRAS, FSOARA, SAW models and Micmac and Scenario Wizard software. The results of the research showed that out of 31 possible situations related to seven scenario models with strong and likely compatibility, the situations that describe the future hydro political relations of the border and common rivers of Iran and Iraq as critical, the most possible situations are in they take. Therefore, the future situation of the hydro political relations of the border and joint rivers of Iran and Iraq has become critical.
    Keywords: Coastal countries, Critical situation, Foresight, water resources management
  • Fatemeh Shafiee *, Fatemeh Jafari Sayadi Pages 509-525
    Rainwater harvesting systems is an effective method for the utilization of surface water resources in rural and agricultural areas especially and can be considered as a factor for the development of these areas. However, since site selection and identifying suitable places to implement this technology in rural areas is one of the most important and basic steps of using these systems, the main purpose of this study was to determine the location of rain water harvesting systems for sustainable rural development in Northern Savadkooh county. This research was carried out using remote sensing technology and using satellite images, meteorological organization data and geographic information system and Analytical Hierarchy Process. For this purpose, data were collected through pair wise comparison questionnaire by 16 samples among water sources and the paired matrix of criteria and the weight of each was estimated. Then the layers of each criterion were combined and the final layer of susceptible areas was determined. Based on the results, this county was classified into four categories: unsuitable, medium talent, good talent and suitable talent. According to the talent of the region, this city is classified into four categories: unfit, medium talent, good and suitable, and the suitable and good areas cover a total of 57.2 percent of the study area. Applying appropriate methods of rainwater extraction can be used to store rainwater and optimal management to prevent wastage of surface water.
    Keywords: Optimal water management, rainwater harvesting, rural people, surface water
  • Mona Nemati, Mahmood Tabari, SEYED ABBAS Hosseini *, Saman Javadi Pages 527-550
    Nitrate is one of the pollutants that affects groundwater in most aquifers of the country. In order to investigate the behavior of hydrogeochemical parameters of groundwater in the Ardabil plain aquifer, the results of qualitative data of 139 wells that were measured in both wet and dry seasons during the water year 2012-2011 were used. Using XLSTAT software, contamination was identified and samples were classified using principal factor analysis (PCA) and hierarchical clustering (HCA). Factor analysis method led to the extraction of five factors affecting groundwater quality with a total variance of 68.09 percent. Also, the results of factor analysis showed that the first, fourth and fifth factors are due to geogenic processes and the second and third factors are due to anthropogenic processes. The results of the hierarchical clustering method divided the samples into three groups, each group having two subsets. The set related to cluster one is spread in the northern, eastern, southern and parts of the center, west by mix(agriculture-garden), medium pasture and dry farming as well as urban areas. The set of the second cluster is often spread in the central, western and urban areas of the aquifer, with mix(agriculture-garden) and residential areas. The set of third cluster has been expanded to southwestern and urban areas. Generally, the existence of dissolution and ion exchange processes on the one hand, as well as leaching of fertilizers and incomplete development of the sewage system in the aquifer on the other hand has provided the groundwater pollution.
    Keywords: Anthropogenic, Principal factor analysis, Clustering, Geogenic, Nitrate
  • Alireza Shaker Donyavi, Pooria Cheloyan, Ali Moridi *, Reza Khalili Pages 551-563
    Water, one of the most important elements in the world, is known to be essential for the survival of living organisms and the health of water resources, especially surface water, is a key factor in determining the health and sustainability of aquatic ecosystems. Rivers are among the most important sources of surface water that have been severely affected by pollution in recent years due to population growth, industrial and agricultural activities, and wastewater discharge. Water Quality Index (WQI) is a widely used tool for assessing the quality of river water and other water resources. In this study, water samples were taken from three stations along Babolroud River during one hydrological year (from September 2019 to August 2020) to evaluate its water quality, and the quality parameters were analyzed using three indices: Iran Surface Water Quality Index (IRWQIsc), National Sanitation Foundation Water Quality Index (NSFWQI), and Canadian Water Quality Index (CCMEWQI). The use of these three indices provides a comprehensive approach to water quality assessment and management, enabling us to better understand the health and sustainability of water resources. According to the results, the IRWQISC index ranges from 50 to 78.9, the NSFWQI index ranges from 57 to 73, and the CCME WQI index ranges from 31 to 38, indicating moderate to poor water quality in the river, especially downstream. The main factors contributing to the low quality of water are the entry of pollutants from residential and agricultural areas, uncontrolled human activities, and land use changes along the river.
    Keywords: Babolroud River, CCMEWQI, IRWQIsc, NSFWQI, Water quality