مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 7 (تابستان 1388)

یکی از نیازهای اساسی در طراحی پروژه های پخش سیلاب بررسی هیدرولیک جریان و ارایه ی راهکار تعیین فاصله ی کانال های پخش در شرایط محیطی گوناگون است. نقش این کانال ها کاهش قدرت کنشی جریان سطحی بوده و فاصله ی بین آن ها باید به گونه ای طراحی شود که پیش از رسیدن مقادیر تنش برشی و سرعت جریان به آستانه ی فرسایش، به وسیله ی خاکریز پایین دست کاهش یابد. از سوی دیگر در پروژه های پخش سیلاب پارامترهای محیطی گوناگونی نظیر شیب اراضی، بافت خاک، پوشش گیاهی و مقاومت برشی سطح خاک بر هیدرولیک جریان موثر بوده و لازم است با مراجعه به طبیعت و شبیه سازی جریان سطحی تاثیر پارامترهای محیطی را به گونه ی واقعی بررسی نمود. هدف از این پژوهش بررسی هیدرولیک جریان در پروژه-های پخش سیلاب و تعیین فاصله ی مناسب بین کانال های پخش در شرایط محیطی یکی از عرصه های مهم پخش سیلاب در گربایگان فسا بوده است. در این پژوهش از یک دستگاه فلوم صحرایی از جنس آهن سیاه به طول 120 متر، عرض 4/0 متر و ارتفاع دیواره ها 25/0 متر استفاده شد و با شبیه سازی جریان سطحی به ارتفاع 1/0 متر پارامترهای شدت جریان جاری در فلوم و عمق متوسط جریان در مقاطع عرضی متوالی به گونه ی مستقیم اندازه گیری شده و سایر پارامترها از جمله میانگین سرعت جریان، تنش برشی جریان، عدد فرود و عدد رینولدز با استفاده از معادله های موجود محاسبه شده اند. نتایج این پژوهش نشان می دهد، پارامترهای هیدرولیکی جریان نظیر سرعت متوسط و تنش برشی جریان در امتداد شیب اراضی افزایش می یابد. نمودار تغییرات این پارامترها در طول بستر فلوم خطی و یکنواخت نبوده بلکه متناسب با مقاومت برشی سطح خاک تغییر کرده است. نوع و شکل جریان اغلب متلاطم و زیر بحرانی بوده و تنها در انتهای بستر فلوم که سرعت جریان افزایش می یابد، جریان فرا بحرانی شده و شرایط به تدریج برای شروع فرسایش فراهم می شود. در این پژوهش تنش برشی بیشینه در فاصله ی حدود 75 متری از ابتدای فلوم تشکیل شده است و اگر تنش برشی جریان به عنوان پارامتر فرسایندگی جریان فرض شود، پیشنهاد می شود این طول به عنوان فاصله ی بین کانال های پخش در ایستگاه کوثر در نظر گرفته شود.

هدف از این پژوهش، بررسی زمان پیش هشدار حوضه ی گلابدره دربند در شمال شهر تهران برای پنج برنامه ی گوناگون کاربری (برنامه ی کاربری اراضی سال های 1334،1367 و1380 برنامه ی مدیریت مناسب کاربری اراضی حوضه و برنامه ی مدیریت نامناسب کاربری اراضی حوضه) می باشد. در زمان انجام پژوهش این مقاله کاربری اراضی تقریبا مشابه کاربری سال 1380 بوده است. بدین منظور نرم افزار HEC-HM برای شرایط این حوضه، واسنجی و صحت یابی شده است. بر مبنای مدل واسنجی و صحت یابی شده، شبیه سازی سیلاب با دوره بازگشت های گوناگون انجام شده و سپس با در نظر گرفتن دبی اوج با دوره ی بازگشت 25 سال به عنوان حد آستانه ی هشدار، زمان پیش هشدار سیلاب های یاد شده برآورد گردیده است. نتایج نشان داد که با افزایش دوره ی بازگشت مدت زمان هشدار سیل کاهش می یابد. مقایسه ی زمان پیش هشدار سیلاب های با دوره ی بازگشت گوناگون برای هر پنج برنامه ی کاربری گوناگون اراضی نشان داد که طولانی ترین زمان پیش هشدار سیلاب های با دوره های بازگشت گوناگون، مربوط به برنامه ی کاربری اراضی سال 1367 و کوتاه ترین زمان پیش هشدار مربوط به برنامه ی مدیریت نامناسب حوضه بوده و زمان پیش هشدار سیلاب های با دوره ی بازگشت گوناگون برنامه ی نامناسب حوضه نسبت به برنامه ی کاربری سال 1367 کاهش یافته است به گونه ای که مثلا زمان پیش هشدار این برنامه برای سیلاب 50 ساله به 35 درصد زمان پیش هشدار برنامه ی کاربری اراضی سال 1367 کاهش یافته است.

در این پژوهش با مدل سازی تاثیر دریاچه بر اقلیم خشکی مجاور و بهره گیری از نرم افزار TAPM برای نخستین بار در ایران، با افزایش فرضی سطح آب از ارتفاع 351 متری کف چاله ی جازموریان تا ارتفاع 500 متری از سطح دریا و ایجاد یک دریاچه مجازی بزرگ در حوزه ی آبخیز یاد شده، با مدل نرم افزار اقلیمی، به تغییرات اقلیمی منطقه ای از جمله تغییر دما، سرعت باد و رطوبت نسبی منطقه در مقطع زمانی زمستانی و تابستانی پرداخته شده است. روی سطح آب دریاچه ی فرضی با شرایط سینوپتیکی و دینامیک جوی، نوسانات دمایی در زمستان، به طور میانگین 5/6 افزایش و در تابستان، به طور میانگین 6/1 کاهش خواهد داشت. میانگین سرعت باد در زمستان حدود m/s9/2 و در تابستان، m/s1 افزایش نشان می دهد. رطوبت نسبی در زمستان 5/6 درصد و در تابستان، 30 درصد افزایش خواهد یافت. خروجی مدل نرم افزاری TAMP در شبیه سازی پارامترهای اقلیمی دما، سرعت باد و رطوبت نسبی منطقه با ضریب همبستگی به ترتیب 83، 54 و 66 درصد و شاخص هماهنگی با 83، 63 و 73 درصد در حد قابل قبول ارزیابی گردید.

این پژوهش با هدف مدل سازی تغییرات مکانی ویژگی های شیمیایی آب های زیرزمینی با استفاده از روش های زمین آماری و معین انجام گرفت. پارامترهای سدیم، کلر، بی کربنات، مجموع کاتیون ها، TH،SAR، EC وTDS از کل ویژگی های آب زیرزمینی انتخاب شدند. در ابتدا نرمال بودن داده ها با استفاده از آزمون کولموگروف- اسمیرنوف بررسی شد و نتایج نشان داد که پارامترهای EC، TDS و مجموع کاتیون ها نرمال نیستند که به کمک لگاریتم گیری نرمال شدند. سپس تجزیه و تحلیل واریوگرافی و واریوگرام متقابل پارامترها محاسبه شد. ارزیابی نتایج با محاسبه ی MBE و MAE برای مقادیر تخمینی و مشاهده ای انجام گرفت. نتایج نشان داد که روش های زمین آماری برتری شایان توجهی نسبت به روش های معین داشته و همچنین استفاده از متغیر کمکی در روش کوکریجینگ دقت نتایج را بالا برده است. همچنین کوکریجینگ بهترین روش مدل سازی برای پارامترهای کلر، مجموع کاتیون ها،EC و TH، روش کریجینگ گسسته برای پارامترهای بی کربنات و سدیم، روش کریجینگ جامع برای پارامتر TDS و کریجینگ معمولی برای پهنه بندی پارامتر SAR می باشد.

مطالعه ی صورت گرفته در امتداد یکی از بازه های بالادست حوضه ی امامه واقع در حوضه ی آبریز رودخانه ی جاجرود نشان دهنده ی یکسری ویژگی های خاص هیدرولیکی و مورفولوژیکی است. طول بازه ی منتخب به منظور انجام مطالعات در حدود 145 متر بوده که بر اساس طبقه بندی ارایه شده به وسیله ی مونتگومری و بافینگتون دارای مورفولوژی پله- گوداب می باشد.
مطالعات نشان می دهد که وجود پله در مسیر رودخانه تاثیر محسوسی بر الگوی جریان خواهد داشت. به بیان دیگر نتایج حاکی از آن است که در طیف جریان های کم تا زیاد، 40 تا تقریبا 80 درصد از ضریب زبری کل مسیر رودخانه ناشی از وجود عوارض پلکانی مانند است، همچنین باعث خواهد شد تا نیمرخ آب با وجود شیب زیاد (بیش از 10 درصد) به صورت رژیم زیر بحرانی باشد. از سوی دیگر، وجود انعطاف پذیری مورفولوژی رودخانه با شرایط هیدرولیکی حاکم قابل مشاهده است. به گونه ای که مطالعات بازگو کننده ی این موضوع است که با افزایش فاصله بین پله ها، عمق گود افتادگی در فاصله ی بین دو پله ی متوالی به منظور کاهش بیش تر انرژی آب افزایش خواهد یافت، همچنین می توان به ذوزنقه ای شکل بودن گوداب ها در این بازه اشاره نمود که ضلع عریض و پهن آن در ابتدای مسیر آب و پای پله قرار داشته و باعث به وجود آوردن حوضچه ی استغراق برای سقوط جت آب از بالای پله به درون آن و رخداد جهش هیدرولیکی مستغرق می گردد.

در دهه های اخیر کمبود منابع آب در جهان و همچنین رشد روز افزون جمعیت و در پی آن توسعه ی فعالیت های کشاورزی و صنعتی، باعث تلاش هایی برای دستیابی به منابعی قابل اطمینان به منظور تامین این ماده ی حیاتی شده است که از جمله ی این تلاش ها احداث سد است، اما با احداث سد کیفیت آب مخزن سدها و پایین دست رودخانه تغییر خواهد کرد، بنابراین بررسی کیفی آب مخازن سدها ضروری است. سد درودزن روی رودخانه کر نزدیک به 70 کیلومتری شمال غربی شیراز قرار دارد. این سد در سال 1351 مورد بهره برداری قرار گرفته و ظرفیت اولیه ی آن حدود 993 میلیون متر مکعب است. در این پژوهش نیتروژن نیتراتی و ارتوفسفات در اعماق گوناگون سد درودزن در طول یک سال اندازه گیری شده و به وسیله ی دو مدل HEC-5Q و WASP7 شبیه سازی گردیده و سپس این دو مدل با یکدیگر مقایسه شده اند تا مدل مناسب انتخاب گردد. ارزیابی این مدل ها نشان داد که پیش بینی هر دو مدل مناسب و قابل قبول است. در ماه های فروردین، اردیبهشت، خرداد، تیر، مرداد، شهریور، آبان، آذر، دی و اسفند شبیه سازی نیتروژن نیتراتی در مدل WASP7 بهتر از HEC-5Q بود و در ماه های مهر و بهمن مدل HEC-5Q مناسب تر بود. روی هم رفته بر اساس میانگین داده های اندازه گیری و شبیه سازی شده در نیمرخ سد، شبیه سازی مدل WASP7 بهتر از HEC-5Q بوده است. برای ارتوفسفات شبیه سازی مدل WASP7 در ماه های اردیبهشت، تیر، مرداد، آبان، آذر، دی و بهمن بهتر از HEC-5Q بود و در سایر ماه ها (فروردین، شهریور، مهر و اسفند) مدل HEC-5Q بهتر شبیه سازی کرده است. میانگین داده های اندازه گیری و شبیه سازی شده نشان داد که مدل WASP7 بهتر از HEC-5Q شبیه سازی را انجام داده است. براساس میانگین داده های اندازه گیری شده در مخزن سد درودزن، غلظت نیتروژن نیتراتی و ارتوفسفات در مخزن سد در طول سال به ترتیب بین 23/1 -33/0 و 014/0 -0 میلی گرم در لیتر می باشد.

عوامل زیادی در شکل گیری و توسعه ی فرسایش خندقی دخالت دارند، بنابراین شناخت این عوامل و چگونگی تاثیر آنها منجر به موفقیت در اجرای طرح های مهار فرسایش خندقی می شود. بخش گسترده ای از حوزه ی آبخیز سرخ آباد، در منطقه ی سوادکوه استان مازندران تحت تاثیر این فرسایش، به مشکلات اقتصادی و اجتماعی دچار شده است. در این پژوهش با استفاده از سنجش ازدور و سامانه ی اطلاعات جغرافیایی عواملی نظیر سنگ شناسی، شیب، جهت جغرافیایی، طبقات ارتفاعی، درصد پوشش گیاهی، کاربری اراضی، عمق خاک، گروه های هیدرولوژی خاک و فاصله از راه ها به عنوان عوامل موثر در شکل گیری و توسعه خندق مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور لایه های اطلاعاتی عوامل یاد شده، در 5 منطقه ی خندقی حوضه مورد بررسی قرار گرفته و با محاسبه ی شاخص تراکم وزنی عوامل گوناگون، نقش این عوامل در وقوع فرسایش خندقی ارزیابی شد. نتایج پژوهش نشان داد نزدیک به 48 درصد از سطح حوضه از نظر فرسایش خندقی، در نقشه حساسیت در طبقه ی بالا قرار دارند.

شهر نشینی و توسعه ی شهرها به همراه افزایش شتابان جمعیت و توسعه ی فعالیت های صنعتی با مصرف بی رویه-ی سوخت های فسیلی، آلودگی ها را به شدت افزایش داده است که پیامدهای آن در کوتاه مدت بروز بیماری های گوناگون و در بلند مدت موجب تشدید برخی نوسانات اقلیمی و تاثیرات زیست محیطی آن، از جمله تغییر دوره-های زمانی مناسب از نظر اقلیم آسایش است. در این پژوهش با استفاده از داده های آب و هوایی 50 ساله (2006 -1957) دما و رطوبت نسبی ایستگاه یزد و نیز بهره گیری از مدل اقلیم آسایش ماهانی، ماه های مناسب برای آسایش فیزیولوژی انسان در 5 دوره ی ده ساله تعیین و روند خطی این تغییرات برای ده سال بعد که مقارن با سال 2016 است پیش بینی شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که روند دمایی در ایستگاه یزد در حال افزایش بوده و بیش تر ماه ها روند گرمایش دارند، به گونه ای که انتظار می رود در آینده ی نزدیک، ماه های سرد جهت آسایش و راحتی فیزیولوژی برای انسان شرایط مساعدتری داشته باشند و متقابلا در ماه های گرم تنش گرما، ازدیاد مشخصی یابد.