فهرست مطالب

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 18 (بهار و تابستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1392/04/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مقالات علمی
  • مرتضی اکبری، آرمین مشایخان صفحه 1
    شناسایی نواحی مستعد لغزش و پهنه بندی خطرآن، اولین گام در ارزیابی خطرات محیطی به شمار می رود. عوامل زیادی در وقوع زمین لغزش ها دخالت دارند که ارزشیابی آنها، استفاده از ابزارهای تحلیلی قوی را ضروری می سازد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی و ارزیابی تاثیر هریک از عوامل موثر در پدیده زمین لغزش و انتخاب مدل مناسب پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوزه آبخیز اخلمد شهرستان چناران می باشد. شرایط خاص زمین شناسی، ژئومورفولوژی، اقلیم و کاربری اراضی، این حوزه را از مناطق مستعد زمین لغزش به شمار آورده است. جهت کمی نمودن هریک از عوامل موثر و انتخاب بهترین روش، از مدل مفهومی LNRF و WLC و سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. پس از بازدید های میدانی و بررسی عکس های هوایی، کلیه واحد های منطبق شده با نقشه زمین لغزش براساس مدل های مفهومی LNRF و WLC وزن دهی و نقشه های وزنی تهیه گردید. نتایج نشان داد با استفاده از روش LNRF،50 درصد حوزه آبخیز و با WLC، 71 درصد منطقه دارای خطر زمین لغزش زیاد می باشند. درهردو مدل، بیشترین میزان زمین لغزش ها در طبقات شیب بیش از 70 درصد با جهت جغرافیایی شمال شرقی رخ داده است. ساختار زمین شناسی، ژئومورفولوژی، گسل و اقلیم به عنوان عوامل طبیعی و تغییر کاربری اراضی و فعالیت های انسانی به عنوان عوامل غیرطبیعی تاثیرگذار در زمین لغزش منطقه معرفی شدند. روش فازی نه تنها باعث افزایش دقت در شناسایی مناطق دارای پتانسیل خطر زمین لغزش خواهد شد بلکه به دلیل انتخاب توابع عضویت مناسب برای هر یک از عوامل، از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. از این رو روش مناسب تری برای پهنه بندی خطر زمین لغزش محسوب می شود.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، مدل مفهومی LNRF، مدل WLC، حوزه آبخیز اخلمد، شهرستان چناران
  • مجتبی صانعی، سید فضل الله ساغروانی، شمسا بصیرت صفحه 11

    تکیه گاه پل ها در سیلاب دشت ها از جمله سازه های آسیب پذیر در هنگام وقوع سیلاب می باشند. مسئله اصلی آسیب پذیری این سازه ها آبشستگی موضعی دماغه آن ها می باشد. پدیده آبشستگی موضعی دماغه به علت تنگ شدگی مقطع جریان و وجود گردابه های قوی ایجاد می شود. با توجه به پیچیدگی پدیده و تاثیر عامل های زیاد بر این پدیده استفاده از روش های عددی مشکل می باشد. پژوهشگران زیادی به طور آزمایشگاهی این پدیده را بررسی کرده اند و برای کاهش میزان آبشستگی روش های مختلفی ارائه شده است، در این پژوهش با استفاده از آبشکن محافظ در سه طول، در 5 فاصله مختلف از تکیه گاه میزان آبشستگی ایجاد شده در دماغه تکیه گاه بررسی شد. نتایج به دست آمده برای تعیین محل و طول مناسب آبشکن محافظ استفاده شده است

    کلیدواژگان: آبشکن محافظ، آبشستگی موضعی، کوله (تکیه گاه) پل، کانال مرکب، مدل آزمایشگاهی
  • لیلا غلامی، سید حمیدرضا صادقی، عبدالواحد خالدی درویشان صفحه 17

    فرسایش تشدیدی خاک و تولید رسوب ناشی از آن در حوضه ها از محدودیت های اساسی در دست یابی به توسعه پایدار بوده و از این رو بررسی و ارزیابی عوامل حاکم بر فرآیند فرسایش خاک و تولید رسوب از ضرورت های مدیریت صحیح منابع آبخیز است. نیروی فرسایندگی باران با تخریب خاک دانه ها و کاهش نفوذپذیری سطحی موجب ایجاد و تقویت رواناب سطحی شده و به همین دلیل مهم ترین نقش در ایجاد فرسایش آبی را دارد. از این رو متناسب با شرایط مختلف نمایانه های متعددی برای تعیین عامل فرسایندگی باران تعیین شده اند که یکی از مهم ترین آنها با کاربرد گسترده در سرتاسر جهان، نمایانه فرسایندگی باران (30EI) می باشد. اما بررسی ها نشان می دهند که استفاده از 30I در همه مناطق دارای دقت کافی نبوده و لازم است برای هر ترکیب خاص از شرایط فیزیکی و طبیعی در حوزه های آبخیز، موثرترین پایه زمانی شدت باران تعیین شود. در همین راستا پژوهش حاضر با هدف تعیین موثرترین پایه زمانی شدت باران در رسوب حاصل از رگبارها در حوزه آبخیز چهل گزی سد قشلاق واقع در استان کردستان انجام پذیرفت. نتایج پژوهش نشان داد که نمایانه حاصل ضرب انرژی جنبشی رگبار در شدت 20 دقیقه ای رگبار (20EI) نسبت به دیگر پایه های زمانی، بیش ترین همبستگی (810/0=r) را با رسوب ویژه رگبار داشته است.

    کلیدواژگان: نمایانه فرسایندگی باران، انرژی جنبشی رگبار، رسوب رگبار، حوزه آبخیز چهل گزی، استان کردستان
  • پریسا کوچک، محمود شفاعی بجستان صفحه 23
    به طورمعمول از کف بند افقی در پائین دست سازه های مختلف هیدرولیکی استفاده می گردد. در بسیاری از مواقع به دلیل تفاوت زبری کف بند با مصالح رودخانه ی پائین دست، به-طورعملی در پائین دست کف بند، بستر رودخانه دچار آبشستگی شده که عمیق شدن آن باعث تخریب خود کف بند و در نهایت سازه بالادست می گردد. در این مطالعه برای بررسی مکانیزم و عمق این حفره آزمایش هایی انجام شده است. در این آزمایش ها از چهار نوع کف بند با زبری های به ارتفاع 2، 5، 10 و 28/14 میلیمتر که در پایین دست آن ها مصالح رسوبی بستر با زبری-های 8/0 میلیمتر و 4/1 میلیمتر استفاده شده است. شرایط جریان بگونه ای تغیییر کرد که عدد فرود ذره در محدوده 91/3-37/2 قرار داشت. نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع زبری کف بند و همچنین افزایش اندازه دانه بندی بستر تاثیر بسزایی در کاهش چاله آبشستگی دارد. در این تحقیق رابطه ای برای پیش بینی حداکثر عمق آبشستگی ارائه شد. همچنین نتایج تحقیق با مطالعات قبلی مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: کف بند افقی، زبری، آبشستگی، رودخانه
  • باقر قرمز چشمه، بهروز ساری صرراف، مجتبی نساجی زواره صفحه 31
    کوهستان بعنوان یکی از مهمترین عوامل کنترل کننده بارش و بسته به موقعیت آن نسبت به جهت حرکت توده های بارانزا، تاثیر به طورکامل متفاوتی دارد. با شناخت روابط بین عوامل پستی وبلندی و بارش منطقه و تاثیر آن، می توان برآورد درست و دقیقتری از میزان بارش منطقه بدست آورد. در این پژوهش سعی شده است نقش پستی وبلندی، به ویژه ارتفاع در بارش های منطقه جنوب شرق استان خوزستان بررسی گردد. بدین منظور ابتداء منطقه ای که دارای ایستگاه های کافی با دامنه مناسب ارتفاعی باشند، انتخاب گردید. داده های ماهانه و سالانه در هر ایستگاه استخراج و آزمون همگنی انجام و داده های پرت حذف گردید. داده های باز سازی شده و عوامل های پستی وبلندی شامل ارتفاع، فاصله از حداکثر ارتفاع در جهت حرکت توده های بارانزا، طول و عرض جغرافیایی برای هر ایستگاه تهیه و رابطه چند متغیره، دو متغیره و یک متغیره عوامل فوق با بارش سالانه و ماهانه برقرار گردید. با استفاده از روش های اندازه گیری خطا، میزان خطای هر روش محاسبه گردید. علاوه بر آن نقش ارتفاع در دوره های خشک، نرمال و تر نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که مدل چند متغیره نسبت به رابطه خطی بارش و ارتفاع دقت بهتری دارد. ولی رابطه ارتفاع با بارش سالانه نیز در سطح 5 درصد معنی دار بوده و اثر ارتفاع در دوره های خشک به طورکامل محسوس بدست آمد. این موضوع بیانگر آن است که ارتفاعات کمتر تحت تاثیر دوره های خشکسالی وترسالی هواشناسی واقع می شوند.
  • فرزانه صاحبی وایقان، فرید عباسی، جلال بازرگان صفحه 39
    شناخت دقیق عوامل دخیل و تاثیرگذار در فرآیندهای آب شناختی مانند تبدیل بارش به رواناب باعث خواهد گردید تا صحت مطالعات برای حوزه های فاقد آمار بالاتر رود. مطالعات صورت گرفته در 13 زیرحوزه واقع در حوزه ی آبخیز رودخانه قزل اوزن (یکی از حوزه های آبخیز دریاچه خزر) نشان می دهد که در تعیین مقدار متوسط آورد بالقوه سالانه یا به عبارت دیگر متوسط رواناب سالانه با احتساب مصارف درون حوزه ای عواملی نظیر بارندگی، تبخیر و تعرق پوشش گیاهی، شماره منحنی، دمای متوسط سالانه حوزه، مساحت و شیب متوسط حوزه نقش موثر خواهند داشت. با بیان پارامتری جدید با عنوان «بارندگی تعدیل شده» می توان بین نزولات جوی و توزیع زمانی مصارف در حوزه ها و نیز تولید رواناب سالانه ارتباطی معنی دار برقرار نمود.
    بعد از استخراج مدل همبستگی منطقه ای عملیات واسنجی با استفاده از نتایج مربوط به رواناب همه حوزه ها جهت حداقل کردن اختلاف بین نتایج پیش بینی شده و مقادیر واقعی صورت گرفت. به طوری که دو نوع رابطه جهت انجام واسنجی بر حسب مساحت حوزه های آبخیز تعیین گردید. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده از صحت سنجی صورت گرفته برای دو حوزه آبخیز ملاحظه می شود که اختلاف نتایج حاصل از مدل و نیز نتایج واقعی کمتر از 5 درصد خواهد بود که کارایی مدل معرفی شده را نمایش می دهد.
    کلیدواژگان: مدل، بارندگی تعدیل شده، آورد بالقوه، قزل اوزن، واسنجی، صحت سنجی
  • آیدا طالبی، امیرحسین چرخابی، حمیدرضا پیروان، علی اصغر هاشمی، سعید رضاییان لنگرودی صفحه 51
    خاک از مهمترین منابع طبیعی هر کشور به شمار می آید. فرسایش خاک به عنوان خطر جدی برای حیات انسان می-باشد. فرسایش نه تنها سبب تخریب خاک شده، بلکه با رسوب مواد در آبراهه، مخازن سدها و کاهش ظرفیت آبگیری آن ها خسارت زیادی را سبب می گردد. واحدهای مارنی بیشترین رسوبات را در بین واحدهای سنگ شناسی در حوزه ها تولید می نمایند. این واحدها به لحاظ ویژگی های فیزیکی و شیمیایی از رسوب زایی و فرسایش پذیری زیادی برخوردار بوده اند. در این پژوهش به بررسی نقش ویژگی های فیزیکی و شیمیایی واحدهای مارنی بر گسترش فرسایش پرداخته شده است. نمونه برداری از چهارسنگ شناختی مارنی، براساس شکل فرسایش و شیب غالب منطقه انجام شد. در آزمایشگاه بر روی نمونه ها، تحلیل های شیمیایی و فیزیکی خاک صورت گرفت. از تحلیل واریانسی و میانگین برای تحلیل داده ها استفاده و در نهایت، تحلیل عاملی، برای تفکیک عوامل موثر در تشکیل اشکال فرسایشی بکار برده شد. بر طبق مقایسه میانگین داده-ها، با افزایش EC، Na، Cl، SO42- SAR، Silt، و Clay و همچنین با کاهش TNV، HCO3- و Gravel فرسایش گسترش یافته است. همچنین Na، Cl، TNV، SO42-، HCO3-، EC، SAR، Gravel، Silt، و Clay نمونه ها اختلاف معنی داری بین اشکال مختلف فرسایش داشتند. در نهایت، تحلیل عاملی نشان داد که EC، Na، Cl، SAR، Silt، و Clay تشدید کننده و TNV، HCO3 و Gravel مهار کننده فرسایش می باشند.
    کلیدواژگان: عامل های فیزیکی و شیمیایی، مارن ها، فرسایش، حوزه حبله رود، سمنان
  • گزارش فنی
  • مهدی ضرغامی، ایمان باباییان، یوسف حسن زاده، رضا کنعانی صفحه 61

    در این مقاله ابتدا تغییر اقلیم استان آذربایجان شرقی به عنوان مطالعه موردی به کمک شش مدل مختلف گردش عمومی جو در سه سناریوی انتشار گاز (A1B، A2، B1) برای سه دوره آتی بررسی شده که نشان دهنده افزایش دمای استان تا 5 درجه سانتی گراد و کاهش بارش میانگین سالانه تا 60 میلیمتر (در سناریوی A2 و مدلHADCM3) در دوره 2080 الی 2099 میلادی می اشد. همچنین پهنه بندی تغییرات دما و بارش در گستره استان در انتهای مقاله ارائه شده است که در نتیجه تغییر اقلیم استان (به خصوص مناطق اطراف شهر تبریز) مطابق شاخص دومارتن از حالت نیمه خشک به حالت خشک تبدیل شده که نگران کننده است. انتقال یافته های این پژوهش به تصمیم گیران این امکان را خواهد داد که تمهیدات لازم برای سازگاری با تغییرات عمده در اقلیم و رواناب را داشته باشند.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، مدل LARS، WG، استان آذربایجان شرقی، شاخص خشکی دومارتن
|
  • M. Akbari, A. Mashayekhan Page 1
    The identification of prone landslide areas and its hazard zonation are considered as the first step in evaluating environmental hazards. There are a significant number of factors contributing to landslide occurrence so that their evaluation requires powerful analytical techniques. This study aims at selecting an appropriate model for the zonation of landslide hazard، and investigating the influence of effective factors in the process of landslides in the Akhlamad basin، Chenaran Town، Iran. Geological، geomorphological، climate and land-use specifications indicate that this area is a prone landslide area. In order to quantify the impact of the effective factors in landslide occurrence، and to select the best method in landslide zonation، LNRf and WLC conceptual models along with the GIS software were used. By reviewing air photos and looking at field surveys data، all effective factors were weighted using these models and finally weighted maps of the factors were generated. The results showed that by using the LNRf and WLC models، respectively، 50 % and 71 %of the study area are susceptible to high risk landslide. Both models indicated that the highest risk of landslide is seen in the north eastern part of the study area with slops exceeding 70%. In this study، the geological structures، geomorphologic features، fault and climate were introduced as natural landslide causes، and land-use changes and human activities as non-natural causes. The results also revealed that the fuzzy method not only increases the accuracy of landslide hazard zonation but also، due to selecting an appropriate membership function for each factor، it is of key importance. Hence، the fuzzy method can outperform the zonation of landslide hazards compared to the other available methods.
    Keywords: landslide, LNRF Model, WLC Model, Akhlamad basin, Chenaran
  • M. Saneie, S. F. Saghravany, Sh. Basirat Page 11

    Bridge abutments are among vulnerable structures during flooding events. Local scour around abutments seems to be the main cause for structural damage. It is well known that this type of scour occurs due to the contraction of flow and subsequent vortices and eddies formation. The complexity of flow behavior in channels as well as the large number of involved parameters has limited the use of numerical models. In contrary، many laboratory investigations have been conducted and numerous techniques have been developed to reduce the size and depth of scour hole around the abutments. In the present research، breakwater was employed for reducing the scour. To do this، three lengths and five distances were tested and for each case the scour hole was measured. The results are applicable to finding the position and the length of the protecting breakwater.

    Keywords: Protection, Local Scour, Abutment, Combined Canals, Laboratory Model
  • L. Gholami, S.H.R. Sadeghi, A.V. Khaledi Darvishan Page 17

    Accelerated soil erosion and resultant sediment yield from catchments are key obstacles in reaching sustainable development. Hence، the evaluation of effective factors on erosion and sediment yield processes is considered as a prerequisite in proper watershed management. The erosive force of rain causes soil degradation، decreases surface permeability and then increases surface runoff، implying that rain plays the greatest role in water erosion. Different indices representing the rain erosivity factor have been proposed among which the EI30 index is considered as one the most important one with global application. However، researches have shown that I30 then is associated with efficient accuracy in all areas. Therefore، it is necessary that the most effective time basis for rain intensity is determined for any combination of physical and natural conditions in watersheds. In this regard، the present research is conducted in Chehelgazi Watershed of Gheshlagh Dam in Kurdistan Province for the purpose of determining the most effective time basis of rain intensity in storm sediment. The results of this research indicated that this index multiplying the kinetic energy in the rain intensity in the time basis of 20 min (EI20)، has the highest correlation (r=0. 810) with storm sediment yield.

    Keywords: Rain Erosivity Index, Storm Kientic Energy, Storm Sediment, Chehelgazi Watershed, Kurdistan Province
  • P. Koochak, M. Shafai Bejestan Page 23
    Horizontal aprons are usually used at the downstream end of hydraulic structures. In most cases، because of the roughness difference at the apron and channel bed، scour occurs at the river bed downstream of the pron. As it deepens it damages the apron itself and ultimately leads to hydraulic structure failure. In order to reach the aim of this study، 24 experimental tests were carried out on four different aprons with (0، 2، 5، 10 and 14. 28 mm) heights، and two different bed material sizes (0. 8 and 1. 4 mm). The effects of different roughness heights on scour was investigated using the densimetric Froude numbers ranging from 2. 37- 3. 91. The results indicated that an increase in apron height and bed grain size significantly reduce the maximum scour depth. In this study، an experimental relationship was also developed for predicting the maximum scour depth at the downstream of an apron. The results were compared with those obtained from previous studies.
  • B. Ghermezcheshmeh, B. Sarisarraf, M. Nassaji Zavareh Page 31
    Mountain as an important factor controlling precipitation and has variable impacts depending on its direction to the wet air masses. Understanding the relationship between regional precipitation and the effect of topographic factors may improve the estimation of regional precipitation. This study aims to evaluate the role of topography on precipitation in the southeastern Khouzestan province. To do this، the regional stations with appropriate range of heights were firstly selected. Monthly and annual precipitation data were extracted at each station and homogeneity tests were performed. Thus، out-layers data were removed from data sets. Reconstructed data and topographic parameters including altitude، distance to the maximum elevation from where the wet air masses pass، latitude and longitude for each station. The single and multiple regressions of these measured factors versus annual and monthly precipitation were estimated. Error rate of each regression method was calculated using error measurement methods. To evaluate the role of altitude in wet، normal، and dry periods، an index of mean precipitation periods (dry، normal، and wet) to mean value of long periods (i. e. 20 yrs) was introduced. The results showed that the multiple regression presents less error compared with the linear regression of precipitation and elevation. However، the relationship between elevation and the annual precipitation was significant. The index of dry period and altitude is meaningful. Thus، the effects of dry and wet periods in higher altitudes are significantly less than lower altitudes
    Keywords: Topography, Elevation, Precipitation, Wet, Dry period, Regressio
  • F. Sahebi Vayghan, F. Abbasi, J. Bazargan Page 39
    Exact recognition of effective factors in hydrological processes such as conversion of rainfall to runoff in the annual scale can improve the accuracy of estimations. Investigations on 13 sub-basins in the Ghezelozan river basin show that the effective parameters of mean annual potential yield (mean annual runoff accompanied by water utilities in basins) are adjusted precipitation، curve number، mean annual temperature، area and basin slope. Meanwhile، this paper focused on adjusted precipitation which is related to the time distribution of water utilities in the basins. Validation processes using runoff data in basins for minimizing the differences between estimated and observed discharge values have been conducted. Those processes recognized two equations according to basin area for validation. Investigations in validation of two basins show that runoff result tolerances are about 5 than that observed discharges
    Keywords: Model, Adjusted Precipitation, Potential Yield, Ghezelozan, Calibration, Validation
  • A. Talebi, A.H. Charkhabi, H.R. Peyrowan, A. A. Hashemi, S. Rezaeian Langrodi Page 51
    Soil is considered as the most important natural resources of each country. Soil erosion is a serious hazard to human life. Soil erosion not only causes destruction of soil، but also causes much detrimental effects with sediments deposited in waterways، reservoirs and dams which reduce their storage capacity. These sediments، due to their physical and chemical characteristics have the highest erodibility. In this study، the physicochemical properties of marl units on soil erosion have been determined on 31 samples in marl lithologic units based on erosion shapes and thru dominant slopes. Soil physical and chemical properties were determined by standard analytical methods. Analysis of variance and comparing of means was performed. Finally، the factor analysis was used to separate the affording factors on erosion shapes. Erosion increased with increasing SAR، EC، Na، Cl، SO4، silt and clay and decreased with increasing in HCO3، TNV and gravel. EC، SAR، Na، Cl، TNV، HCO3، SO4، gravel، silt and clay have statistically significant difference between erosion types and factor analysis showed that EC، SAR، Na، Cl، silt and clay booster and HCO3، TNV and gravel are halter factors of erosion.
    Keywords: Physical, Chemical Variables, Marl, Erosion, Hablerod Watershed Basin, Semnan
  • M. Zarghami, I. Babaeian, Y. HassanzadehÆ R. Kanani Page 61

    Because of the increasing water demand، the study of the potential climate change and their impacts on droughts is unavoidable. In this research، the downscaling technique of LARS-WG is applied to predict the climate change، based on the General Circulation Models (GCM). By using this stochastic weather generator the climate of six synoptic weather stations in the East Azerbaijan province، northwestern of Iran is simulated. In this work، six GCM models and three emission scenarios of A1B، A2 and B1 in different horizons of 2020، 2055 and 2090 were used. Using the A2 scenario، the research outcomes show that the average annual temperature rises ~5°C and annual precipitation reduces 60 mm by the end of this century. The average results are also shown in suitable classification maps over the province. Based on the De Martonne aridity index، these changes shift the climate of the province from semi-arid to arid. The results of this study could advise the policy makers in water resources and managers to take suitable actions in securing water supply and drought management.

    Keywords: Climate downscaling, De Martonne aridity index, Drought management, East Azerbaijan Province