فهرست مطالب

مجله مهندسی و مدیریت آبخیز
سال پنجم شماره 2 (تابستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/04/18
  • تعداد عناوین: 8
|
  • پیام ابراهیمی، کریم سلیمانی، کاکا شاهدی صفحات 67-73
    حوزه آبخیز نکا در گذشته با سیلاب های متعددی همراه بوده و همواره خسارات جبران ناپذیری را در پی داشته است. اطلاع از نوع کاربری اراضی و تغییرات آن در طی زمان، از موارد مهم در برنامه ریزی و سیاست گذاری کشور است. در این پژوهش، کاربری اراضی حوزه آبخیز نکا با تصاویر سنجنده ETM+ سال 1379و سنجنده IRS-1D سال 1390 و براساس پردازش رقومی بیشینه احتمال در محیط ENVIتهیه شد. سپس، مسیر دو کیلومتری از بالا-دست شهر نکا به وسیله نقشه های پلان با مقیاس 1:1000 و ایجاد TIN منطقه و الحاقیه HEC-geo-RAS وارد محیط GIS شد. در نهایت، داده ها وارد محیط نرم افزار HEC-RAS شد و پهنه بندی سیلاب با تعیین ضریب زبری بستر به روش کاون در دوره بازگشت های دو، سه، پنج، 10، 20، 50، 100 و 200 سال مشخص شد. نتایج نشان داد کاربری اراضی کشاورزی، اراضی غیر قابل استفاده و شهر به ترتیب 27/2، 31/7 و 91/1 درصد افزایش و در مقابل جنگل و مرتع به ترتیب 22/10 و 27/1 درصد کاهش یافته است و این تغییرات باعث شد 14/13 درصد پهنه سیلابی نسبت به سال 1379 سطح وسیع تری را تحت تاثیر قرار دهد.
    کلیدواژگان: سیلاب، ضریب زبری، ETM+، HEC، RAS، IRS
  • مجید خزایی، محمدرضا میرزایی صفحات 74-84
    پیش بینی در هیدرولوژی به معنی تخمین شرایط هیدرولوژیکی و هواشناسی در یک بازه زمانی خاص می باشد. در همین راستا، فهم رابطه بین بارش و رواناب یکی از ضروری ترین مسائل برای مدیریت منابع آب می باشد. پژوهش حاضر با هدف مقایسه بین مدل های مختلف شبکه عصبی مصنوعی (MLP وRBF) و سری های زمانی آرما (ARMA) در برآورد دبی ماهانه در حوزه آبخیز طالقان برای یک دوره 30ساله بین سال های 1356 تا 1386 پی ریزی شد. در روش شبکه عصبی مصنوعی از توابع محرک سیگموئیدی و پارامترهای تعداد تکرار، ضریب یادگیری، تعداد نرون مخفی و خطای هدف که با استفاده از آزمون و خطا به دست آمده، استفاده شد. همچنین، در روش آرما از بین مدل های مختلف روشی که دارای کمترین میزان خطا و معیار سنجش آکائیک (AIC) بود به عنوان مدل بهینه انتخاب شد. نتایج مدل سازی سری های زمانی با استفاده از مدل های آنالیز روند، هالت وینترز و باکس-جنکینز (آرما) حاکی از دقت بیشتر مدل های آرما (2 و 2) (77/0R=) و هالت وینترز (72/0R=) بوده است. در مقایسه بین مدل های شبکه عصبی مصنوعی، مدل MLP با میانگین ضریب هم بستگی 83/0 نسبت به مدل RBF با میانگین ضریب هم بستگی 81/0 دقت بیشتری در پیش بینی دبی نشان داده است. در مجموع دقت سنجی مدل ها براساس آماره های ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب هم بستگی حاکی از دقت بیشتر شبکه عصبی مصنوعی (ANN) نسبت به مدل های سری زمانی (ARMA) می باشد. همچنین، ارزیابی دقت در مدل های مختلف حاکی از دقت بیشتر مدل یک (86/0R= و 45/6 RMSE=) با ورودی های دبی یک ماه تا چهار ماه قبل بوده است. بهترین معماری در روش شبکه عصبی مصنوعی نوع MLP، مدل شماره 1 با آرایش 1-20-4 به ترتیب با چهار نرون در لایه ورودی، 20 نرون در لایه مخفی و یک نرون در لایه خروجی شناخته شد.
    کلیدواژگان: حوزه آبخیز طالقان، دقت، ضریب هم بستگی، مدیریت منابع آب، میانگین متحرک
  • رحیم کاظمی، علیرضا اسلامی صفحات 85-93
    جریان پایه و شاخص مربوطه که متاثر از عوامل مورفومتری، زمین شناسی و هیدرواقلیمی است، همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده و اطلاع از میزان آن، نقش به سزایی در برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب دارد. در این پژوهش با استفاده از داده های جریان روزانه رودخانه، جریان پایه و شاخص آن، از روش فیلتر رقومی برگشتی یک پارامتره، در 18 ایستگاه آب سنجی حوضه خزری، استخراج شد. پارامترهای فیزیوگرافی محاسبه و عوامل هیدرولوژیکی، اقلیمی و زمین شناسی در محیط GISبرآورد شد. با استفاده از روش آزمون تحلیل عاملی از بین 18 پارامتر موثر در شاخص جریان پایه، پنج عامل به عنوان عوامل مستقل انتخاب شدند. سپس روابط تحلیل منطقه ای به روش های رگرسیون خطی، توانی، نمایی و چندمتغیره در سطوح معنی داری کمتر از یک و پنج درصد به دست آمد. علاوه براین، به منظور مقایسه و ارزیابی صحت و کارآیی مدل های برآوردی، روش آنالیز باقی مانده ها نیز مورد استفاده قرار گرفت. از بین عامل های زمین شناسی مشخصا سازندهای سخت، از بین عوامل مورفومتری، پارامترهای متوسط ارتفاع و تراکم زهکشی حوضه و از جنبه قابلیت اراضی نیز عامل سطح جنگلی، در روش رگرسیون های چند متغیره به عنوان بهترین برآورد کننده شاخص جریان پایه رودخانه ها، تشخیص داده شدند. همچنین، با توجه به مدل های رگرسیون خطی، توانی و نمایی تک متغیره، پارامتر Q90/Q50 به-عنوان موثرترین عامل هیدرولوژیکی در تخمین شاخص جریان پایه در منطقه تعیین شد. همراهی سازندهای سخت کربناته با نهشته های کواترنری و همچنین، سازندهای سخت غیرکربناته با عامل های مورفومتری و درصد پوشش جنگلی در مدل های به دست آمده، موید نقش کنترل کننده عامل زمین شناسی بر جریان پایه است.
    کلیدواژگان: جریان روزانه، سازند کربناته، فیلترهای رقومی، مدل های منطقه ای، واحدهای سنگ شناسی
  • وحید چیت ساز، سیدباقر فاطمی، ذبیح الله اسکندری صفحات 94-103
    امروزه به کارگیری سنجش از دور در پروژه های حفاظت و فرسایش خاک مرسوم شده است که در بیشتر آن ها از عکس های هوایی استفاده می شود که با وجود مزایای فراوان، دارای محدودیت هایی هستند. در این پژوهش جایگزینی داده های ماهواره-ای با قدرت تفکیک متوسط به جای عکس های هوایی، با تاکید بر قابلیت پردازش تصاویر ماهواره ای و استفاده از فیلترهای تصویری، با هدف تشخیص اشکال فرسایش خاک مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. پس از انجام فعالیت های ستادی و بررسی تصحیح های اتمسفری و هندسی و انجام پیش پردازش ها و پردازش های اولیه روی تصاویر ASTER و ETM+، در نهایت تصویر پردازش شده ای از منطقه و دارای بیشینه قابلیت تفسیر بصری عوارض مرتبط با موضوع فرسایش تهیه شد. به منظور بررسی کارآیی فیلترها در بارزسازی و تشخیص انواع فرسایش خاک، دو دسته مهم فیلترهای پایین گذر و بالاگذر از جمله فیلترهای میانه، میانگین، High Pass، Gaussian، Laplacian، Sobel و فیلترهای خطی، روی تصاویر ASTER و ETM+ قسمتی از حوضه دستکن اصفهان مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده، استفاده از فیلترهای پایین گذر به علت کاهش وضوح تصویر در بررسی فرسایش خاک توصیه نمی شود. فیلترهای بالاگذر تا حدی می توانند لبه های موجود در تصویر را بارز ساخته و به تفسیر بصری (مخصوصا در حالت ترکیب با تصویر اصلی) کمک نمایند. به دلیل وجود مشکلات ناشی از کاربرد فیلترها در تفکیک واحدهای فرسایشی خاک، استفاده از فیلتر تنها به صورت ترکیب با تصویر و به عنوان کمک برای تفسیر بصری توصیه می شود. با توجه به ابعاد عارضه های فرسایش خاک (شیاری و آبکندی) و در مقایسه با قدرت تفکیک مکانی سنجنده های مورد استفاده در این پژوهش، عوارض مورد نظر به وضوح و تمایز در تصویر ظاهر نشده و اعمال فیلترهای مختلف تصویری به منظور کشف و استخراج خودکار این عوارض کارا نیست. قدرت تفکیک تصاویر ASTER و ETM+ برای تهیه نقشه فرسایش به روش خودکار پاسخگو نبوده و باید به دنبال راه حل های نیمه خودکار و تفسیر بصری بود. همچنین، به علت تشابه طیفی و هندسی بین این دو تصویر، تفاوت عمده ای در نتایج به دست آمده مشاهده نمی شود. بنابراین توصیه می شود به جای تولید نقشه انواع فرسایش خاک یک منطقه، نقشه احتمال حساسیت به فرسایش یا نقشه خطر فرسایش تولید شود.
    کلیدواژگان: اشکال فرسایش، سنجش از دور، پردازش تصاویر ماهواره ای، عکس هوایی، منطقه دستکن
  • مهدی بشری، حمیدرضا مرادی، میرمسعود خیرخواه، مجید جعفری خالدی صفحات 104-114
    خاک های دارای قطعات سنگی بخش مهمی از سطوح اراضی را تشکیل می دهند. حضور بخش های سنگی، تعیین کننده خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک است و بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و فرسایشی نیز اثر می گذارد. تاکنون مطالعات فراوانی خاطرنشان کرده اند که اثر قطعات سنگی سطحی در فرسایش خاک و تولید رواناب و رسوب پیچیده و مبهم است، لذا لازم است این اثرات بیشتر مورد توجه قرار گیرند. در این راستا، پژوهش حاضر با استفاده از کرت-های فرسایشی و شبیه ساز باران به مطالعه عکس العمل های فرسایشی خاک نسبت به سطوح مختلف نفوذ ناپذیر سنگی با مقادیر صفر، پنج، 10، 15، 20 و 25 درصد پرداخت. نتایج حاصل از نمونه برداری رسوب و حجم سنجی رواناب طی رگباری 30 دقیقه ای و با شدت 70 میلی متر بر ساعت مورد تجزیه واریانس قرار گرفت. تحلیل های آماری نشان داد که به طور کلی افزایش درصد سطوح سنگی اثر چندانی بر افزایش رواناب ندارد. اما مقادیر غلظت رسوب با حضور بخش های سنگی به طور معنی داری (05/0>p) نسبت به خاک فاقد سطوح سنگی افزایش نشان می دهد، گرچه همگام با افزایش درصد سطوح سنگی مقادیر رسوب حاصله افزایشی خطی نشان نمی دهند. در مقادیر 10 و 20 درصد از سطوح سنگی، حجم رواناب و غلظت رسوب بالاترین میزان را در مقایسه با سایر تیمارها دارا می باشند. نهایتا با افزایش سطوح سنگی به 25 درصد، مقادیر رواناب و رسوب کاهش معنی داری می یابد. نتایج پژوهش، وجود مقادیر آستانه در سطوح سنگی برای افزایش رواناب و رسوب و نیز عملکرد متفاوت سطوح سنگی بسته به میزان آن را تایید می کند.
    کلیدواژگان: سطوح سنگی، شبیه ساز باران، فرسایش خاک، کرت فرسایشی، نفوذپذیری
  • سیدحمیدرضا صادقی، سودابه قره محمودلی صفحات 115-124
    آگاهی از دانه بندی مواد بستر رودخانه ای نقش مهمی در انجام مطالعات مربوط به سامان دهی و تحلیل رفتار رودخانه ها ایفا می کند. تفکیک های سنتی دانه بندی رسوبات بستر نیاز به هزینه، زمان و کار میدانی زیادی دارد. لذا استفاده از روش های جدید از جمله پردازش تصویر در مطالعات دانه بندی رسوبات بستر رودخانه امری ضروری است. از سویی، رعایت استانداردها امری لازم در نیل به اهداف متصور و همچنین، در توجیه به کارگیری روش های تفکیک جدید است. بر همین اساس قدرت تفکیک دوربین های مورد استفاده از استانداردهای مهم در پردازش تصویر است، حال آن که تاکنون اهمیت این موضوع مورد توجه قرار نگرفته است. از این رو، پژوهش حاضر با هدف تحلیل دقت دانه بندی رسوبات بستر با استفاده از پردازش تصاویر حاصل از دوربین های با قدرت تفکیک مختلف صورت گرفت. برای این منظور، تصویربرداری از رسوبات بستر با دوربین های با قدرت تفکیک متفاوت و همچنین، نمونه برداری مستقیم از رسوبات بستر انجام شد. در نهایت میزان دقت پردازش تصاویر هر یک از دوربین های مورد استفاده برای تحلیل توزیع رسوبات بستر از طریق مقایسه با نتایج حاصل از نمونه برداری مستقیم و روش الک، بررسی شد. نتایج نشان داد برای رسوبات دانه درشت، پردازش تصاویر دوربین با قدرت تفکیک 10 و 3 مگاپیکسل به ترتیب با ضریب هم بستگی 65/0 و 51/0- بیشترین و کمترین میزان تطابق با روش الک کردن را داشتند. همچنین، برای رسوبات ریزدانه نیز پردازش تصاویر دوربین های با قدرت تفکیک 16 و 18 مگاپیکسل به ترتیب با ضریب هم بستگی 88/0 و 69/0 به ترتیب بیشترین و کمترین میزان تطابق با روش الک را ارائه دادند. در مجموع نتایج حاکی از آن بود که مناسب ترین دوربین برای تصویربرداری برای اهداف پردازش تصویر رسوبات دانه درشت و ریزدانه در بازه ی با قدرت تفکیک 10 تا 16 مگاپیکسل بود. بر اساس نتایج، دامنه قطری رسوبات دانه درشت از 10 تا 107 میلی متر با بیشترین و کمترین انحراف معیار و نما به ترتیب 455/98، 7/89 و 21 و 14 میلی متر، همچنین، دامنه قطری رسوبات ریزدانه از 10 تا 57 میلی متر با بیشترین و کمترین انحراف معیار و نما به ترتیب 143/33، 10/17 و 48 و 12 میلی-متر به دست آمد.
    کلیدواژگان: دانه بندی ذرات، روش غیرمستقیم اندازه گیری، قدرت تفکیک دوربین، مطالعات رسوبات
  • علیرضا اسلامی، علیرضا شکوهی صفحات 125-133
    با توجه به گستردگی، تنوع و پیچیدگی فرآیندهای هیدرولوژیکی، تحلیل این جنبه از خشک سالی، داده ها و اطلاعات زیادی را طلب می کند. از این رو دستیابی به شاخصی با ویژگی های به کارگیری از داده های مشاهداتی، سهولت برآورد و برخورداری از اعتبار کافی که قابلیت تحلیل این نوع خشک سالی را نیز داشته باشد، مورد نیاز و ارزشمند است. در این بررسی شاخصی که هر دو جنبه خشک سالی هیدرولوژیکی و زیست محیطی را دارا است، معرفی شده است. شالوده روش ارائه شده بر استفاده از منحنی تداوم جریان به عنوان یکی از روش های تحلیل خشک سالی هیدرولوژیکی و جریان های کم، پایه ریزی شده است. کارایی شاخص مورد نظر (FDCI) با یکی از شاخص های جدید ارائه شده یعنی Stream flow Drought Index(SDI) مورد مقایسه قرار گرفته است. برای پیاده سازی روش، سه رودخانه دائمی از نواحی مختلف کشور (حوضه چالوس، جوستان و فریزی) با اقلیم و طول دوره آماری متفاوت، انتخاب شد. نتایج نشان داد که هم بستگی بسیار بالایی بین شاخص به دست آمده با شاخص SDI (ضریب تعیین0.98 =R2 و خطای استاندارد0.02 =SE) وجود دارد. برتری شاخص پیشنهادی در به کارگیری اصل داده های تاریخی با بیشترین مشاهدات و بدون هیچ گونه تغییر در اصل داده هاست. از این رو، کاربرد شاخص FDCI برای تحلیل خشک سالی هیدرولوژیکی رودخانه های واقع در مناطق شبه مدیترانه ای و نیمه خشک، به عنوان نتیجه اصلی این پژوهش محسوب می شود.
    کلیدواژگان: مناطق شبه مدیترانه ای و نیمه خشک، منحنی تداوم جریان، FDCI، SDI
  • هیوا عثمانی، بهارک معتمد وزیری، ابوالفضل معینی صفحات 134-143
    هدف اصلی در این پژوهش آزمون کارایی مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و قابلیت استفاده از آن به عنوان شبیه ساز جریان و استفاده از نرم افزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI2 جهت واسنجی و اعتبار سنجی در حوضه بالادست سد لتیان تهران می باشد. اطلاعات مورد نیاز برای این پژوهش شامل نقشه های توپوگرافی، کاربری اراضی و اطلاعات خاکشناسی از اداره کل منابع طبیعی استان تهران و سازمان جنگل ها و مراتع و آبخیزداری کشور و با همکاری شرکت جهاد تحقیقات آب و انرژی، همچنین اطلاعات آب و هواشناسی شامل داده های روزانه بارش، دما و دبی جریان از سازمان هواشناسی و شرکت آب منطقه ای استان تهران و دفتر مطالعات پایه منابع آب کشور(تماب) تهیه شد. به منظور کارایی این مدل جهت شبیه سازی دبی، با مقایسه مقادیر شبیه سازی با ایستگاه هیدرومتری رودک واقع در خروجی حوضه در طول دوره آماری 11 ساله (2007-1997) مشخص شد که مدل در شبیه سازی دبی های پیک به خوبی عمل نکرده است. در ادامه پژوهش ابتدا 21 پارامتر موثر در جریان به نرم افزار SWAT-CUP وارد شد که پس از آنالیز حساسیت 14 پارامتر برای واسنجی و اعتبارسنجی مورد استفاده قرار گرفتند. واسنجی مدل برای سال های 1997 تا 2003 و اعتبارسنجی مدل برای سال های آماری 2004 تا 2007 انجام گرفت. شاخص های ارزیابی مختلفی برای عملکرد مدل در نرم افزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI2 مورد استفاده قرار گرفت که شاخص های R2، NS، P-factor و R-factor برای دوره وا سنجی به ترتیب 91/0، 88/0، 96/0 و 79/1 و برای دوره اعتبارسنجی 92/0، 92/0، 9/0 و 54/1 به دست آمدند و ضریب آلفای آب زیرزمینی، ضریب تاخیر رواناب و چگالی ظاهری خاک به عنوان حساسترین پارامترها در میزان دبی خروجی شناخته شدند. در نهایت باتوجه به ارزیابی عملکرد مدل، شبیه سازی جریان در حوضه مورد مطالعه با توجه به کوهستانی بودن منطقه توصیه می شود.
    کلیدواژگان: اعتبارسنجی، الگوریتم SUFI2، ایستگاه، هیدرومتری رودک، نرم افزار SWAT، CUP
|
  • Payam Ebrahimi, Karim Soleymani, Kaka Shahedi Pages 67-73
    Neka watershed is associated with a large number of floods from the past, and had irrecoverable damages. Land use and its changes is one of the most important factors in country planning and policy making. In this research, land use map of year 2000 was prepared for Neka watershed by ETM+ images of 2000 and IRS 1D images of 2011 based on digital processing of maximum probability in ENVI environment. Then, 2 km path upstream to Neka city was entered to GIS environment by 1:1000 scale plane maps and creating regional TIN and HEC-geo-RAS attachment. Finally, all data were imported to HEC-RAS software and flooding zonation was determined based on determination of roughness coefficient for two, three, five, 10, 20, 50, 100 and 200 return periods with Cown method. Results demonstrated that agricultural lands, Useless lands and municipal lands have been increased by 2.27, 7.31 and 1.91 percent, and forest and rangelands have been decreased by 10.22 and 1.27 percent respectively. These changes caused an increase of 13.14 percent of flooding zone in year 2011 compared to year 2000.
    Keywords: ETM+, Flood, HEC, RAS, IRS, Roughness coefficient
  • Majid Khazaei, Mohammad Reza Mirzaei Pages 74-84
    Prediction in hydrology is as estimation of hydrological and meteorological conditions in a specific interval time. In this regard, understanding the relationship between precipitation and runoff is necessary for water resources optimal management. The purpose of this study was to compare different models of artificial neural networks (two type of ANNs: RBF and MLP) and time series models (ARMA) to discharge estimation in a part of the Taleghan watershed, using monthly flow discharge data for a period of 30 years between 1977 and 2007. Among the different ARMA models, a model with a lowest error and akaike (AIC) criterion was selected as an optimal model. Using trial and error method, ANNs were designed by specifying the number of hidden layers and neurons in each layer, sigmoidal transfer function, training function, weight/bias learning function and performance function. Using trend analysis, Halt-Winters and Box-Jenkins (ARMA) methods, time series analysis showed that ARMA (2, 2) (R= 0.77) and Halt-Winters (R=0.72) presented more accurate results. In general, it could be concluded that ANNs models produced more accurate predictions of flow discharge than time series approaches. Also, the results revealed that the MLP model (average R=0.83) produced more accurate predictions of flow discharge than RBF model (average R=0.81). Assessment of accuracy of all models based on RMSE and R showed that the model 1 (with RMSE= 6.45 and R= 0.86) obtained with a network architecture of 4-20-1 configuration. Model 1 used the input vector consisting of antecedent monthly discharge with one to four time lag.
    Keywords: Accuracy, Moving average, Regression coefficient, Taleghan watershed, Water resources management
  • Rahim Kazemi, Ali Reza Eslami Pages 85-93
    Base flow and related index is influenced by morphometric, geologic and hydroclimatological factors. As a result, it is precondition data for planning and water resources management. In this research, base flow and related index were extracted from daily stream flow data using one parameter recursive digital filter in eighteen hydrometric stations of the Caspian Basin. Physiographic, climatic, hydrological, and geological factors were calculated in GIS environment. Using factor analysis of the eighteen parameters, five factors were selected as independent factors. Statistical models were formulated to calculate several regressions between hydroclimatological and physiographic parameters. Further, residual analysis method was used to compare and evaluate the accuracy and efficiency of the models. Results showed that Hard Formations, the average height of basin, drainage density, and coverage of forest were the best predictors of the base flow index. Statistical models highlights importance of Q90/Q50 ratio as the suitable hydrologic index to estimate the base flow index. Besides, this model confirmed controlling role of Hard formations and the forest coverage on the base flow index.
    Keywords: Base flow, Carbonate formation, Digital filters, Lithologic units, Regional models
  • Vahid Chitsaz, Seyed Bagher Fatemi, Zabihollah Eskandari Pages 94-103
    Nowadays, application of remote sensing is common in soil conservation and erosion projects and most of them are used aerial photogarphs and desipte of the numerous advantages, there are some limitations. In this study, replacemen of moderate-resolution satellite data instead of aerial photographs has been investigated with emphasis on processing of satellite images and using image filters and the purpose of soil erosion figures detection. Finaly, image processing of area are prepared with maximum capability vitual interpretation of effects associated with erosion, after the study design, atmospheric and geometric corrections and perform pre-processing and initial processing on ETM+ and ASTER images. In order to evaluate the efficiency of filters for detection and identification of soil erosion were used low-pass and high-pass filters such as filters, median, mean, High Pass, Gaussian, Laplacian, Sobel and linear filters on ASTER and ETM images in the part of the Esfahan Dastkan basin. According to the results, using of low pass filters are not recommended because of the resolution reduction of soil erosion. High-Pass filters can be partialy appeard the edages of image and can be help to visual interpretation (especially in combination with the original image). Use of filters is recommended in combination with the image and as an aid to vitual interpretation, due to problems of application the fiters for separate soil erosion units. Regard to the dimension of soil erosion (rill and gully) and compared to the spatial resolution of the used sensor in this study, the erosions are not clearly appeared in the picture and application various image filters to automatically discover and exploit of these effects can not be efficiently. Resolution images of ASTER and ETM+ are not responsive for mapping erosion by using automated method and should be looked for a solution of semi-automated and visual interpretation. Also, because of the similarity between the spectral and geometrical picture was not found a major difference in the results. Therefore, it is recommended to produce a susceptibility map of erosion or erosion risk map instead the variouse types of regional soil erosion.
    Keywords: Arial photo, Dastkan area, Image processing, Remote sensing, Soil erosion types
  • Mehdi Bashari, Hamid Reza Moradi, Mir Masuod Kheirkhah, Majid Jafari Khaledi Pages 104-114
    Soils containing rock fragments are covering major parts of land surfaces. Physical and chemical properties of soil are affected by rock fragments as they also affect on the hydrological and erosional processes. So far, many studies have shown the effect of surface rock fragments on soil erosion and runoff. Sediment production is a complex and ambiguous process and a notice to these effects is necessity. Hence this study examines the soil erosion reactions in different impermeable coverage of rocks with erosion plots and rainfall simulator. For this purpose, plots were covered with 0, 5, 10, 15, 20 and 25 percent of rocks, respectively. The results of sediment sampling and measuring the volume of runoff during 30 minutes of rainfall with an intensity of 70 mm/h were analyzed and the results showed that increasing of rock fragment coverage had no effect on runoff volume. But, the amount of sediment increased significantly (p<0/05) in soils containing rock fragments compared to soils without rock fragments. Although, results did not show a linear relationship between sediment values and rock fragment coverage percentage. The highest value of runoff and sediment concentrations observed in soils containing 10 and 20 percent of rock fragment coverage in comparison to other treatments. Finally, by increasing of surface rock fragments to 25 percent, the value of runoff and sediment decreased significantly. The results of this study confirmed the threshold levels in surface rock fragments to increase runoff and sediment values and also their dual roles at different levels.
    Keywords: Erosion plot, Infiltration, Rainfall simulator, Soil erosion, Surface rock fragments
  • Seyed Hamid Reza Sadeghi, Sudabeh Gharemahmudli Pages 115-124
    Awareness of particle size distribution of river bed material plays an important role in studies of the organizing and analysis behavior of rivers. The traditional separation of particle sediments needs a lot of cost, time and fieldwork. Therefore, new methods such as image processing separation, is essential for studies on particle size distribution of riverbed sediments. It is necessary to maintain standards in reach to the goals and to justify the adoption of a new separation technique. Accordingly, the resolution of the camera is very important for standard image processing. However, it has not been considered, yet. Hence, the present study aimed to analyze the accuracy of the particle size distribution of bed sediments using the image processing of image taken by cameras with different resolutions. For this purpose, variety of cameras were applied to provide images with different resolutions. The direct samplings and measurement was also conducted for comparison purposes. The results showed that cameras with 3 and 10 megapixel resolutions had the highest and the lowest consistency with observed data with respective correlation coefficients of 0.65 and -0.51 for coarse sediment. The cameras with resolutions of 16 and 18 megapixel also had the highest and the lowest agreement with the observed data with correlation coefficients of 0.88 and 0.69 for fine-grained sediments, respectively. In principle, the results suggested that the most appropriate camera for image processing purposes born 10 to 16 megapixels of resolution. However, coarse-grained sediments ranged from 10 to 107 mm in diameter with the respective highest and the lowest standard deviation and mode of 98.455 and 89.7, and 21 and 14. The fine-grained sediments also ranged from 10 to 57 mm in diameter with the highest and the lowest standard deviation and mode of 33.143 and 17.10, and 12 and 48, respectively.Key words:
    Keywords: Camera Resolution, Indirect Measurement Method, Particle Granolometry, Sediment Research
  • Ali Reza Eslami, Ali Reza Shokoohi Pages 125-133
    According to diversity and complexity of hydrological processes, more information and data for analysis of this aspect of drought, is needed. Hence, to achieve an index using observed data, simplicity and robustness, which is also capable analysis of this kind of drought, can be valuable. In this research, an index that includes both environmental and hydrological drought aspects was introduced. The foundation of the proposed method using flow duration curve as a method of analysis of hydrological drought and low flows is proposed. Performance of the desired Index (FDCI), with a proposed new Streamflow drought index (SDI) has been compared. To implement the method, three areas (Chalus, Joestan and Frizi river) with different aspects of size, climates and length of records, which are located in various regions of Iran, were selected. The results showed that the correlation between the proposed index and SDI (R2= 0.98, S.E=0.02) is highly significant. The superiority of the proposed method is the use of all available historical data without changing the original data. Hence, the application of FDCI for the analysis of hydrological droughts in rivers located in the Mediterranean and semi-arid regions should be consider as a main result of this research.
    Keywords: FDCI, Flow Duration Curve, Mediterranean, Semi, arid Regions, SDI
  • Hiwa Osmani, Baharak Motamedvaziri, Abolfazl Moeni Pages 134-143
    The purpose of this study is to test the efficiency of the Soil and Water Assessment Test (SWAT) and its applicability as a flow simulator, and using SWAT-Cup software and the SUFI2 algorithm as a means to calibrate and validate Tehran’s Latyan Dam upstream area. In order to test the efficiency of this model in simulating output discharge, by comparing Roodak hydrometric station simulation values situated at the exit of the area during an 11-year period (1997-2007), it was specified that the model did not perform well in simulating Bik discharges. Further on, at first, 21 effective flow parameters were entered into the SWAT-Cup software, which after analyzing sensitivity, 14 parameters were used for calibration and validation. Calibration was carried out for years 1997 to 2003, and validation was conducted for years 2007 to 2007. Different assessment indexes were employed to measure performance of the model in SWAT-Cup software and the SUFI2 algorithm, which indexes R2, NS, P-Factor, and R-Factor for the calibration period were 0.91, 0.88, 0.96, 1.79, and values for the validation period 0.92, 0.92, 0.9, and 1.54, respectively. Moreover, the Alpha coefficient for underground water, surface water delay coefficient, and soil outward density were recognized as the most sensitive parameters in output discharge.
    Keywords: Roodak hydrometric Station, SUFI2 Algorithm, SWAT, Cup Software, Validation