فهرست مطالب
مجله مهندسی و مدیریت آبخیز
سال سوم شماره 1 (بهار 1390)
- تاریخ انتشار: 1390/02/13
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحه 1
امروزه رسوب دهی حوزه های آبخیز از جمله مشکلات بهرهبرداری از منابع آبهای سطحی در جهان است. با توجه به نقش و اهمیت رسوب در عمر مفید سدهای کشور، عدم توجه به اندازهگیری و محاسبه دقیق آن، باعث اتلاف سرمایه های ملی میشود. بدیهی است که دقت تخمین میزان رسوب دهی، بستگی زیادی به روش های محاسباتی، معادلات ارائه شده و داده ها یا اطلاعات تخمین رسوب دارد. چون عوامل مختلفی در فرسایش و تولید رسوب موثر است و بر اساس شرایط هر حوزه ممکن است یک یا چند عامل در تشدید آن موثر باشد. از این رو، برای بررسی مسئله رسوب دهی هر حوزه باید عوامل مختلف موثر در رسوب دهی آن منطقه را شناسایی و به طور صحیح برآورد کرد و سپس تاثیر عوامل مختلف را بر روی رسوب دهی مشخص نمود. در این تحقیق، شبکه های عصبی مصنوعی به عنوان روشی جدید برای تخمین رسوب دهی حوزه، به کار گرفته شده است. شبکهای با ساختار و آموزش مناسب و داده های کافی، قادر است تاثیرات و ارتباط بین رسوب و سایر متغیرهای موثر در رسوب دهی را بدون استفاده از روابط اختصاصی و معادلات مربوطه فراگیرد. برای تخمین رسوب دهی زیرحوزه ها، از ساختار MLP استفاده شد. پس از آموزش و آزمایش داده ها، بهترین حالت در نظر گرفته شده و سپس با روش رگرسیونهای چندمتغیره مقایسه شد. نتایج نشان دهنده بهبود قابل توجهی در محاسبه و تخمین رسوب و کارآیی روش شبکه های عصبی نسبت به روش رگرسیونهای چند متغیره است.
کلیدواژگان: انتقال رسوب، رگرسیون چندمتغیره، ساختار MLP، منابع آب سطحی -
صفحه 12تولید رسوب یکی از مهم ترین مشکلات مطرح در مدیریت حوزه های آبخیز است. ویژگی های تشکیلات زمین شناختی هر حوزه از عواملی است که نقش مهمی در میزان بار رسوبی آن حوزه دارد. از سویی روابط موجود، تحت شرایط خاصی توسعه یافته است و استفاده از آن ها در شرایطی دیگر، نیازمند بررسی و مقایسه نتایج با ارقام اندازهگیری شده است. در این تحقیق برای ارزیابی روش های مختلف برآورد بار رسوبی، به دلیل تشابه حوزه جگین با سایر حوزه های استان هرمزگان، از آمار و اطلاعات ایستگاه آب سنجی جگین-پنهان استفاده شده است. روش های مورد استفاده شامل معادله اصلاح شده اینشتین، انگلوند-هانسن، یانگ، حبیبی و فان -راین است. آمار و اطلاعات آب سنجی مورد نیاز از طریق شرکت آب منطقهای استان هرمزگان تهیه شده است. غلظت نمونه های گرفته شده از سیلاب در طول دوره آماری، ملاک بررسی بوده و در مقایسه با نتایج محاسبه شده، مورد استفاده قرار گرفته است. پس از کنترل درستی آمار جمع آوری شده، عوامل مورد نیاز در محاسبات، با استفاده از هر کدام از روش های فوق، مورد سنجش قرار گرفت. نتایج نشان داد که در مجموع متوسط نسبت بار معلق محاسباتی به مشاهدهای در روش اینشتین و متوسط نسبت بار کل محاسباتی به مقادیر اندازه گیری شده در روش انگلوند-هانسن به یک نزدیکتر است. میزان پراکندگی داده ها نیز در برآورد بار معلق به ترتیب در روش های حبیبی، اینشتین و فان-راین افزایش می یابد. با توجه به نتایج حاصله و بررسی های به عمل آمده، استفاده از روش های پنج گانه فوق و مقایسه این نتایج با مقادیر اندازهگیری شده، معادله اصلاح شده اینشتین پاسخ واقعیتری را به دست داده است.
کلیدواژگان: انتقال رسوب، رسوبگذاری، روش اینشتین، منحنی سنجه رسوب، بار بستر -
صفحه 21در یک حوزه آبخیز، بین وقایع هیدرولوژیک و ساختار فیزیکی و شرایط اقلیمی حاکم بر آن، ارتباط وجود دارد. با توجه به تنوع شرایط در حوزه های آبخیز، عکس العمل های هیدرولوژیکی آن ها با یک دیگر متفاوت است. با شناخت عوامل اصلی می توان حوزه های آبخیز دارای شرایط هیدرولوژیکی مشابه را از طریق روش های تعیین هم گنی تفکیک کرد. در نتیجه، می توان مدل های برآورد دبی سیلاب را برای حوزه های هم گن با دقت بالاتری نسبت به مدل های کلی منطقه به دست آورد. در این تحقیق، ابتدا کمیت های مورفومتری مختلف 31 حوزه آبخیز انتخابی مربوط به ناحیه خاوری ساحل دریای خزر (خزر خاوری) با مختصات جغرافیایی 22، ◦52 تا 26، ◦56 طول خاوری و18،◦36 تا54،◦37 عرض شمالی در محیط GIS استخراج شد. سپس، بر اساس تجزیه و تحلیل عاملی، کمیت های مساحت، شیب متوسط وزنی و تراکم زهکشی حوزه های آبخیز و متغیر بارندگی متوسط سالیانه به عنوان متغیرهای اصلی انتخاب شد. بر اساس این متغیرها و با استفاده از روش های آماری تجزیه و تحلیل خوشه ایو توابع متمایزکننده و نیز روش گرافیکی منحنی آندرو، حوزه های آبخیز به گروه های هم گن طبقه بندی شد. سپس، بررسی کارآیی گروه های هم گن، با انتخاب دو حوزه آبخیز شاهد در منطقه، از طریق آزمون تحلیل ممیزی، میزان تعلق آن ها به هر یک از گروه های هم گن تعیین شد. درنتیجه، حوزه زرین گل با 100 درصد احتمال عضویت به گروه هم گن چهار و حوزه داراب کلا با 54 درصد و 46 درصد احتمال عضویت به ترتیب به گروه های هم گن یک و سه تعلق داشت. بررسی دقت روابط منطقه ای سیل مربوط به گروه های هم گن در مقایسه با رابطه کل منطقه، با استفاده از معیار جذر میانگین مربع خطا (RMSE) نشان داد که روابط مربوط به گروه های هم گن از دقت بالاتری برخوردارند. به عنوان مثال، برای یک گروه هم گن، مقادیر RMSE با دوره بازگشت های 2، 5، 25، 50، 100 به ترتیب معادل 8/35، 6/44، 4/66، 3/88، 2/120 در مقایسه با RMSE مربوط به رابطه کل منطقه به ترتیب 7/58، 5/80، 1/114، 4/135، 164 به دست آمد. با توجه به این مقایسه، مقادیر دبی برآورد شده برای دو حوزه شاهد در دوره بازگشت های مختلف از طریق روابط رگرسیونی گروه های همگن Qes)) با مقادیر حاصل از توابع توزیع فراوانی سیلاب Qpdf)) نشان داد که این مقادیر درسطح معنی داری کم تر از یک درصد و با ضریب 99/0 R= از همبستگی بسیارخوبی برخوردارند.
کلیدواژگان: تجزیه عاملی، تحلیل خوشه ای، توابع متمایزکننده، حوزه خزر، گروه های هم گن، منحنی آندرو -
صفحه 32با توجه به اینکه در سال های اخیر، طرحهای متعدد پخش سیلاب به وسیله دستگاه های تحقیقاتی و اجرایی گسترش یافته است، کمبود اطلاعات در خصوص ضوابط طراحی، باعث شده که به علت عدم تناسب سطح عرصه پخش سیلاب و دبی انحراف یافته، استفاده بهینه از طرح در بعضی از نقاط به عمل نیاید. از این رو، تعیین رابطه ای بین سطح عرصه مورد نیاز برای حجم مشخص سیلاب بر اساس ویژگی های عرصه ضرورت پیدا می کند. بنابراین، با توجه به این هدف، اجرای طرح در قسمتی از آبخوان میان کوه با وسعت 60 هکتار انجام شده است و قبل از هر سیل گیری میزان تراوایی خاک اندازه گیری شد. در مدت اجرای طرح در مجموع تعداد شش مرتبه سیل گیری اتفاق افتاد که هر بار میزان دبی و حجم سیلاب ورودی، مدت زمان سیل گیری، میزان دبی و حجم سیلاب خروجی، مدت زمان نفوذ سیلاب در عرصه و همچنین سطح غرقاب، اندازه گیری شد. در مجموع حجم سیلاب ورودی به عرصه پخش، به میزان 2767288 مترمکعب و حجم آب نفوذ یافته برابر با 2732361 مترمکعب است. با توجه به اندازه گیری عوامل ذکرشده در هر سیل گیری، رابطه دبی ورودی سیلاب با میزان سطح پخش سیلاب، شیب عرصه، طول خاک ریزها، ارتفاع سرریز، مدت سیل گیری و میزان کمینه سرعت نفوذ، برآورد شد. با توجه به نتایج مشخص می شود که سطح غرقاب شده طول خاک ریزها و ارتفاع سرریز دروازه ها، همبستگی قابل قبولی در سطح اعتماد 99 درصد با دبی بیشینه دارند. عامل زمان تداوم سیل، همبستگی مناسبی با دبی بیشینه نشان نمی دهد.
کلیدواژگان: تراوایی، خاک ریز، سرریز، سطح پخش، سیل گیری -
صفحه 40یکی از انواع فرآیندهای حرکت های دامنهای که خسارتهای مالی وجانی فراوانی را بر زندگی انسان ها وارد مینماید، پدیده زمین لغزش است. وجود عواملی از قبیل مستعد بودن ناهمواری ها از نظر منشاء ساختمانی و دینامیک، قطع درختان جنگل و بهرهبرداری های مفرط از آن ها، رعایت نکردن اصول فنی در احداث و نگه داری جاده های جنگلی و روستایی، عدم اعمال مدیریت صحیح و بهرهبرداری اصولی از منابع موجود، سبب شده است که هر ساله خسارتهای زیادی بر سکونت گاه های روستایی، فعالیتهای ساختمانی و زراعی، به ویژه باغهای مرکبات و چای وارد شوند. این مسائل، لزوم پهنهبندی خطر زمین لغزش را به عنوان اولین مرحله در مدیریت صحیح محیطی این پدیده روشن میسازد. به این منظور ابتدا لایه های اطلاعاتی برخی از عوامل مهم تاثیرگذار در وقوع زمین لغزش از قبیل سنگشناسی، شیب، ارتفاع، نوع استفاده فعلی از زمین، فاصله از گسل و فاصله از آبراهه تهیه و رقومی شدند. سپس با استفاده از تفسیر عکس های هوایی و عملیات میدانی، کلیه لغزش های موجود در حوزه، شناسایی و به صورت نقشه ارائه شدند. از تلفیق نقشه های عامل با نقشه زمین لغزشها، درصد لغزش در واحدهای مختلف هر نقشه به دست آمد و با محاسبه LNRF تراکم سطح، ارزش اطلاعاتی وزن هر یک از عوامل تعیین شد. در نهایت نقشه پهنهبندی خطر زمین لغزش با ادغام لایه های مختلف وزنی در مدل های مختلف، حاصل شد. درستییابی مدلها با انتخاب یک زیرحوزه به عنوان شاهد و اعمال وزن به دست آمده برای هر کدام از مدلها در شاهد، برای بقیه حوزه بدون استفاده از نقشه پراکنش زمین لغزشها صورت گرفت. نتایج حاصل از این بررسی نشان میدهد که بیش ترین سطح لغزش در واحدهای سنگ شناختی Pdr و Js به علت وجود لایه های مارن، رس و سیلت و در طبقه شیب 50-30 و در ارتفاع 2500- 2000 متر به وقوع پیوسته است. از طرف دیگر طبقه کاربری مرتع، طبقه بندی فاصله از آبراهه 300-0 متر و فاصله از گسل 1000-0 بیش ترین ناپایداری ها را به خود اختصاص می دهند. این تحقیق نشان میدهد که در مدل تراکم سطح، حدود 79 درصد و در مدل LNRF، حدود 63 درصد و در مدل ارزش اطلاعاتی، حدود 66 درصد از حوزه مورد مطالعه در محدوده استعداد خطر لغزش بالا قرار میگیرند.
کلیدواژگان: استفاده از اراضی، ارتفاع، جاده های جنگلی، سنگشناسی، شیب -
صفحه 48انجام تحقیقات کاربردی در راستای جلوگیری از وقوع فرسایش خندقی و نحوه گسترش و کنترل آن، نیازمند اطلاعات پایه درباره انواع خندق ها و ویژگی های شکل شناسی است. هدف از انجام این تحقیق، طبقه بندی مناطق تحت تاثیر فرسایش خندقی در استان چهارمحال و بختیاری بر اساس خصوصیات مورفوکلیماتیک بوده است. برای این منظور، در هر یک از اقلیم های تحت تاثیر فرسایش خندقی دو منطقه، با مساحت کمینه 500 هکتار و در هر منطقه، سه خندق معرف انتخاب و ویژگی های مورفومتریک آن ها اندازه گیری شد. طبقه بندی مناطق خندقی با استفاده از تحلیل خوشه ایو بر مبنای تشابه بین خصوصیات کمی اندازه گیری شده انجام گرفت. نتایج حاصل نشان داد که مناطق تحت تاثیر فرسایش خندقی در استان چهارمحال و بختیاری بر اساس خصوصیات مورفوکلیماتیک، با سطح تشابه 04/70 درصد به سه گروه قابل تقسیم است که بیش ترین میزان تشابه در آن ها به 12/94 درصد می رسد. بررسی تجزیه واریانس متغیرهای اندازه گیری شده در گروه ها و مقایسه میانگین گروه ها نشان داد که متغیرهای بارش سالانه، ارتفاع منطقه از سطح دریا، طول خندق، مساحت منطقه خندقی و عرض بالای خندق در مقطع 50 درصد، مهم ترین عوامل اصلی در تفکیک گروه ها بوده اند. بنابراین در یک جمع بندی کلی می توان گفت که از بین کلیه ویژگی های مورفومتریک خندق ها، دو متغیر طول خندق و عرض بالای آن، در طبقه بندی مورفوکلیماتیک خندق ها نقش اساسی تری داشته است.
کلیدواژگان: تحلیل خوشه ای، شکل شناسی، فرسایش خندقی، طول خندق، عرض بالا -
صفحه 57تعیین شیب حوزه های آبخیز از نیازهای اساسی اکثر طرح های عمرانی و حفاظت آب و خاک است. روش ها و روابط متعددی برای تعیین این عامل ارائه شده است. روش های جاستین، شبکه بندی، طول خطوط تراز (هورتون)، هشت نقطه ای، منحنی شیب متوسط و سامانه های اطلاعات جغرافیایی (GIS)، بیش از سایر روش ها برای تعیین شیب متوسط یک حوزه آبخیز در طرح ها مورد استفاده قرار می گیرند. کارشناسان بر اساس تجربه از یکی از این روش ها استفاده کرده و مقدار شیب را تعیین مینمایند. بررسی های انجام شده نشان داده است که نتایج حاصله از کاربرد روش های مختلف تعیین شیب برای یک حوزه آبخیز، با یک دیگر اختلاف چشم گیر داشته است. به منظور دستیابی به دقیقترین روشی که مقدار شیب متوسط یک منطقه را نسبت به سایر روش ها ارائه دهد، لازم است که نتایج حاصل از روش های فوق الذکر با مقدار به دست آمده از اندازه گیری مستقیم شیب در صحرا مقایسه شود. در این راستا و در این تحقیق، سه منطقه با مقیاس های متفاوت در نقاط مختلف استان خراسان، در نظر گرفته شد. تعداد هفت دامنه بر روی این سه منطقه، انتخاب و مقدار شیب هر یک از دامنه های 7 گانه از روش های مختلف تعیین شد. سپس مقدار شیب توسط دوربین نقشه برداری به طور مستقیم در صحرا اندازه گیری شد. نتایج حاصل از تعیین شیب از روابط و روش های تجربی با مقدار به دست آمده از اندازهگیری مستقیم، برای دامنه های انتخابی مورد مقایسه قرار گرفت. برای مقایسه از آزمون T جفتی (Paired-Samples T test) استفاده شد. نتایج حاصله نشان داد که روش هورتون دقیق ترین روش تعیین شیب متوسط برای عرصه ها و حوزه های آبخیز است. روش های جاستین و GIS در رتبه بعدی دقت تعیین شیب، در مقایسه با اندازه گیری مستقیم این عامل در صحرا هستند.
کلیدواژگان: آزمون Tجفتی، جاستین، حوزه آبخیز، روش Jacknife، هورتون
-
Page 1
Sediment yield of watersheds is considered as a problem of water resources management and operation. Considering important role of sedimentation، accurate measurement and estimation of it is important for national investment in water resources development. Accuracy of sediment yield estimation depends on the estimation methods. There are different parameters affectingt sediment yield. These parameters should be considered in simulation of sediment yield. An artificial neural network model is used for estimation of sediment yield in this research. The model with proper structure and sufficient data is trained and tested and it can recognize the relation of the parameters and sediment yield. The proper structure is found to be MLP. The result of the model is compared with a regional analysis model and it shows notable increasing of accuracy by the artificial neural network model.
Keywords: MLP structure, Multi variable regression, Sediment transport, Surface water resources -
An investigation on five methods of sediment discharge estimation in Jagin River, Hormozgan provincePage 12Sedimentation is one of the most important problems in watershed management. The characteristics of geological formations are the most basic factors which have an important role in sediment yield. There are several methods for sediment estimation، but sediment transport equations and formulas have been developed for special conditions which may not represent all conditions. Therefore to find out which method is suitable for a specific river، it is required to compare each method with the measured data. The purpose of this research is to evaluate efficiency of different methods of sediment discharge estimation in Jagin River at Panhan hydrometric station. The methods of modified Einstein، Engelund-Hansen، Yang، Habibi and Van Rijn are used in this investigation. The required data was collected from Water Regional Organization of Hormozgan Province. The sediment yield is estimated based on concentration of collected samples of floodwater. Then، the collected data were checked and corrected. The conclusion shows that the modified Einstein method is the most suitable method for sediment estimation in the study area.Keywords: Bed load, Einstein method, Sediment transport, Sediment rating curve, Sedimentation
-
Page 21The hydrologic events and physical structure of a basin is related to governing climatic conditions. Basins have different hydrologic responses considering their various morphologic and climatic characteristics. It is recommended to separate basins with respect to their major factors into homogenous groups with the same hydrologic conditions. This grouping is effective so that models for estimating flood peak discharge in each homogenous group have higher performance than a single model for all basins. In this research، firstly different morphological characteristic of selected basins were derived using GIS. Based on factor analysis، major variables (factors) including; basin area، weighted-average slope، drainage density and annual mean precipitation were selected. Then، all basins were classified in homogenous groups with respect to major factors using cluster analysis and discriminate functions analysis، statistical methods، and Andrew’s curve as a graphical method. To investigate on the efficiency of grouping، two control basins were selected and their similarity to each homogenous group was carried out using above methods. By applying regression models developed for whole region and homogenous groups، flood peak discharges for two basins with different return periods were estimated. Simulated values compared with observed data and showed that models for homogenous groups have better performance than those for the whole region.Keywords: Homogenous groups, Factorial analysis, Cluster analysis, Discriminate Functions Analysis, Andrew's curve, Khazar basin
-
Page 32In recent years، several flood-spreading projects are constructed in different provinces. Lack of information about planning criteria caused unsuitable ratio between flood spreading area and selected design flood discharge. To find a relation between two above-mentioned parameters this investigation was performed in 70-hec area of Miankooh flood spreading station. Soil infiltration tests were carried out before and after every flood spreading event. During the research period six flood events were harvested and several parameters were measured including; discharge، volume of flood، time of flood، volume of tail runoff، time of infiltration، area of flooded sections. In total، 2767288 m3 of flood volume was harvested and 2732361 m3 of water was infiltrated. Considering above-mentioned parameters، relation between maximum input discharge and flooded area، slope of the site، length of the embankment، height of weir and flood time were estimated and the final function was offered. As a result، height of weir and length of embankment have significant coordination (99%) with maximum input discharge.Keywords: Flood spreading, Infiltration, Levee, Spreading area, Weir
-
Page 40One of the hillslope movement processes is land sliding which causes both human loss and economic damages. Factors such as structural and dynamic developed landforms، forests clearing، incorrect technical principals in construction and maintenance of rural and forest roads، lack proper management and using existing resource causes much damages to rural settlements، construction activities، forest، rangeland، and agriculture lands every year. Landslide Hazard Zonation is the first step for proper land management to overcome these problems. To prepare LHZ، several thematic layers such as lithology، slope، elevation، land use، distance from faults and distance form drainage were digitally prepared. Landslide distribution map of the area was prepared through Arial photos interpretation and also field checks. The thematic layers were integrated using information value، area density and LNRF models in a GIS environment. Finally to validate the results، a sub-basin was selected as a control area and the calculated weights for this sub-basin were applied for the rest of the catchments. The result of this investigation indicates that most of the landslide occurred in pdr، Js lithological units composed of marl، clay and silt layers، slope class 30- 50 and on elevation 2000- 2500 m. Also، most of the instability are on rangeland and occurred in a distance of 0-300 m from drainage network. The research shows that the estimated percentage of high hazard class is 79، 63، and 66 percent for area density، LNRF، and information value models respectively.Keywords: Elevation, Forest roads, Land use, Lithology, Slope
-
Page 48Applied research about preventing gully initiation and expansion، needs basic knowledge about the types and morphometric characteristics of gullies. The purpose of current research is the classification of gullied regions based on morpho-climatic characteristics in Chaharmahal and Bakhtiary province. In this research، two gullied regions covering an area about 500 ha were selected in each climate zone and three representative gullies were chosen in each region. The morphometric characteristics were measured in each studied area. Classification of gullied regions was done using cluster analysis based on quantitative characteristics. The results indicate that gullied regions in Chaharmahal and Bakhtiary province can be divided to three groups base on morpho-climatic characteristics. Maximum similarity level was 94. 12 percent. A comparison of variance analysis and mean value of variables in groups shows that، annual rainfall، elevation above sea level، gully length، gullied region area and top width of gullies were the most important variables in separating of the groups. Generally، we can emphasize that among all morphometric characteristics; only gully length and top width have the main role in morpho-climatic classification.Keywords: Cluster analysis, Gully erosion, Morphometric, Top width
-
Page 57Determination of mean slope of a watershed area is an essential parameter in most of the water resources projects. There are many methods for determining this parameter. The methods frequently used can be listed as Justin، Networking، Horton، Eight points، Average slope curve and a Geographic Information System (GIS). Generally experts based on their experiences use one of the mentioned methods. Investigations in some watershed areas showed that the results of applying the various methods are considerable different in a given area. In order to obtain the most accurate method، it is necessary to compare the results of experimental methods with the mean slope which is directly measured in the field، namely direct method. In this study، three regions were selected in different parts of Khorasan Province. For these regions topographic maps with large scales of 1:1000 to 1:3000 were prepared. Afterward seven mountain slopes were chosen in the regions and mean slope was computed for the slopes using the above mentioned methods. The mean slope was directly measured in the field for all seven mountain slopes as well. The obtained results from the various methods have been compared with the direct method by Paired-Samples T test. Analysis showed that the Horton method is the most accurate method with respect to the others. Justin and GIS methods are in next order of accuracy in comparison with the direct method.Keywords: Horton_Jacknife method_Justin_Paired_Sample T Test_Watershed
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.