فهرست مطالب

مهندسی و مدیریت آبخیز - سال چهارم شماره 2 (تابستان 1391)

مجله مهندسی و مدیریت آبخیز
سال چهارم شماره 2 (تابستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/06/13
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سیدسعید اسلامیان*، فرشاد فتحیان، هادی حسن زاده صفحه 63
    برای تحلیل فراوانی بارندگی، می توان از دو روش پارامتری و غیر پارامتری استفاده کرد. روش های معمول و مرسوم تحلیل فراوانی براساس روش های پارامتری استوار هستند. معمولا برای برآورد پارامتر ها در روش های پارامتری از روش های مختلفی نظیر گشتاورهای معمولی، حداکثر درست نمایی و گشتاورهای وزنی احتمال استفاده می شود. در این مقاله از روش حداکثر درست نمایی و روش جدید گشتاور خطی که حالت خاصی از روش گشتاورهای وزنی احتمال است، برای تحلیل فراوانی بارندگی استفاده شده است و نتایج حاصل از آن با روش غیر پارامتری توابع هسته نظیر نرمال، لوگ نرمال، مثلثی و مستطیلی بر روی بارندگی های ماهانه و سالانه پنج ایستگاه ایران شامل اصفهان، بوشهر، تهران، جاسک و مشهد مقایسه شده است، مقایسه شد. در این پژوهش بارندگی های ماهانه و سالانه با استفاده از روش گشتاور خطی و حداکثر درست نمایی، به سیزده تابع توزیع مختلف از جمله لجستیک، مقادیر حدی تعمیم یافته و غیره برازش یافتند. نتایج حاصل از تحلیل فراوانی بارندگی نشان داد، که روش گشتاور خطی در مقایسه با روش حداکثر درست نمایی دارای حداقل مقادیر متوسط انحراف نسبی و متوسط مربع انحراف نسبی بود، بهترین برازش را به داده های بارندگی های ماهانه و سالانه داشت. هم چنین، روش گشتاور خطی بهترین برازش را برای بارندگی سالانه بوشهر، جاسک و مشهد در مقایسه با روش غیرپارامتری هسته مستطیلی، مثلثی و نرمال داشت. بنابراین می توان از روش گشتاور خطی به عنوان روش مناسب برای تحلیل فراوانی پارامترهای دیگر نظیر سیلاب، خشک سالی و غیره در برنامه ریزی های مدیریت منابع آب و مهندسی هیدرولوژی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: توابع هسته، گشتاور معمولی، گشتاور وزنی، لجستیک، نزولات
  • هوشمند صفری*، علی اشرف جعفری صفحه 73
    بخش اعظمی از مراتع ایران در مناطق خشک و نیمه خشک قرار دارند، بنابراین مقاومت به خشکی در گیاهان این مناطق دارای اهمیت زیادی می باشد. در این پژوهش تنوع عمل کرد 11 ژنوتیپ علوفه از گونه Elymus hispidus در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو محیط آبی (بدون تنش) و دیم (تنش)، طی سال های 1383 تا 1385 در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، واقع در شهرستان اسلام آباد غرب مورد ارزیابی قرار گرفت. تنوع معنی داری)01/0 (p<در بین دو محیط تنش و بدون تنش و هم چنین، در بین ژنوتیپ های مورد بررسی برای عمل کرد علوفه خشک مشاهده شد. با استفاده از عمل کرد علوفه خشک اندازه گیری شده دو محیط آبی و دیم، شاخص های مقاومت به خشکی برای ژنوتیپ ها محاسبه شد. با توجه به تجزیه واریانس در بین ژنوتیپ ها برای شاخص های تحمل به تنش، بهره وری متوسط و عمل کرد محیط بدون تنش در سطح یک درصد و برای شاخص های میانگین هارمونیک و میانگین هندسی بهره وری در سطح پنج درصد تنوع معنی دار مشاهده شد. برای شاخص های حساسیت به تنش، تحمل به خشکی و عمل کرد محیط تنش در بین ژنوتیپ های مورد بررسی تنوع معنی دار مشاهده نشد. شاخص های بهره وری متوسط، میانگین هندسی بهره وری، میانگین هارمونیک و تحمل به تنش هم بستگی مثبت و معنی دار با عمل کرد دو محیط تنش و بدون تنش نشان دادند، بنابراین انتخاب برای مقاومت به خشکی براساس این شاخص ها انجام شد. در مجموع، نتایج حاصل از مقایسه میانگین عمل کرد علوفه خشک محیط تنش و بدون تنش و مطالعه شاخص های مقاومت به خشکی با روش دانکن در سطح پنج درصد نشان داد که ژنوتیپ های 5-890 و 6-890، بیش ترین مقاومت به خشکی را داشتند و به عنوان مواد ژنتیکی مناسب به منظور احیای مراتع یا جهت برنامه های اصلاحی برای شرایط دیم استان کرمانشاه معرفی شدند. نتایج تجزیه خوشه ایو تجزیه به مولفه های اصلی نیز، نتایج به دست آمده را تایید نمود.
    کلیدواژگان: تجزیه کلاستر، تحمل به خشکی، تنش، چاودار وحشی، شاخص مقاومت به خشکی
  • سیداحمد حسینی*، نصرالله جواهری، مهدی حبیبی صفحه 84
    از آن جایی که در زمان وقوع سیلاب، فرسایش کناره ها و بستر رودخانه خررود واقع در استان قزوین و انتقال رسوب در آن شدید می با شد، لذا در این پژوهش چگونگی توزیع رسوبات در بخش های مختلف رودخانه و به دنبال آن ارائه برنامه مشخص برای برداشت مصالح رودخانه ای مورد مطالعه قرارگرفت. بدین منظور، پس از تهیه اطلاعات پایه مورد نیاز و اطلاعات مربوط به مواد رسوبی و دانه بندی رسوبات معلق و بستر رودخانه، با استفاده از مدل HEC-RAS، آورد رسوبی رودخانه و نحوه توزیع آن در طول مسیر رودخانه مورد بررسی قرار گرفت. به طوری که پس از واسنجی مدل، رابطه Yang به عنوان مناسب ترین رابطه برآورد دبی رسوب شناسایی شد. براین اساس حجم متوسط رسوب خروجی از این رودخانه 75/1 میلیون تن در سال برآورد شد. در نهایت با استخراج میزان تغییرات در تراز کف هر یک از مقاطع رودخانه، میزان رسوب عبوری طی دوره شبیه سازی 37ساله محاسبه شد و مطابق با روند تغییرات رسوب گذاری در رودخانه، مناسب ترین دوره زمانی برداشت رسوب از این رودخانه ماه های دی تا اردیبهشت توصیه شد. براساس نتایج حاصل از شبیه سازی، متوسط عمق برداشت رسوب از این رودخانه حدود 40 سانتی متر برآورد شد. با توجه به نتایج مدل و براساس روند تغییرات منحنی رسوب گذاری در طول رودخانه، مناسب ترین مناطق برای برداشت رسوبات در طول مسیر رودخانه قابل شناسایی می باشند. بخش هایی از منحنی تغییرات رسوب گذاری رودخانه که شیب منحنی در آن افقی می شود، به عنوان مناسب ترین محدوده برای برداشت رسوبات توصیه شد. هم چنین، از آن جائی که مقادیر حجم آورد رسوب در هر یک از مقاطع عرضی رودخانه محاسبه شد، براساس حداکثر عمق مجاز برداشت مصالح و هم چنین، در نظرگرفتن عرض رودخانه و حریم مربوط به آن، طول و کروکی محل برداشت در بازه های مختلف رودخانه در محیط ArcGIS شناسایی شد. ضمنا با تحلیل آماری صورت گرفته، مشخص شد که مدل هیدرولیکی HEC-RAS، حدود 63 درصد قضاوت های مهندسی اولیه انجام شده برای برداشت رسوبات را پوشش می دهد.
    کلیدواژگان: رسوب، شبیه سازی، برداشت شن، مدل ریاضی، HEC، RAS، ArcGIS
  • زهرا جابرالانصار*، مرتضی خداقلی، مسعود برهانی، حسین ارزانی صفحه 94
    اکوسیستم های مرتعی در مناطق خشک، زیست بوم های حساس و شکننده ای هستند که در برابر عوامل مختلف از جمله تغییرات اقلیمی به ویژه بارندگی، به سادگی در معرض تخریب قرار می گیرند. در چنین شرایطی وقوع خشک سالی ها در عرصه های منابع طبیعی همواره قابل انتظار می باشد. در این پژوهش ارتباط بین تولید گونه های مرتعی و تغییرات زمانی و کمی بارش مورد بررسی قرار گرفت. به طوری که تولید مراتع در یک دوره آماری 10ساله (1387- 1377) در اقلیم رویشی استپی استان اصفهان (علویجه، موته، کلهرود و گردنه شادیان) با استفاده از نمایه استاندارد بارش (SH) و ارتباط شاخص خشک سالی در مقیاس های زمانی سه، پنج و هشت ماهه با تولید 10ساله مراتع استپی اصفهان مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس جدول تجزیه واریانس و ماتریس هم بستگی بین عوامل تولید و شاخص تشکیل شد. نتایج نشان داد که شدیدترین خشک سالی در سال 1387 و تقریبا هم زمان با کم ترین تولید در مراتع استپی اتفاق افتاده است. هماهنگی و مطابقت بین منحنی های میزان تولید و شاخص در مراتع مورد مطالعه مشاهده شد، به طوری که در بیش تر موارد حداکثر و حداقل تولید هم زمان با بیش ترین و کم ترین مقدار شاخص SH اتفاق افتاده بود. هم چنین، نتایج حاصل از ماتریس هم بستگی بین عوامل مذکور حاکی از آن است که تولید مراتع با شاخص استاندارد بارش در سه مقیاس زمانی با ضرایب بیش از 63 درصد و در سطح احتمال یک و پنج درصد هم بستگی دارد. با توجه به تاثیرپذیری تولید مراتع مورد بررسی از بارش بهاره و هم چنین، عمق خاک کم تر از 30 سانتی متر، شاخص SH با بازه زمانی سه ماهه به منظور ارزیابی خشک سالی در مراتع توصیه شد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، تولید علوفه، خشک سالی، مناطق خشک، SH
  • علی جعفری*، حسن خسروانیان، فرهاد فخری صفحه 103
    در بیش تر پروژه های منابع طبیعی و آبخیزداری انجام پژوهش هایی برای پایش، ارزیابی و مقایسه نتایج با شاخص های مورد نظر پروژه و بررسی مقدار دست یابی یا تطابق این شاخص ها نیازی اساسی به شمار می آید. در طرح های پخش سیلاب نیز وجود چنین ضرورتی جهت اندازه گیری، پردازش و ارزیابی اطلاعات به دست آمده از نتایج عمل کرد آن، ضروری به نظر می رسد. هدف از این بررسی نیز با توجه به اهمیت و جایگاه عملیات آبخوان داری در احیا و اصلاح مراتع به عنوان یک شیوه جدید در ایران، بررسی و ارزیابی اثرات آن بر تغییرات پوشش گیاهی و وضعیت و گرایش مرتع طی سال های 1378 تا 1382 بود. در این بررسی دو عرصه با دو تیمار شاهد و پخش سیلاب انتخاب شدند. شبکه مورد بررسی متشکل از پنج نوار پخش سیلاب بود و 12 قطعه ثابت (2×2 متر) در هر نوار به صورت تصادفی-منظم انتخاب شد. به منظور ارزیابی نتایج، عرصه ای به عنوان شاهد در کنار شبکه انتخاب و در آن نیز هشت قطعه ثابت با مشخصات قطعات عرصه پخش انتخاب شد. براساس نتایج به دست آمده، وضعیت مرتع در منطقه شاهد خیلی ضعیف و در عرصه پخش سیلاب از خیلی ضعیف به ضعیف تا متوسط رسیده بود. گرایش مرتع در عرصه شاهد منفی و در عرصه پخش سیلاب مثبت ارزیابی شد. هم چنین، بررسی نتایج حاصل از برآورد میزان تولید نشان داد که میزان تولید علوفه در عرصه پخش سیلاب و شاهد به ترتیب در سال اول از 3/144 و 6/113 کیلوگرم در هکتار به 5/224 و 3/202 کیلوگرم در هکتار در سال آخر رسیده است.
    کلیدواژگان: آبخوان داری، اصلاح مراتع، پایش، شاخص، گرایش مرتع
  • مریم پورنادر*، حسن احمدی، جمال قدوسی، محمدرضا جعفری صفحه 110
    با توجه به خسارت های فراوان ناشی از حرکت های توده ای و گسترش آن در کشور، تهیه نقشه های پهنه بندی و نیز بررسی عوامل موثر در وقوع آن ها به منظور پیش گیری و کنترل ضروری است. بر این اساس، پژوهشی در حوزه آبخیز سد ایلام تعریف شد تا با استفاده از لایه های اطلاعاتی زمین و نقشه های توپوگرافی و به کمک نرم افزار GIS و بازدیدهای صحرایی، اقدام به ایجاد نقشه های زمین شناسی، فیزیوگرافی، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، فرسایش، کلیماتولوژی، خاک شناسی و ژئومورفولوژی شود. روش انجام کار در این پژوهش بر مبنای تشخیص واحدهای کاری ژئومورفولوژی بود که به کمک تفسیر عکس های هوایی و قطع دادن نقشه های پایه انجام شد. سپس عوامل موثر بر وقوع حرکات توده ای با استفاده از روابط رگرسیون لجستیک بررسی شد. به نحوی که در آن عواملی مانند شیب، نوع سازند زمین شناسی، خاک شناسی، اقلیم و غیره به عنوان متغیرهای مستقل و فراوانی وقوع حرکت های توده ای به عنوان تابعی از عوامل مذکور در نظر گرفته شد. نتایج حاصله نشان داد که موثرترین عوامل در ارتباط با فراوانی وقوع زمین لغزش ها در منطقه به ترتیب عبارت از شیب، نوع سازند زمین شناسی، جنس توده لغزشی (نوع و میزان املاح در خاک) و کاربری اراضی می باشند.
    کلیدواژگان: رگرسیون لجستیک، سیستم اطلاعات جغرافیایی، فراوانی، کنترل، زمین لغزش
|
  • Seyed Saeed Eslamian*, Farshad Fathian Page 63
    There are two parametric and nonparametric approaches for frequency analysis of hydrological data. Current methods of frequency analysis are based on the parametric methods. Moments، maximum likelihood and probability weighted moments are from various parametric methods for frequency analysis. In this research، maximum likelihood and L-moment methods are used for precipitation frequency analysis. L-moment is a new method for frequency analysis and one of the specific kinds of probability weighted moments. The results of frequency analysis with L-moment are compared with maximum likelihood method and kernel functions of nonparametric methods of normal، log-normal، rectangular and triangular kernel function. In this research، monthly and annual precipitations are fitted to thirteen distribution functions such as Logistic، Generalized Extreme Value and etc. with estimation of L-moment and maximum likelihood methods. The results showed that L-moment parametric method is best fitted to monthly and annual data due to mean relative deviation and mean square relative deviation goodness of fit tests compared to maximum likelihood parametric method. The L-moment parametric method is also best fitted to Boushehr، Jask and Mashhad annual data due to mean relative deviation and mean square relative deviation goodness of fit tests compared to kernel nonparametric methods with rectangular، triangular and normal functions. Therefore، L-moment method is a suitable method for frequency analysis of other hydrological parameters such as flood and drought for planning of water resource management and hydrological analysis.
    Keywords: Kernel function, Logistic, Moments, Precipitation, Weighted moment
  • Hooshmand Safari*, Aliashraf Jafari Page 73
    Most of Iranian rangelands are located in arid and semi arid areas، therefore، drought resistance is an important issue in this regions'' plants. Drought resistance variation of forage yield for 11 genotypes of Elymus hispidus was examined in complete block design with three replications under normal and dryland farming system، in Islam Abad Gharb، Kermanshah، Iran، during 2004-2006. Significant variation (p<0. 01) for forage yield were observed between with and without tension environments and between genotypes. Drought resistance indices of genotypes were measured for dry matter forage yield (Yp) of irrigated and dryland (Ys) conditions، like sensitivity to stress index، Tolerance (Tol)، Mean Productivity (MP)، Drought Tolerant Index (DTI)، Harmonic Mean (HM) and Geometrical Mean of Productivity (GMP). Variance analysis of drought resistance indices showed that genotypes had significant variation at 1% level for DTI، MP and Yp and at 5% level for HM and GMP. Significant variation for SSI، Tol and Ys were not observed among genotypes. The indices of MP، GMP، HM and DTI showed the significant positive correlation with Ys and Yp، therefore selection for drought resistance were performed based on this indices. Also، the results of mean product comparision of Ys، Yp and drought resistance indices by Duncan method at 5% level showed that genotypes 890-5 and 890-6 has higher drought resistance value and can be introduced as a suitable genetic material for rangeland reclamation or breeding programs for drylands in Kermanshah province. This results were confirmed by claster and principle component analysis.
    Keywords: Cluster analysis, Drought resistance index, Drought tolerance, Elymus hispidus, Tension
  • Seyed Ahmad Hosseini*, Nasrolah Javaheri, Mehdi Habibi Page 84
    This study investigated the status of sediment transport and deposition in Khar-rud River، Qazvin province، Iran. The aim was to determine the possibility of construction of sand and gravel mining workshops in the margin of Khar-rud Flood-plain. Here with calculating sediment transport rate and specifying the distribution of sediment deposits in various parts of the river، an applied program for sand harvesting from the river bed، is developed. In this project، after preparing the basic information، such as information about river geometrical shape، roughness coefficients of different sections، information related to size gradation of suspended sediments and bed material، river hydrology data and boundary conditions of downstream hydraulic system، using HEC-RAS model، sediment loads and its distribution along the river was simulated. Simulation was done based on classified data from daily flow discharges during a 37-year period. After calibrating the HEC-RAS model and selecting Yang sediment transport equation as the closest relationship to the sedimentary data measured by regional Hydrometric stations، the average volume of sediment yield from the river was estimated 1. 75 million tons per year. Finally، considering the changes in the river bed elevation for each cross-section، the amount of sediment passing during simulated 37-year was calculated. Using the results of the model and sedimentation changes along the study reaches، the volume of sediment transport in each river cross section، the river width and its private region and considering the maximum permissible depth of bed-material removal equal to 1 m، the most suitable mining length and period in the different reaches of river was determined، discussed and showed in ARC-GIS environment. Based on simulation results، the average depth of sand which can be taken safely from the river-bed was estimated to be 40cm and the most suitable period of time for sand mining along the river was recommended from January to May. It was determined that HEC_RAS hydraulic model، covers about %63 of initial engineering judgments for the amount and location of sand mining.
    Keywords: Mathematical model, Sand mining, Sediment, Simulation, ArcGIS, HEC, RAS
  • Zahra Jaberalansar*, Morteza Khodagholi, Masoud Borhany, Hossein Arzani Page 94
    Rangeland ecosystems in semi-arid regions are vulnerable systems to climatic changes specially precipitation. In such conditions droughts are predictable. In this study the relationship between rangeland production and spatial and temporal changes of precipitation was investigated. Therefore، rangeland production through 10 years data set (1377-1387) in steppic bioclimatic of Esfahan province (Alavije، Muteh، Kalahrood and Gardaneshadian) using Standard Precipitation Index (SPI)، the relationship between SPI series of 3، 5 and 8 month time scales، and rangeland production of 10 years. Thus Anova and correlation matrix between production and SPI factors were formed. Results indicated that the most severe drought has occurred in 1387 simultaneously، with the least production. A harmony between change trend of production and SPI in the sites showed that in most cases maximum and minimum production have occurred simultaneously with maximum and minimum of SPI series. Also، the production correlated with SPI series of three، five and eight months'' time scales with correlation coefficients more than 63 percent which were significant in 1% and 5% level. Due to efficacy of production from spring precipitation and soil depth less than 30 cm in the sites، it is proposed to use SPI series of three months scale to evaluate drought in similar rangelands.
    Keywords: Climate change, Drought, Dry regions, Forage production, Standard Precipitation Index
  • Ali Jafari, Hassan Khosravanian, Farhad Fakhri Page 103
    In most projects of watershed management، studies are necessary for monitoring، evaluation and comparing the parameters with the indices in projects. In water spreading projects there is such a necessity for measure، process and evaluate obtained information from performance results. According to the important role of aquifer management in rangeland improvement، as a new method، the purpose of this study is investigation and evaluation of flood spreading effects on vegetation cover changes and status and trend of rangeland during 2000 to 2004 years. In this study، two areas of flood spreading and testimonial control points were selected. Flood spreading network consisted of five strips and 12 fixed plots (2×2 m) were chosen in each strip with random-regular method. A testimonial area was selected to evaluate the results with eight plots similar to flood spreading areas. Results demonstrated that the status of rangeland condition in testimonial area was very weak and in flood spreading area was very weak to weak and was changing from to moderate condition. The trend of rangeland in testimonial area was negative while in flood spreading area was positive. Also، results showed that the forage production were 144. 3 and 113. 6 kg per hectare in the first year and 224. 5 and 202. 3 kg per hectare in the last year، in flood spreading and testimonial areas respectively.
    Keywords: Aquifer management, Index, Monitoring, Rangeland reclamation, Rangeland trend
  • Maryam Pournader*, Hassan Ahmadi, Jamal Ghoddosi, Mohammad Reza Jafari Page 110
    According to abundant damages and the extension of mass sliding in the country، its zonation mapping and investigating effective factors on its occurrence is necessary for preventing and control. Therefore، a research has been conducted in the Ilam dam watershed to create geologic، physiographic، Land use، vegetation cover، soil erosion، climatologic، pedologic and geomorphologic maps، using earth data layers، topographic maps، Geographic Information Systems (GIS) and field surveys. The methodology of this research has been accomplished base on distinction of geomorphologic units while using aerial photos and crossing basis maps. Then، the effective factors on mass movement occurrence were investigated using logistic regression equations. So that، the factors such as slope، geological formation، pedologic، climatic، etc. were considered as independent variables and the frequency of mass movement occurrence was considered as dependent variable. Results demonstrated that factors such as slope، geological formation، the kind and the amount of soil minerals، and land use are the most effective factors on frequency of land sliding in the watershed.
    Keywords: Control, Frequency, Geographic Information Systems, Land slide, Logistic regression