فهرست مطالب

مهندسی و مدیریت آبخیز - سال ششم شماره 3 (پاییز 1393)
  • سال ششم شماره 3 (پاییز 1393)
  • تاریخ انتشار: 1393/09/22
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سینا ملاح نوکنده، مهدی همایی*، علی اکبر نوروزی صفحات 190-200
    ماده آلی خاک یکی از حیاتی ترین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک است که میزان دی اکسیدکربن هوا و گرمایش جهانی را تعدیل و نقش مهمی را در تشکیل خاکدانه طی مرحله خاکدانه سازی خاک ایفا می کند. به علاوه، ماده آلی خاک به طرز چشمگیری شرایط فیزیکی خاک را طی مدت زمان طولانی بهبود می بخشد. هدف از انجام پژوهش حاضر، مقایسه چهار مدل آماری رایج، دستیابی به مدلی بهینه برای برآورد مواد آلی خاک در منطقه ایوانکی و صحت سنجی دقیق ترین مدل تخمینی مواد آلی خاک در منطقه نیمه خشک دیگری در دشت ارومیه می باشد که اطلاع از میزان آن تاثیر قابل توجهی بر مدیریت خاک های مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل فقیر بودن از این ماده خواهد گذاشت. بدین منظور، از تصاویر ماهواره ای هایپریون منطقه ایوانکی برای ایجاد ارتباط بین تصاویر باندهای ماهواره و میزان مواد آلی مناطق نیمه خشک با مدل های SWR، MinR، PLS و PCAاستفاده شد و سپس با 23 نمونه دشت ارومیه صحت سنجی شد. نتایج پژوهش نشان داد که مدل های MinRو PCAاز دقت کافی برخوردار نبوده و مدل های SWR و PLSبیشترین دقت را به ترتیب با R2، 0/69، 0/66 و RMSE 0/18 در برآورد مواد آلی منطقه کسب نمودند. همچنین، نتایج نشان داد که ارتباط تنگاتنگی بین مواد آلی خاک و محدوده طیفی قرمز و مادون قرمز کوتاه وجود دارد.
    کلیدواژگان: صحت سنجی، PCA، PLS، MinR، SWR
  • حامد نوذری، سحرالسادات رضویان*، سید معزالدین نبوی همدانی صفحات 201-210
    به منظور کاهش خسارات ناشی از سیل و اقتصادی نمودن پروژه های کنترل سیلاب در یک منطقه، احداث سازه های مناسب و انجام عملیات آبخیز داری در مکان هایی با پتانسیل سیل خیزی بالا امری ضروری است. یکی از راه های شناسایی این مناطق، شبیه سازی حوضه و ارزیابی نحوه مشارکت زیرحوضه های آن در سیلاب خروجی می باشد. در این پژوهش، واحدهای هیدرولوژیکی حوضه همدان-بهار با استفاده از نرم افزار سامانه اطلاعات جغرافیاییArcGIS و مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS شبیه سازی شد. سپس شاخص های سیل خیزی محاسبه و نقشه تغییرات این شاخص ها در زیرحوضه ها استخراج شدند. با مقایسه و بررسی آن ها، واحد های هیدرولوژیکی موثر بر دبی اوج سیلاب شناسایی و به منظور اجرای عملیات آبخیزداری اولویت بندی شدند. مکان یابی حاصل از شاخص های سیل خیزی نشان دادند که زیرحوضه بهادربیگ بیشترین و زیرحوضه قره آغاج کمترین سهم را در دبی اوج سیلاب حوضه دارند. تحلیل نتایج نشان داد که زیرحوضه هایی که مساحت یا رواناب بیشتری دارند، لزوما تاثیر بیشتری بر اوج سیل خروجی حوضه ندارند. اجرای برنامه های مدیریتی و احداث سازه های هیدرولیکی مناسب در واحد های هیدرولوژیکی شناسایی شده در این پژوهش، می تواند خسارات سیلاب در حوضه همدان-بهار را به طور محسوسی کاهش دهد.
    کلیدواژگان: شاخص های سیل خیزی، شبیه سازی، کنترل سیلاب، ArcGIS، HEC، HMS
  • رضا عبدی*، مهدی یاسی، رضا سکوتی اسکویی، احسان محمدی صفحات 211-223
    تعیین جریان زیست محیطی در سامانه های رودخانه ای و سایر اکوسیستم های آبی، علم جدیدی در ایران و دیگر کشورهای در حال توسعه است. این پژوهش به ارزیابی نیاز اکولوژیکی در یک رودخانه، با روش های مختلف و اکو- هیدرولوژیکی می پردازد. در این تحقیق، نیاز زیست محیطی رودخانه زرینه رود (در شمال غرب ایران) در محدوده مطالعاتی پایین دست سد بوکان تا محل ورود به دریاچه ارومیه (در حدود 140 کیلومتر) با چهار روش Tennant، Tessman، مدل ذخیره رومیزی (DRM) و انتقال منحنی تداوم جریان (FDC Shifting) برآورد شده است. برای این منظور از اطلاعات آب سنجی ایستگاه هیدرومتری ساری قمیش استفاده شده است. بر اساس نتایج حاصل، مقادیر به دست آمده از روش FDC Shifting به دلیل در نظر گرفتن شرایط مدیریت اکولوژیکی نسبت به سایر روش ها ارجحیت دارد. بنابراین، نیاز زیست محیطی رودخانه زرینه رود در طبقه مدیریت زیستی C (حفظ حداقل شرایط زیستی رودخانه) به طور متوسط برابر 16/7 مترمکعب بر ثانیه (معادل 33 درصد دبی متوسط سالانه) برآورد شده است. توزیع ماهانه جریان زیست محیطی پیشنهادی با مقادیر نظیر دبی متوسط ماهانه ایستگاه هیدرومتری ساری قمیش مقایسه شده است. دوره بحرانی رودخانه سه ماهه مرداد تا مهر می باشد. نیاز زیست محیطی در این ماه ها به ترتیب 12/6، 611/6 و 6/3 مترمکعب بر ثانیه به سمت پایین دست رودخانه است.
    کلیدواژگان: اکو، هیدرولوژی، نیاز اکولوژیکی، DRM، FDC Shifting، Tennant
  • حسین اعتراف*، محمدعلی دری، داود نیک کامی صفحات 224-231
    فرسایش خاک یکی از آشکارترین عوامل تخریب خاک است. ایجاد پوشش گیاهی می تواند با کاهش رواناب و رسوب در حفظ خاک و کاهش خسارت حاصل خیزی خاک موثر باشد. این پژوهش در منطقه مراوه تپه در حوزه آبخیز اترک در شمال شرقی شهرستان کلاله انجام شد. به منظور بررسی نقش نوع گونه گیاهی در حفظ و پایداری خاک، پنج تیمار گیاهان زراعی و مرتعی شامل یونجه دائمی (Medicago sativa)، آگروپایرون (Agropyron elongatum)، زیره (Cuminum cyminum)، جو (Hordeum vulgare) و مخلوط یونجه و آگروپایرون در سه تکرار، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و در کرت هایی به ابعاد 22 متر در طول شیب و عرض پنج متر با هم مقایسه شدند. در انتهای هر کرت مخازنی به منظور اندازه گیری رواناب و رسوب نصب شد. هدف از اجرای این پژوهش به دست آوردن میزان فرسایش حاصل از کشت گونه های گیاهی و اثر آن ها در حفظ حاصل خیزی خاک بود. نتایج نشان داد که متوسط رواناب حاصله در دوره طرح از6/93 مترمکعب در تیمار جو به 922/9 مترمکعب در هکتار در تیمار زیره افزایش یافت. متوسط مقادیر رسوب تولید شده نیز در تیمار مخلوط یونجه و آگروپیرون و تیمار زیره به ترتیب 48/42 و 124/72 کیلوگرم در هکتار ملاحظه شد. نتایج، همچنین نشان داد که کشت گیاه زیره به دلیل افزایش میزان رواناب و کاهش بیشتر در حاصل خیزی خاک، برای حفاظت خاک در اراضی شیب دار مراوه تپه مناسب نیست.
    کلیدواژگان: حاصلخیزی، Agropyron elongatum، Cuminum cyminum، Hordeum vulgare، Medicago sative
  • علیرضا شکوهی*، رضا مروتی صفحات 232-246
    در سال های اخیر خشک شدن دریاچه ارومیه به عنوان دومین دریاچه فوق شور دنیا مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. این پژوهش، به بررسی اثر خشکسالی بر خشک شدن تدریجی این دریاچه به کمک دو شاخص بارش استاندارد (SPI) و شاخص شناسایی خشکسالی (RDI) می پردازد. در این تحقیق از داده های جهانی بارش پایگاه GPCC و دمای پایگاه NCEP/NCAR در دوره بلندمدت 2010-1980 استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که حوضه دریاچه ارومیه در سال 2000-1999 دچار خشکسالی شدیدی شده است. اثرات سوء این خشکسالی می توانست با ترسالی های بعدی تقلیل یابد، ولی حوضه با تجربه دوره های نرمال و نزدیک به نرمال در سال های بعد، مجددا در سال 2008 دچار خشکسالی نسبتا شدید دیگری شده است. مقدار شاخص های RDI و SPI برای واقعه سال 1999 به ترتیب 2/23- و 2/13- به دست آمد. مقایسه این دو شاخص برای دیگر موارد خشکسالی شدید و بسیار شدید حادث شده در منطقه نشان از حساس تر بودن شاخص RDI نسبت به شاخص SPI در ارزیابی خشکسالی های حدی دارد. از سال 2000 به بعد، حوضه هم از نظر بارش و هم از نظر خشکسالی به شرایط نرمال نزدیک شده است، اما مساحت دریاچه ارومیه روند کاهشی خود را تا به امروز ادامه داده است. این امر نشان می دهد که علاوه بر خشکسالی، عوامل دیگری نیز در خشک شدن این دریاچه نقش داشته اند. بر اساس نتایج به دست آمده، دوره توسعه فعالیت های عمرانی در حوضه منطبق بر دوره هایی است که شاخص های خشکسالی، شکننده بودن حوضه از نظر منابع آبی را به خوبی نشان داده اند. این امر نمایانگر اهمیت استفاده از سیستم های پایش خشکسالی، به عنوان جزئی تفکیک ناپذیر از مدیریت جامع منابع آب، برای جلوگیری از فجایعی که کل کشور را تحت تاثیر قرار می دهند، می باشد.
    کلیدواژگان: دوره نرمال، شاخص RDI، شاخص SPI، NCEP، NCAR، GPCC
  • حجت الله صمدی ارقینی*، سادات فیض نیا، علی اکبر نظری سامانی صفحات 247-257
    هدف از این پژوهش، تعیین جنس اجزاء تشکیل دهنده رسوبات و نسبت دادن ذرات رسوبی به واحدهای سنگ شناسی حوضه و در نتیجه تعیین سهم هر یک از واحدهای سنگ شناسی در رسوب زایی حوزه آبخیز می باشد. در این پژوهش ابتدا از رسوبات پشت سازه های حفاظت خاک و آب و همچنین، از رسوبات بستر آبراهه ها نمونه برداری صورت گرفت. برای کلیه نمونه ها دانه بندی به روش الک تر انجام شد. سپس الک های 600 میکرون و چهار میلی متر به عنوان الک شاخص انتخاب شدند و با انتخاب 100 دانه رسوبی از هر نمونه، بررسی های کانی شناسی با استفاده از بینوکلر با بزرگ نمایی 40 برابر و با توجه به واقعیت رسوبی منطقه، صورت پذیرفت و جنس کانی ها و خرده سنگ ها تعیین و با شمارش تعداد آن ها و تعیین سهم هر کدام از کانی ها و خرده سنگ ها، نتایج را با واحدهای سنگ شناسی مقایسه و تطبیق داده، سنگ و واحد تولیدکننده هرکانی و خرده سنگ و درصد سهم هر واحد سنگی در تولید رسوب مشخص شد. مطابق نتایج به دست آمده، واحد سنگ شناسی Єz با 44/62 درصد بیش ترین سهم را در فرسایش و تولید رسوب بر عهده دارد. این واحد سنگ شناسی شامل شیل میکایی صورتی تا قرمز سازند زاگون می باشد. واحد سنگ شناسی PMl که شامل آهک است با 22/88 درصد در رتبه دوم قرار دارد. سومین واحد سنگ شناسی که بیش ترین سهم را در تولید رسوب دارد، واحد Ev است که شامل آندزیت و آندزیت برشی شده همراه با میان لایه های توف و توفیت سازند کرج می باشد. واحدهای Pl-Qc و Єl (سازند لالون)، Qt و Js (سازند شمشک)، Et (سازند کرج)، Ek1 (سازند کرج)، Pd (سازند دورود)، Єbt (سازند باروت) و Ef (سازند فجن) به ترتیب با 4/25، 3/22، 2/09، 2/05، 2/01، 1/83، 1/33، 1/32 و 1/23 درصد در رتبه های بعدی قرار دارند و به ترتیب بیش ترین سهم را در فرسایش و تولید رسوب حوضه دارند.
    کلیدواژگان: فرسایش، سهم اشتراک، بینوکلر، دانه بندی، خرده سنگ
  • سعید گلیان*، احمد احمدی، نرجس سالاریان صفحات 258-268
    سدهای اصلاحی، سدهای کوچک با سازه های ساده و نسبتا کم هزینه هستند که به دلیل عدم نیاز به مصالح و تکنولوژی خاص، جهت کنترل رسوب و مهار سیل کاربرد فراوانی دارند. در این پژوهش اثر استفاده از سد اصلاحی در کاهش دبی اوج و افزایش زمان رسیدن به دبی اوج در حوزه آبخیز کن در شمال غرب شهر تهران بررسی شد. در این پژوهش از دو روش هیدرولوژیکی و هیدرولیکی-هیدرولوژیکی با استفاده از نرم افزار HMS-HEC مدل سازی حوزه آبخیز کن انجام شد. با استفاده از مدل سازی هیدرولوژیکی، اثر ساخت سدهای اصلاحی در مشخصات سیل در سه سناریوی تغییر شیب اولیه رودخانه بررسی شد. نتایج نشان دادند که ساخت سد اصلاحی در کاهش دبی در سناریوی اول تغییر شیب (کاهش شیب تا نصف شیب اولیه) بین صفر تا 9/90 درصد، سناریوی دوم (کاهش شیب به 0/1 شیب اولیه) بین 0/4 تا 3/5 درصد و سناریوی سوم (کاهش شیب به 0/01 شیب اولیه) بین 93/9 تا 10/6 درصد موثر بوده و در افزایش زمان رسیدن به اوج، 10 تا 50 دقیقه تاخیر ایجاد خواهد کرد. در مدل سازی هیدرولیکی-هیدرولوژیکی، تاثیر ساخت سد اصلاحی با در نظر گرفتن سد اصلاحی با مخزن خالی از رسوبات برای بارش با دوره بازگشت های مختلف بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش دوره بازگشت بارندگی، تاثیر ساخت سد اصلاحی در کاهش مشخصات سیل کاهش می یابد. برای مثال با ساخت 100 سد اصلاحی برای بارش با دوره بازگشت دو و 20 سال، درصد کاهش دبی اوج از 22/8 به 1/2 کاهش می یابد. به طور کلی ساخت سدهای اصلاحی به تنهایی تاثیر قابل توجهی در کاهش مشخصات سیل ندارد و باید این گزینه در کنار سایر روش های سازه ای و غیرسازه ای مهار سیل به کار رود.
    کلیدواژگان: دبی اوج، زمان رسیدن به اوج، سد کوچک، کنترل رسوب، مدل HEC، HMS
  • سید جواد مشکواتی تروجنی*، سید مجتبی صانعی، محسن مسعودیان، میر خالق ضیاء تبار احمدی صفحات 269-280
    آبشستگی پایه های پل یکی از مسائل مهم در هیدرولیک پل ها است. این پدیده منجر به خالی شدن زیر پی پایه های پل شده و در نتیجه باعث واژگونی آن ها می شود. مکانیزم آبشستگی موضعی اطراف پایه ها بسیار پیچیده بوده و تاکنون محققین زیادی به بررسی این پدیده مهم پرداخته اند. همه ساله پل های زیادی در سرتاسر دنیا در اثر آبشستگی تخریب شده و باعث خسارت های جانی و مالی زیادی می شوند. از این رو بررسی آبشستگی اطراف پایه های پل از اهمیت بالایی برخوردار است. به طور کلی در محل پایه های پل دو عامل اساسی، برخورد جریان به پایه پل و جدایی جریان آب از پایه موجب تشکیل گرداب هایی در اطراف پایه می شوند که این گرداب ها خود دلیل ایجاد آبشستگی هستند. پژوهش حاضر به بررسی تاثیر دبی جریان و قطر پایه در عمق و حجم آبشستگی اطراف پایه های پل با استفاده از یک مدل فیزیکی پرداخته است. برای بررسی تاثیر دبی جریان و همچنین، اندازه قطر پایه در آبشستگی موضعی اطراف پایه های پل از سه پایه با قطرهای 21، 30 و 40 میلی متر و در هر پایه نیز از پنج دبی متفاوت استفاده شده است. آزمایشات در کانالی با بستر ماسه ای با قطر متوسط 0/88 میلی متر به طول، عرض و ارتفاع هشت، 0/255 و 0/3 متر انجام شد. نتایج نشان داد که در هر پایه با افزایش عدد فرود و دبی جریان، عمق و حجم آبشستگی افزایش می یابد. در یک عدد فرود ثابت و با افزایش قطر پایه نیز می توان افزایش عمق و حجم آبشستگی را مشاهده کرد. در پایه های 21، 30 و 40 میلی متری با افزایش 40، 68/7 و 23/9 درصدی دبی جریان، عمق آبشستگی به ترتیب 128/5، 94/7 و 1135/1 درصد افزایش نشان داده است.
    کلیدواژگان: بستر ماسه ای، شکل پایه، عدد فرود، مدل آزمایشگاهی، هیدرولیک پل
  • سجاد کیانی*، صلاح کوچک زاده، سید احمد حسینی صفحات 281-287
    سرریز اوجی با پلان قوسی نسبت به سرریز با تاج خطی، دارای طول تاج بیشتری است. از این رو در یک رقوم معین دریاچه، قادر به تخلیه بده بالاتری نسبت به سرریز مستقیم است و به همین دلیل در طرح هایی که استفاده از آن ها میسر است، ارجحیت دارند. هدف از این پژوهش، بررسی آزمایشگاهی تاثیر انحناء در پلان سرریز اوجی بر توزیع بده در واحد طول سرریز، تعیین ضریب جریان و شناخت رفتار هیدرولیکی جریان می باشد. این بررسی بر روی مدل فیزیکی سرریز سد گرمی چای و ضمایم آن که در آزمایشگاه هیدرولیک پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری ساخته شد، صورت گرفت. نتایج این بررسی به اصلاح ضوابط طراحی اولیه منجر شد و طرح اصلی را تدقیق نمود. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که ضریب بده این سرریز در حالت آزاد، به طور متوسط نه درصد کمتر از ضریب بده در سرریزهای اوجی با محور مستقیم است. از طرفی سرریز در بده های بیشتر از 1/3 بده طراحی، حالت مستغرق داشته و ضریب بده جریان با افزایش بار آبی بالادست سرریز، روند نزولی دارد.
    کلیدواژگان: استغراق سرریز، پلان قوسی، پلان خطی، سرریز اوجی، طراحی اولیه
  • کورش شیرانی*، عبدالله سیف، محمد شریفی کیا صفحات 288-301
    پرتاب ماهواره های دارای سنجنده های راداری با گشودگی ترکیبی (SAR)، به منظور کاربردهای تداخل سنجی تفاضلی، فرصت جدیدی برای آشکارسازی و پایش تغییر شکل های بطئی، کند و حتی سریع زمین فراهم آورده است. این پژوهش با هدف مقایسه و ارزیابی کارایی دو سنجنده راداری در شناسایی، پایش و تهیه نقشه ثبت زمین لغزش در ارتفاعات دنای زاگرس واقع در جنوب استان اصفهان با استفاده از تکنیک تداخل سنجی تفاضلی تصاویر ماهواره ای راداری با گشودگی ترکیبی (D-InSAR) اجراء شده است. بدین منظور، دو سری تصویر شامل تعداد 17 و 21 تصویر راداری به ترتیب از سنجنده PALSAR و ASAR از ماهواره های ALOS و ENVISAT انتخاب و به روش D-InSAR پردازش شد. در نتیجه پردازش های اولیه، از بین زوج های تصویری تشکیل شده، 16 زوج تداخل نگار از دو سنجنده فوق الذکر بین سال های 2003 تا 2011 میلادی مناسب پردازش های بعدی تشخیص داده شدند. بر اساس نتایج پردازش تصاویر راداری و مشاهدات میدانی 914 زمین لغزش به مساحت 13578 هکتار تشخیص داده شد. بیشترین جابه جایی قائم در منطقه 58/1 متر از تاریخ ششم می 2010 تا دوم سپتامبر 2011 به ترتیب مربوط به دو زوج تصویر PALSAR و ASAR می باشد. نتایج این پژوهش نشان داد تصاویر راداری PALSAR و ASAR و روش پردازش تداخل سنجی تفاضلی دارای دقت و کارایی مناسبی برای شناسایی، پایش و تهیه نقشه پراکنش زمین لغزش ها نسبت به دیگر روش ها (بازدید زمینی در سطح گسترده، عکس های هوایی و تصاویر اپتیک) می باشد. تصاویر PALSAR به دلیل طول موج بلندتر، نفوذ بیشتر و کاهش ناهمدوسی نسبت به تصاویر ASAR توانایی بهتری در تهیه نقشه پراکنش زمین لغزش دارند. در عین حال تصاویر ASAR به دلیل طول موج کوتاه تر، جزئیات بیشتری از لغزش را می تواند ارایه دهد.
    کلیدواژگان: تداخل نگار، روش D، InSAR، سنجنده های راداری، ماهواره ALOS، ماهواره ENVISAT
|
  • Sina Mallah Nokandeh, Mehdi Homaee*, Aliakbar Noroozi Pages 190-200
    Soil Organic Matter (SOM) is one of the most vital components in soil solid phase and plays an important role in soil aggregation. SOM considerably improves soil physical conditions during long time. Moreover, knowing the SOM content of arid and semi-arid areas could significantly affect the soil management in such SOM-lacking regions. The objective of this research was to compare four common statistical models with the purpose of acheiving the best model for estimating the SOM in Ivanekey and test the obtained model in another semi-arid area of Urmia plain. Two Hyperion images were collected for Ivanekey and Urmia plain which were used to identify the relationship between spectral bands and SOM by applying SWR, MinR, PLSR and PCA models. Models were calibrated by Ivanekey Hyperion images and verified by nine Ivanekey and 23 Urmia random samples. Results indicated that MinR and PCA models do not have reasonable accuracy, but SWR and PLSR can provide the highest accuracy with the same RMSE value of 0.18, and R2 of 0.69 and 0.66, respectively. It is also demonstrated that there is a close relation between SOM and Red and Short Wave Infra Red spectral regions.
    Keywords: MinR, PCA, PLSR, SWR, Verification
  • Hamed Nozari, Sahar Alsadat Razavian*, Seyed Moezeddin Nabavi Hamedani Pages 201-210
    In order to reduce the losses caused by floods and economize flood control projects in an area, construction of appropriate structures and operating watershed practices in areas with high risk of flooding is essential. One of the approaches to identify high risk flooding regions is watershed simulation and evaluation of sub-watersheds participation in outlet discharge. In this research, hydrological units of Hamedan-Bahar basins were simulated using ArcGIS and HEC-HMS hydrological model. Then, flooding indexes were calculated and their changes in all sub-basins were mapped.Effective hydrological units on peak discharge were identified and prioritized for watershed management, by reviewing and comparing these indexes. Site selection of flooding indexes showed that Bahador Beyg and Qareh Aghaj sub-basins had the highest and the lowest effect on flood peak, respectively. Analyzing results demonstrated that sub-basins with large areas or with huge amount of runoff not necessarily cause more effect on flood peak. Performance of management practices and construction of suitable hydraulic structures in studied hydrological units efficiently reduce flood damages in Hamedan-Bahar basin.
    Keywords: ArcGIS, Flood control, Flooding index, HEC, HMS, Simulation
  • Reza Abdi*, Mehdi Yasi, Reza Sokooti Oskoui, Ehsan Mohamadi Pages 211-223
    Determination of environmental flow in river systems and other watery ecosystems is a new science in Iran and other developing countries. This paper evaluates the ecological requirement in a typical river by different hydrological and eco-hydrological methods. In this study, environmental requirement of Zarrinehrood river (located in North West of Iran), from downstream of Bukan dam up to Urmia lake (near to 140 km), was estimated by four
    Methods
    Tennant, Tessman, Desktop Reserve Model (DRM) and FDC Shifting using the hydrometric data of Sariqamish station. According to results, the amounts generated from FDC Shifting method are more proper because of considering the ecological management qualification. Therefore, 16.7 CMS (equals to 33% of mean annually flow) was obtained as average environmental requirement of Zarrinehrood river in ecological management class C (maintains minimum ecological term in river). Also, monthly distribution of recommended environmental flow was compared with monthly flow of Sariqamish hydrometry station. The critical period for the river is during August to October. In this period, the monthly flow of 12.6, 11.6 and 6.3 m3s-1, are required to flow downstream in order to preserve the river life.
    Keywords: DRM, Eco, Hydrology, Ecological requirement, FDC Shifting, Tennant
  • Hossein Eteraf*, Mohammadali Dorri, Davood Nikkami Pages 224-231
    Soil erosion is one of the most obvious factors of soil degradation. Vegetation can affect on maintaining soil fertility and the amount of soil loss by reducing runoff and sediment. This study was conducted in Maraveh-Tapeh in the north-eastern part of Kalaleh watershed, located in 55◦ 56' 35" and 37◦ 49' 01" to investigate the role of plant species on soil stability with in a randomized complete block design with five treatments and three replications. Crop and pasture plants as herbal treatments were included Medicago sativa, Agropyron elongatum, Cyminum cuminum, Hordeum vulgare and a mixture of alfalfa and Agropyron. Plots were considered to have a 22 m long on slope direction (10%) by a wide of 5 meters. Runoff and sediment collecting tanks were installed at the bottom end of each plot to measure runoff and sediment. In this study the effect of cultivated plant species on the amount of soil erosion and fertility was investigated. The average volume of runoff during four years of executing the project was 6.93 and 22.9 m³ha-1in treatments of Hordeum vulgare and Cuminum cyminum, respectively. The average amount of sediment yield was 48.42 and 124.72 kgha-1 in treatments of mixed Medicago sativa and Agropyron elongatum and Cyminum cuminum, respectively. Results also demonstrated that Cyminum cuminum is not an appropriate species for cultivation on steep terrains with the aim of soil conservation due to its reverse effects on increasing runoff and reducing soil fertility in Maraveh-Tapeh.
    Keywords: Agropyron elongatum, Cuminum cyminum, Fertility, Hordeum vulgare, Medicago sativa
  • Alireza Shokoohi*, Reza Morovati Pages 232-246
    The Lake Urmia is the 20th largest lake and the second hyper saline lake in the world. In recent years, the drying out of the Urmia Lake has attracted attention of many researchers. The main motivation of this study is to evaluate the role of drought in this disaster. For this purpose, Standardized Precipitation Index (SPI) and Reconnaissance Drought Index (RDI) are employed. The data for analysis including precipitation and temperature was provided from two global databases: GPCC for precipitation and NCEP/NCAR for temperature. The study was performed at the time span of 1980-2010 and the results showed that the Lake Urmia basin has experienced a severely drought during 1999-2000. After this period and during eight subsequent years, the negative effects of this drought could not be reduced completely by near normal to wet condition of the basin. Moreover, another severely drought occurred at 2008. RDI value for the 1999 drought was found to be -2.23 which is related to the extremely dry condition. The value of SPI for the same region and same year was obtained as -2.13. This comparison for other severe and extreme cases shows that RDI is more sensitive than SPI at the tails of the phenomenon. It was also observed that after 2000, while the region, in terms of rainfall and drought conditions, is generally close to normal condition, the lake follows a continuous decreasing trend up to the present time. Therefore, one can conclude that in addition to drought, other factors contribute to the drying out of the lake. The results indicated that the anthropogenic effects are responsible to some percent in this disaster. Construction of reservoir dams for agricultural development and other activities for job creation purposes like constructing fish ponds has intensified this crisis. The span of these activities is concurrent to the periods which the drought indices show the fragile condition of the basin in terms of available water resources. This fact emphasizes the importance of drought monitoring as an inseparable part of an IWRM program to prevent a nationwide disaster.
    Keywords: GPCC, NCEP, NCAR, Normal condition, RDI index, SPI index
  • Hojatolah Samadi Arghini*, Sadat Feiznia, Aliakbar Nazari Samani Pages 247-257
    The purpose of this study is to determine the contribution of each lithological units in sediment generation of watershed. In this study, samples were collected primarily from sediments of small dams and sediments of waterways. Grading was performed for all samples by wet sieving. Then, 600 micron and 4 mm sieves were selected as indicators and by choosing 100 grains of sediment from each sample, mineralogical analysis was performed using a binocular and considering mineral and rock fragments the results were compared and adapted with the lithological units and the share percentage of each stone, each mineral deposits were determined by counting the number of minerals and rock fragments. According to the results, Єz lithological unit has the highest share in erosion and sediment yield with a 44.62 percent. This unit consists of pink to red Micaceous shale. PMl lithological unit with 22.88 percent is in the second place consisting limestone. The third lithological unit that has the largest share in sediment yield is Ev unit, which consists of andesite and andesitic breccia with layers of tuff and tuffite. Pl-Qc, Єl, Qt, Js, Et, Ek1, Pd, Єbt and Ef units with 4.25, 3.22, 2.09, 2.05, 2.01, 1.83, 1.33, 1.32 and 1.23 percent are in the next order and have the highest share in the erosion and sediment yield of watershed.
    Keywords: Binocular, Erosion, Grading, Rock fragment, Sediment yield sharing
  • Saeed Golian *, Ahmad Ahmadi, Narjes Salarian Pages 258-268
    A check dam is a small dam with a simple and low cost structure and because of its specific material and simple building technology, it has a wide range of applications in flood control projects. In this research, the effects of check dams on reducing the flood peak and increasing the time of flood flow to reach to peak were investigated for Kan basin in north-west of Tehran. The hydraulic and hydrologic situation of the Kan basin was modeled using HEC-HMS software. Using hydrologic modeling the effect of building check dams on flood characteristics was studied in three scenarios of river slope change. The results showed that check dams reduced the flood peak to reduce between 0 and 0.9% in the first scenario (0.5 of the natural slope) and from 0.4% to 3.5% and 3.9% to 10.6% in the second (0.1 of the natural slope) and third (0.01 of the natural slope) scenarios, respectively. The time to peak also increased from 10 to 50 minutes. In hydraulic-hydrologic modeling, the effect of constructing check dams with no sediment in their reservoir was investigated for rainfalls of different return periods. The results revealed that with increase in rainfall return period, the effect of check dams on reducing flood characteristics will decrease. For instance, in the case of 100 check dams, the percentage reduction in peak outflow will decrease from 22.8 to 1.2 % for rainfalls of 2 and 20 years return period, respectively. In general, construction of check dams has no considerable influence on reducing constructive effects of floods. In other words, check dams should be used together with other structural and non-structural flood control methods.
    Keywords: HEC, HMS model, Peak flow, Sediment control, Small dam, Time to peak
  • Seyed Javad Meshkavati Toroujeni*, Seyed Mojtaba Saneie, Mohsen Masoudian, Mir Khalegh Ziatabar Ahmadi Pages 269-280
    Scouring around the bridge piers is one of the most important issues in bridge piers hydraulic. This phenomenon has led to a discharge under the bridge piers and the results caused their reversal. The local scour mechanism around the piers is very complicated issue and many researchers were conducted to discuss the investigation of this important matter. Many bridges are destroyed due to their often piers scouring and causing human and financial losses. Generally, two fundamental factors of flow contact with the bridge pier and water flow separation from the pier, led to the formation of vortices around the pier at the bridge piers site and cause the local scour. The present research has investigated the effect of flow discharge and pier diameter in depth and scour volume around the bridge piers using a physical model. For analyzing the effect of flow discharge and also the size of the pier diameter on local scour around the bridge piers, three piers were used with 21, 30 and 40 mm diameter with five different discharges in each pier. Experiments were carried out in a sandy bed (with a median size of 0.88 mm) flume of 8.0, 0.255 and 0.3 m in length, width and height a, respectively. The results showed that by increasing the discharge and Froude number in each pier, the volume and scour depth were increased. In a constant Froude number, the volume and scour depth increased by increasing the pier diameter. In 21, 30 and 40 mm piers, the scour depth also increased by 128.5, 94.7 and 135.1 percent by increasing of 40, 68.7 and 23.9 percent of flow discharge.
    Keywords: Bridge hydraulic, Experimental model, Froude number, Pier shape, Sandy bed
  • Sajad Kiani *, Salah Kouchakzadeh, Seyed Ahmad Hosseini Pages 281-287
    The ogee spillway with an arc plan has a longer crest length. Therefore, in a specific reservoir water level, it can discharge higher flow rate compared to a straight one and due to this reason is preferred in applicable plans. The aim of this research was to laboratory investigation on the effect of the curvature of the ogee overflow weir on distribution of flow discharge, determination of discharge coefficient and study the overall hydraulic behavior. This research was executed on Germichai Dam spillway physical model which was constructed in the Soil Conservation and Water Management Research Institute hydraulic lab. Results showed the need of correction on initial design and that the discharge coefficient of this free overflow is nine percent in average, less than ogee spillways with straight axis On the other hand, the geometry of the downstream conveyance conduit forces the spillway to act in a submerged condition for discharges higher than 1.3 times the design discharge And the discharge coefficient presented a decreasing trend with the upstream weir head.
    Keywords: Curve plan, Initial design, Ogee spillway, Straight plan, Submergence overflow
  • Kourosh Shirani*, Abdollah Seif, Mohammad Sharifikia Pages 288-301
    Launching satellites with Synthetic Aperture Radar (SAR) sensors onboard, purposely built for differential interferometry (D-InSAR) applications opened new opportunities for mapping and monitoring slow ground deformations and even high speed landslides, for the updating of regional landslide inventories as well as retrieving time series of landslide movements. The present work has been done by using DInSAR method, with objection of performance assessment of two radar sensors in order to detecting, monitoring and landslide inventory mapping in Dena Mountain of Zagros located in south of Isfahan province. For this purpose two sets of images including 17 and 21 RADAR images of PALSAR and ASAR sensors from ALOS and ENVISAT satellites were chosen and processed by D-InSAR method. The preliminary processing result showed that 16 interferometer images were suitable for the next processing stages from all applied data sets. The outcome of interfrogram analysis along with field checking showed that 914 segments are marked as landslides anomaly over the area of 13578 ha. The maximum land sliding activities was identified as 1.58 meter vertical displacement during May 2010 to September 2011. Furthermore, results showed differential interferometry method applied for above mentioned frequencies has sufficient accuracy and conform efficiency for landslide detection, monitoring and distribution mapping compared to other methods (field survey in extend area, aerial photo and optical satellite images). Out of this two frequency, low frequency of PALSAR images has better ability in landslide zonation due to its capabilities such as longer wavelength and reduced incoherency. Where the high frequency of ASAR images can offer more details of the landslides due to its shorter wavelength.
    Keywords: ALOS satellite, D, InSAR method, ENVISAT satellite, Interferometer, RADAR sensors