فهرست مطالب

نشریه مرتع و آبخیزداری
سال هفتاد و هفتم شماره 1 (بهار 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/01/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سعید خسروبیگی بزچلویی، آرش ملکیان*، علیرضا مقدم نیا، شهرام خلیقی سیگارودی صفحات 1-15
    سیل یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی است که هر ساله باعث تلفات مالی و جانی می شود. تخمین دبی سیلاب یکی از مهم ترین عوامل لازم جهت طراحی و اجرای سازه های آبی است. در چنین مواردی یکی از راه حل های مناسب برای برآورد دبی های حداکثر لحظه ای با دوره بازگشت های مختلف آنالیز منطقه ای سیلاب می باشد. به منظور انجام پژوهش حاضر، تعداد 55 ایستگاه آب سنجی با دوره مشترک آماری 20 ساله پس از رفع نواقص آماری برای انجام کار در نظر گرفته شدند. سپس بر اساس توزیع لوگ پیرسون نوع سوم با کمترین میزان خطا و بیشترین تعداد رتبه اول به عنوان مناسب ترین تابع برازش، مقدار دبی در دوره بازگشت های مختلف برآورد گردید. در ادامه اطلاعات مربوط به انواع متغیرهای فیزیوگرافی، کاربری اراضی، اقلیمی و زمین شناسی جمع آوری شد. پس از جمع آوری اطلاعات مربوط به کلیه متغیرهای مستقل با استفاده از آزمون گاما مهم ترین متغیرهای موثر بر دبی های حداکثر لحظه ای شامل مساحت، تراکم زهکشی، حداکثر بارندگی 24 ساعته و محیط حوزه آبخیز انتخاب و مدل سازی با استفاده از روش های مدل سازی جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان در نرم افزار R انجام پذیرفت و میزان کارایی این دو روش بر اساس نمایه های آماری ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب کارایی ناش و ساتکلیف (CE) مشخص شد. با ضریب کارایی 74 تا 83 درصد، خطای 05/3 تا 11/32 متر مکعب و ضریب تبیین 76 تا 91 نسبت به نسبت به مدل جنگل تصادفی از دقت بالاتری برخوردار می باشند.
    کلیدواژگان: آزمون گاما، توزیع لوگ پیرسون نوع سوم، دوره بازگشت، دبی حداکثر لحظه ای، ماشین بردار پشتیبان
  • سجاد امیری، حسین آذرنیوند*، مهدی قربانی، محمد جعفری، سجاد برخورداری، حسین آزادی صفحات 18-32

    آگاه نمودن انسان در زمینه وجود بحران آلودگی های محیط زیستی و اثرات آن بر سرنوشت خود او می تواند تاثیر مطلوبی بر تغییر روند این بحران ها داشته باشد. معادن سنگان خواف باعت انتشار ذرات گرد و غبار و آلاینده هایی وارد خاک و هوا می شود، که با پیامدهای عظیم آلودگی محیط و حتی به خطر افتادن سلامت انسانی از جمله شیوع بیماری های پوستی و تنفسی مواجه خواهیم بود. ارزیابی اثرات محیط زیستی به عنوان یکی از کارآمدترین روش ها جهت ارزیابی و پیش بینی اثرات طرح ها و پروژه ها بر روی اجزای محیط زیستی به شمار می رود ، لذا پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثرات محیط زیستی بهره برداری معدن با استفاده از ماتریس لئوپولد ایرانی انجام شد. ابزار اصلی گردآوری داده های پژوهش برای منطقه مورد مطالعه کتابخانه ای و پیمایشی میدانی مبتنی بر پرسشنامه است که در بین جامعه کارشناسان و جوامع محلی تکمیل شد. جامعه ی نمونه آماری نیز 30 نفر از کارشناسان و مردم بومی خبره هستند که آشنا با مباحث محیط زیست بودند. نتایج نشان داد تعداد اثرات میانگین جبری منفی در ستون برابر با 10 و تعداد پیامدهای میانگین جبری منفی در ردیف برابر با 14 است که در این بین تعداد پیامدهای منفی کمتر از 1/3- در ستون فقط مربوط به اثرات انتشار گردو غبار ذکر شده است. به طوریکه محیط فیزیکی با 62/2- بیشترین میانگین آثار منفی را دارند. مهمترین آثار منفی در بین مولفه های محیط زیستی مربوط به فعالیت انتشار گرد و غبار با میانگین رده بندی 1/3- با جمع جبری 50- است.

    کلیدواژگان: ارزیابی، محیط زیست، ماتریس لئوپولد، معادن سنگان خواف
  • امیرحسین پارسامهر، علی سلاجقه*، شهرام خلیقی سیگارودی، خالد احمدآلی صفحات 33-49

    هدف از پژوهش حاضر ارائه رویکردی برای مدل سازی تغییرات مکانی-زمانی بارش است که می تواند به عنوان ورودی مدل های بارش - رواناب مورد استفاده قرار گیرد. برای این منظور از داده های رگبار چهار ایستگاه پایش باران در حوزه آبخیز پسکوهک، واقع در 27 کیلومتری غرب شیراز، استفاده شد. پنج پارامتر ارتفاع از سطح دریا، درجه شیب، جهت شیب، طول و عرض جغرافیایی به عنوان عوامل موثر در تغییرات مکانی بارش انتخاب شد. ترکیبات مختلف این پنج پارامتر، با استفاده از آزمون گاما در نرم افزار WinGammaTM ، اولویت بندی شد. مدل سازی رگرسیونی و تعیین ضرایب عددی معادلات، با استفاده از الگوریتم بهینه سازی لونبرگ-مارکوارت در محیط MATLAB انجام شد. سپس با استفاده از معیارهای ارزیابی ضریب تعیین (R^2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و دیاگرام تیلور(Taylor Diagram)، بهترین مدل انتخاب و نقشه رستری یک رگبار انتخابی در محیط Arc GIS ترسیم شد. در انتها با استفاده از رویکرد پیشنهادی استفاده از روش نسبت معادلات، مدل تغییرات مکانی-زمانی بارش نهایی شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل غیرخطی درجه دو و پارامترهای ارتفاع از سطح دریا و عرض جغرافیایی، می توان با دقت بالایی، توزیع مکانی بارش را به صورت یک شبکه منظم پیکسلی (100 متر مربعی) بدست آورد (917/0 =.R^2 و 2277/0=RMSE). با توجه به اینکه در رگبارهای مختلف حوزه های کوچک، نسبت تغییرات بارش هر پیکسل به پیکسل های دیگر (از جمله پیکسل ایستگاه پایش باران) تقریبا ثابت است، بنابراین با استفاده از رویکرد پیشنهادی در این پژوهش می توان تغییرات مکانی و زمانی هر رگبار را به صورت یک ماتریس سه بعدی در منطقه مدل سازی کرد.

    کلیدواژگان: حوزه پسکوهک، لونبرگ - مارکوارت، مدل رگرسیون، مدل سازی بارش
  • وحید کریمیان*، محسن فرزین صفحات 51-63
    در این پژوهش، ارزش غذایی گونه های مرتعی قیچ (Zygophyllum eurypterum)، علف شور (Salsola orientalis) و توت روباهی (Sanguisorba minor) طی مراحل مختلف رشد در مراتع قشلاقی گچساران، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، به صورت تصادفی و با 4 تکرار از گیاهان در مراحل مختلف رشد نمونه برداری انجام شد و درصد پروتئین خام (CP)، الیاف نامحلول در شوینده اسیدی (ADF)، هضم پذیری ماده خشک (DMD) و انرژی متابولیسمی (ME) آنها اندازه گیری و برآرود شد. نتایج نشان داد شاخصه های ارزش غذایی در گونه های مورد مطالعه دارای اختلاف معنی دار است (05/0> p). بیشترین درصد پروتئین خام ، درصد هضم پذیری ماده خشک، انرژی متابولیسمی (مگاژول بر کیلوگرم) به ترتیب 91/16، 88/60 و 35/8 مربوط به گیاه توت روباهی و کمترین میزان شاخص های مذکور بترتیب 39/7، 05/49 و 33/6 در گیاه علف شور مشاهده گردید. همچنین بیشترین میزان الیاف نامحلول در شوینده اسیدی در گیاه علف شور (%66/45) و کمترین در توت روباهی (% 16/36) به دست آمد. ارزش غذایی گیاهان در مراحل مختلف رویشی، اختلاف معنی داری باهم دارند (05/0> p). در مرحله رشد رویشی بیشترین درصد پروتئین خام (87/20) متعلق به گونه قیچ، بیشترین درصد هضم پذیری (92/65) و مقدار انرژی متابولیسمی (Mj/kg2/9) مربوط به گونه توت روباهی و کمترین مقدار درصد پروتئین خام (65/8)، درصد هضم پذیری ماده خشک (34/57) و انرژی متابولیسمی (Mj/kg 74/7) مربوط به گونه علف شور است. بیشترین (%25/36) و کمترین درصد الیاف نامحلول (%50/31) در این مرحله متعلق به گونه-های علف شور و توت روباهی است. در مرحله گلدهی بیشترین میزان درصد پروتئین خام (50/17)، درصد هضم پذیری ماده خشک (50/62) و انرژی متابولیسمی (Mj/kg 62/8) متعلق به گونه توت روباهی است.
    کلیدواژگان: اکوسیستم های مرتعی، پروژه های بیولوژیک، ظرفیت چرا، ارزش غذایی
  • امیر فلاح پور، رسول خسروی*، مسعود مسعودی، حسن مقیم صفحات 65-83
    مقدمه

    در مدیریت جامع حوضه های آبخیز، آبخیزداری از عملیات مکانیکی و زیستی به سمت یک سیستم مدیریتی یکپارچه و اداره واحد اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی، سیاسی و بوم شناختی با مشارکت مردمی پیش رفته است، که از طریق آن بتوان نیازهای انسان را برای زمان حال و نسل های آینده بطور مستمر و معقولانه تضمین نمود. علیرغم اینکه در اثر بخشی اکثر پروژه های آبخیزداری تردیدی نیست، اما همسو و هم راستا بودن این پروژه ها با اهداف توسعه پایدار نیازمند ارزیابی همه جانبه است.

    مواد و روش ها

    در پژوهش حاضر از روش اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت و منابع طبیعی (IUCN) به منظور ارزیابی پایداری طرح های آبخیزداری در حوضه آبخیز سیستان و تل حیدری جهرم و مقایسه آن در دو زمان پیش و پس از اجرا (1400-1384) استفاده شد. مهمترین ویژگی روش IUCN در نظر گرفتن همزمان فاکتورهای اکوسیستمی و انسانی است. بدین منظور، با استفاده از روش نظر خواهی از خبرگان، در نهایت سه معیار و 15 شاخص برای بخش اکوسیستم و چهار معیار و 13 شاخص برای بخش انسانی انتخاب گردید. ارزیابی پایداری یک بار بدون وزن دهی شاخص ها و معیارها و بار دیگر با وزن دهی به روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی انجام شد.

    یافته های پژوهش:

     امتیاز نهایی با توجه به بارومتر پایداری به ترتیب در روش اول پیش از اجرا 66/30 و پس از اجرا 71/33 و در روش دوم 64/60 و 66/66 به دست آمد که نشانگر سیر صعودی در میزان پایداری و افزایش وضعیت پایداری می باشد.

    بحث و نتیجه گیری

    نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که طرح های آبخیزداری انجام شده در منطقه توانسته است که بهبودی نسبی در شرایط بوم شناختی و اقتصادی - اجتماعی منطقه ایجاد نماید

    کلیدواژگان: ارزیابی پایداری، روش IUCN، توسعه پایدار، شاخص های پایداری، طرح های آبخیزداری
  • نگار طیب زاده مقدم، بهرام ملک محمدی* صفحات 85-105
    پاسخ مولفه های بیلان آب به عنوان شاخص های عملکرد هیدرولوژیکی نسبت به محرک هایی چون تغییر کاربری اراضی از اهمیت استراتژیک برخوردار است. در این مطالعه ارزیابی اثر تغییرات کاربری اراضی بر مولفه های بیلان آبی با تمرکز بر روابط و تغییرات شاخص های اصلی عملکرد آب و عملکرد رسوب صورت پذیرفت. بر این اساس از مدل زنجیره ای مارکوف برای پیش بینی کاربری اراضی در سال 2040 استفاده شد. هم چنین مدل ارزیابی آب و خاک آمریکا به عنوان مدل مبنا برای ارزیابی و برآورد شاخص های هیدرولوژیکی در حوضه آبخیز طالقان به عنوان حوضه ای کوهستانی با عدم تجانس ساختاری توسعه داده شد. نتایج مدل نشان داد که افزایش سکونتگاه ها و توسعه شهری در حوضه آبخیز طالقان منجر به ایجاد رواناب بیشتر، افزایش کمی شاخص های عملکرد آب، عملکرد رسوب و همچنین افزایش رسوب گذاری خواهد شد. تغییر کاربری اراضی سبب افزایش تقریبا 11 برابری بار رسوب تا سال 2040 می گردد. تبدیل مراتع به زمین های بایر مهمترین تغییر کاربری است که می تواند افزایش رسوب گذاری را به همراه داشته باشد. هم چنین افزایش زمین های بایر خود علتی بر کاهش تبخیر و تعرق در برخی از زیرحوضه های این آبخیز خواهد بود. افزایش بارندگی و کاهش نفوذ پذیری خاک باعث افزایش رواناب سطحی شده و در نتیجه فرسایش خاک و رسوب گذاری را افزایش خواهد داد. در این مطالعه دقیقا زیرحوضه های که بالاترین میزان کمی شاخص عملکرد آب پیش بینی شده را داشتند دارای بالاترین میزان کمی شاخص عملکرد رسوب و افزایش رسوب گذاری نیز بودند. در این تحقیق مشخص گردید تغییرات کاربری اراضی به عنوان نوعی از تغییرات ساختاری در سرزمین اثرات مشهودی را بر عملکردها و پاسخ های هیدرولوژیک حوضه آبخیز خواهد گذاشت.
    کلیدواژگان: تغییر کاربری اراضی، عملکرد آب، عملکرد رسوب، حوضه آبخیز طالقان
|
  • Saeid Khosrobeigi Bozchelui, Arash Malekian *, Alireza Moghaddam Nia, Shahra, M Khalighi Pages 1-15
    Flood is one of the most devastating natural disasters, causing financial and human losses each year. At the same time, many rivers in Iran's watersheds lack complete and accurate statistics and information. On the other hand, estimating the flow of floods is one of the most important factors for the design and implementation of water structures. In such cases, one of the appropriate solutions to estimate the maximum flow rate with different return periods is flood analysis. In order to conduct the present study, 55 hydrometric stations with a common statistical period of 20 years were considered to perform the work after the statistical deficiencies were eliminated. Then, based on the distribution of the third type of Pearson logo with the lowest error rate and the highest number of first rank as the most suitable fit function, the amount of discharge in different return periods was estimated. The following information was collected on the types of physiography, land use, climate and geology variables. After collecting information about all independent variables using Gamma test, the most important variables affecting the maximum instantaneous flow, including area, drainage density, maximum 24-hour rainfall and watershed environment, were selected and modeled using methods. Random forest modeling and support vector modeling were performed and their efficiency was determined based on statistical indicators With an efficiency coefficient of 74 to 83%, the error of 3.05 to 32.11 m3 and the coefficient of explanation of 76 to 91 are more accurate than the random forest model.
    Keywords: Gamma test, Lo Pearson III distribution, Return period, Maximum instantaneous discharge, Support vector machine
  • Sajad Amiri, Hossein Azarnivand *, Mehdi Ghorbani, Mohammad Jafari, Sajad Barkhordari, Hossein Azadi Pages 18-32

    Awareness of human about the existence of environmental pollution crisis and its effects on his own destiny can have a positive effect on changing the course of these crises. Sangan mines release dust particles and pollutants into the soil and air, which will have huge consequences for environmental pollution and even endanger human Health, including the spread of skin and respiratory diseases. Environmental assessment is considered as one of the most efficient methods to evaluate and predict plans and projects on environmental components, so the present study aims to Environmental impact assessment of Mine Utilization Using Iranian Leopold Matrix (Study area: Sangan Khaf Mines). The main tool for collecting research data for the study area is a library and a field survey based on a questionnaire that was completed among the community of experts. The statistical sample population is 30 experts who were familiar with environmental issues. The results showed that the number of negative algebraic mean effects in the column is equal to 10 and the number of negative algebraic mean consequences in the row is equal to 14, among which the number of negative consequences less than -3.1 in the column is only related to the effects of dust diffusion. The most important negative effects among the environmental components are related to dust diffusion activity with an average classification of -3.1 with an algebraic sum of -50.

    Keywords: assessment, environment, Leopold Matrix, Sangan khaf mines
  • AmirHossein Parsamehr, Ali Salajegheh *, Shahram Khalighi, Khaled Ahmadaali Pages 33-49
    Aim

    The aim of this study is to propose an approach for modeling spatiotemporal changes in rainfall that can be used as input for rainfall-runoff models.

    Research Method

    To achieve this, rainfall data from four rain gauge stations in the Paskouhak catchment were used. Five parameters, including elevation, slope, aspect, longitude, and latitude, were identified. The different combinations of these five parameters were prioritized using the gamma test in WinGammaTM software. After the use of different regression models, the best model was selected based on evaluation criteria such as R2, RMSE, and the Taylor diagram. A raster map of a selected rainfall event was drawn in the Arc GIS environment. Finally, using the proposed approach of relative equations, the spatiotemporal changes in rainfall were modeled.

    Results

    The results showed that using a second-degree nonlinear model and parameters of elevation and latitude, it is possible to accurately obtain the spatial distribution of rainfall in the form of a regular pixel grid (100 square meters) with high precision (R2=0.917 and RMSE=0.2277).

    Conclusion

    In different rainfall events in small catchment areas, the variation in rainfall in each pixel is almost constant relative to other pixels, including the rain gauge station, the proposed approach in this study can model the spatiotemporal changes of each rainfall event as a three-dimensional matrix in the study area. The approach can be valuable in predicting potential flood events and in water resource management and planning. However, further research is required to validate the results and test the approach in other areas.

    Keywords: Levenberg-Marquardt, Paskouhak catchment, Rainfall modelling, Regression modeling
  • Vahid Karimian *, Mohsen Farzin Pages 51-63
    In this research, the nutrient value of Zygophyllum eurypterum, Salsola orientalis, and Sanguisorba minor during different growing periods in the winter rangelands of Gachsaran County was considered. For this purpose, sampling was done randomly and with 4 repetitions from the species in different periods of growth. To determine the quality, crude protein percentage (CP), acid detergent insoluble fiber (ADF), dry matter digestibility (DMD) and metabolizable energy (ME) were evaluated. The results showed that the quality indices in the studied species have significant differences (p<0.05). The highest values of crude protein percentage, dry matter digestibility percentage and metabolic energy (MJ/kg) are 16.91, 60.88 and 8.35, respectively, was observed in S. minor and the lowest values of the indices 7.39, 49.05 and 6.33, respectively, were detected in S. orientalis. Also, the highest amount of ADF was obtained in S. orientalis (45.66%) and the lowest in S. minor (36.16%). The nutrient value of the plants in different growth periods has significant differences (p<0.05). In the growth period, the highest percentage of crude protein (20.87) belongs to the Z. eurypterum, the highest percentage of digestibility (65.92) and the amount of metabolic energy (9.2 Mj/kg) was belonged to the S. minor and the lowest percentage of crude protein (8.65), dry matter digestibility percentage (57.34), and metabolic energy (7.74 Mj/kg) was belonged to the S. orientalis. The highest (36.25%) and the lowest percentage of ADF (31.50%) at this stage belong to S. orientalis and S. minor. In the flowering period, the highest amount of crude protein percentage (17.50), dry matter digestibility percentage (62.50) and metabolic energy (8.62) belong to the S. minor.
    Keywords: rangeland ecosystems, Biological projects, Grazing capacity, Nutrient Value
  • Amir Fallahpour, Rasoul Khosravi *, Masoud Masoudi, Hassan Moghim Pages 65-83
    Introduction

    In the comprehensive and integrated watershed management approach, watershed management has progressed from a mechanical and biological program to a comprehensive and integrated management system, through which we can guarantee human needs for the present and future generations in a reasonable way. Despite the fact that there is no doubt about the effectiveness of most watershed projects, the alignment of these projects with the goals of sustainable development needs to be evaluated.

    Material and Methods

    We used IUCN method to assess sustainability of the watershed management plans in Sistan and Tol Heidari watershed of Jahrom County from 2005 to 2021. The most important strength of this method is simultaneous consideration of human and ecosystem factors. For this purpose, using opinion of experts, we determined criteria and indices in two main categories including ecosystem and human welfare. Finally, we selected three criteria and 15 indices for ecosystem section and four criteria and 13 indices for human section to assess watershed sustainability condition. The sustainability assessment of the watershed was performed with and without weighting the indicators and criteria.

    Results

    The final score, according to the stability barometer respectively in the first method, was 66.30 before implementation and 71.33 after implementation. In the second method, the final score of 60.64 and 66.66 which indicates an upward trend in the level of stability and increase in the state of stability.

    Discussion

    The results of the present study show that the watershed projects carried out in the region have been able to bring about a relative improvement in the ecological and economic-social conditions of the region.

    Keywords: IUCN method, Sustainability Assessment, Sustainable Development, Sustainability indicators, watershed management plans
  • Negar Tayebzadeh Moghadam, Bahram Malekmohammadi * Pages 85-105
    The response of water balance components as indicators of hydrological performance to stimuli such as land use change is of strategic importance. In this study, the effect of land use change on water balance components was evaluated, focusing on the relationships and change of the main indicators of water yield and sediment yield. Based on this, the Markov chain model was used to predict land use in 2040. Also, the American soil and water assessment tool was developed as a base model for evaluating and estimating hydrological indicators in the Taleghan Watershed as a mountainous watershed with structural heterogeneity. The results of model showed that the increase of settlements and urban development in Taleghan watershed will result in increased runoff, increased water yield and sediment yield indicators, and more sedimentation. Land use change leads to an increase of sediment yield by 11 times until 2040. The conversion of pastures to barren lands is the most important land use change that can increase sediment yield. Also, the increase of barren lands will be the reason for the reduction of evapotranspiration in some sub-basins of this watershed. Increasing rainfall and decreasing soil permeability will increase surface runoff, and as a result, soil erosion and sediment yield will increase. In this study, exactly the sub-basins that had the highest quantitative amount of predicted water yield index also had the highest quantitative amount of sediment yield index and increased sedimentation. In this research, it was determined that land use change as a type of structural change in the land will have visible effects on the functions and hydrological responses of the watershed.
    Keywords: Land Use Change, Sediment yield, Taleghan watershed, Water Yield