فهرست مطالب
مجله اکو هیدرولوژی
سال چهارم شماره 1 (بهار 1396)
- تاریخ انتشار: 1396/01/31
- تعداد عناوین: 23
-
-
صفحات 1-11برآورد بارش برای اجرای طرح های مطالعات منابع آب، خشک سالی، طرح های آمایش سرزمین، محیط زیست، آبخیزداری و طرح های جامع کشاورزی ضروری می باشد. در این پژوهش جهت تخمین بارش ماهانه دشت کاکارضا واقع در استان لرستان از مدل برنامه ریزی بیان ژن استفاده شد و نتایج آن با سایرروش های هوشمند از جمله سیستم استنتاج فازی_عصبی و شبکه عصبی مصنوعی مقایسه گردید. برای این منظور از پارامترهای میانگین دما، رطوبت نسبی، تبخیر، سرعت باد در مقیاس زمانی ماهانه در طی دوره آماری (1394-1384) بعنوان ورودی و بارش بعنوان پارامتر خروجی مدلها انتخاب گردید. معیارهای ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا برای ارزیابی و عملکرد مدلها مورد استفاده قرار گرفت. از لحاظ دقت، مدل برنامه ریزی بیان ژن با ضریب همبستگی 978/0 ، ریشه میانگین مربعات خطا (mm 026/0) و میانگین قدر مطلق خطا (mm 017/0) در مرحله صحت سنجی در اولویت قرار گرفت. در مجموع نتایج نشان داد که روش برنامه ریزی بیان ژن توانایی بالایی در تخمین مقادیر کمینه و میانی و بارش دارد.کلیدواژگان: بارش، برنامه ریزی بیان ژن، سیستم استنتاج فازی، عصبی، شبکه عصبی مصنوعی
-
صفحات 13-27سکونتگاه های روستایی بیشتر در کنار منابع آبی اعم از آبهای سطحی یا منابع آبهای زیرزمینی شکل گرفتهاند. هدف از این مطالعه، شناخت منابع آب و تاثیر آن در توسعه نواحی روستایی بخش ززوماهرو است. در مقاله حاضر با کاربست شیوه تحلیلی توصیفی، ضمن بررسی مفاهیم توسعه پایدار روستایی؛ تاثیر منابع آب در توسعه روستایی بررسی می شود. بدین منظور جمع آوری اطلاعات به دو صورت کتابخانهای و میدانی صورت گرفته و برای ارزیابی توان اکولوژیکی از مدل مخدوم و از روش کیفی قیاسی برای تعیین اولویت کاربری ها و برای ترسیم نقشه ها از نرم افزار GIS استفاده شده است. نتایج نشان داد بیشتر آب سطحی موجود بدون استفاده مناسب برای فعالیتهای اقتصادی به ویژه کشاورزی از منطقه خارج میشود. با ارزیابی توان اکولوژیکی مشخص شد که 8/2 درصد از مساحت بخش در سه طبقه ابتدایی کشاورزی قرار دارند؛ بدین معنا که زمینهای کشاورزی در سطح بسیار خرد و پراکندهای قرار دارند. توسعه آبزیپروری با توجه به وجود منابع آب غنی و سایر شرایط وضعیت مساعدی برای توسعه فعالیتهای اقتصادی دارد به طوری که 5/1 درصد از مساحت بخش که برابر 3211 هکتار است، شرایط کاملا مساعدی برای توسعه این نوع کاربری دارد و 59708 هکتار که معادل 5/26 درصد از اراضی بخش است، قابلیت مناسبی برای گسترش آبزیپروری در سطح بخش داشته است.کلیدواژگان: بخش ززوماهرو، توان اکولوژیکی، توسعه پایدار، سکونتگاه های روستایی، مدیریت منابع آب
-
صفحات 29-37توابع تبدیل صورت میگیرد. در پژوهش حاضر با استفاده از اطلاعات میانگین بارش ماهانه، کمترین و بیشترین دما و رطوبت ایستگاه سینوپتیک شهرستان آباده در بازه زمانی 1355 تا 1392 بهصورت نرمالشده و خام بهعنوان ورودی های شبکه پرسپترون چندلایه، بارش ماه آینده شهرستان پیشبینی شد. برای نرمالسازی داده های هواشناسی، پس از بررسی وجود داشتن یا نداشتن داده های گمشده و پرت از سه روش نرمالسازی مینیمم ماکزیمم، رتبهای و آماره نرمال استاندارد استفاده شد. پس از بهدستآوردن بهترین ساختار شبکه با استفاده از آزمون و خطا برای هر روش از مقایسه بهترین ساختارهای هر روش با یکدیگر، روش مینیمم ماکزیمم با ساختار شبکه سهلایه و تعداد 13 نورون در لایه پنهان با مقدار 92/0=R و 12/0=MSE در مقایسه با دیگر روشها بهعنوان بهترین روش انتخاب شد. نتایج آنالیز حساسیت انجامشده نیز نشان داد مدل به حذف پارامتر بیشترین رطوبت بیشتر از سایر پارامترها حساسیت نشان داد. پس از آن نیز دمای حداکثر بیشترین تاثیر را بر پیشبینی بارش داشت. همچنین مقایسه عملکرد شبکه با تعداد ورودی های مختلف نشان داد شبکه با داشتن دو ورودی شامل کمترین دما و رطوبت با مقدار 13/0= MSE در مواقعی که کمبود داده وجود دارد نسبت بهتعداد پنج ورودی به نتیجه خوبی رسید.کلیدواژگان: آماره نرمال استاندارد، بارندگی، مینیمم، ماکزیمم، نرمال سازی داده، نرمال سازی رتبه ای
-
صفحات 39-52امروزه، بسیاری از قنوات تهران در معرض و تهدید آلودگی زیست محیطی قرار گرفتهاند. به همین دلیل بررسی های زیست محیطی و پایش کیفیت آب قنوات به عنوان موضوعی مهم در برنامه ریزی و مدیریت شهری مطرح است. هدف از این پژوهش، پایش کیفیت آب قنوات پهنه شرق تهران از نظر شاخص های زیست محیطی است. روش تحقیق این پژوهش، برای جمع آوری آمار و اطلاعات ابتدا برپایه مطالعات اسنادی و سپس بازدیدهای میدانی، نمونه برداری و همچنین آزمایش هایی استوار است که مراکز پژوهشی دیگر انجام داده اند. نتایج این پژوهش بیانگر آن است که قنوات پهنه شرق تهران از نظر کیفیت آب تقریبا تفاوت کمی دارند، ولی در برخی متغیرهای کیفی از نظر نوع مصرف آب براساس نوع طبقه بندی قابل تفکیک هستند. متغیرهای مهمی از کیفیت شیمیایی آب از قبیل نیترات، سولفات، فلزات سنگین، NH3،EC،TDS، PH، DO نشان می دهند که کیفیت آب قنوات در بیشتر موارد نسبت به استانداردهای ملی و سازمان جهانی بهداشت برای شرب در حد مناسب و در برخی از جمله ده خیر شهر ری آلودگی بیولوژیکی بیش از حد مجاز دارند. همچنین از نظر شاخص لازم برای مصارف کشاورزی نیز نتایج آزمایش ها حکایت از مطلوب بودن قنوات پهنه شرقی تهران دارد. به طور کلی، هرچه از مناطق شمال شرقی تهران به سمت جنوب شرق تهران پیش می رویم، به دلیل کاهش عمق سطح آب زیرزمینی بار آلودگی و املاح آب افزایش می یابد.کلیدواژگان: پهنه شرق تهران، سلامت، کیفیت آب، قنات
-
ارزیابی آلودگی فلزات سنگین و عناصر کمیاب در فصل های تر و خشک آب زیرزمینی شمال بروجرد، لرستان - ایرانصفحات 53-64با توجه به آلودگی فزاینده منابع آب و اهمیت پایش مداوم آنها، در این تحقیق نسبت به بررسی جامع عناصر کمیاب و فلزات سنگین در آب های زیرزمینی دشت اشترینان در محدوده شمال بروجرد، به منظور بررسی تاثیر هوازدگی کانی ها، فعالیت های کشاورزی و صنعتی اقدام شد. نمونه های آب زیرزمینی از 10 حلقه چاه، پنج دهانه قنات و یک چشمه در دو فصل تر و خشک جمع آوری شدند. سپس با استفاده از طیف سنج جرمی آنالیز و بیشترین سطح آلایندگی توسط سازمان بهداشت جهانی مقایسه شدند. نتایج اندازهگیری ها نشان داد از تعداد 63 عنصر اندازهگیری شده، میزان بیشترین غلظت آهن، منیزیم، سرب، استرانسیم و وانادیم به ترتیب 4/0، 3/36، 9/62، 89/0، 5/195 و بیشتر از سطح مجاز است. بررسی میزان عنصر سرب، بر و آهن در آب زیرزمینی در محدوده مطالعه شده نشان میدهد غلظت این عناصر از شرق و غرب دشت به سمت مرکز در حال افزایش است. همچنین سطوح افزایشی غلظت Sr در آب زیرزمینی بیشتر ناشی از فرایندهایی همچون هوازدگی کانی هایی مانند فلدسپات های مربوط به گرانیت ها و گرانودیریت های شرق دشت تشخیص داده شد. از موارد محتمل آلایندگی می توان به موتورهای دیزلی چاه های آب در منطقه، چاه های دهانه گشاد متروک، صنایع فولاد آلیاژی در ورودی شمالی دشت و فعالیتهای معدن کاری اشاره کرد که از پتانسیلهای آلایندگی فلزات سنگین در آب زیرزمینی و تهدیدی برای محیط زیست منطقه است. با استفاده از تحلیل مولفه اصلی، سه عامل اصلی در تعیین کیفیت هیدروشیمیایی عبارت اند از تاثیر یون های اصلی، عناصر کمیاب و فلزات سنگین که درمجموع نزدیک به 68 درصد واریانس عوامل را به خود اختصاص دادهاند.کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آلودگی، تحلیل مولفه اصلی، عناصر کمیاب، فلزات سنگین
-
صفحات 65-73رودخانه کهمان پرمنفعتترین رودخانه شهرستان الشتر از نظر کشاورزی و پرورش ماهی است. به دلیل اینکه فرایندهای هیدرولوژی تصادفی اند، آمار و احتمال اساس تجزیه و تحلیل پدیده های یادشده است، بنابراین از سری های زمانی استفاده میشود. در تحلیل سری زمانی، مرحله اول شامل نمایش نوسان پارامترها در طول زمان است، مرحله دوم ایستا سازی داده ها، مرحله سوم نرمالسازی و مرحله چهارم شناسایی پارامترهای مدل است. درنهایت، برای سنجش دقت مدل در پیشبینی از شاخص مجذور میانگین مربعات خطا RMSE و معیار اطلاعاتی آکاییکه AIC استفاده شد. در این تحقیق روند تغییرات زمانی سه پارامتر ،pH HCO3 و Na که از پارامترهای موثر بر کیفیت آب شرب و کشاورزی هستند، در ایستگاه دره تنگ رودخانه کهمان طی سالهای آماری 1366 تا 1392 مطالعه شد. سپس بر اساس نمودارهای سری زمانی داده ها و همچنین نمودار خود همبستگی جزئی، مدل ARIMA فصلی ضربی از بین مدلهای سری زمانی انتخاب و در نرمافزارهای XLSTAT و MINITAB استفاده شد. برای HCO3 مدل بهینه برای پیشبینی 4(1،1،1)*(1،1،1) ARIMA و برای pH، 4(1،1،1)*(1،1،1) ARIMA تشخیص داده شد؛ ولی برای Na هیچیک از مدلهای ARIM مناسب تشخیص داده نشد. HCO3 معمولا روند افزایشی دارد. محدوده تغییرات pH طبق نمودار سری های زمانی در محدوده بهینه 5/6 تا 5/8 قرار دارد. Na به دلیل نبود سازندهای نمکی در حوضه آبخیز رودخانه کهمان معمولا روند ثابتی دارد و افزایشی نیست.کلیدواژگان: پیش بینی، رودخانه کهمان، سری زمانی، مدل ARIMA
-
صفحات 75-87توسعه روزافزون، ساخت پروژه های مهندسی ازجمله قطار شهری در کلانشهرها به بررسی، مدیریت و کنترل مناسب آبهای زیرزمینی نیاز دارد. بنابراین، تخمین دقیق پارامترهای هیدروژئولوژیکی از جمله هدایت هیدرولیکی مهمترین عامل در مطالعات و مدلسازی آبهای زیرزمینی و همچنین مسائل ژئوتکنیک بهحساب میآید. در دهه اخیر روشهای مختلف آزمایشگاهی و صحرایی برای تخمین این پارامتر وجود داشته است، اما تخمین هدایت هیدرولیکی با استفاده از این روشها با توجه به ناهمگنی و ناهمسانی محیطهای هیدروژئولوژیکی، پرهزینه، وقتگیر و دارای عدم قطعیت ذاتی است. در این تحقیق از سه روش فازی مدل استنتاج فازی ساگنو (SFIS)، مدل استنتاج فازی ممدانی (MFIS) و سیستم استنتاج فازی لارسن (LFIS) که مناسب برای کار با داده های دارای عدم قطعیت هستند، برای تخمین هدایت هیدرولیکی محدوده متروی شهر تبریز استفاده شده است. سپس برای تدقیق مدلهای منفرد و حل مشکل ناهمگنی زیاد آبخوان شهر تبریز، مدل ترکیبی SOM-FL ارائه شد. بر اساس معیارهای ارزیابی RMSE و R2 نتایج مدلهای منفرد قابل قبول است، ولی مدل ترکیبی ارائهشده توانست راندمان مدل (R2) را نسبت به مدلهای منفرد در مرحله آموزش 18 درصد و در مرحله آزمایش 4/15 درصد افزایش دهد و هدایت هیدرولیکی را تدقیق کند.کلیدواژگان: فازی، قطار شهری تبریز، هدایت هیدرولیکی، SOM
-
صفحات 89-102افزایش گازهای گلخانهای در چند دهه اخیر و افزایش دمای ناشی از آن، سبب بر هم خوردن تعادل سیستم اقلیمی کره زمین شده و تغییرات اقلیمی گستردهای را در اغلب نواحی کره زمین به وجود آورده است. سیاستهای راهبردی توسعه در این منطقه، بهدلیل نیاز به آب در منطقه مرکزی از یکسو و محدودیتهای منابع آب از سوی دیگر، با چالشی بزرگ روبه رو شده است. در این پژوهش، ابتدا مدل بارش رواناب WetSpa برای حوضه آبخیز بازفت صمصامی بهعنوان یکی از زیرحوضه های مهم حوضه آبخیز کارون واسنجی شد. سپس مقادیر دما و بارش برای دوره آتی براساس سناریوهای تغییر اقلیم با خروجی های مدل چرخش عمومی جو HadCM3 برای سه سناریوی A1B، A2 و B1، با استفاده از مدل WG–LARS ریزمقیاس شدند. آنگاه بهمنظور شبیهسازی رواناب حوضه، داده ها به مدل WetSpa معرفی شد. در نهایت نتایج، کارایی مدل WG– LARS در برآورد باران و دما را تایید کرد. همچنین نتایج نشان داد رواناب در دوره آماری 2011 2040 و دوره آماری 2071 2100 نسبت به دوره مشاهداتی در هر سه سناریو بهترتیب به میزان متوسط 86/8 و 83/4 درصد افزایش پیدا کرده و در دوره آماری 2041 2070 بهمیزان متوسط 25/7 درصد کاهش یافته است. این موضوع، نشاندهنده تاثیر تغییر اقلیم بر رواناب در دوره آینده میانی در حوضه آبخیز مطالعاتی است. بنابراین، با توجه به نتایج بهدست آمده، اتخاذ سیاستهای برنامه ریزی به منظور سازگاری با تغییر اقلیم برای حوضه آبخیز بازفت صمصامی ضرورت دارد.کلیدواژگان: تغییر اقلیم، حوضه آبخیز بازفت صمصامی، سناریو، مدل سازی هیدرولوژیک (WetSpa)، LARS، WG
-
صفحات 103-118منابع آب و خاک از مهم ترین کالاهای ضروری در هر شهر یا کشور محسوب می شود که مصارف گوناگونی دارد. از مهمترین موارد مصرف این منابع استفاده آب شرب، مصارف خانگی، استفاده در فعالیتهای کشاورزی و دامداری، صنعتی و معدنی است. هدف از مقاله حاضر ارزیابی و تحلیل وضعیت منابع آب و خاک در مناطق شهری تهران است. پژوهش حاضر به لحاظ روش تحقیق با تبعیت از ماهیت مسئله، روشی تحلیلی توصیفی است و داده های مورد نیاز از طریق مصاحبه و پرسشنامه جمع آوری شده است. برای وزندهی به زیرشاخصها از مدل تحلیل سلسلهمراتبی و نرمافزار Expert choice، به منظور ترسیم نقشه ها و همپوشانی و تلفیق زیرشاخصها از نرم افزار Arc GIS و برای تحلیل از مدل نیروی محرکه، فشار، وضعیت و پاسخ استفاده شده است. طبق یافته ها و بر اساس شاخص عملکرد محیطی (EPI)، مقدار شاخص منابع آب و خاک از 3/17 تا 9/41 متغیر بوده است و منطقه 20 بدترین شرایط و مناطق 1 و 22 شرایط مناسبی داشتهاند. در مجموع و با روی همگذاری لایه های زیرشاخصها مشخص شد که منطقه 20 شرایط بسیارنامناسب و نیز عملکرد بدتری در بین مناطق داشته است و بیشتر مناطق (9 منطقه) در شرایط نامناسب قرار گرفتهاند و دو منطقه 1 و 4 شرایط بسیار مناسبی دارند. به طور کلی، پنج منطقه در شرایط مناسب قرار داشتهاند و 17 منطقه شرایط نسبتا مناسب تا بسیار نامناسب و عملکرد بدی داشتهاند.کلیدواژگان: تهران، کیفیت آب و خاک، مدل DPSR، منابع آب و خاک
-
صفحات 119-132فرسایش خندقی یکی از فرایندهای فرسایشی است که به طور گستردهای بر شکل ظاهری زمین اثر میگذارد. توسعه خندق سبب هدررفت مقدار زیادی خاک می شود. از این رو، میتوان از آن بهعنوان یکی از علل اصلی تخریب زمین و محیط زیست نام برد. در این تحقیق مدل ارائه شده برای پهنهبندی فرسایش خندقی در شرایط مناطق خشک و نیمه خشک، به منظور واسنجی و اعتبار یابی آن در استان کهگیلویه و بویراحمد بررسی شد. بنابراین، با بررسی پراکنش فرسایش خندقی در سطح استان، حوضه آبگندی انتخاب و برای انجام تحقیق در نظر گرفته شد. در این حوضه با تهیه نقشه های مختلف کاربری اراضی، واحدهای اراضی، سنگ شناسی، شیب، نقشه واحد کاری استخراج و بر اساس آن واحدهای کاری انتخاب شد. در هر واحد کاری از طریق نقشه برداری خندقها خصوصیات ظاهری و مورفومتری خندقها استخراج شد. در هر واحد وضعیت نفوذ پذیری و درصد حفاظت روی خاک نیز بررسی شد. همچنین ارزش کمی شش لایه نقشه ورودی به مدل (شامل سنگ شناسی، درصد شیب زمین، نوع خاک، متوسط بارندگی سالانه، نوع استفاده از زمین و درصد حفاظ روی خاک) تعیین شد. درنهایت، براساس آن نقشه پهنهبندی فرسایش خندقی با استفاده از روش یا مدل شاخص همپوشانی و عملگرهای جمع جبری فازی، ضرب جبری فازی و گامای فازی در محیط GIS شد. با توجه به نتایج بهدستآمده و با در نظر گرفتن مساحت پهنه های مختلف و میزان خندقهای رخ داده در هر یک از آنها، مدل گامای فازی 8/0 مناسب ترین روش پهنهبندی فرسایش خندقی در حوضه مطالعه شده است.کلیدواژگان: پهنه بندی، حوضه آبگندی، فازی، فرسایش خندقی، مدل سازی
-
صفحات 133-147هدف از این پژوهش بررسی کارایی هشت نمایه خشکسالی در استانهای اصفهان، کرمان و یزد و انتخاب بهترین نمایه است. بدین منظور، با استفاده از داده های ماهانه و سالانه بارش طی دوره 30 ساله (1985 2014) و با استفاده از هشت نمایه خشکسالی در 20 ایستگاه هواشناسی مرکز ایران دقت هر یک از نمایه ها در تعیین خشکسالی بررسی شده است. پهنهبندی نیز در نرمافزار 3/9 ARC GIS برای خشکترین سال طی دوره آماری و بر اساس بهترین نمایه انتخابی صورت گرفته است. برای انتخاب بهترین نمایه ها در مقیاس ماهانه و سالانه از سنجه کارآمد تقارن سال وقوع کمینه بارندگی با خشکسالی بسیار شدید در ایستگاه های منطقه استفاده شده است. نتایج نشان داد در مقیاس ماهانه فقط نمایه SPI 6 و 12 ماهه برای پایش خشکسالی حتی در ماه های کم باران که با داده های صفر مواجه میشوند را داراست. در این مقیاس زمانی نمایه های استاتیک مثل RAI و DIقادر به تعیین شرایط واقعی خشکسالی نیستند؛ اما در مقیاس سالانه نمایه های RAI و DI در همه ایستگاه ها سال کمینه بارندگی را مطابق با خشکسالی بسیار شدید نشان داده بودند و بهعنوان بهترین نمایه شناخته شدند. ضعیفترین نمایه نیز متعلق به نیچه بود که توانایی تعیین شدت خشکسالی را در کل منطقه مطالعه شده نداشت. در مقایسه کارایی نمایه RAI و SPI نیز مشخص شد که نمایه RAI رخداد خشکسالی بسیار شدید را در همه منطقه نشان داده است، اما نمایه SPI در چند ایستگاه قادر به نمایش رده خشکسالی بسیار شدید طی دوره 30 ساله در منطقه ایران مرکزی نبوده است.کلیدواژگان: ایران مرکزی، بارندگی، پهنه بندی، خشک سالی، نمایه RAI
-
صفحات 149-162مهندسی زیستی خاک علمی کاربردی و ترکیبی از مفاهیم ساختاری، بیولوژیکی و زیست محیطی بهمنظور کنترل فرسایش، رسوب و سیل است. تکنیکهای مهندسی زیستی در دانش بیولوژیکی تکیه برای ساخت سازه های ژئوتکنیکی و هیدرولیکی دارند و برای تضمین دامنه و دیواره های ناپایدار بهکار برده میشوند. بزرگترین افزایش در توسعه روشهای جدید مهندسی زیستی خاک در اروپا در طول دهه 1900 بود. مطالعات ثبت شده نشان داد اولین آزمایش های ثبت شده شامل گزارش ها و انتشارات در مناطقی از آلپ، آسیا، آلمان و سوئیس تولید شده است. مهندسی زیستی خاک استفاده از مواد گیاهی زنده است که در سازه های مهندسی استفاده میشود و برای درمان سایتهایی با مشکلاتی مانند ثبات خاک سطحی و فرسایش خاک استفاده میشود. در این تحقیق برخی روشهای مهندسی زیستی در مدیریت آب از جمله زهکشهای دستهای زنده، نرده های لجنی زنده، لایه لایه قرار دادن بوته، فنسهای زنده، میخ چوبی زنده و... و تثبیت شیبهای تند مانند حصارهای دیوارهای، لایه های بوتهای اصلاح شده، لایه های بوتهای زنده در یک شکاف و دیوار تخت زنده ارائه میشود. روشهایی مانند حصارهای دیوارهای و لایه های بوتهای اصلاح شده میتوانند برای دامنه های ناپایدار و یا کاهش زاویه شیب استفاده شوند و همچنین به استقرار پوشش گیاهی کمک میکنند.کلیدواژگان: اراضی حاشیه رودخانه، تثبیت کننده های خاک، حفاظت خاک، فرسایش خاک
-
صفحات 163-175تحلیل روند و تغییرات ناگهانی و ناهمگنی متغیرهای هیدرو اقلیمی اهمیت زیادی در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب دارد. بدین منظور برای تحلیل روند و ناهمگنی بیشترین و کمترین دما از 2 ایستگاه باران سنجی، برای بارش از 7 ایستگاه باران سنجی و برای دبی از 7 ایستگاه آب سنجی با طول دوره آماری 40 سال (1351 تا 1390) استفاده شد. در تحلیل روند بیشترین و کمترین دمای سالانه نتایج نشان داد هر دو ایستگاه روند افزایشی معنادار در سطح 1 درصد داشته است. نتایج تحلیل روند تغییرات بارش نشان داد روند تغییرات بارش هم از لحاظ زمانی و هم از لحاظ مکانی تغییرات مشخصی طی چهار دهه گذشته نداشته است و تعیین الگوی دقیق تغییرات نسبت به متغیرهای دیگر در منطقه دشوار است. از 7 ایستگاه بررسی شده آب سنجی، 5 ایستگاه روند کاهشی معنادار داشته است. بنابراین، دبی بیشترین روند تغییرات کاهشی را در بین متغیرهای بررسی شده در منطقه داشته است. تحلیل تغییرات ناگهانی پارامترهای هیدرو اقلیمی توسط چهار آزمون ناهمگنی مشخص شد که به طور متوسط 50/50 درصد از سری های زمانی بیشترین دما، 50/62 درصد از سری های زمانی کمترین دما ، 25/26 درصد از سری های زمانی بارش و 45 درصد از سری های زمانی دبی ناهمگنی در سطح اطمینان 95 در ایستگاه های مطالعه شده داشتند. بررسی تغییرات ناگهانی در داده های بیشترین و کمترین دما نشان داد همه تغییرات در جهت مثبت است یا به بیانی تغییرات ناگهانی افزایشی بوده است. در مقایسه با داده های دما، تغییرات ناگهانی داده های بارش همانند روند تغییرات آنها از الگوی خاصی پیروی نمیکردند. در حالت کلی از لحاظ زمانی، تغییرات ناگهانی متغیرها در بیشتر موارد در دهه 1370 اتفاق افتاده است.کلیدواژگان: آجی چای، بارش، تغییرات ناگهانی، هیدرو، اقلیمی
-
صفحات 177-189رویکردهای متفاوتی برای برآورد جریان زیستمحیطی رودخانه معرفی شده است که به رویکرد هیدرولوژیکی به دلیل نیاز دسترسی به داده های محدود و زمان نسبتا سریع ارزیابی توجه زیادی شده است. این رویکرد شامل روشهای متنوعی است، بنابراین مقایسه بین نتایج روشهای مختلف این رویکرد، ضروری است. هدف از تحقیق حاضر بررسی و مقایسه نتایج روشهای تنانت، انتقال منحنی های تداوم جریان، روش مدل ذخیره رومیزی و تسمن در برآورد جریان زیستمحیطی رودخانه زهره در جنوب غربی ایران (ایستگاه آبسنجی دهملا) است. بر اساس بررسی داده های بلند مدت جریان متوسط سالانه برابر 18/80 مترمکعب بر ثانیه و دوره زمانی مرداد مهر و بهمن فروردین با جریان متوسط 5/22 و 6/156 مترمکعب بر ثانیه به ترتیب دوره های کم آب و پرآب سال هستند. بررسی نتایج روشهای مختلف نشان میدهد روش انتقال منحنی تداوم جریان به دلایل ارائه مقادیر منطقی جریان زیست محیطی در ماه های مختلف در مقایسه با دبی جریان متوسط ماهانه و سالانه، تطابق مناسب الگوهای تغییرات درون سالی جریان متوسط زیستمحیطی ماهانه و جریان متوسط ماهانه رودخانه و تخصیص نیافتن همه جریان متوسط ماهانه به جریان مورد نیاز زیستمحیطی در طول سال قابل پذیرشترین روش برآورد جریان زیستمحیطی در این مطالعه است. با در نظر گرفتن نتایج روش انتقال منحنی تداوم جریان مقدار جریان زیستمحیطی ماهانه بین 2/53-8/6 با متوسط 79/27 مترمکعب بر ثانیه در سال برآورد می شود. همچنین مقدار جریان متوسط زیستمحیطی متوسط در دوره های کم آبی و پرآبی به ترتیب 7/7 و 3/49 مترمکعب بر ثانیه است.کلیدواژگان: انتقال منحنی های تداوم جریان، تسمن، تنانت، جریان زیست محیطی، روش مدل ذخیره رومیزی
-
تغییرپذیری درون رگباری ضریب تغییرات حجم رواناب و هدررفت خاک طی تکرارهای شبیه سازی باران و فرسایش خاکصفحات 191-199بررسی تغییرپذیری درون رگباری خصوصیات رواناب و هدررفت خاک بهعنوان دو مقوله مهم فرایندهای هیدرولوژیکی، میتواند برای تصمیمگیری و فهم بهتر پاسخهای هیدرولوژیکی به متخصصان کمک کند. حال آنکه این مقوله در جهان و بهویژه کشورهای در حال توسعه کمتر مورد توجه بوده است. بنابراین، مطالعه حاضر برای ارزیابی اثر شیبها و شدتهای مختلف بارندگی بر تغییرپذیری درون رگباری ضریب تغییرات حجم رواناب و هدررفت خاک در سه تکرار برنامه ریزی شد. بدین منظور آزمایشها در شبیهساز باران و در پلات فرسایش خاک 6 در 1 متر با عمق 5/0 متر و در شیب های 5، 15 و 25 درصد و شدتهای باران 30، 60 و 90 میلیمتر بر ساعت روی یک نمونه خاک جمع آوری شده از مراتع حوضه آبخیز کجور در شمال ایران انجام پذیرفت. نتایج بیان کننده روند افزایشی ضریب تغییرات درون رگباری حجم رواناب و هدررفت خاک با افزایش شدت بارندگی در شیب 5 و 15 درصد بود. در حالی که هیچ روندی با افزایش شیب در شدتهای مختلف بارندگی برای ضریب تغییرات درون رگباری حجم رواناب و هدررفت خاک غیر از ضریب تغییرات هدررفت خاک در شیبهای مختلف در شدت بارندگی 90 میلیمتر بر ساعت مشاهده نشد. همچنین کمترین و بیشترین مقدار میانگین ضریب تغییرات درون رگباری حجم رواناب بهترتیب 80/4 و 10/17 و برای هدررفت خاک 28/17 و 96/87 درصد مشاهده شد. یافته های این پژوهش بر ضرورت لحاظ تغییرات درون رگباری متغیرهای رواناب و هدررفت خاک در تکرارهای مختلف و متناسب با شدت بارندگی و شیب در تحلیل فرایندهای حاکم بر سامانه آبخیز تاکید دارد.کلیدواژگان: تغییرات زمانی، تولید رواناب، شبیه سازی هیدرولوژیک، رگبار، فرسایش بین شیاری
-
صفحات 201-214سیگنالهای بزرگمقیاس اقلیمی شامل کنشهای جوی اقیانوسی، از عوامل اصلی موثر بر نوسانات اقلیمی زمین هستند و شاخصهای بسیار مهمی در پیشبینی متغیرهای اقلیمی محسوب میشوند. در این پژوهش، با بهکارگیری مدلهای شبکه عصبی مصنوعی، شبکه فازی عصبی و رگرسیون خطی چندگانه، بارش ماه آتی در ایستگاه سینوپتیک سمنان پیشبینی شد. بدین منظور، از سری زمانی ماهانه بارش ایستگاه سینوپتیک سمنان و سیگنالهای بزرگمقیاس اقلیمی طی یک دوره 45 ساله (1966 2010 میلادی) استفاده شد. سیگنالهای موثر بر بارش ماه آتی با استفاده از تحلیل رگرسیون خطی گامبهگام تعیین شدند و بهعنوان متغیرهای ورودی در مدلهای استفاده شده، انتخاب شدند. از 540 سری داده ماهانه، 80 درصد ابتدایی برای آموزش و 20 درصد باقی برای آزمون صحتسنجی مدلها استفاده شدند. عملکرد مدلها با معیارهای ارزیابی ضریب همبستگی، میانگین قدر مطلق خطا و ریشه میانگین مربعات خطا مقایسه شد. نتایج صحتسنجی نشان داد ضرایب همبستگی بهدستآمده (829/0، 793/0 و 767/0) به ترتیب مربوط به مدلهای شبکه عصبی مصنوعی، شبکه فازی عصبی و رگرسیون خطی چندگانه اند. بر اساس نتایج این تحقیق، میتوان برای پیشبینی بارش ماه آتی ایستگاه سینوپتیک سمنان، به ترتیب از مدلهای شبکه عصبی مصنوعی، شبکه فازی عصبی و رگرسیون خطی چندگانه استفاده کرد.کلیدواژگان: بارش ماهانه، سیگنال های بزرگ مقیاس اقلیمی، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه فازی، عصبی، رگرسیون خطی چندگانه
-
صفحات 215-224آب زیرزمینی در بیشتر نقاط جهان مانند ایران از مهم ترین منابع تامین آب برای مصارف گوناگون از جمله شرب است. آلاینده های مختلف کیفیت این منابع را به شدت تحت تاثیر قرار می دهند و استفاده از آن را برای مصارف مختلف ناممکن میسازند. نیترات از شناختهشدهترین آلاینده های منابع آب است که در سالهای اخیر به دلیل افزایش جمعیت و توسعه کشاورزی در نتیجه نیاز بیشتر به مقدار آن در آبهای زیرزمینی در مناطق مختلف جهان به شدت افزایش یافته است. این مطالعه با هدف بررسی مقدار نیترات در آب زیرزمینی آبخوان اردبیل با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی انجام شده است. بدین منظور از 63 حلقه چاه واقع در آبخوان اردبیل در طول دوران خشک سال 1392، نمونهبرداری و مقدار نیترات آنها تعیین شد. نتایج نشان داد مقدار میانگین نیترات در نمونه های چاه ها برابر 18/39 میلیگرم بر لیتر است. نتایج واریوگرافی نشان داد مقدار نیترات در آبهای زیرزمینی منطقه ساختار مکانی مستحکمی دارد و روش کریجینگ معمولی با دقت زیادی (508/=R2) قادر به تعیین توزیع مکانی الگوی نیترات در منطقه است. بیشترین آلودگی نیترات در بخش غربی و جنوب غربی منطقه که منطبق با مکان جغرافیایی شهر اردبیل و اراضی کشاورزی حومه آن است، مشاهده شد که نشان دهنده تاثیر فعالیتهای انسانی بر افزایش نیترات در منابع آب منطقه است.کلیدواژگان: آب آشامیدنی، کشاورزی، کریجینگ، منابع آب
-
صفحات 225-235در سالهای اخیر کیفیت آب رودخانه کارون تحت تاثیر آلاینده های مختلفی از جمله زهآب کشاورزی و فاضلابهای شهری و صنعتی قرار داشته است. شاخص کیفیت آب و GIS، میتوانند به منظور پشتیبانی اقدامات مدیریتی در این رودخانه استفاده شوند و از قابلیت مدلهای سری زمانی نیز میتوان برای پیشبینی تغییرات کیفیت در آینده بهره برد. از این رو، هدف پژوهش حاضر ارزیابی کیفیت رودخانه کارون بر اساس شاخص کیفیت آب با استفاده از GIS و مدلسازی سری زمانی کیفیت آب است. در این پژوهش داده های ماهانه شامل pH، دما، DO، BOD، TDS، فسفات، نیترات، کدورت و کالیفرم مدفوعی، طی سالهای 1386 تا 1391 تجزیه و تحلیل شد. همه شاخصهای محاسبه شده در طبقه متوسط قرار گرفتند که به معنای استفاده از آب رودخانه فقط با اعمال تصفیه پیشرفته است. توزیع مکانی زمانی مقادیر شاخص کیفیت آب و معنادارنبودن روند تغییرات نشاندهنده به تعادل رسیدن آلاینده های ورودی و توان خودپالایی رودخانه است. نتایج مدلسازی مقادیر ضریب تبیین مناسب مدلها بین 69/0 تا 85/0 را نشان داد. همچنین شرایط انسانساز عامل غالب بر تغییرات کیفیت آب رودخانه شناخته شد. بر اساس این نتایج، کیفیت رودخانه کارون نسبت به گذشته اندکی افزایش یافته و با اتصال رودخانه دز، شاخص کیفیت آب به میزان نسبتا زیادی کاهش مییابد که میتواند بیانگر پایینتر بودن کیفیت آب رودخانه دز به دلیل ورود آلودگی به آن در پاییندست ایستگاه دزفول باشد و اقدامات کنترلی را در این رودخانه ایجاب میکند.کلیدواژگان: پهنه بندی، دارخوین، گتوند، ملاثانی، WQI
-
صفحات 237-245هدف از این مطالعه بررسی شاخص توپوگرافی خیسی (TWI) با استفاده از مدل جاذبه در شمال استان فارس است. مدل جاذبه برای اولین بار به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی مدل رقومی ارتفاع (DEM) استفاده شد. در این تحقیق از دو مدل همسایگی پیکسل های مماس (Touching) و مدل همسایگی چهارگانه (Quadrant) به منظور تخمین مقادیر زیر پیکسل ها استفاده شد. پس از ساخت تصاویر خروجی برای زیر پیکسل ها در مقیاس های 2، 3 و 4 با همسایگی های متفاوت، بهترین مقیاس با مناسب ترین نوع همسایگی با استفاده از نقاط کنترل زمینی تعیین و مقادیر RMSE برای آنها محاسبه شد. تعداد کل نقاط کنترل زمین به دست آمده از عملیات نقشه برداری، 2118 نقطه بود. نتایج نشان داد از بین مقیاس ها با همسایگی های مختلف، مقیاس 3 و مدل همسایگی چهارگانه نسبت به بقیه روش ها بیشترین دقت با کمترین میزان RMSE برای DEM 90 متری را دارد. سپس با استفاده از DEM به دست آمده از مقیاس 3 و مدل همسایگی چهار گانه شاخص خیسی حوضه مطالعه شده تعیین شد. نتایج نشان داد شاخص توپوگرافی خیسی در منطقه مطالعه شده بین 45/4- تا 06/6+ متغیر است. بخش های مرکزی منطقه مطالعه شده بیشترین مقادیر خیسی را دارند. مقایسه شاخص خیسی به دست آمده از مدل جاذبه (با قدرت تفکیک مکانی بیشتر) با DEM 90 متری (با قدرت تفکیک مکانی کمتر)، نشان داد با استفاده از مدل جاذبه، جزئیات بیشتری از میزان رطوبت در منطقه مطالعه شده، قابل مشاهده است.کلیدواژگان: شاخص توپوگرافی خیسی (TWI)، قدرت تفکیک مکانی، مدل جاذبه، مدل رقومی ارتفاع (DEM)
-
تلفیق روش FSM و تحلیل مورفومتری در رتبه بندی زیرحوضه ها با استفاده از تکنیکهای RS و GIS / مطالعه موردی: حوضه اوزرودصفحات 247-257یکی از مسائل و مشکلات جدی حوضه های آبخیز ایران فرسایش خاک محسوب میشود و میتوان از آن به عنوان یکی از موانع مهم برای دستیابی به توسعه پایدار کشاورزی و منابع طبیعی نام برد. در بیشتر کشورهای جهان به دلیل نبود آمار دقیق از میزان فرسایش و رسوب، بهرهگیری از مدلهای برآورد فرسایش و رسوب گریزناپذیر است. به منظور اعمال مدیریت اثربخش بر عرصه های منابع طبیعی به خصوص منابع خاک، نیاز است که با استفاده از رتبهبندی، زیرحوضه ها برای انجام عملیات حفاظتی اولویتبندی شوند. در این پژوهش، زیرحوضه های حوضه آبخیز اوزرود شامل 17 زیرحوضه، با استفاده از تحلیل مورفومتری و روش FSM مطالعه شده است. در تحلیل مورفومتری از پارامترهای خطی شامل؛ پارامترهای تراکم زهکشی، نسبت انشعاب، نسبت بافت، طول جریان و فراوانی جریان و همچنین پارامترهای شکلی شامل؛ ضریب کشیدگی، ضریب فشردگی، نسبت گردی، ضریب شکل حوضه و ضریب فرم حوضه استفاده شد. همچنین در روش FSM برای تعیین میزان رسوب سالانه از 7 پارامتر نمرهدهی (توپوگرافی، آبکندها، پوشش گیاهی، سنگشناسی، اقلیم و حفاظت خاک) که بدین منظور از داده های مدل رقومی ارتفاع، تصاویر سنجنده OLI ماهواره لندست 8، نقشه زمینشناسی، داده های هواشناسی و بازدیدهای میدانی استفاده شد. نتایج تحلیلهای صورت گرفته نشان داد در روش تحلیل مورفومتری، زیرحوضه B از نظر وضعیت شبکه زهکشی و همچنین در روش FSM از نظر تولید رسوب سالانه زیرحوضه N با تولید بیش از 6593 تن، بحرانیترین زیرحوضه بودند، اما با تلفیق نتایج دو روش در پنج طبقه مشخص شد که زیرحوضه H به اولویت اول در بین زیرحوضه ها دست یافت. شایان ذکر است که نتایج این پژوهش میتواند راهگشای اهداف توسعهای مدیران بخشهای کشاورزی و منابع طبیعی باشد.کلیدواژگان: اوزرود، تحلیل مورفومتری، رتبه بندی، روش FSM
-
صفحات 259-274در این مطالعه برای تهیه نقشه مناطق مستعد احداث گلخانه در استان آذربایجان شرقی به منظور بهرهگیری از انرژی زمینگرمایی، از سیستم اطلاعات جغرافیایی (ساج) به عنوان نرمافزار پشتیبان تصمیمگیری استفاده شده است. هدف از این مطالعه، تعیین مناطق پتانسیلدار انرژی زمینگرمایی در استان به عنوان پایه مطالعات تکمیلی برای بهرهبرداری از انرژی طبیعی، پاک و سازگار با محیط زیست برای نیل به اهداف توسعه پایدار در بخش کشاورزی است. پس از بررسی مطالعات انجام شده در کشورهای صاحب تکنولوژی اکتشاف و بهرهبرداری از انرژی زمینگرمایی، شواهد و مظاهر طبیعی سطحی ای تعیین شدند که نشان دهنده وجود انرژی زمینگرمایی در اعماق هستند و میتوانند به عنوان شاخص در مکانیابی مناطق دارای پتانسیل زمین گرمایی مناسب باشند. سپس اطلاعات و داده های موجود در استان با داده های مورد نیاز تطبیق داده و مدل مفهومی مکانیابی انرژی زمینگرمایی تهیه شد. برای تعیین مناطق پتانسیلدار زمینگرمایی لایه های اطلاعاتی در سه گروه به صورت موضوعی شامل زمین شناسی، ژئوشیمی و ژئوفیزیک طبقهبندی شدند. سپس این لایه ها با برنامهنویسی در محیط ساج با توجه به میزان اهمیت آنها در شناسایی منابع انرژی زمینگرمایی با هم تلفیق و مناطق دارای پتانسیل مشخص شدند. در نهایت، با اجرای مدل ساج، مساحت کل مناطق پتانسیلدار انرژی زمینگرمایی حدود 24 درصد از کل مساحت استان انتخاب شد. این مناطق میتوانند به عنوان مناطق دارای پتانسیل زمینگرمایی در آینده برای استفاده در گرمایش گلخانه ها و تامین آب آبیاری استفاده شوند و با تلفیق لایه های اطلاعاتی عوامل موثر در مکان مناسب برای احداث گلخانه نقشه نهایی تهیه شد.کلیدواژگان: آذربایجان شرقی، انرژی زمین گرمایی، تامین گرمایش، گلخانه، مکان یابی
-
صفحات 275-286انرژی برقآبی یکی از منابع مهم انرژی های تجدید پذیر است. نیروگاه های برقآبی کوچک در حال تبدیلشدن به پرکاربردترین گزینه از نیروگاه های برقآبی هستند که میتوانند در مکانهای کوچک و دورافتاده به کار گرفته شوند و قادر به تولید برق ارزان، پاک و قابلاطمینان هستند. در کشور ایران و اغلب کشورهای درحالتوسعه انتقال برق به مناطق دورافتاده به دلایلی همچون هزینه انتقال زیاد و عدم تامین مناسب میزان برق مورد نیاز با مشکلات فراوانی روبه روست. بنابراین، نیروگاه های برقآبی کوچک میتوانند بهعنوان گزینهای مناسب بهمنظور تامین برق مورد نیاز مورد توجه قرار گیرند. هدف مطالعه حاضر امکانسنجی و پتانسیلسنجی تولید برق از نیروگاه های برقآبی کوچک در استان کردستان است. بنابراین، حوضه های آبریز استان بررسی شده و میزان دبی هر یک از حوضه ها بر اساس میزان متوسط بارش، متوسط دما و مساحت تخمین زده شد. سپس با توجه به محدودیتهای فنی، اقتصادی و زیستمحیطی در نظر گرفتهشده نقاط مناسب بهمنظور احداث نیروگاه های برقآبی تعیین شد. درنهایت، میزان توان تولیدی هر یک از حوضه ها محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشاندهنده امکان احداث 3455 نیروگاه برقآبی کوچک در استان کردستان است که درنهایت در صورت احداث نیروگاه های برقآبی کوچک در همه مناطق پیشنهادی امکان تولید 492 مگاوات برق فراهم است.کلیدواژگان: ارزیابی منابع، پتانسیل سنجی، توان برق آبی، سیستم اطلاعات جغرافیایی
-
صفحات 287-299امروزه منابع آب ذخیره شده در مخازن سدها یکی از منابع اساسی تامین آب شرب محسوب میشوند. عناصر موجود در رسوبات مخازن سدها از مهمترین عوامل موثر بر کیفیت آب هستند. به دلیل مشکلات ناشی از کمآبی، بر خلاف برنامه ریزی های اولیه، امروزه تقریبا همه آب ذخیره شده در مخزن سد کارده به شرب اختصاص داده شده است. از طرف دیگر، در سطح حوضه آبریز این سد تغییرات زیادی از نظر کاربری اراضی، توسعه اراضی کشاورزی و احداث باغ ویلا صورت گرفته است. بنابراین، بررسی وضعیت آلودگی رسوبات مخزن این سد نسبت به عناصر سنگین ضروری است. در این پژوهش ابتدا با مغزهگیری از رسوبات مخزن سد کارده، مقادیر 9 عنصر سنگین در رسوبات با استفاده از دستگاه ICP-OES تعیین و با استفاده از معیارهای کیفی استاندارد رسوبات، وضعیت آلودگی رسوبات مخزن سد به عناصر سنگین بررسی شد. سپس با تعیین دانهبندی رسوبات توسط دستگاه Nano particle size analiyzer، رابطه اندازه ذرات با میزان و نوع عناصر سنگین موجود در رسوبات بررسی شد. بر اساس استانداردهای استفاده شده، تقریبا همه عناصر بررسی شده در حد مجاز قرار دارند. به نظر میرسد که منشا این عناصر آلاینده های محلی باشد و ناشی از انتقال رسوبات از تشکیلات زمین شناسی نواحی بالادست نیست. از طرفی، روند تغییرات اندازه ذرات در مخزن سد نشاندهنده تاثیر پذیری این ذرات از عمل فلاشینگ است.کلیدواژگان: دانه بندی ذرات رسوبی، سد کارده، شاخص آلودگی، عناصر سنگین، نمونه برداری رسوب
-
Pages 1-11Precipitation is considered as one of the most important factures in water cycle. Prediction of monthly Precipitation is important for many purposes such as estimating torrent, drought, run-off, sediment, irrigation programming and also management of drainage basins.In this study we studied and evaluated gene expression programming to predict the Precipitation of the Kakareza river (in lorestan), and the results were compared with results of anfis and artificial neural network model. For this purpose, mean temperature, relative humidity, evaporation, wind speed rate at monthly scale during the period (2005-2015) as input and output parameters were selected as Precipitation . The criteria of correlation coefficient, root mean square error and of mean absolute error were used to evaluate and performance compare of models. The results showed that gene expression programming model has the highest correlation coefficient (0.978), the lowest root mean square error (0.026 mm) and the lowest mean absolute error (0.017mm) became a priority in the validation phase. The results showed that the gene expression programming model to estimate high minimum and maximum values of Precipitation .Keywords: Precipitation, Gene Expression Programming, Estimating, Artificial neural network, Anfis
-
Pages 13-27Rural settlementsoften next to the Reference swaterincludingof waterSurfaceorReferencesWatersundergroundShapeHave taken.The purpose of this study Recognition water resource and its role in the development of rural areasSection Zazvmahrv Is.ArticleThe presentof methods Analytical Descriptiveon It Isuntil theMeanwhile,CheckmeaningsSustainableDevelopmentrural;to address the role of water resources in rural development.AtThisTherefore,CollectedInformationto Two Library andAthleticsthe facewasand to assess the ecological potential modelandMakhdoomfrom Way Qualitative Deductive forDeterminationpriorityLand useandForGISmapping softwareUseByS.d.The results showed thatsurfacewaterwithout the useofappropriateeconomic activities, particularly agriculture from outside the area.The ecological capability evaluation found thatonly 2/8 percent of theagriculturalsectorin the first three floors ismeans thatagriculturallandin the areaisvery small and scattered.Aquaculture developmentdue to the rich water resources and other conditionsaresuitable condition for the development ofeconomicactivityso that 1/5 percent of the area of 3211 hectares is equivalent toa favorable condition for development of the user 59708 hektar, equivalent to 26/5% of the land suitable for development of the aquaculture sector hasbeen at the sector level.Keywords: water resources management, ecological potential, Sustainable development, rural settlements, Zazomahro
-
Pages 29-37Since many time series are not normal, it is required to normalize data by transformation functions prior to any analysis and modeling. In this study, the next month rainfall of Abadeh County station was predicted using the average monthly rainfall, minimum and maximum temperatures and minimum and maximum humidity as inputs of MLP network, both normally and raw, at period 1976 to 2013. After scrutiny the existence or nonexistence of missing and outlier data, meteorological data were normalized using three normalizationMethodsminimum-maximum, rank normalization and z- score. After obtaining the best network structure using try and error for each method, the minimum-maximum method with a three-layer network structure and 13 number of hidden layers of neurons chose as the best method with R=0.92 and MSE=0.13 compared to other methods. Also comparing the performance of the network in using raw and Pre-Processed data showed that Pre-Processing the data improved greatly network performance. The results of the sensitivity analysis showed the maximum sensitivity of model to remove maximum humidity parameter, and the second the maximum temperature had the greatest impact on precipitation forecast. Also comparing the performance of the network with the different numbers of inputs indicated that network with two inputs including minimum temperature and minimum humidity had good results (MSE = 0.13) compare with five inputs.Keywords: Data Normalization, Minimum, Maximum, Rainfall, Rank normalization, Z-score
-
Pages 39-52Today, many of the Subterranean and the threat of environmental pollution have been exposed Tehran's why environmental studies and water quality monitoring Subterranean as urban planning and management is an important issue. The purpose is of this research, monitoring water quality across the East Tehran Subterranean of environmental indicators. The research method to collect data primarily based on documentary research and field visits, sampling and testing done by other research groups are based. The results of this study indicate that, Subterranean Tehran East area in terms of water quality were comparable but somewhat more detailed look at some of the variables are qualitative differences. Important variables such as chemical water quality) cations, nitrate, sulfate, heavy metals (NH3 EC, TDS, PH, DO, shows that water quality in the Subterranean, in most cases than the WHO standards are desirable. And in some of the Dehkheyr Shahr Ray has no biological contamination are higher than allowed. The indices for agricultural purposes as well as test results indicate the desirability of its aqueducts Tehran East zone. Generally, the higher the Northeast to the South East of Tehran move forward due to the reduction of pollution of underground water and dissolve of water depth increases.Keywords: Subterranean, water quality, health, the area of East Tehran
-
Pages 53-64During recent years there has been increasing consciousness of, and concern about, groundwater water pollution and monitoring in Iran. In this context, a comprehensive review of the trace elements and heavy metals in groundwater of Oshtorinan Plain in northern part of Boroujerd has carried out to investigate the effects of weathering minerals, agricultural and industrial activities. Groundwater samples from ten wells, five qanats and a spring in both wet and dry seasons were collected and analyzed using a mass spectrometer (ICP_MS). Then, the results were compared with World Health Organization (WHO) standards. The measurement results show that from 63 elements measured, only the concentrations of Fe, Mg, Pb, Sr, V(0.4, 36.3, 62.9, 0.89 and 195.5 ppm, respectively) were above the permitted level. The amount of Pb, B and iron in groundwater samples in the study area indicates that concentrations of these elements from East and West are increasing toward the center. Also,increasing concentration of Sr. in the groundwater samples is mainly caused by processes such as the mineral weathering that occurs to igneous rocks, locating in the eastern parts of the plain. Engines wells in the area, abandoned wells, the steel alloy (in the northern entrance) pollution and mining activities are likely sources of potential pollution of heavy metals in groundwater and environmental threat to the region. Using principal component analysis, three main factors determine the quality of hydro chemical include the impact of major ions, trace elements and heavy metals, which collectively account for nearly 68% of the variance factors.Keywords: Groundwater, Trace elements, heavy metal, pollution, Principal component analysis
-
Pages 65-73Kahman is the most beneficial river in Alashtar city for agriculture and aquiculture. As hydrology processes have random nature, statistics and probability are base of analysis of these processes and time series are used for this purpose. The first step in time series analysis includes parameters variation through time. Second step is to stationary data, third is normalization and forth is model parameters recognizing. Finally, for model accuracy evaluation in prediction, the root-mean square standardized error and Akaike information criteria are used. In this research, time variations trend of three parameters, PH, HCO3- and Na that are effective parameters on drinking and agriculture water, were studied at Darreh-tang station of Kahman river from 1366 to 1392 and then Based on the time-series graphs, as well as autocorrelation and partial autocorrelation plot, Multiplicative seasonal ARIMA model select and in XLSTAT and MINITAB softwares was used. For HCO3 and PH, ARIMA4(1¡1¡1)*(1¡1¡1) was recognized for prediction optimum model but for NA any of ARIMA models werent recognized suitable. HCO3 always have an ascending trend. On the base of time series diagram, optimum variations limit of PH is from 6.5 to 8.5. Because the formation in Kahman river watershed is calcareous and because of nonexistence of salty formations in studied region, Na has a constant trend and isnt ascending.Keywords: Time series, forecast, model ARIMA, Kahman River
-
Pages 75-87Increasing development of engineering projects construction such as city subway needs appropriate investigation, management and control of groundwater. Therefore, precise estimation of hydrogeological parameters such as hydraulic conductivity is the most important factor in studies and modeling of groundwater and geotechnical issues. In recent decades, various laboratory and field methods exist for estimating this parameter, but estimation of hydraulic conductivity using these methods due to the heterogeneity and anisotropy hydrogeological environments is costly, time-consuming and inherent uncertain. In this study, three fuzzy inference methods, Sugeno (SFIS), Mamdani fuzzy inference model (MFIS) and Larsen Fuzzy Inference System (LFIS) that is suitable for handling the uncertain data, was adopted to estimate the hydraulic conductivity in Tabriz city subway area. After, the hybrid SOM-FL model was presented to improve efficiency of individual model and solve heterogeneity problem of the Tabriz city aquifer. Based the evaluation criterions R2 and RMSE the results of individual models are acceptable but the proposed hybrid model improved, R2 in train and test stage, 18% and 15.4 percent, respectively.Keywords: Hydraulic conductivity, fuzzy, SOM, Tabriz subway
-
Pages 89-102Increasing greenhouse gases in recent decades and increasing its resulting temperature has causes the imbalance of the Earths climate system and widespread climate changes in most regions of Earth planet. Development strategic policy in this area has been forced with a big challenge because of the need for water in the central region on the one hand and water resource constraints on the other hand. In this study, first, WetSpa rainfall-runoff model was calibrated for Bazoft-Samsami watershed as one of the important sub-basins of Karun basin. Then, values of temperature and precipitation for future period were downscaled based on climate change scenarios with atmospheric general circulation model outputs (HadCM3) for three scenarios of A1B, A2 and B2 using LARS-WG model. Then, to simulate the basin runoff, data were introduced to WetSpa model. The results verified the performance of LARS-WG model in estimating rain and temperature. Also, the results showed that runoff in statistical periods of 2011-2040 and 2071-2100 compared with observation period in all three scenarios has increased %8.86 and %4.83, respectively, and has decreased in 2041-2070 to the amount of %7.25. This subject indicates the impact of climate change on runoff in mid-term future period in studied watershed. So, considering the obtained results, the policy of programming in order to adapt to climate change is necessary in Bazoft-samsami watershed.Keywords: Cimate Change, Hydrological Modeling (WetSpa), LARS, WG, Scenario, Bazoft, Samsami Watershed
-
Pages 119-132Surface. The development of gullies causes the loss of a great amount of soil and could be considered as one of the principal causes of geo-environmental degradation. In this research FAZI model introduced for gully erosion zonation in arid and semiarid area considered to calibration and validation in Kahkiloeh and Boyerahmad Province. Therefore, the ABGANDI watershed were selected by consideration of gully erosion distribution in Kahkiloeh and Boyerahmad Province. In this region the maps of lithology, slope, soil, rainfall, land cover and land use were extracted and thus selected the working units. In each of the units, gullies morphometric, soil penetration condition and soil conservation percent characteristics with survey investigated. Also, determinates the quantity value of six maps model input layer include (lithology, percent of slop, soil type, annual average precipitation, land use and percent of soil conservation) was determined. Finally, gully erosion mapping using overlay index, fuzzy algebraic sum, fuzzy algebra product and fuzzy gamma in GIS performed. Obtained result of different regions indicated that the fuzzy gamma model 0.8 is the proper method to gully erosion zoning in studied watershed.Keywords: Abgendi Watershed, Fuzzy, Gully erosion, modeling, Zonation
-
Pages 133-147The aim of this research is to analyze the performance of 8 droughts index in Isfahan, Kerman and Yazd province and choose the best index. For this purpose, used monthly and yearly rainfall data in the period of 30 years (1985-2014) and also used 8 drought indexes in 20 meteorological stations of central Iran which the accuracy of each index in determining drought is examined. Also zoning in ARC GIS 9.3 has done for driest year in the time period. And it has performed according to the best selected index. For choosing the best index in annual and monthly scale has used the efficient measure of minimum precipitation occurrence year with severe droughts in regions stations. The results showed that in the monthly scale only 6 and 12 months of SPI index in order to analyze the drought even in low rainfall months which confront with zero data contains. In this temporal scale, static indexes such as RAI and DI in all the stations showed the minimum precipitation year according to severe droughts and named as the best index. Also the weakest index belonged to NICHE that had not the ability of determining the drought intensity in all the studys region. In comparison the performance of RAI and SPI determined which RAI index showed the severe drought in all the studys region but SPI index could not show the severe drought category in the period of 30 year in the region of central Iran in some stations.Keywords: Central Iran, drought, Precipitation, RAI index, Zoning
-
Pages 149-162The soil bioengineering is an applied science that it is the composition of structural, biological and environment concepts for soil erosion, Sediment and flood control. Biotechnical engineering techniques rely on biological knowledge to build geotechnical and hydraulic structures and to secure unstable slopes and banks. The largest enhancement in development of new soil bioengineering methods happened in European and 1900s. The recorded document showed that the first documented experiences, including reports and publications, were produced in the areas of the Alps, Austria, Germany, and Switzerland. Soil bioengineering is the living plant materials that this use in engineering structures and apply sites treatment with problems including surface soil stability and soil erosion. In this study, some methods of soil bioengineering presented in water management such as Live Pole Drains, Live Silt Fences, Brush Layering, Live Fascine, Live Stake and etc. and Steep slope stabilization such as Wattle Fences, Modified Brush Layers, Brush Layers in a Cut ,Live Cribwall. Techniques such as wattle fences and modified brush layers can use for unstable slope or reducing slope angle and also help in vegetation establishment.Keywords: Soil Conditioners, Soil Conservation, Soil Loss, Riverside Lands
-
Pages 163-175Shift changes and heterogeneity analyses of hydro-climatic variables is very important in water resources planning and management. In order to shift changes and heterogeneity analyses of Tmin and Tmax, precipitation and discharge, 2, 7 and 7 stations was used over the 40 years (1972-2011), respectively. The results of annual Tmin and Tmax series showed that both of two stations had the significant increasing trend in 1 significance level. The results of precipitation showed no specific spatio-temporal trend in four last decades and identifying the exact pattern of changes was difficult in compared with other variables. Among 7 hydrometric stations, 5 stations showed the significant increasing trend. However, discharge had the most decreasing trend among the studding variables. Shift changes analyses of hydro-climatic variables by four heterogeneity tests, generally indicated the 50.5 percent of Tmax series, 62.5 percent of Tmin series, 26.25 percent of precipitation series and 45 percent of discharge series had heterogeneity in 95% confidence level in the studding stations. Studding shift changes in Tmin and Tmax series showed that all of the changes were positive/ or increasing. In compare with temperature series, shift changes of precipitation as same as its trend have no specific trend. In general, temporally all of the changes occurred in 1990s.Keywords: Shift changes, Hydro, climatic, Aji Chai, Precipitation
-
Pages 177-189Different approaches have been presented for estimating river environmental flow which hydrological approach has a lot addressed because of its need to access to limited data and moderately rapid assessment. This approach incorporates various methods therefore comparison between results of different methods is essential. The objective of this study is to investigate and compare the consequences of Tennant, flow duration curve shifting (FDC shifting), desktop reserve model and Tessman methods for environmental flow assessment of Zohreh river (Dehmolla hydrometry station) located in southwestern Iran. According to the long-term flow data the annual mean flow is 80.18 cms and August-October and February-April with 22.5 and 156.2 cms are low and high flow periods of the year. Investigation of consequences of different methods demonstrate FDC shifting is most admissible method for environmental flow assessment in this study because of its reasonable exhibited environmental flows in different months in comparison with monthly and annual mean flow, good compatibility of within-year patterns of monthly environmental and river flow, and lack of allocation of all river flow to environmental flow in all months of the year. Considering the results of the FDC shifting method the monthly environmental flow are estimated between 6.8 to 53.2 cms and its mean annual is 27.79 cms. The mean environmental flow for low and high flow periods are 7.7 and 49.3 cms respectively too.Keywords: Environmental Flow, Tennant, Tessman, FDC Shifting, DRM
-
Pages 191-199Investigation of inter-storm variability of runoff and soil loss characteristics helps experts and decision makes better understanding of hydrological response. However, this important has been less considered in the world, especially developing countries. The present study was therefore planned to evaluate the effect of different rainfall intensities and slopes on inter-storm variability of Coefficient of Variation (CV) of runoff volume and soil loss in three replicates. To achieve the objectives, a set of laboratorial experiments were conducted using rainfall simulator and 6×1 m erosion plot with a depth of 0.5 m and a slopes of 5, 15 and 25 %. Rainfall intensities of 30, 60, and 90 mmh-1 were applied to a soil sampled from Kojour rangeland watershed, northern Iran. The results described an increasing trend in runoff volume and soil loss inter-storm CV with increase in rainfall intensity at slopes of 5 and 15%. While, no trend was distinguished for inter-storm CV for runoff volume and soil loss with increase in slopes and different rainfall intensities except soil loss inter-storm CV in rainfall intensity of 90 mmh-1 at different slopes. The lowest and the highest coefficient of variation were also respectively found in means for runoff volume (i.e., 4.80 and 17.10 %) and soil loss (i.e., 17.28 and 87.96 %). The results of the study emphasized the necessity of considering the inter-storm variability of runoff and soil loss components in different replicates with regard to appropriate rainfall intensity and slope for analyzing the watershed system processes.Keywords: Event Storm, Hydrologic simulation, Interrill erosion, Runoff production, Temporal variation
-
Pages 201-214Large-scale climatic signals including ocean-atmosphere interactions, are the main factors influencing the earths climatic oscillations and are the most important indices in predicting of climate variables. In this research, precipitation in the next month was predicted by applying artificial neural network (ANN), neuro-fuzzy network (NFN), and multiple linear regression (MLR) in Semnan synoptic station. For this purpose, monthly series of precipitation of Semnan synoptic station and signals of large-scale climate signals were used during a period of 45 years (19662010). From 540 monthly time series, the first 80% was used for training and the other 20% for testing. Performance of the models was compared by using correlation coefficient (R), mean absolute error (MAE), and root mean square error (RMSE) criteria. Results of the validation step showed that the obtained correlation coefficients (0.829, 0.793 and 0.767) are related to ANN, ANFIS and MLR models. Based on the results of this study, the next months precipitation of Semnan synoptic station could be predicted by ANN, NFN and MLR models, respectively.Keywords: Monthly precipitation, Artificial Neural Network (ANN), Neuro, Fuzzy Network (NFN), Multiple Linear Regression (MLR)
-
Pages 215-224Groundwater is one of the most important resources of water supply for various uses in many regions all over the globe including Iran. Different contaminants severely affect these resources and might render groundwater unsuitable for consumption. Groundwater contamination by nitrate is a well known globally growing problem due to the population growth and increase of demand for food supplies. This study was conducted to evaluate the nitrate concentration in water resources of Ardabil aquifer using Geographical Information System. Water samples were collected from 63 wells in Ardabil aquifer during the September 2014 and analyzed for nitrate concentration. The average nitrate concentration from the wells was 39.18 mgl-1. Based on the variography analysis, nitrate concentration showed a good spatial structure which may lead to the high performance of the ordinary kriging (R2=0.508) in predicting the groundwater nitrate spatial pattern. Nitrate concentration was very high at the western parts of the aquifer where the Ardabil city and its agricultural lands is located. These results clearly indicates that the anthropogenic sources from human activities and agricultural development are the main reasons of the nitrate pollution in this part of the aquifer.Keywords: Water resources, Drinking water, Agriculture, Kriging
-
Pages 225-235In recent years, the water quality of Karun River, IRAN, has been affected by different pollutant loads such as agricultural drainages, municipal and industrial wastewaters.Water Quality Index (WQI) and GIS as an efficient tool can be used to provide necessary support for decisions of the management actions in this river and also capability of time series models can be beneficial for forecasting future changes. Therefore this paper aims to evaluate the water quality of Karun River, according to WQI and using GIS and modelling water quality time series. In this research, monthly data including pH, temperature, DO, BOD, TDS, PO43-, NO3-, turbidity and fecal coliform were analyzed during years 2008 to 2013. All the calculated indices were classified in medium class that means the river water can be used only by applying advanced treatment. Spatio-temporal distribution of WQI values and non-significance of its fluctuations indicate balance between the pollutants input and self-purification capacity. Modeling revealed adequate coefficients of determination of selected autoregressive models that vary between 0.69 and 0.85. Also man-made conditions realized as the dominant factor affecting river water quality. According to the results, Karun river water quality has increased slightly comparing to the past and after Dez river junction, relatively high decrease in WQI occurred that can indicate Dez Rivers lower quality because of entering pollutant loads in Dezful station downstream and calls for control measures on the river.Keywords: Zoning, Darkhwein, Gotvand, Molasani, WQI
-
Pages 237-245The objective of this study is evaluation of topographic wetness index (TWI) using attraction model in northern of Fars province. The first attraction model was used to enhance the spatial resolution of digital elevation model (DEM). In this research to estimate of value of sub-pixels neighboring pixels, touching and quadrant neighboring models were used. After manufacturing output images for sub pixels in the 2, 3 and 4 scales with different neighborhoods, the best scale with most appropriate type of neighborhood was determined using ground control points then the values of RMSE was calculated for them. The total number of ground control points extracted from the mapping maintenance was 2118 points. The results showed that between scales with different neighborhoods, 3 scale and quadrant neighboring model have the most accuracy by the lowest value of RMSE for DEM 90 meter. Then using produced DEM from 3 scale and quadrant neighboring model, topographic wetness index for the study area was determined. The results showed that topographic wetness index (TWI) in the study area is variable between -4.45 to 6.06. Central zones of the study area have the highest values of wetness. Compare of wetness index produced from attraction model (with more spatial resolution) with DEM 90 meter (with lower spatial resolution) showed that with using attraction model, more details of the amount of moisture in the study area, is visible.Keywords: wetness index (TWI), digital elevation model (DEM), spatial resolution, attraction model
-
Pages 247-257One of the serious problems of Irans watersheds is soil erosion and can be considered as one of the main obstacles to achieve Sustainable Agricultural Development and Natural Resources. In most countries of the world, because of absence of accurate data for the sediment erosion, deposition utilizing models to estimate erosion is inevitable. In order to apply effective management in natural resources region, especially soil resources, its required to ranking the sub-basin region to be prioritized for protective operations. In this study, Ozrouds sub-basins, situation has been studied by FSM method and morphometric analysis. The morphometric analysis of linear parameters include; drainage density parameters, bifurcation ratio, texture ratio, length and frequency of current flow as well as the formal parameters including slenderness ratio, compression ratio, the roundness, forming factor and coefficient basin forms were used, also in the FSM to determine the amount of annual precipitation scoring, seven parameters (topography, gully, vegetation, geology, climate and soil conservation) were used. For this purpose, Digital elevation model, OLI sensor images of Landsat 8, geological map, meteorological data and field visits were used. Results of analysis showed that the morphometric analysis, sub-Basins area of the drainage network and also the FSM method in terms of annual sediment sub-N has produced 6593.5tons, the most critical sub-basin, but with integrating results of 2 methods in 5 levels, it was found that first priority among sub-basin was H. Remarkably, these results can be helpful with development goals of agriculture and natural resources managers.Keywords: ranking, FSM method, morphometric analysis, Ozroud
-
Pages 259-274In this paper, Geographical Information System (GIS) is used as a support system for decision making in order to provide the map of high potential areas for the construction of greenhouses benefited from geothermal energy. The goal is to perform a geothermal energy resource assessment in Eastern Azerbaijan province as a base for further studies to achieve sustainable development objectives in the agricultural sector of the province.
A thorough study is conducted to determine the indices used for geothermal resource assessment. Then, using these indices and the data of the province, the conceptual model for geothermal resource assessment is provided. To do this, information layers are categorized in three geology, geochemistry and geophysics sections. Then, by means of programming in GIS, these layers are intersected to find the final map of areas with high potential of geothermal energy. The results showed that about 24% of the total area of the province are high potential areas. These areas can be used for the construction of greenhouses where geothermal energy can be utilized for irrigation and heating purposes.Keywords: Geothermal energy, heating, greenhouse, resource assessment, Eastern Azerbaijan -
Pages 275-286Hydropower power generation is one of the most important sources of renewable energies. Small hydropower plants are becoming the most popular option of hydropower plants, which can be applied in small and remote places, and are able to produce cheap, clean and reliable electricity. In Iran and most developing countries, electricity transmission to remote regions for reasons such as high transmission costs and lack of proper supply of electricity, is faced with serious problems. Therefore, small hydropower plants can be considered as a suitable option to supply the power needed especially in rural and remote areas. This study aimed to study the feasibility and potential for generating electricity from small hydropower plants in the province of Kurdistan. Therefore, the catchment areas have been investigated and based on the average of tempreture, rain fall, and the catchment areas the amount of discharge is estimed. Then an appropriate locations to install hydropower plants are determined with respect to the intended technical, economic and environmental restrictions. Finally, the capacity of hydropowers is calculated. The results indicate the possibility to construct 3455 small hydropower plants in the province of Kurdistan, and finally, in the case of construction of small hydropower plants, in all the proposed areas it will be possible to produce 492 MW of electricity from hydropower in Kurdistan.Keywords: Geographical information systems, hydropower, potential survey, resource assessment
-
Pages 287-299Today, water resources stored in reservoirs is one of the basic sources of drinking-water. The elements in the sediments of reservoirs are the most important factors affecting water quality. Unlike the primary plan, due to water shortage problems, nowadays, almost all the stored water in the Kardeh reservoir is allocated to drinking water. From the other side in the catchment area of this dam a lot of changes in terms of land use, the development of agricultural lands and the construction of the garden-Villa Has taken place. Therefore, Surveying the status of the reservoir sediment contamination by heavy metals is essential. In this research, first some cores of sediments from the reservoir was taken and the amounts of 9 heavy metals elements in the sediments were determined using ICP-OES. Reservoir sediment contaminations by heavy metals were studied, by using qualitative criteria of sediments. Then determine the aggregation of sediments by Nano particle size analiyzer machine, the relationship between the particle size with the amount and the type of heavy elements present in the sediments were studied. Based on the standards criteria, almost all the elements are at the acceptable ranges. It seems that the origin of these elements has been the local pollutants and not from sediments resulting from the transfer of the geological structure of the upstream areas. On the other hand trend of changes in particle size in the reservoir reflects the impact of flushing.Keywords: Sediment sampling, Heavy elements, Contamination index, Sedimentary particles aggregation, Karde dam