فهرست مطالب

اکو هیدرولوژی - سال چهارم شماره 2 (تابستان 1396)

مجله اکو هیدرولوژی
سال چهارم شماره 2 (تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/02/27
  • تعداد عناوین: 26
|
  • لیلی آرزومندی *، زهرا حجازی زاده، ابراهیم فتاحی صفحات 301-313
    در سال های اخیر منابع آب بر اثر تغییر اقلیم دست خوش تنش های جدی شده است. هدف مطالعه حاضر، بررسی دو مدل ریز مقیاس ساز آماری و دینامیکی به منظور ریز مقیاس سازی بارش حدی حوضه آبریز گرگان رود در روز های 23 و 24 اردیبهشت 1371 است که به ثبت دبی حدی در منطقه منجر شد . در این پژوهش، از مدل آماری SDSM و مدل دینامیکی Regcm4 استفاده شد. نتایج نشان داد مدل آماری SDSM‏ قابلیت بسیار کمی (ضرایب تبیین 002/0 تا 18/0 و میانگین خطای مطلق 20 میلی متر) در شبیه سازی بارش های حدی دارد به طوری‏که ضرایب تبیین و همبستگی های کم قابل مشاهده بود؛ در صورتی‏ که مدل Regcm4 ضرایب تبیین بسیار زیاد تا 100 درصد و میانگین خطای مطلق تا 67 میلی متر را ثبت کرده است به دلیل اینکه این مدل با در نظر گرفتن الگوهای دینامیک کلی به شبیه سازی بارش حدی می پردازد، علاوه بر اینکه با آزمون خطای طرح واره های موجود در آن می تواند نتایج را تا حد زیادی به داده های مشاهداتی منطقه نزدیک کند. تحلیل نقشه های هوا نشان دادند طی این دو روز نیمه غربی ایران و بخش های جنوبی و مرکزی تحت حاکمیت الگوهای کم فشار بوده اند که جهت جریانات کم فشار، جنوبی و غربی بوده و از سمت دریای عدن و خلیج فارس و دریای سیاه و مدیترانه هستند. نقشه های الگوهای ارتفاع ژئوپتانسیل حاکمیت کم ارتفاع هایی در تراز 500 و 850 هکتوپاسکال را در منطقه مد نظر نمایش می دهد.
    کلیدواژگان: بارش حدی، ریزمقیاس سازی، گرگان رود، RegCM4، SDSM
  • فرشاد احمدی، فریدون رادمنش*، غلام علی پرهام، رسول میرعباسی نجف آبادی صفحات 315-329
    در سال‏های اخیر، توجه به ساختار وابستگی موجود در بین متغیرهای هیدرولوژیک افزایش یافته و این امر موجب شده است که تحلیل چند متغیره به عنوان جایگزین مناسبی در مقابل روش‏های تک متغیره معرفی شود. در این مطالعه از تابع مفصل برای تحلیل چند متغیره جریان‏های کمینه حوضه آبریز دز در محل ایستگاه های تنگ پنج بختیاری و تنگ پنج سزار استفاده شد. ابتدا جریان کمینه هفت روزه در محل ایستگاه های مطالعه شده، از داده های دبی روزانه رودخانه های بختیاری و سزار در دوره آماری 1335 1391 استخراج شد. در مرحله بعد، 11 تابع توزیع احتمالاتی مختلف به داده های جریان کمینه برازش داده شد که در این بین توزیع‏های لجستیک (برای ایستگاه تنگ پنج بختیاری) و مقادیر حدی تعمیم یافته (برای ایستگاه تنگ پنج سزار) به عنوان توزیع حاشی های مناسب انتخاب شدند. پس از انتخاب توزیع‏ حاشی های، باید پارامتر مفصل تعیین شود. در این مطالعه، از دو روش توابع منطقی برای حاشیه ها (IFM) و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) استفاده شد. نتایج نشان داد روش PSO عملکرد مناسب‏تری در برآورد پارامتر مفصل داشت. سپس از بین توابع مفصل علی میخائیل حق، کلایتون، فرانک، گالامبوس و گامبل هوگارد، تابع مفصل فرانک با داشتن کمترین خطا و بیشترین دقت برای ایجاد توزیع توام جفت داده های جریان کمینه هفت روزه ایستگاه های تنگ پنج بختیاری و تنگ پنج سزار انتخاب و دوره بازگشت‏های توام در دو حالت «یا» و «و» محاسبه شد.
    کلیدواژگان: تحلیل فراوانی، توابع مفصل، توزیع های حاشیه ای، توزیع توام، دوره بازگشت توام
  • افشین اشرف زاده*، محبوبه آقاجانی صفحات 331-343
    برآورد آبدهی با استفاده از تحلیل منطقه‏ای، روشی موثر برای مدیریت منابع آب در حوضه های بدون آمار است. در مطالعه حاضر، به منظور برآورد آبدهی سالانه در زیرحوضه های بدون آمار رودخانه حبله‏رود، از رگرسیون خطی و سه متغیر مستقل شامل مساحت، بارش و شیب استفاده شد. حوضه آبخیز مطالعه شده به پنج زیرحوضه اصلی و 44 زیرحوضه فرعی تقسیم شد و با استفاده از داده های پنج ایستگاه هیدرومتری فعال در حوضه، معادلاتی رگرسیونی برای برآورد آبدهی سالانه و آبدهی ویژه (نسبت آبدهی به مساحت حوضه) استخراج شد. ارزیابی معادلات استخراج شده، هم در زیرحوضه های اصلی و هم در زیرحوضه های فرعی انجام شد. نتایج نشان داد برآورد آبدهی با استفاده از سه متغیر مساحت، بارش و شیب در پنج زیرحوضه اصلی، به طور میانگین خطایی معادل 3/1 درصد دارد. با وجود این، در 44 زیرحوضه فرعی، میانگین خطا کاملا غیرقابل قبول بود. نتایج همچنین نشان داد میانگین خطای برآورد آبدهی ویژه در پنج زیرحوضه اصلی، برابر 6/2 درصد است. به رغم افزایش خطا در زیرحوضه های اصلی، در 44 زیرحوضه فرعی، میانگین خطای برآورد آبدهی ویژه به 33/5 درصد کاهش یافت. نتایج مطالعه حاضر بیان کننده آن است که در صورت تقسیم‏بندی حوضه مطالعه شده به زیرحوضه های کوچک، آبدهی ویژه را می‏توان به عنوان متغیری مناسب در تحلیل منطقه‏ای رواناب مورد توجه قرار داد.
    کلیدواژگان: تحلیل منطقه ای، حوضه بدون آمار، رگرسیون چندمتغیره، مشخصات فیزیوگرافیک
  • لاله پرویز* صفحات 345-355
    شاخص سطح برگ یکی از پارامترهای موثر برای توصیف شار انرژی، تبادلات سطح زمین اتمسفر، ساختمان پوشش گیاهی و... است. در این تحقیق با استفاده از مدل سازی بر پایه روش باکس جنکینز سری های زمانی شاخص سطح برگ یونجه، گندم، سیب و سیب‏زمینی بررسی شد و با نتایج روابط ریاضی بین شاخص سطح برگ و شاخص NDVI مقایسه شدند. روند سری های زمانی به دست آمده از سنجنده MODIS طی دوره زمانی 2012 2015 با دوره تناوب 46 توسط آزمون من کندال فصلی منفی بود. نتایج شبیه‏سازی توسط مدل ARIMA(p،0،q)×(P،1،Q)46 با مرتبه های تاییدشده در سری های زمانی مختلف بیان کننده کاهش خطا و افزایش ضریب همبستگی و NASH بود. به طور نمونه ضریب همبستگی سری های زمانی گندم، یونجه، سیب و سیب‏زمینی به‏ترتیب 9/0، 94/0، 93/0 و 89/0 بود. مقایسه کلی بین آماره های بررسی شده بیان کننده عملکرد بهتر ARIMA فصلی به خصوص درباره سری های زمانی یونجه و سیب با مقادیر زیاد شاخص سطح برگ است. رویکرد استوکستیکی در برابر سایر روابط ریاضی خطای کمتری داشت. با توجه به کارایی زیاد مدل ARIMA فصلی، تهیه سری های زمانی شاخص سطح برگ با دقت زیاد اهمیت چشمگیری دارد.
    کلیدواژگان: شاخص سطح برگ، مدل سازی، من، کندال فصلی، ARIMA فصلی
  • فاطمه تیرگرفاخری*، بهلول علیجانی، پرویز ضیاییان فیروز آبادی، مهری اکبری صفحات 357-368
    تغییر اقلیم مسئله زیست محیطی بزرگی است زیرا فرایندهای ذوب یخچال‏ها و تراکم‏های برف به تغییر اقلیم حساس اند. هدف این پژوهش، پیش بینی تغییرات آتی در پارامترهای اقلیمی، تخمین تغییرات در سطح پوشش برف، و رواناب ذوب برف تحت سناریو‏های تغییر اقلیم در حوضه ارمند است. به منظور بررسی تاثیرات اقلیم بر بارش و دما در حوضه ارمند از سه مدل (NorESM1-M، IPSL-CM5A-LR و CSIRO-MK3.6.0) استفاده شد که تحت سناریو‏های RCP8.5، RCP4.5، RCP2.6اجرا شدند. دما و بارش در چهار دوره آتی (2021-2030، 2031- 2040، 2041-2050 و 2051-2060) تحت هر سه سناریو محاسبه شدند. همچنین برای تعیین سطح پوشش برف در حوضه از تصاویر روزانه پوشش برف MODIS (Mod10A1) استفاده شده است. ارتباط بین مساحت پوشش برف با دما و بارش مشاهده شده بررسی و برای پیش‏بینی سطح پوشش برف در آینده استفاده شده است. نتایج نشان داد هر سه سناریوی RCP، افزایش دما و کاهش بارش و پوشش برف را پیش‏بینی می‏کنند. بررسی رواناب ذوب برف در دوره مشاهداتی (نوامبر 2000- می 2006) نشان داد حدود 7/47 درصد از رواناب سالانه در حوضه به ذوب برف مربوط است. بیشترین رواناب ذوب برف در طول فصل زمستان ایجاد شده است. سهم ذوب برف از مجموع آب تولید شده در طول پاییز و بهار به ترتیب 9/34 و 8/52 درصد است که انتظار می‏رود همراه با ذوب برف، رواناب در آینده حدود 12/0 متر مکعب بر ثانیه در هر سال کاهش یابد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، حوضه ارمند، ذوب برف، مدل SRM، مدل های ریز مقیاس نمایی
  • زینب جعفریان*، علی بمان میرجلیلی صفحات 369-377
    یکی از سازه های مهم برای بهره‏برداری بهینه از آب و خاک در مناطق خشک و نیمه‏خشک سازه ذخیره نزولات آسمانی است. اجرای پروژه های ذخیره نزولات آسمانی مانند ایجاد کنتور فارو و پیتینگ در عرصه هایی که پوشش گیاهی مراتع به حدی کاهش یافته است که هیچ گونه تاثیری در جلوگیری از رواناب سطحی ندارد؛ ولی پایه های گیاهی مناسب و خوش خوراک در عرصه وجود دارد و یا کوبیدگی سطح خاک بر اثر تردد بیش از حد دام موجب نفوذناپذیری آب به درون خاک شده است، برای مهار رواناب و سیلاب‏های حاصل از نزولات آسمانی با هدف ذخیره‏سازی آب باران و افزایش پوشش گیاهی، انجام می‏شود. این تحقیق در مراتع بلبل استان یزد با میزان بارندگی حدود 130 میلی متر در سطحی معادل دو هکتار در سال 1383 اجرا شد. پس از اجرای طرح و ایجاد سازه های مکانیکی کنتور فارو و پیتینگ، در سال هفتم (1391) میزان درصد پوشش گیاهی و تراکم گونه های مطالعه شده در چهار سایت منطقه اجرای طرح و منطقه شاهد اندازه‏گیری شد. اندازه‏گیری ها در مناطق بررسی شده طی 12 ترانسکت و 120 پلات انجام شد. نتایج میزان درصد پوشش‏گیاهی و تراکم در تیمارهای کنتور فارو و پیتینگ و شاهد اختلاف معنا‏داری را در سطح 1 درصد نشان دادند. میزان درصد پوشش گیاهی در سازه مکانیکی کنتور فارو و پیتینگ نسبت به شاهد به ترتیب 4/2 و 1/3 برابر و همچنین میزان تراکم پوشش گیاهی در آنها به‏ترتیب 5/1 و 2/2 برابر افزایش داشته است. بنابراین، در منطقه مطالعه شده عملکرد سازه پیتینگ نسبت به کنتور فارو در افزایش پوشش گیاهی بیشتر بود.
    کلیدواژگان: پوشش گیاهی، تراکم گونه های گیاهی، ذخیره نزولات آسمانی، رواناب، مراتع بلبل یزد
  • سعید خروشی، رئوف مصطفی زاده*، اباذر اسمعلی عوری، مجید رئوف صفحات 379-393
    ارزیابی سلامت رودخانه می‏تواند به‏عنوان ابزاری در برآورد جریان زیست‏محیطی و کمی‏ کردن مقدار، زمان‏بندی و کیفیت جریان آب مورد نیاز در تداوم حیات اکوسیستم‏های رودخانه‏ای استفاده شود. هدف از مطالعه حاضر، تعیین روند تغییرات زمانی و مکانی سلامت رودخانه های استان اردبیل با تاکید بر شاخص‏های هیدرولوژیک جریان با استفاده از آزمون‏‏های آماری است. بدین منظور از داده های دبی روزانه ایستگاه های هیدرومتری طی دوره آماری 1367 1390 برای تجزیه و تحلیل سلامت رودخانه و از آزمون ناپارامتریک من کندال و روش تخمینگر سن به منظور تعیین وجود داشتن یا نداشتن روند مثبت و منفی در سطوح مختلف آماری استفاده شد. همچنین پس از تقسیم‏بندی دوره آماری موجود به چهار دوره پنج ساله، از آزمون کروسکال والیس برای بررسی تغییرات زمانی و وجود تفاوت در دوره ‏های کوتاه‏مدت استفاده شد. نتایج پژوهش روند کاهشی معنا‏دار سلامت رودخانه در ایستگاه های مطالعه شده (13 ایستگاه از 24 ایستگاه) را نشان داد. ایستگاه های سولا و فیروزآباد روند افزایشی معنا‏داری داشتند و در ایستگاه های باقی‏مانده روندی معنا‏دار تشخیص داده نشد. با توجه به نتایج به دست آمده از نقشه های تغییرات مکانی سلامت رودخانه، بیشترین تغییر وضعیت شاخص سلامت رودخانه در بخش مرکزی و کمترین تغییرات و کاهش شاخص یادشده در قسمت‏های شمالی و جنوبی استان مشاهده شد. در مجموع، می‏توان گفت که میزان تغییرات و کاهش درجه سلامت هیدرولوژیک جریان در دوره های اخیر بسیار بیشتر از گذشته بوده است که می‏تواند با افزایش شدت بهره‏برداری از منابع آب سطحی و کاهش آبدهی بر اثر تغییرات اقلیمی مرتبط باشد.
    کلیدواژگان: آب های سطحی، آزمون من - کندال، تغییرات دبی، رژیم جریان، شاخص هیدرولوژیک
  • محمدحسین رضایی مقدم *، محمدرضا نیکجو، میر اسدالله حجازی، سعید خضری، آفاق کاظمی صفحات 395-495
    در این مطالعه آثار فاکتورهای هیدروژئومورفولوژی ‏روی تغییر کیفیت آب رودخانه سیمینه رود و روند این تغییرات در بازه های مختلف زمانی و مکانی بررسی شده ‏است. آمار مربوط‏ به متغیرهای فیزیکی، شیمیایی و هیدرولوژیک طی سال‏های 1382 تا 1392، از سازمان آب منطقه‏ای استان آذربایجان ‏غربی دریافت شد. از ‏طریق نرم‏افزار GIS نقشه های مربوط استخراج شد. سپس روند تغییرات کیفیت آب در فصول مختلف در هر ایستگاه به‏طور مجزا بررسی شد و چگونگی ارتباط بین متغیرها و سطح معناداری آنها از‏ طریق آزمون همبستگی پیرسون با‏ استفاده ‏از نرم‏افزار SPSS به‏دست ‏آمد. در‏نهایت، به‏منظور ارزیابی تیپ و کیفیت شیمیایی آب رودخانه برای مصارف شرب و کشاورزی نمودارهای شولر و ویلکوکس از‏ طریق نرم‏افزار Chemistry برای هر ایستگاه و در هر فصل ترسیم‏ شد. کیفیت آب ایستگاه کاولان در فصل بهار با مقادیر کل جامدات محلول (9/174)، هدایت الکتریکی (1/269) و غلظت سولفات و کلر (7/0) به‏عنوان مطلوب‏ترین و ایستگاه میاندوآب در فصل تابستان با مقادیر کل جامدات محلول (3/359)، هدایت الکتریکی (3/529) و غلظت سولفات و کلر (7/3) بحرانی‏ترین بازه زمانی و مکانی معرفی می‏شوند. در همه ایستگاه های مطالعاتی، کاهش کیفیت آب رودخانه به‏صورت افزایش در TDS، EC و غلظت یون‏های سولفات و کلر با متغیر دبی رابطه مستقیم معنادار دارد. در حوضه آبریز سیمینه‏رود ویژگی های فیزیکی حوضه و همچنین فاکتورهای هیدروژئومورفولوژی در وجود داشتن یا نداشتن منابع آلاینده و تغییرات فصلی و مکانی کیفیت آب تاثیر دارند. طبق طبقه‏بندی شولر در همه فصول آب رودخانه سیمینه‏رود به‏لحاظ شرب در طبقه آب‏های خوب و کاملا بی‏مزه قرار می‏گیرد. در دیاگرام ویلکوکس نیز همه ایستگاه ها در همه فصول در کلاس C2S1 قرار گرفته‏اند و رده کیفیتی کمی شور و برای کشاورزی تقریبا مناسب دارند.
    کلیدواژگان: حوضه آبریز، رودخانه سیمینه رود، کیفیت آب، نمودار شولر، نمودار ویلکوکس
  • محمدتقی ستاری، رسول میرعباسی نجف آبادی *، مهدی عباسقلی نایب زاد صفحات 407-419
    پایش و ارزیابی کیفی آب های سطحی فرایندی بسیار پرهزینه و زمان بر است. بنابراین، انتخاب روشی که در آن با کمترین پارامترهای هیدروشیمیایی بتوان پیش بینی نسبتا دقیقی از طبقه کیفیت آب داشت، مهم و ضروری است. تصمیم گیری درختی به عنوان یکی از روش های داده کاوی با بهره گیری از یک ساختار درختی به طبقه بندی داده ها می پردازد. در این مقاله، با استفاده از روش تصمیم گیری درختی کیفیت آب برخی از رودخانه های واقع در دامنه های شمالی کوه سهند در محل ایستگاه های هیدرومتری بستان آباد، پل سنیخ، لیقوان و ونیار بررسی شد و برای هر یک از رودخانه ها طبقه کیفیت آب با استفاده از قوانین اگر آن گاه توسعه داده شد. برای هر یک از رودخانه ها دبی و 12 پارامتر هیدروشیمیایی شامل یون‏های کلسیم (Ca2+)، منیزیم (Mg2+)، کلر (Cl-)، بی کربنات (HCo3-)، درصد سدیم (Na%)، اسیدیته (pH)، سولفات (SO42-)، مجموع آنیون‏ها (Sum A)، مجموع کاتیون‏ها (Sum C)، کل نمک‏های محلول (TDS)، نسبت جذب سدیم (SAR) و هدایت الکتریکی (EC) برای ایجاد مدل درختی بررسی شد. نتایج نشان داد مدل تصمیم گیری درختی بیشتر با استفاده از چهار پارامتر EC، pH، SAR و Na+ قادر است طبقه کیفیت آب را با دقت بسیار زیادی مشخص کند، به طوری که میزان خطای مدل توسعه داده شده در بخش آزمون برای ایستگاه های بستان آباد، ونیار، پل سنیخ و لیقوان به ترتیب برابر 4/3، 1/8، 9/22 و 6/1 درصد بود.
    کلیدواژگان: پارامترهای هیدروشیمیایی، پایش کیفی، داده کاوی، درخت تصمیم، کیفیت آب های سطحی
  • زهرا شیخی آلمان آباد، فرخ اسدزاده*، حسین پیرخراطی صفحات 421-436
    کیفیت آب از مهم‏ترین پارامترهای مرتبط با توسعه و پایداری فعالیت‏های بشری است. کیفیت آب را می‏توان از مقایسه مقادیر پارامترهای کیفی آن با مقادیر استاندارد هر یک تبیین کرد. محدودیت‏های این روش از جمله عدم جامعیت آن موجب توسعه شاخص‏های تلفیقی کیفیت آب شده است. هدف از این پژوهش، بررسی جامع شرایط کیفی آب آشامیدنی در آبخوان اردبیل با استفاده از یک شاخص پیشنهادی (DWQIProposed) است و مقادیر کمی و توزیع این شاخص با شاخص‏های متداول کیفیت آب نظیر DWQIG و DWQIA مقایسه شده است. بدین منظور نمونه‏برداری از 60 حلقه چاه واقع در آبخوان اردبیل در شهریور ماه 1392 انجام گرفت و 21 پارامتر مختلف فیزیکی و شیمیایی در آنها تعیین شد. سپس شاخص DWQIProposedطی چهار مرحله شامل انتخاب خصوصیات کیفی آب و دسته‏بندی آنها، توسعه زیرشاخص، تخصیص ضریب وزنی برای خصوصیات برگزیده و ارائه تابع تجمیع محاسبه شد. نتایج نشان داد به رغم تفاوت در مقادیر کمی، الگوی توزیع فراوانی شاخص‏های DWQIG و DWQIProposed مشابه هم است. شاخص‏های DWQIProposed و DWQIA نیز در مقادیر زیاد تشابه فراوانی داشتند. با این حال، تفاوت بین میانگین شاخص‏های در منطقه معنا‏دار بود (05/0P<). سه شاخص یاد شده براساس ضریب همبستگی پیرسون ارتباط معنا‏داری داشتند (001/0P<؛ 99/0-98/0 = r). از بین پارامترهای کیفی مرتبط با بهداشت و سلامت، مقدار نیترات همبستگی بسیار زیادی با شاخص‏های یاد شده نشان داد (001/0P<؛ 815/0-712/0 = r) که بیان کننده تاثیر مهم نیترات بر کیفیت آب در آبخوان اردبیل است. الگوی مکانی شاخص‏های کیفیت آب استحکام فضایی مطلوبی نشان داده و نقشه های کریجینگ ترسیم شده بیان کننده افزایش کیفیت آب در مناطق شرقی و کاهش آن در بخش جنوب‏غربی منطقه است.
    کلیدواژگان: شاخص های تلفیقی کیفیت آب، کریجینگ، گروه های کیفی آب، نیترات
  • مهدی ضرابی *، صدرا محمودی، یونس نوراللهی صفحات 437-446
    بنابر برخی تحقیقات، ایران در بیشترین و شدیدترین خشکسالی 30 سال اخیر خود قرار دارد. حوضه آبریز دشت کاشان جزء مناطق بحرانی است که به علت عدم مدیریت مصرف منابع آب زیرزمینی شاهد افت آب و از بین رفتن تدریجی بخش کشاورزی هستیم. از دیرباز یکی از اختراعات مهم ایرانیان که کارکرد موثری در مدیریت منابع آب داشته، قنات بوده است. در این پژوهش سعی شد با بررسی قنات منطقه سن‏سن در اطراف کاشان گامی در جهت مدیریت منابع آب در منطقه برداشت. ابتدا برای شناخت سازه ای قنات، عمق چاه های نمونه به وسیله قوانین حاکم بر سقوط آزاد به دست آمد. نتایج به دست آمده بیان کننده اعتبارنداشتن و کاربردی بودن این روش بود و علت آن به طور کامل تشریح شد. دوباره با استفاده از روش طناب و متر طول چاه ها و شیب هیدرولیکی قنات به‏دست آمد. سپس به ترسیم شماتیک کامل قنات در سه بخش آغازین، میانی و نزدیک مظهر اقدام شد که در نوع خود برای نخستین بار بود. نتایج تغییر شیب روی دبی و تلفات تبخیر بررسی شد که امکان افزایش پنج برابری آب شیرین منطقه را نشان می‏داد.
    کلیدواژگان: تبخیر، سن سن، شیب هیدرولیکی، قنات
  • علیرضا عرب عامری، حمیدرضا پورقاسمی *، کورش شیرانی صفحات 447-462
    تهیه نقشه حساسیت‏پذیری سیلاب، نخستین ‏گام در برنامه های مدیریت سیلاب است. هدف از این پژوهش، شناسایی مناطق حساس به سیل‏‏گیری با استفاده از روش ترکیبی نوین تئوری بیزین فرایند تحلیل سلسله مراتبی (Bayes-AHP) در حوضه آبخیز نکا شهرستان ساری است. به منظور تهیه نقشه حساسیت‏پذیری سیل‏‏گیری در منطقه مطالعاتی، نقشه پراکنش سیلاب‏ها به‏منظور تحلیل‏های آماری تهیه شد. از تعداد کل 342 موقعیت سیل، 70 درصد (240 موقعیت سیل) به‏منظور اجرای مدل و 30 درصد (102 موقعیت سیل) به‏منظور اعتبارسنجی استفاده شد. با استفاده از مطالعه گذشته و پیمایش‏های گسترده میدانی، 11 عامل موثر شامل درصد شیب، طبقات ارتفاعی، فاصله از آبراهه، تراکم زهکشی، شاخص پوشش گیاهی تفاضلی نرمال‏شده (NDVI)، سنگ‏شناسی، کاربری اراضی، شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI)، شاخص توان آبراهه (SPI)، بارندگی سالانه و انحنای سطح به‏منظور پهنه‏بندی سیل‏‏گیری بررسی شد. با استفاده از روش AHP، وزن هر یک از عوامل و بر اساس تئوری بیزین وزن هر یک از طبقات عوامل موثر بر وقوع سیلاب‏های منطقه مطالعه شده محاسبه شد. درنهایت، نقشه پهنه‏بندی حساسیت‏پذیری سیل‏گیری در پنج طبقه و در محیط نرم‏افزار ArcGIS10.1 تهیه شد. به‏منظور ارزیابی مدل منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) استفاده شد. نتایج ارزیابی نشان داد مدل ترکیبی دقت مناسبی (761/0) در شناسایی پهنه های حساس به سیلاب دارد. بر اساس نتایج به‏دست آمده، عوامل درصد شیب، ارتفاع و کاربری اراضی به‏ترتیب با وزن‏های260/0، 195/0 و 146/0 بیشترین تاثیر را در وقوع سیلاب‏های منطقه مطالعاتی داشته‏اند. همچنین طبق نتایج، 24/17 و 37/15 درصد از حوضه آبخیز نکا در رده های حساسیت زیاد و بسیارزیاد قرار گرفته است. مدل ترکیبی ارائه شده می‏تواند برای تحقیقات بیشتر در زمینه تهیه نقشه خطر سیل‏گیری و مدیریت بحران استفاده شود.
    کلیدواژگان: اعتبارسنجی، پهنه بندی، تئوری بیزین، حوضه آبخیز نکا، فرایند تحلیل سلسله مراتبی
  • زهره فرجی*، عباس کاویانی، افشین اشرف زاده صفحات 463-476
    استان قزوین در رتبه هفتم خشکسالی در کشور قرار گرفته است، بنابراین مدیریت گسترده منابع آبی در این استان ضروری است. بهره‏گیری از تغییرات میدان گرانشی مشاهده شده از ماهواره GRACE از روش‏‏های مدیریتی است. ماهواره ثقل‏سنجی GRACE مجموعه‏ای از داده های تغییرات ذخیره آب را در مقیاس منطقه با قدرت تفکیک مکانی 1 درجه تولید می‏کند. این پژوهش با هدف ارزیابی داده های ماهواره ‏GRACE در استان قزوین برای یافتن راه‏ حلی جامع برای دست‏یابی آسان و سریع به اطلاعات تغییرات منابع آبی این استان انجام شد. برای اعتبارسنجی داده های ماهواره‏ GRACE از داده های مدل سطح زمین GLDAS و داده های مشاهداتی چاه ها در منطقه استفاده شد. نتایج نشان می‏دهد ماهواره GRACE به عنوان ماهواره ای ثقل‏سنج که فقط به منظور برآورد تغییرات ذخیره آب تولید شده است، برآورد خوبی از روند تغییرات ذخیره آب و همچنین تغییرات سطح آب زیرزمینی در اختیار کاربران قرار می‏دهد. نتایج تحلیل آماری انجام شده نشان‏دهنده 54/5RMSE=، 16/4MAE= و 5/1MBE= در واحد سانتی‏متر در مقیاس فصلی بین داده های تغییرات سطح آب زیرزمینی به دست آمده از ماهواره GRACE و چاه های مشاهداتی در دشت قزوین و همچنین46/5RMSE=، 32/4MAE= و 18/0-MBE= سانتی‏متر در ماه بین داده های تغییرات ذخیره آب به دست آمده از مدل GLDAS و ماهواره GRACE است. همچنین همبستگی بین داده های تغییرات ذخیره آب به دست آمده از مدل GLDAS و ماهواره GRACE و تغییرات سطح آب زیرزمینی به دست آمده از ماهواره GRACE و داده های مشاهداتی در سطح احتمال 99 درصد معنا‏دار است. نتایج بیانگر آن است که ماهواره GRACE روند تغییرات ذخیره آب را بهتر از مدل GLDAS نشان می‏دهد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، بارش، ماهواره GRACE، مدل GLDAS
  • محسن فرزین، علی اکبر نظری سامانی *، سادات فیض نیا، غلام عباس کاظمی صفحات 477-488
    تخلیه آب زیرزمینی زیردریایی هرگونه جریان زیرسطحی آب است که از خشکی به طرف دریا وجود دارد. شناسایی نواحی دارای این جریان اهمیت بسیار زیادی در مطالعات هیدرولوژیک و اکولوژیک دارد. به منظور تعیین نواحی احتمالی تخلیه آب زیرزمینی به خلیج فارس در سواحل استان بوشهر، ابتدا با استفاده از نرم‏افزار ENVI® 5.3 و GIS10.3.1 و اعمال تصحیحات لازم (اتمسفریک، رادیومتریک، هندسی) بر داده های حرارتی باند 10 لندست 8، نقشه دمای سطح دریا (SST) تهیه شده و نقشه ناهنجاری دمایی استاندارد (STA) از آن استخراج شد. سپس با تعیین کمترین سطح مشترک ناهنجاری دمایی طی سال های 2015 و 2016 در سواحل استان بوشهر، نواحی احتمالی تخلیه آب زیرزمینی زیردریایی به خلیج فارس مشخص شد. نتایج نشان می‏دهد در محدوده ساحلی بندر مقام تا کنگان، کنگان تا رودخانه مند، رودخانه مند تا جزیره شیف، بندرگاه تا گناوه و بندر ریگ تا هندیجان، به ترتیب 2823، 4165، 6159، 4725 و 4445 هکتار سطح احتمالی تخلیه آب زیرزمینی زیردریایی وجود دارد. این سطح در کل سواحل استان بوشهر 22317 هکتار است که به خلیج فارس تخلیه می‏شود؛ به طوری که مهم ترین و بیشترین سطح تخلیه احتمالی در خلیج نایبند، محدوده دوپلنگو و خور خان، شرق و غرب شهر بوشهر (بندرگاه و شیف) و سواحل هندیجان مشاهده شد. سطح تعیین شده می‏تواند نشان‏دهنده وجود جریان شایان توجهی از تخلیه احتمالی آب زیرزمینی به خلیج فارس در سواحل استان بوشهر باشد. بنابراین، ضروری است با بررسی های تفضیلی‏تر و استفاده از روش‏های کمی‏سازی، مقدار آن را به طور دقیق برآورد کرد.
    کلیدواژگان: تخلیه آب زیرزمینی زیردریایی، خلیج فارس، ناهنجاری دمایی استاندارد
  • پروا محمدی *، احمد فاخری فرد، یعقوب دین پژوه، اسماعیل اسدی صفحات 489-498
    بارش از مهم‏ترین عوامل موثر بر عملکرد دیم است. لزوم مدیریت و استفاده بهینه آب در بخش کشاورزی، برای مدیریت و حفظ منابع آبی ضروری است. هدف اصلی این پژوهش، بررسی تاثیر تغییرات فصلی بارش بر میزان عملکرد سالانه دیم است. از داده های بارش ماهانه 26 ایستگاه باران‏سنجی منطقه شرق دریاچه ارومیه طی دوره آماری 1370 تا 1392 استفاده شد. خوشه‏بندی با روش‏های K- Means و وارد انجام شد. بررسی همگنی خوشه ها با آزمون آماری H صورت گرفت و خوشه‏ های همگن در محیط GIS رسم شد. میزان تاثیر بارش‏های فصلی با عملکرد سالانه دیم مقایسه شد. نتایج نشان داد اثر بارش در سه فصل بهار، پاییز و زمستان در میزان عملکرد دیم مثبت است و بارش در این فصل‏ها روی افزایش عملکرد تاثیر شایان توجهی دارد. در این سه فصل بارش موجب افزایش ذخیره رطوبت خاک می شود که فصل تابستان مصرف کننده افزایش ذخیره است و در فصل تابستان رابطه معکوسی بین بارش و عملکرد سالانه دیم وجود دارد. خطوط هم بارش فصل‏ها با عملکرد دیم منطقه مطالعه شده به منظور شناسایی مناطق با افزایش توام بارش و عملکرد دیم رسم شد. نتایج به دست آمده از این خطوط نشان داد در سه فصل بهار، پاییز و زمستان در ایستگاه های دریان، لیقوان، خرمازرد، سهلان، هروی، سعیدآباد، شیرین‏کندی، قوری گل، تبریز و مغانجیق افزایش بارش با مقدار عملکرد رابطه مستقیم دارد. این مناطق می‏تواند به‏عنوان مناطق‏ مستعدتر کشت دیم در منطقه شرق دریاچه ارومیه معرفی شود و شناخت تاثیر بارش بر میزان عملکرد دیم این مناطق می‏تواند کاربردی‏تر و قابل اطمینان‏تر باشد.
    کلیدواژگان: بارش های فصلی، پهنه بندی، خوشه بندی، شرق دریاچه ارومیه، عملکرد دیم
  • پروین محمدی، ارش ملکیان* صفحات 499-508
    در سال های اخیر پروژ ه های کنترل سیلاب در کشور گسترش زیادی داشته است. با توجه به هزینه اجرا، اولویت بندی زیر حوضه ها اهمیت زیادی دارد و تصمیم گیری در خصوص سیلاب و مدیریت یکپارچه آبخیز را ضروری کرده است. اولین و مهم ترین قدم در انجام پروژه های مدیریت رواناب سیل، اولویت بندی مناطق لازم برای انجام پروژه های مهار سیلاب است. روش های تصمیم گیری ابزار موثری را برای برخورد با مسائلی فراهم می کنند که بیش از یک هدف دارند. در این تحقیق حوضه آبخیز پارچین بررسی و مطالعه شد. سپس با استفاده از روش های تصمیم گیری چند معیاره (ELECTRE،Grey، TOPSIS) زیر حوضه ها اولویت بندی شدند. نتایج به دست آمده از روش تحلیل خاکستری مشخص و بر اساس آن امتیاز برای نه زیر حوضه بررسی شد. حوضه 7 با بیشترین امتیاز (719443/0) در اولویت اول، حوضه 1 با (466119/0) اولویت دوم و حوضه 4 با کمترین مقدار امتیاز (331493/0) در اولویت آخر قرار گرفت. در روش تاپسیس با استفاده از محاسبه نزدیکی به راه حل ایده آل مثبت و منفی رتبه بندی انجام شد. حوضه 7 با بیشترین مقدار ضریب نزدیکی (843721/0) در اولویت اول قرار گرفت. نتایج رتبه بندی نشان داد هر سه روش در اولویت اول یکسان ارزیابی شدند. در سایر اولویت ها سه روش نتایج متفاوتی ارائه دادند. با توجه به نتایج به دست آمده یادشده روش تاپسیس و تحلیل خاکستری بیشتر به هم شبیه بودند و نسبت به روش الکتر دقت بیشتری داشتند.
    کلیدواژگان: آنتروپی شانون، تصمیم گیری چند معیاره، ELECTRE، Grey، TOPSIS
  • صدیقه محمدی *، فاطمه پناهی صفحات 509-521
    استفاده از نمک به عنوان پایین آورنده نقطه انجماد آب در سطح جاده های مناطق کوهستانی کشور استفاده طولانی و گسترده دارد. این پژوهش با هدف تعیین اثر نمک‏پاشی جاده بر درصد ترکیب گونه‏ای، شاخص‏های تنوع و غنای گونه‏ای اکوسیستم مرتعی مجاور جاده در منطقه گدار کفنوئیه جاده بافت کرمان در سال 1395 انجام شد. پس از تعیین یک منطقه همگن از نظر شرایط اکولوژیکی در سمتی از جاده که رواناب‏ها به آن سو جریان دارند، به نمونه‏برداری پوشش گیاهی اقدام شد. نمونه‏برداری پوشش گیاهی با استقرار 80 رولوه به صورت سیستماتیک در امتداد چهار ترانسکت 150 متری انجام شد. به این صورت که در هر ترانسکت 10 رولوه (پلات) اول نزدیک‏تر به هم (هر پنج متر) و 10 رولوه دوم دورتر از هم (هر 10 متر) روی ترانسکت استقرار یافتند. پس از استخراج شاخص‏های تنوع و غنا بر مبنای حضور داشتن و نداشتن گونه ها در محیط نرم‏افزاری PAST و BIO-DAP، اثر فاصله از مرکز نمک‏پاشی (جاده) بر کلیه شاخص‏ها با آزمون ANOVA یک‏‏طرفه و مقایسه میانگین داده ها با آزمون چنددامنه دانکن بررسی شد. نتایج نشان داد در فاصله صفر تا 40 متری از جاده گونه های گیاهی مهاجم کرقیچ، شیرسگ و شیرین بیان سهم زیادی از ترکیب گونه‏ای را به خود اختصاص داده اند. یک نرخ افزایشی معنا‏دار در شاخص‏ چیرگی و برگر (به ترتیب 7/86 و 7/98 درصد نسبت به حاشیه جاده و 27/18 و 115 درصد نسبت به دورترین نوار از جاده) و کاهشی معنا‏دار در شاخص‏های سیمپسون، شانون، مارگاروف، منهینگ و فیشر (به ترتیب 2/45، 6/49، 5/38، 6/14 و 2/30 درصد نسبت به حاشیه جاده و 4/53 و 5/68، 6/77، 4/51 و 8/76 درصد نسبت به دورترین نوار از جاده) در نوار 40 متری از جاده مشاهده شد که بیان کننده غالب بودن گونه های محدود با جمعیت زیاد (بیشتر علف شور) بود. گونه غالب و بومی مراتع منطقه (درمنه کوهی) به همراه سایر گونه های همراه مانند یال اسب و گون زرد از فاصله 50 متر از جاده حضور پیدا کرده و با بیشتر شدن فاصله از جاده سهم آنها در ترکیب گیاهی بیشتر شد. براساس یافته های این پژوهش نمک‏پاشی جاده به دلیل تغییر دادن شرایط اکولوژیک به نفع گونه های مهاجم و شورپسند، شاخص‏های غنا، تنوع گونه‏ای را به طور معنا‏داری کاهش داده است که این مهم به کاهش توان و آسیب‏پذیری زیاد اکوسیستم‏های مرتعی مجاور منجر خواهد شد.
    کلیدواژگان: اکوسیستم، تنوع، کرمان، کوهستان، نمک پاشی
  • علی محمدی، حسین یوسفی*، یونس نورالهی، سید جواد ساداتی نژاد صفحات 523-532
    رد پای آب به عنوان شاخصی برای تخصیص منابع آب شیرین تعریف شده است که بینش ارزشمندی درباره آثار محیط ‏زیستی تولید یک محصول ارائه می کند. هدف از انجام این پژوهش، تعیین مناسب‏ترین استان کشور برای تولید محصول سیب‏زمینی از جنبه مصرف آب شیرین بوده است که بدین منظور از شاخص رد پای آب استفاده شد. برای دستیابی به این هدف، ابتدا اطلاعات مربوط به سطح برداشت، تولید و عملکرد محصول در استان‏های اصلی تولیدکننده برای سال زراعی 1393 1394 جمع آوری شد. سپس برای محاسبه رد پای آب در هر استان، اطلاعاتی نظیر نیاز آبی محصول و بارش موثر به تفکیک استان جمع آوری و در نهایت اجزای رد پای آب محاسبه شد. نتایج پژوهش نشان داد به ترتیب رد پای آب سبز، آبی و خاکستری بیشترین سهم را در تولید سیب‏زمینی همه استان‏ها به خود اختصاص دادند. با توجه به رد پای آب کل محاسبه شده، استان همدان بهترین منطقه برای کاشت سیب‏زمینی و استان سمنان نامناسب‏ترین منطقه از دیدگاه شاخص یادشده شناخته شدند. میانگین رد پای آب تولید سیب‏زمینی در سطح کشور نزدیک به 527 مترمکعب بر تن محاسبه شد. با توجه به شاخص رد پای آب و مقدار تولید محصول در هر استان، مشخص شد که در سال زراعی مطالعه شده، استان همدان با مصرف 338 میلیون مترمکعب و استان خراسان شمالی با مصرف 18 میلیون مترمکعب آب، به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار از منابع آبی خود را به تولید این محصول کشاورزی اختصاص داده‏اند.
    کلیدواژگان: ارزیابی رد پای آب، منابع آب، مصرف آب، نیاز آبی
  • ثمر مرتضوی*، فائزه صابری نسب صفحات 533-545
    با افزایش بی رویه جمعیت و در پی آن توسعه صنایع آلاینده های بسیاری وارد محیط زیست شده است. بدین منظور بوم‏سازگان‏های آبی بیشتر در معرض مواد شیمیایی با ترکیبات مختلف به‏ویژه عناصر سنگین قرار دارند. در پژوهش حاضر آلودگی رسوبات اطراف حوضچه آبگیر تالاب میقان به فلزات سنگین سرب، روی و مس به کمک روش هضم اسیدی و با دستگاه جذب اتمی بررسی شد و شاخص‏های ضریب آلودگی (CF) و ریسک اکولوژیک (RI) محاسبه شد. با‏ توجه به نتایج به دست آمده، مقایسه با استاندارد کیفیت رسوب (SQGs) صورت پذیرفت. در نهایت، پهنه‏بندی فلزات به کمک برآورد تراکم کرنل نشان داد بخش‏های جنوبی و غربی این تالاب به ‏علت استقرار شهرک‏های صنعتی و پساب‏های زمین‏های کشاورزی تمرکز زیادی از آلاینده ها دارد. همچنین بررسی فلزات سنگین بیان کننده غلظت زیاد فلز مس (18/38 میکروگرم بر گرم) نسبت به عناصر روی (57/11 میکروگرم بر گرم) و سرب (82/9 میکروگرم بر گرم) در منطقه بود. در پایان، لزوم کنترل آلاینده های موجود در تالاب میقان پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: تالاب میقان، تراکم کرنل، ریسک اکولوژیک، ضریب آلودگی، فلزات سنگین
  • مرضیه مکرم، محمد جعفر مکرم، عبدالرسول زارعی*، بهروز صفری نژادیان صفحات 547-559
    با توجه به کاهش بارندگی و استفاده بیش از حد از آب های زیر زمینی، بررسی کیفیت آنها از مهم ترین چالش های بحث شده در مناطق مختلف از جمله ایران است. تخمین کیفیت آب از طریق مدل‏سازی، از جمله استفاده از شبکه های عصبی، موجب کاهش هزینه و مدیریت بهتر می‏شود. بنابراین، تحقیق حاضر با هدف بررسی کیفیت آب زیر‏زمینی در یک دوره 10 ساله (1383 تا 1393) با استفاده از شبکه های عصبی فازی تطبیق‏پذیر (ANFIS) در غرب استان فارس انجام گرفت. در این مطالعه از سه روش grid partitioning، clustering sub و FCM در دو حالت هیبرید و پس انتشار خطا به منظور پیش‏بینی کیفیت آب زیر زمینی استفاده شد. پارامترهای آموزش در این مطالعه، هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذب سدیم (SAR) هستند. همچنین برای آموزش شبکه از کلاس‏های کیفیت آب تهیه شده توسط دیاگرام ویلکاکس استفاده شد. در آلودگی شیمیایی، طبق دیاگرام ویلکاکس نسبت جذب سدیم و هدایت الکتریکی مهم ترین فاکتورهایی هستند که با اندازه‏گیری آنها می توان آب منطقه مطالعه شده را در کلاس‏های مختلف مانند خیلی مناسب، مناسب و نامناسب برای آبیاری کلاس بندی کرد. بر اساس نتایج از بین مدل‏های مختلف پیش بینی کیفیت آب زیرزمینی، مدل هیبرید در روش FCM با بیشترین R (99/0) و کمترین خطا، بیشترین دقت در پیش بینی کیفیت آب زیرزمینی منطقه مطالعه شده را دارد.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی - فازی تطبیق پذیر (ANFIS)، کیفیت آب، EC، SAR
  • سید علی موسوی *، سید حجت موسوی، ابوالفضل رنجبر، سید جواد ساداتی نژاد صفحات 561-571
    در حال حاضر فرسایش یکی از معضلات مهم زیست‏محیطی حوضه های آبخیز ایران به‏شمار می‏رود و تعیین میزان رسوب و فرسایش‏پذیری خاک برای حفاظت و مدیریت منابع طبیعی بسیار حائز اهمیت است. بنابراین، هدف از پژوهش حاضر ارزیابی توزیع فضایی فرسایش‏پذیری خاک در منطقه خور و بیابانک و ارتباط آن با برخی خصوصیات فیزیکی خاک با استفاده از روش‏های زمین‏آمار است. بدین منظور تعداد 33 نمونه خاک در امتداد سه ترانسکت از واحد پلایا تا کوهستان برای تعیین مقادیر مولفه های ماسه، رس، سیلت، کربن آلی و مواد آلی، از عمق صفر تا 50 سانتی متری برداشت شد. سپس از طریق روش‏های آزمایشگاهی مقادیر پارامترهای یادشده اندازه‏گیری شد و مقدار عامل فرسایش‏پذیری (K) و شاخص فرسایش‏پذیری خاک (SEI) محاسبه شد. درنهایت، به منظور بررسی توزیع فضایی پارامترهای یادشده انواع روش‏های میان یابی آزمایش و مناسب‏ترین روش انتخاب شد. نتایج نشان داد برای توزیع فضایی مولفه های ماسه، رس و عامل K، روش تابع پایه شعاعی به‏ترتیب با RMSE 27/3، 22/3 و 0036/0، برای مولفه های کربن و ماده آلی روش کریجینگ ساده به‏ترتیب با RMSE 34/0 و 59/0، برای سیلت روش کریجینگ معمولی با RMSE 88/0، و برای شاخص SEI روش کریجینگ جهانی با RMSE 0014/0 مناسب‏ترین روش‏های میان‏یابی شناخته شدند. درنهایت، کمترین و بیشترین مقادیر عامل K با 025/0 و 07/0 تن در ساعت بر مگا ژول میلی‏متر و همچنین کمینه و بیشینه شاخص SEI با مقادیر 03/0 و 07/0 به‏ترتیب در قسمت‏های شرقی، و غرب و شمال غربی منطقه گسترده شده است.
    کلیدواژگان: بافت خاک، خور و بیابانک، زمین آمار، فرسایش پذیری
  • رسول میرعباسی نجف آبادی *، فرشاد احمدی، میثم عاشوری، محمد ناظری تهرودی صفحات 573-585
    پایش و پیش‏بینی خشکسالی ها، به ویژه تعیین دقیق زمان شروع و تداوم آن، اهمیت ویژه‏ای در مدیریت منابع آبی و برنامه ریزی برای کاهش تاثیرات مخرب خشکسالی دارد. در این مطالعه خشکسالی های منطقه شمال شرق ایران با استفاده از شاخص کمبود توام (JDI) ارزیابی شد. داده های بارش ماهانه شش ایستگاه سینوپتیک تربت حیدریه، سبزوار، سمنان، شاهرود، گرگان و مشهد، در دوره آماری 1971 2011، برای محاسبه شاخص JDI استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد در سال‏های اخیر تعداد ماه های خشک در منطقه مطالعه شده (به ویژه در مناطق مرطوب) به شدت افزایش یافته است، به طوری که در همه ایستگاه ها (به جز سمنان) درصد ماه های خشک به بیش از 50 درصد در 10 سال اخیر (2002 2011) رسیده است. همچنین نتایج نشان داد شاخص JDI علاوه بر توصیف علمی وضعیت کلی خشکسالی، قابلیت مشخص کردن زمان شروع خشکسالی ها و نیز خشکسالی های طولانی مدت را دارد و امکان ارزیابی وضعیت خشکسالی را به صورت ماه به ماه فراهم می‏سازد.
    کلیدواژگان: توابع مفصل، خشکسالی، شاخص کمبود توام، مفصل های تجربی
  • مهسا نخستین روحی*، محمدحسین رضایی مقدم، توحید رحیم پور صفحات 587-599
    دشت عجب‏شیر در استان آذربایجان شرقی و در شمال غرب ایران واقع شده است. این دشت تامین‏کننده آب شرب، کشاورزی و صنعت شهرستان عجب‏شیر است. در این تحقیق با توجه به ویژگی های هیدرولوژی و هیدروژئولوژی منطقه مطالعه شده، آسیب‏پذیری منابع آب زیرزمینی آبخوان در برابر عوامل آلاینده با استفاده از دو مدل DRASTIC و SI در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی پهنه‏بندی شده است. در مدل DRASTIC از هفت پارامتر شامل عمق سطح ایستابی، تغذیه خالص، محیط آبخوان، محیط خاک، توپوگرافی، محیط غیراشباع و هدایت هیدرولیکی برای تهیه نقشه آسیب‏پذیری استفاده می‏شود. در مدل SI نیز پنج عامل عمق آب زیرزمینی، تغذیه خالص، سنگ‏شناسی آبخوان، توپوگرافی و کاربری اراضی در ارزیابی آسیب‏پذیری آبخوان موثر ند. پس از تهیه لایه های اطلاعاتی در محیط نرم‏افزار ArcGIS و وزن دهی آنها، با تلفیق لایه های هر یک از دو مدل، نقشه نهایی آسیب‏پذیری آبخوان نسبت به آلودگی تهیه شد. با توجه به نقشه پهنه‏بندی به دست آمده از مدل SI، حدود 24/2 درصد از منطقه مطالعه شده در محدوده آسیب‏پذیری خیلی کم، 27/5 درصد آسیب‏پذیری کم، 08/45 درصد آسیب‏پذیری متوسط تا کم، 09/39 درصد آسیب‏پذیری متوسط تا زیاد و 3/8 درصد در محدوده آسیب‏پذیری زیاد قرار دارد. بر اساس نقشه مدل DRASTIC نیز 48/13 درصد از مساحت منطقه مطالعه شده در محدوده آسیب‏پذیری خیلی کم، 43/55 درصد آسیب‏پذیری کم، 69/28 درصد آسیب‏پذیری متوسط تا کم و 08/3 درصد در محدوده آسیب‏پذیری متوسط تا زیاد قرار دارد. ارزیابی دو مدل استفاده شده با شاخص کیفی TDS نشان داد مدل SI با ضریب همبستگی 76/0 نسبت به مدل DRASTIC دقت زیادی برای تهیه نقشه آسیب‏پذیری منطقه دارد. همچنین با توجه به نقشه های تهیه شده از هر دو مدل و به منظور کنترل و جلوگیری از آلودگی بیشتر آبخوان دشت عجب‏شیر و نگهداری این منابع باارزش برای استفاده آیندگان، حفا ظت از منابع آب زیرزمینی منطقه مطالعه شده توسط مدیران و برنامه‏ریزان ضروری است.
    کلیدواژگان: آب های زیرزمینی، آسیب پذیری، سیستم اطلاعات جغرافیایی، دشت عجب شیر، مدل SI، مدل DRASTIC
  • علیرضا نفرزادگان، حسن وقارفرد، محمدرضا نیکو *، احمد نوحه گر صفحات 601-613
    یکی از مسائل اساسی در برنامه ریزی کاربردی برای منابع آب، وجود فاکتورهای غیرقطعی است. یکی از رویکردها برای تصمیم‏گیری در چنین شرایطی، برنامه ریزی بازه‏ای است. هدف از این مطالعه توسعه نوعی مدل بهینه‏سازی تعاملی برای تخصیص آب و سطح کشت است. مدل توسعه‏یافته شامل چهار هدف در برگیرنده فاکتورهای اقتصادی اجتماعی، محتوای آب مجازی محصولات و تامین نیاز آبی محیط ‏زیست است. برای حل مدل، چهار سناریو (فرض) برای سطوح کشت در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد با افزایش آستانه رضایت محدودیت‏ها، مقدار آب تخصیص داده شده به هر یک از آب‏بران کاهش یافته است به طوری که از سطح رضایت 65/0 تا سطح رضایت کامل، مدل فقط کمترین حجم آب در نظر گرفته شده برای تامین نیازهای محیط زیست (40 میلیون مترمکعب) را اختصاص می‏دهد. براساس سناریوهای حل در نظر گرفته شده، مدل بیشترین سطح کشت در بین محصولات شتوی را به گندم و بیشترین سطح کشت در بین محصولات صیفی را به ذرت اختصاص داده است. نتایج حل مدل در غیاب حد بالا برای سطوح زیر کشت نشان داد بیشترین اختلاف بین سطح کشت بهینه و بیشترین سطح کشت اتفاق افتاده، متعلق به برنج به ترتیب با 2777 و 6/5821 هکتار برای مناطق درودزن و کربال بوده است. از قوت های مدل توسعه داده شده در این پژوهش، خطی بودن و توانایی آن در مواجهه با پارامترهای غیرقطعی است. خروجی های این مدل اطلاعات لازم برای ارزیابی ریسک و قابل اتکایی گزینه های برنامه ریزی تخصیص آب را فراهم می‏کند.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، بهینه سازی، تقاضای زیست محیطی آب، عدم قطعیت
  • احمد نوحه گر، عاطفه جعفرپور *، محمد رستمی، محمدتقی اوند صفحات 615-626
    رودخانه هایی که جداره ناپایدار دارند، مشکلات بسیار زیادی را در کوتاه مدت و درازمدت به وجود می‏آورند. تخریب تدریجی جداره رودخانه و در نتیجه تهدید سازه ها و اراضی مجاور رودخانه، ایجاد زمینه فرایند رسوب‏گذاری، کاهش زاویه داخلی پیچاب‏ها و درنهایت به وجود آمدن مسیری جدید برای رودخانه از تاثیرات حرکت آب در پیچان‏رودهای دارای جداره ناپایدار است. در این تحقیق اثرگذاری آب شکن‏های متوالی روی الگوی جریان و رسوب و در نهایت محافظت از کرانه ها در رودخانه میناب با استفاده از مدل دو بعدی CCHE2Dبررسی شده است.پارامترهایی که در مرحله واسنجی استفاده شدند، شامل سرعت جریان و عمق آب بود که این پارامترها در سه قوس موجود در رودخانه از سد تا پل اول اندازه‏گیری شده است. پارامترهای دیگری همچون تغییرات کف بستر، تغییرات تنش برشی و... نیز از نتایج مدل به‏دست آمده است. در این مرحله همچنین برای تهیه مدل بهینه از شبکه‏بندی های مختلف استفاده شد و شبکه 500*50 به دلیل اینکه به نتایج اندازه‏گیری های صحرایی نزدیک‏تر بود، انتخاب شد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان می‏دهد هندسه رودخانه با دبی موجود و میزان رسوب تنظیم می‏شود و آب شکن در هدایت سرعت و تنش برشی به سمت تالوگ رودخانه تاثیرگذار است، به طوری که وجود سری آب شکن سبب 66 درصد کاهش سرعت و نیز سبب انحراف خطوط سرعت حداکثر از کرانه ها و محافظت از دیواره رودخانه می‏شود. انحراف آب شکن ها از کناره رودخانه از سر آب شکن ها شروع می شود. طول آب شکن ها در این تحقیق 30 متر بوده است و همچنین از بین رفتن فرسایش 20 سانتی‏متری و جایگزین شدن پنج سانتی‏متر رسوب‏گذاری در کناره رودخانه و در نتیجه تثبیت و حفاظت کناره رودخانه می‏شود.
    کلیدواژگان: آب شکن، رودخانه میناب، ساماندهی، شبیه سازی عددی، مدل CCHE2D
  • محمدرضا نیک پور*، هادی ثانی خانی، سجاد محمودی بابلان، عارف محمدی صفحات 627-639
    پیش‏بینی جریان رودخانه به منظور مدیریت و برنامه ریزی منابع آب در رودخانه ها، دریاچه ها، مخازن سدها و همچنین برای حفاظت کناره های رودخانه در زمان وقوع سیلاب انجام می‏گیرد. در این تحقیق از مدل‏های شبکه های عصبی مصنوعی، هیبرید‏ موجک عصبی، برنامه ریزی بیان ژن و کمترین مربعات ماشین بردار پشتیبان به منظور تخمین جریان روزانه رودخانه خیاوچای استفاده شد. بدین منظور داده های دبی و بارش روزانه ایستگاه هیدرومتری پل سلطانی واقع بر رودخانه یادشده طی دوره آماری 1378 1392 به‏کار گرفته شد. پس از محاسبه ضرایب همبستگی متقابل متغیرهای بارش و دبی، شش الگوی مختلف به منظور تخمین رواناب روزانه تعیین شد. برای ارزیابی مدل‏ها از شاخص‏های آماری و آزمون ANOVA استفاده شد. نتایج بیان کننده برتری مدل هیبرید‏ موجک عصبی با بیشترین ضریب همبستگی (877/0=R)، کمترین ریشه میانگین مربعات خطا (696/0=RMSE) و ضریب نش ساتکلیف برابر 767/0 در مرحله صحت‏سنجی بود. نتایج آزمون آنوا نیز نتایج شاخص‏های آماری را تایید کرد و مدل هیبرید موجک عصبی با داشتن کمترین مقدار آماره F (11/0) و بیشترین سطح معناداری (75/0) به عنوان بهترین مدل شناخته شد. در برآورد دبی بیشینه (سیلاب) نیز مدل یادشده با میانگین خطای نسبی 19/30 درصد، به مقدار شایان توجهی خطای کمتری نسبت به سایر مدل‏ها داشت.
    کلیدواژگان: بارش - رواناب، برنامه ریزی بیان ژن، حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی مصنوعی، هیبرید موجک - عصبی
|
  • Laily Arezoomandi *, Zahra Hejazizadeh, Ebrahim Fattahi Pages 301-313
    Water resources has been experienced serious tensions in recent years due to climate change. Purpose of this study is investigation of dynamical and statistical downscaling in order to downscaling extreme precipitation in catchment of Gorganrood river over 13 and 14 may 1992 that Leading to record the extreme discharge in this region. Two model namely SDSM and Regcm4 for his purpose were used. The results showed SDSM has very low ability to simulate extreme precipitation so that the mean absolute error (MAE) was about 20 mm in the years 1983-2012 with very low coefficients of determination of 0.18 to 0.002 whereas Regcm4 model has recorded a very high coefficient of determination and mean absolute error of the model was about 67 mm. Although this model could not well simulate of Lazoreh station precipitation, because the model taking into account the overall dynamic patterns to simulate. Weather maps analysis indicates that Low pressure patterns dominant in the western half and parts of South and Central Iran in this two-days. Direction South and West Stream was observed from Adan sea and the Persian Gulf as well as the Black Sea and the Mediterranean Sea. Geopotential Maps show low-height patterns be in level 500 Geopotential high and n level 850 Geopotential high in this region.
    Keywords: Downscaling, Gorganrood River, extreme precipitation, RegCM4, SDSM
  • Gholam Ali Parham, Rasoul Mirabbasi, Fereydoon Radmanesh * Pages 315-329
    In the recent years, the dependence structure among hydrological variables is taken into consideration and it led to employ the multivariate analysis as a suitable alternative for univariate methods. In this study, the copula functions were employed for multivariate frequency analysis of low flows of Dez River basin at Tange Panj-Bakhtiari (TPB) and Tange Panj-Sezar (TPS) hydrometric stations. At the first, at first 7-d series of low flow was extracted from measured daily flows at the studied stations in the period of 1956-2012. In the next stage, 11 different distribution functions were fitted onto the low flow data which logistic distribution had the best fit on the TPB station and the GEV distribution had the best fit on the low flow data of TPS station. After specifying the best fitted marginal distributions, the copula parameter should be estimated. In this study, two methods of inference function for margins (IFM) and particle swarm optimization (PSO) were used to estimate copula parameter. The results showed that the PSO method had outperform than IFM in estimating the copula parameter. Among the Ali - Mikhail – Haq, Clayton, Frank, Galambos and Gumbel-Hougaard copulas, the Frank copula function had lowest error and highest accuracy in constructing the joint distribution of paired 7-d low flows data and was used for calculating the joint return periods in two states of “OR” and “AND”.
    Keywords: Frequency analysis, Copula functions, Marginal Distributions, Joint distribution, Joint return period
  • Afshin Ashrafzadeh *, Mahbobeh Aghajani Pages 331-343
    Estimation of discharge using regional analysis is an effective method for water resources management in ungauged basins. In the present study, for the purpose of estimating annual discharge in the ungauged sub-basins of Hablehroud Basin, linear regression and three independent variables including area, precipitation and slope were used. The basin under study was divided into five major and 44 minor sub-basins and using the data from five active hydrometric stations in the basin, regression equations for estimating annual discharge and specific discharge (the ratio of discharge to basin area) were extracted. The extracted equations were assessed in both major and minor sub-basins. The results showed that discharge estimation using the three variables of area, precipitation and slope in the five major sub-basins has an average error of 1.3%. However, the average error in the 44 minor sub-basins was totally unacceptable. The results also showed that the average error of specific discharge estimation in the five major sub-basins is 2.6%. Despite the increase of error in the major sub-basins, the average error of specific discharge estimation in the 44 minor sub-basins was reduced to 5.33%. The results of the present study indicate that when the basin under study is divided into small sub-basins, specific discharge can be considered as an appropriate variable in regional analysis of runoff.
    Keywords: Regional analysis, Multivariate regression, Physiographic characteristics, Ungauged Basins
  • Laleh Parviz * Pages 345-355
    Leaf area index is one of the most important variables characterizing energy flux, atmosphere- land surface exchange and vegetation structure. In this research, Leaf area index time series of wheat, alfalfa, apple and potato have been investigated using the modeling with basis on Box-Jenkins method and with the result of mathematical relationships between leaf area index and NDVI were compared. The trend of MODIS time series in the period of 2012 to 2015 with seasonal length 46 using seasonal Man –Kendall test was negative. The simulation of time series using ARIMA (p,0,q)×(P,1,Q)46indicated the error decreasing and correlation and NASH coefficient for example the correlation coefficient of wheat, alfalfa, apple and potato was 0.9, 0.94,0.93 and 0.89 respectively. The criteria comparison demonstrated the better performance of SARIMA model especially for alfalfa and apple time series with high values of leaf area index. Stochastic modeling has minimum error relative to the mathematical relationships. According to the high performance of SARIMA model, the preparing of leaf area index time series with high precise has more importance.
    Keywords: modeling, leaf area index, Seasonal Man –Kendall, SARIMA
  • Fateme Tirgar Fakheri *, Bohloul Alijani, Parviz Zeaiean Firuzabadi, Mehri Akbari Pages 357-368
    Climate change is a major environmental problem because melting processes of the glaciers and snow packs are sensitive to climate change. The aim of this study, is predicting future changes in climatic parameters, estimating changes in snow covered area and snowmelt runoff under scenarios of climate change in Armand basin. To investigate the effect of climate on precipitation and temperature in Armand basin, Three models (NorESM1-M, IPSL-CM5A-LR and CSIRO-MK3.6.0) was used under the scenarios RCP8.5, RCP4.5, RCP2.6 were run, Temperature and precipitation in the next four periods (2021-2030, 2031- 2040, 2041-2050 and 2051-2060) under all three scenarios were calculated. As well as the daily images MODIS (Mod10A1) was used to determine the snow covered area in the basin. The relationship between the snow covered area with the observed temperature and precipitation was studied and has been used to predict future snow cover. The results showed that all three scenarios RCP predict rising temperature and reduced precipitation and snow cover. Studying of snowmelt runoff in the observation period (November 2000-May 2006) showed that about 47.7 of the annual runoff in the basin is related to snowmelt. Most snowmelt runoff during the winter has been created. The contribution of total water produced by melting snow during the fall and spring 34.9 and 52.8 percent respectively that Along with snowmelt, it is expected runoff will be reduced by about 0.12 cubic meters per second per year.
    Keywords: climate change, SRM model, downscaling models, snow melt, Armand Basin
  • Zeinab Jafarian *, Alibeman Mirjalili Pages 369-377
    One of the important operations that optimize use of soil and water in the arid and semi-arid lands is soil and water conservation structures especially precipitation storage structures. Implementation of precipitation conservation such as the development of pitting and contour furrow has been suggested in fields including: that vegetation had decreased to the extent that had no role in the prevention of surface runoff but there are appropriate and palatable plant species individuals, soil compaction due to high traffic livestock has caused to decrease water infiltration into the soil, has done for controlling runoff and floods from rainfall with the aim of water saving and increasing of vegetation cover. This study was carried out in Bolbol rangeland of Yazd province to average rain fall of 130 mm since 2004 in surface of two hectares. The amount of vegetation and density species were measured in four and control, 7 years (2012) after the creation of mechanical operations of pitting and furrowing. Measurements were carried out along 12 transects and 120 plots. The results showed that pitting, contour furrow and control treatment sites had significant different from percentage vegetation and density (p
    Keywords: Plant cover, Plant Species Density, runoff, Precipitation Conservation, Bolbol Rangeland Of Yazd Province
  • Saeid Khorooshi, Raoof Mostafazadeh *, Abazar Esmali Ouri, Majid Raoof Pages 379-393
    The assessment of river health can be used as a tool for environmental flow estimation and quantifying the amount, timing and required water flow quality to permanence of river ecosystems. The aim of present study is to determine the spatial and temporal changes of rivers health with an emphasis on hydrologic indicators by using statistical tests in Ardabil province. For this purpose, the daily discharge data of 24 hydrometric stations with the period of 1367-1390 used for river health analysis. In addition, the non-parametric Mann-Kendall test and Sen's estimator method were implemented to determine the presence or absence of positive and negative trends at different statistical levels. Also, after dividing the existed study span into four periods, the Kruskal–Wallis test was applied for the investigation of temporal variations and the existence of differences between short-term periods. Results showed the significant decreasing trend of river health in studied stations (13 stations from 24 stations). Sula and Firuzabad stations had significant increasing trend and in other remained stations the significant trend hadnt identified. According to the results obtained from the maps of spatial variability of river health maximum changing river health indicators in the central and minimum changing of the index observed the northern and southern parts of the province. In determines how it can be said that the changes hydrologic flow health in recent times than in the past can be related to increasing of exploitation intensity from surface water resources and reducing the water yield due to climate change.
    Keywords: Surface Waters, Mann-Kendall test, Discharge Variations, Flow regime, Hydrologic index
  • Mohammad Hossein Rezaei Moghaddam *, Mohammad Reza Nikjoo, Mir Asadolah Hejazi, Saeed Khezri, Afagh Kazemi Pages 395-495
    In this study, the effects of hydro-geomorphology factors on the water quality changes of Siminehrood River and the process of these changes were studied at the different spatial and temporal scales. Data related to physical, chemical and hydrological parameters during 2003-2013 were received from the regional water organization of West Azarbaijan province and its seasonal average was calculated for each station. The related maps were extracted using GIS software. Then, the process of changing water quality during different seasons was studied for each station and the relationship between variables and their significance level was achieved by Pearson correlation test and SPSS software. Finally, Schueller and Wilcox diagrams were traced during each station and each season using Chemistry software for assessing the type and chemical quality of river water for drinking water and agricultural purposes. The quality of Kavlan station water during spring with amounts TDS (174.9), EC (269.1) and the concentration of chloride and sulfate ions (0.7) as the most favorable and Miandoab station during summer with amounts TDS (359.3), EC (529.3) and the concentration of chloride and sulfate ions (3.7) were introduced as the most critical spatial and temporal periods, respectively. In all research stations, the decrease of river water quality as the increase of EC, TDS and the concentration of chloride and sulfate ions had a direct and meaningful correlation with the discharge variable. In Siminehrood basin, the physical characteristics of the basin and hydro-geomorphology factors play a role in the presence or lack of pollution sources and seasonal-spatial changes of water quality. According to Schueller classification, Siminehrood River water is in a good and quite tasteless category in terms of drinking water. Also, in Wilcox diagram, all the stations are related to the C2S1 class for each season and have a slightly salty quality suitable for agricultural purposes.
    Keywords: basin, Siminehrood River, water quality, Schueller diagram, Wilcox Diagram
  • Mohammad Taghi Sattari, Rasoul Mirabbasi *, Mehdi Abbasgoli Naebzad Pages 407-419
    Monitoring and assessment of surface water quality are a very expensive and time consuming process, thus finding cheap, simple and relatively excat methods which determine water quality class based on minimum parametrs would be very useful. Decision tree as one of the data mining techniques classify data sets based on a tree structure. In this study, the decision tree method was used to classify water quality in some hydrometry stations located at northern side of Sahand Mountain, including Bostanabad, PoleSenikh, Lighvan and Vanyar. The water quality classes was defined based on if-then rules. For every considered river, the discharge and 12 hydrochemical parameters, including Ca2, Mg2, Cl-, HCO3-, Na%, pH, SO42-, total anions, total cations, total dissolved solids (TDS), sodium adsorption ratio (SAR) and Electrical conductivity (EC) were collected and used for developing desicion tree model. The results showed that the desicion tree model could evaluate water quality class with high accuracy base on only four parameters: EC, pH, SAR and Na. As the error of developed models in testing phase for Bostanabad, Vanyar, PoleSenikh and Lighvan stations were 3.4, 8.1, 22.9 and 1.6%, respectively.
    Keywords: surface water quality, data mining, Decision Tree, Hydrochemical parameters, Quality monitoring
  • Zahra Sheykhi Alman Abad, Farrokh Asadzadeh *, Hossein Pirkharrati Pages 421-436
    Water quality is considered as one the most important factors in development of the civilizations and sustainability of human activities. Water quality can be evaluated by comparing the each of the chemical properties in water samples with their reference values. The single parameter comparison method has limitation and a comprehensive evaluation of the water quality is not possible with this method. Thus, water quality indices has been developed during the last 3 decades. The aim of this study was to comprehensively evaluate the water quality in Ardabil aquifer with a newly proposed drinking water quality index (DWQIProposed). The DWQIProposed was also were compared with the conventional water quality indices including DWQIA and DWQIG. Water samples were collected from 60 wells in Ardabil aquifer during the September 2014 and analyzed for 21 different physical, chemical, and biological properties. DWQIProposed were computed in four steps including parameter selection, parameter categorization, development of sub-index with regression statistics, and aggregating the sub indices. Results indicated that, although there was a quantitative difference between the DWQIProposed and DWQIG, but their probability distribution functions reflect a similar pattern. DWQIProposed and DWQIA have similar values for samples with excellent water quality. ANOVA results indicated that the mean difference between three indices is significant (P
    Keywords: Comprehensive water quality indices, Water quality groups, nitrate, Kriging
  • Mahdi Zarabi *, Sadra Mahmoodi, Younes Noorollahi Pages 437-446
    according to some researches, Iran is in greatest and worst drought in its 30 years. Kashan plain basin is one of the critical areas that has water loss and progressive destruction of agriculture due to the lack of management on the use of groundwater resources. one of the most important inventions of Iranians that has long been an effective factor in management of water resources from the past has been ghanat. in this reaserch has been tried to improve water resources management by study of sansan's qanat around Kashan. so due to the structural cognition of qanat , the depth of wells were determined according to the laws of free fall. it resulted in inefficiency of the method and the cause was scribed in detail. again the depth and hydraulic slope was determined by rope and the length measurement tool. therefor qanat's schema was drawn in three particle: the elementary, middle and end that was the first of its kind. the results of tilt-shift on the rise in water flow and losses from evaporation was studied that it is considering the possibility of increasing freshwater by five folds.
    Keywords: Sansan, Qanat, Hydraulic slope, Evaporation
  • Alireza Arab Ameri, Hamid Reza Pourghasemi *, Kourosh Shirani Pages 447-462
    Flood susceptibility mapping is the first step in flood management programs. Flood prediction can help reducing its following damages. The main objective of this study is identification of prone areas to flooding using new ensemble Bayesian-AHP methods in the Neka-Sari watershed, Iran. Flood inventory map was prepared due to statistical analyses. A total of 240 (70 %) and 102 (30 %) out of 342 observed events were used as training and validation data set, respectively. Based on literature review, as well as extensive field studies, a total of 11 parameters in relation to flood occurrences were selected for flood mapping, including slope percent, elevation, distance to river, drainage density, NDVI, lithology, land use, topography wetness index (TWI), stream power index (SPI), rainfall, and curvature. The weights of each factor were determined by AHP method. Also, the relation between factor classes and flood events and the weight of each lasses were estimated using Bayesian theory. Finally, by integration of factors and their classes in ArcGIS, flood susceptibility map was obtained with five classes. In order to evaluate the obtained model, ROC curve was employed. Results showed that the ensemble model had a high accuracy (76.10 %) in flood susceptibility mapping. Also, slope percent, elevation, and land use have the highest effect on flood events with values of 0.260, 0.195, and 0.146, respectively. According to the results, 24.17 and 37.15 % of the study area are categorized in high and very high susceptibility classes, respectively. The presented combined model can be used for further studies on natural hazard mapping and disaster management.
    Keywords: Zonation, validation, Bayesian theory, Analytical Hierarchy Process (AHP), Neka Watershed
  • Zohreh Faraji *, Abbas Kaviani, Afshin Ashrafzadeh Pages 463-476
    Given that Qazvin Province located in the seventh drought place in the country and need to manage vast water resources. Water storage estimation methods have developed over the years and observation of changes in the gravitational field by satellite GRACE is one of these methods. This satellite produces a series of water storage changes data with spatial resolution of 1 ° on a regional scale. This study aimed to evaluate data from GRACE satellites in Qazvin province to find a comprehensive solution for quick and easy access to the water resources. To validate the GRACE satellite data, land surface model data (GLDAS) and wells data in the region were used. The results show that the GRACE satellites as a Gravity satellite just produce to estimate changes in Earth's water supply, give a good estimate of the changes in the ground water storage and groundwater level changes. Statistical analysis showed that RMSE =5.54, MAE = 4.16 and MBE = 1.5 the seasonal scale in millimetre between groundwater level data from the GRACE satellites and observation wells, and RMSE =2.92, MAE = 4.24 and MBE =0.184month scale in centimetre between the data changes in land water storage from GRACE satellite and GLDAS model. Also, the correlation between changes in water storage data from the GRACE satellite and GLDAS model and groundwater level changes from GRACE satellite and observational data is significant at the 99% probability level. The results showed that GRACE satellite shows terrestrial water storage changes better than GLDAS model.
    Keywords: Groundwater, Rainfall, GRACE satellite, GLDAS model
  • Mohsen Farzin, Aliakbar Nazari Samani *, Sadat Feiznia, Gholam Abbas Kazemi Pages 477-488
    Submarine Groundwater Discharge (SGD) is defined as any water subsurface flow from the land into the sea. Recognizing the area having this flow is very important for hydrologic and ecologic studies. For determination of Submarine Groundwater Discharge Probable Areas into the Persian Gulf on Coastlines of Bushehr Province, at first, required corrections (atmospheric, radiometric, and geometric) were made on the obtained thermal band 10 data of Landsat 8 during 2015 and 2016 across the study area using ENVI® 5.3 software. Then, by mapping sea surface temperature (SST) and standard temperature anomaly (STA) and thus determining the minimum shared area of thermal anomalies during 2015 and 2016 by GIS10.3.1 software, SGD probable areas into the Persian Gulf on Bushehr Province coastlines was recognized and mapped. The results show that there are SGD probable areas on Bandar Mogham to Kangan, Kangan to Mond River, Mond River to Shif Island, Bandargah to Ganaveh, and Bandar Rig to Hendijan coastlines with, respectively, 2823, 4165, 6159, 4725, and 4445 hectares. This area on coastlines of Bushehr Province is 22317 hectares discharging into the Persian Gulf that may suppose an Impressive flow. Therefore, surveying more details and quantifying is essential for estimating the precise rate.
    Keywords: Submarine Groundwater Discharge, Standard Thermal Anomaly, Persian Gulf
  • Parva Mohammadi *, Ahama Fakherifard, Yaghoob Dinpazhoh, Esmaeil Asadi Pages 489-498
    The supply to manage and optimal use of water in agriculture is essential for management and conserve water resources. This study aimed to evaluate the effect of seasonal precipitation fluctuations on annual rainfed yield. Monthly precipitation data for 26 rainfall stations with Statistical period 1992 to 2014 of the east part of Urmia Lake basin were used. Clustering were done with Ward and K-means methods. The homogeneity of cluster were checked through H-Statistics method and homogeneous clusters were shown in GIS environment. The effect of seasonal precipitation were compared with annual rainfed yield. Results showed that the effect of precipitation in the spring, autumn and winter in the amount of rainfed yield is positive and precipitation in these seasons has a remarkable effect on increasing yield, In the three seasons precipitation cause increase of soil moisture storage that summer is consumer this storage But in the summer there is an inverse relationship between precipitation and annual rainfed yield. In order to identify areas combined with increased precipitation and rainfed yield Iso-line of precipitation seasons with the rainfed yield of study area was drawn. The results of this lines showed that in the spring, autumn and winter at the Daryan, Lighvan, Khormazard, Sahlan, harvy, Saidabad, ShirinKandy, Ghorigol, Tabriz and Moghanjigh increased amount of pricipitation is directly related to the amount of yield. These areas can be introduced more eligible rainfed Cultivation in East Lake Urmia and recognition the effects of precipitation on yield rainfed areas can be more practical and reliable.
    Keywords: Clustering, East Lake Urmia, Seasonal Precipitation, regionalization, Yield Rainfed
  • Parvin Mohammadi, Arash Malekian* Pages 499-508
    In recent years, flood control projects have been more extended in the country. Given the cost of implementation, prioritizing the sub-basins is of most important and making decisions about flood and integrated watershed management being quite necessary.The first and most important step in the runoff flood management projects is prioritizing essential areas to carry out flood control projects. Decision-making methods provide effective tools for dealing with issues involving more than one goal. In this study, Parchin watershed basin was studied. Then, using multi-criteria decision-making methods (ELECTRE, Grey and TOPSIS) the sub-basins were prioritized.The results of Grey method were investigated by gray relational analysis for the score of 9 sub-basins. The sub-basin 7 with the highest score (0.719443) was prioritized in the first and sub-basin 1 with score of (0.466119) in second priority and sub-basin 4 with the least amount of score (.331493) was placed in the last priority.In TOPSIS method rating was done using calculated nearness to ideal solution options, sub-basins 7 with the highest nearness coefficient (0.843721) is in the first rank. The results from rating showed that all three methods were evaluated equally in first priority, in other priories methods gave different results. According to the above-mentioned results the three TOPSIS methods and gray analysis are more similar and more accurate than the electronic method.
    Keywords: Multi-criteria decision, ELECTRE, Grey, TOPSIS, Shannon Entropy
  • Sedigheh Mohamadi *, Fatemeh Panahi Pages 509-521
    An intense utilization of salt as lowering the freezing point of water in the mountainous areas of Iran country has been applied for long period. Therefore, this study aimed to determine the effect of road deicing salt on the vegetation composition, species richness and diversity indices in rangeland ecosystems of the area adjacent of Godar Kafanooieh road, Baft-Kerman, Iran in 2016. Sampling of vegetation was carried out after determining a homogeneous area of ​​ecological factors on the side of the road where runoff flowed into it. The establishment of 80 plots on a systematic sampling of vegetation along the four transects with length of 150 meters were taken.In this regard, the first ten plots on each transect were established every 5 meters and the distances between other plots were 10 meters. After calculating the diversity and richness indices based on presence or absence of species in the PAST and BIO-DAP softwares, the effect of distance from the salting road was performed by one-way ANOVA test and mean comparison was analyzed by Duncan's multiple range test. Results from 0 to 40 meters far from the road showed that plant species as Hertia intermedia, Ephorbia larica and Glycyrrhiza glabra have allocated high proportion of species composition. A significant increasing rate of Dominance and Burger indicators (86.7 and 97.7 percent in comparison to near road and 18.27 and 115 percent in comparison to furthest away distance from road (150 meters), respectively) and decreasing of Simpson, Shannon, Margarof, Menhing and Fisher indicators(45.2, 49.6, 38.5, 14.6 and 30.2 percent in comparison to near road and 53.4, 68.5, 77.6, 51.4 and 76.8 percent in comparison to the furthest away distance from road (150 meters), respectively) at the 40 meters far from the road indicated the dominance of few species with high population (mostly Salsola inconesense). Native rangeland species (Artemisia aucheri) along with other species such as Stipa barbata and Astragalus parrowianus were observed at 50 meters distance from the road and their contribution in vegetation composition were raised with increasing the distance. According to this research, salt deicing due to changing the ecologic condition for invader and halophyte species, will decrease richness and diversity species and lead to diminishing potential associated to increasing vulnerability of near rangeland ecosystems.
    Keywords: Salting, Ecosystem, diversity, Mountains, Kerman
  • Ali Mohammadi, Hossein Yousefi *, Younes Noorollahi, Sayed Javad Sadatinejad Pages 523-532
    The water footprint consider as a indicator of freshwater resources appropriation which brings valuable insight about the environmental impact of a given product. The aim of this study is determining the best country’s province for the potato crop production in terms of fresh water consumption, for this object water footprint indicator was used. To achieve this goal, first data on harvested area, production and yield in major producing provinces were collected for the crop year 2014-15. Then to calculate the water footprint in each province, information such as crop water requirement and effective precipitation were collected separately for each province and finally water footprint components were determined. The results showed that green, blue and grey water footprint devoted most contribution in all provinces respectively. According to calculated total water footprint, Hamedan province is the best region for potato harvesting and Semnan province is the most difficult region for this purpose. Water footprint average for potato production was calculated 527 m3/ton in the country. According to water footprint indicator and provinces potato production, it was determined that in mentioned crop year, Hamedan province by using 338 MCM and North Khorasan by using 18 MCM of water, allocated the highest and the lowest amount of water to this agricultural production respectively.
    Keywords: Water Footprint Assessment, Water resources, Water requirement, water consumption
  • Samar Mortazavi *, Faezeh Saberinasab Pages 533-545
    With the rise of people and the industry development, many pollutants had been enterance to environment. Besides, aquatic ecosystems are more vulnerable to chemicals with different combinations particularly heavy metals. In this study the pollution of sediment around the basin of Mighan wetland to lead, zinc, and copper heavy metals was assessed by acid digestion and Atomic Absorption Spectroscopy and Contamination Factor (CF) and Potential Ecological Risk Index (RI) were measured. According to the results, comparisons of metal concentration with sediment quality guidelines (SQGs) were done. Finally zoning metals using Kernel Density Estimation showed that the southern and western parts of the wetlands because of industrial zones, agricultural lands wastewater, and industrial area have a high concentration of pollutants. Meanwhile investigation of heavy metals represented a high concentration of copper metal relative to zinc and lead metals in the region. In the end, the requirement for contaminants controlling in the Mighan wetland is recommended.
    Keywords: Kernel density, ecological risk, contamination factor, Meighan wetland, Heavy metals
  • Marzieh Mokarram, Mohammad Jaafar Mokarram, Abdol Rassoul Zarei *, Behrouz Safarianejadian Pages 547-559
    Due to the reduced rainfall and overuse of underground water, check the water quality is one of the most important challenges discussed in various areas, such as Iran. Estimation of water quality using models such as neural network results in costs reduction and better management. The aim of the study is to assess ground water quality using adaptive fuzzy neural network (ANFIS) in the west of Fars province during 2003 to 2013 period. Three methods that consist of grid partitioning, sub-clustering and FCM with two models of Hybrid and back propagation was used to predict the quality of ground water for the study area. In this study, electrical conductivity (EC) and sodium adsorption ratio (SAR) were used to train the neural network. In addition, water quality class diagram Wilcox was used to train the network. In chemical pollution, according to Wilcox diagram, EC and SAR are the most important factors based on which waters can be classified in different classes such as very appropriate, suitable and unsuitable for agriculture. Results show that among the various models provided to predict groundwater quality, Hybrid models in FCM method has the greatest accuracy for the prediction of water quality in the study area with a maximum R (0.99) and minimum error.
    Keywords: water quality, adaptive Neuro -Fuzzy inference system (ANFIS), EC, SAR
  • Seyed Ali Mousavi *, Sayed Hojjat Mousavi, Abolfazl Ranjbar, Seid Javad Sadatineghad Pages 561-571
    At the present, erosion is one of the most important of environmental problems in the Iran watersheds. Therefore, determine the sediment and soil erodibility is very important for conservation and management of natural resources. The aim of this study is evaluate the spatial distribution of soil erodibility and relationship with some of the soil properties using geostatistical methods in the Khoor and Biabanak region. For this purpose, 33 soil samples were taken from depths of 0-50 cm along three transects from playa until mountain units to determining the components of sand, clay, silt, organic carbon and organic matter. Values of K factor and SEI were calculated by values of these parameters. Finally, to determine the spatial distribution, interpolation methods were tested and the most suitable method was chosen. The results showed that Radial Basis Function was the most suitable of interpolation method for the spatial distribution of the elements of sand, clay and K factor with RMSE 3.27, 3.22 and 0.0036, respectively. The simple Kriging method was suitable for carbon components and organic material with RMSE 0.34 and 0.59, respectively. For silt, Kriging Ordinary with RMSE 0.88, and for SEI index, Universal Kriging method with RMSE 0.0014 were suitable. According to the results of soil erodibility values, minimum and maximum amount of K factor with 0.025 and 0.07 t h MJ− 1 mm− 1, as well as minimum and maximum values of SEI with 0.03 and 0.07 are extensive in the East, and West and North West area, respectively.
    Keywords: Erodibility, soil texture, Geostatistic, Khoor, Biabanak
  • Rasool Mirabbasi Najaf Abadi *, Farshad Ahmadi, Meisam Ashouri, Mohammad Nazeri Tahroudi Pages 573-585
    Monitoring and prediction of droughts, especially accurate determination of its emersion time and duration, is very important in water resources management and planning drought mitigation strategies. In this study drought conditions in Northeast of Iran was evaluated by means of Joint Deficit Index (JDI). Monthly precipitation data from 6 synoptic stations including Torbat Heydariyeh, Sabzevar, Semnan, Shahroud, Gorgan and Mashhad during the period of 1971 to 2011 were used for calculating the JDI index. Results showed that in recent years the number of dry months across study area (especially at wet regions) increased, significantly. As in all of considered stations (except Semnan station) the percentage of dry months increased to over (more than) 50% during recent 10 years (2002-2011). Results showed that the JDI provides a comprehensive assessment of droughts and that it is capable of reflecting both emerging and prolonged droughts in an accurate manner and allows for a month-by-month drought assessment.
    Keywords: Copula functions, drought, Joint Deficit Index, Empirical copula
  • Mahsa Nakhostinrouhi *, Mohammad Hossein Rezaei Moghaddam, Tohid Rahimpour Pages 587-599
    Ajabshir Plain is located in the eastern Azerbaijan province and in the north-west of Iran. This plain provides the water for drinking, agriculture, and industry in Ajabshir city. In this research, regarding the hydrology and hydrogeology conditions of the study area, the vulnerability of the aquifer against the pollutants was zoned using DRASTIC and SI models and geographical information system. In DRASTIC model 7 factors including depth to water, net recharge, aquifer media, soil media, topography, impact of vadose zone and hydraulic conductivity are used to generate the vulnerability map. The vulnerability assessment of aquifer is also affected by 5 factors including depth of groundwater, net recharge, lithology of the aquifer, topography and land use in the SI model. After preparing information layers and rating in ArcGIS software, the final map of aquifer vulnerability to pollution was prepared through integrating layers. Regarding the SI vulnerability map, about 2.24% of the study area is located in very low vulnerability area, 5.27% in low vulnerability area, 45.08% in moderate to low vulnerability area, 39.09% in moderate to high vulnerability area, and 8.3% in high vulnerability area. According to the DRASTIC model, 13.4% of the study area was allocated to very low vulnerability, 55.43% to low vulnerability, 28.69% to moderate to low vulnerability, and 3.08% to moderate to high vulnerability. The evaluation of two models by TDS element indicated that SI model (correlation coefficient= 0.76) is more accurate than DRASTIC model in terms of preparing vulnerability map for the study area. Moreover, both prepared vulnerability maps showed that conservation of groundwater resources of Ajabshir plain by managers and planners is necessary to control and prevent the aquifer from pollution and its stability for the future generation.
    Keywords: Groundwater, Vulnerability, GIS, SI model, DRASTIC Model, Ajabshir Plai
  • Ali Reza Nafarzadegan, Hassan Vagharfard, Mohammad Reza Nikoo *, Ahmad Nohegar Pages 601-613
    One of the key issues in the practical planning for water resources is the existence of uncertain factors. One of the approaches for decision making under such circumstances is interval programming. The aim of the study is to develop an interactive optimization model for water and crop area allocation. The developed model comprises four objectives that take into account socio-economic factors, the virtual water content of crops, and meeting environmental water requirements. For solving the model, four crop area scenarios (assumptions) were considered. Results showed that by raising the level of satisfaction threshold on the constraints, the amount of water allocated to each water user is declined. So that from the satisfaction level of 0.65 to the level of complete satisfaction, the model allocates only the minimum amount of water (40 MCM) to meet the environmental water needs. Based on considered scenarios for solving the model, the largest cultivation areas are allocated to wheat and maize for autumn and spring cultivations, respectively. Solving the model in the absence of upper bound for crop areas revealed that the greatest difference between optimal crop area and the highest cultivation area happened was belong to rice with 2777 and 5821.6 hectares in Dorudzan and Korbal districts, respectively. The main advantage of the developed model in the present study is the linear formulation as well as its ability to deal with uncertain parameters. Outcomes of the model provide information required for the assessment of risk and reliability of planning options for water allocation.
    Keywords: water productivity, optimization, environmental water demand, Uncertainty
  • Ahmad Nohegar, Atefeh Jafarpoor *, Mohammad Rosatmi, Mohammadtagi Avand Pages 615-626
    Instability of river bank leads to lots of problems in short and long terms. Gradual destruction of river bank makes consequently risk for structures and lands along the river coast. It can cause the field of sedimentation, reducing local angle of meanders and finally, making a new path for river. Numerical modeling of the effect of successive spur dike on flow and sediment patterns and providing protection for the bank of Minab River with using two-dimensional model CCHE2D, are conducted in this study. The parameters that were used for calibration, Including water depth and flow rate, which is measured in three river bend, At this stage, as well as to provide optimal networking of different models were used And Network 50*500 because it was closer to the results of field measurements was chosen. The results of this study show, Geometry of river flow and sediment regulated and guided the breakwater in the Thalweg river velocity and shear stress influences, So that a spur dike can lower velocity to 66 percent and deviation of maximum velocity lines from the banks and river bank zone, obviating 20 cm erosion and substituting 5 cm sediment on bank zone and finally it will establish and protect river banks.
    Keywords: spur dike, Minab River, numerical simulation, CCHE2D model
  • Mohammad Reza Nikpour *, Hadi Sani Khani, Sajad Mahmodi Babelan, Aref Mohammadi Pages 627-639
    Streamflow forecasting is necessary for water resources management and planning in rivers, lakes, reservoirs and protection of river banks during flood time. In this study, different soft computing models including artificial neural networks (ANN), the hybrid of wavelet-artificial neural networks (WANN), gene expression programming (GEP) and least square-support vector machines (LS-SVM) was utilized for river flow estimation of Khiav-Chay. Statistical measures and ANOVA test was used for evaluation of applied models. The results indicated that WANN model was the best one with the highest correlation coefficient (R=0.877) and lowest root mean squared error (RMSE=0.696) and Nash Sutcliff coefficient (NS=0.767) in validation phase. The results of ANOVA test was in agreement with statistical criteria values and WANN model with the lowest F statistic (F=0.11) and highest significant resultant (0.75) was selected as the best model. Furthermore, in estimation of maximum discharge, WANN with mean relative error equals to 30.19% has the minimum error of estimation compared to other models.
    Keywords: rainfall-runoff, Gene Expression Programming, Least square- support vector machines, Artificial Neural Networks, Hybrid of wavelet-artificial neural networks