فهرست مطالب

تحقیقات منابع آب ایران - سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 37، پاییز 1395)

مجله تحقیقات منابع آب ایران
سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 37، پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/10/05
  • تعداد عناوین: 18
|
  • مقالات علمی - پژوهشی
  • محمدحسین باقری، علی باقری، غلام عباس سهولی صفحه 1

    دریاچه بختگان مانند دیگر دریاچه ها و تالابها کاملا به وضعیت منابع آبی حوضه آبریز مربوطه وابسته میباشد. امروزه این دریاچه کاملا خشک شده است. در این میان، برخی متخصصان علت آن را خشکسالی و نیز برخی فعالیتهای انسانی از جمله افزایش مصرف در بالادست و ایجاد سدهایی چون ملاصدرا و سیوند برشمردهاند. در این مقاله به بررسی اثر هر کدام از عوامل نامبرده بر تغییرات پهنه آبی دریاچه از سال 1355 تا سال 1393 هجری خورشیدی پرداخته شده است. برای این منظور از تصاویر ماهوارهای Landsat و نیز داده های بارندگی و دبی ایستگاه های وزارت نیرو در حوضه-ی دریاچهی بختگان و رودخانهی کر استفاده شده است. برای تعیین میزان تغییرات پهنه آبی دریاچه از روش طبقه بندی بیشترین احتمال به منظور طبقهبندی تصاویر و از روش مقایسه پسپردازشی برای صحت سنجی کاربری های طبقهبندی شده دریاچه بختگان و محدوده پیرامون آن استفاده شد. نتایج حاصل نمایانگر آن بود که کاهش بارندگی و مهمتر از آن افزایش سطوح زیر کشت آبی در بالادست دریاچه بختگان و درنتیجه افزایش مصرف آب برای آبیاری، باعث خشک شدن کامل دریاچه بختگان شده اند. در این بین عامل دوم سبب تبدیل شدن کمبود آب ناشی از خشکسالی به بحران آب در منطقه شده است.

    کلیدواژگان: خشکسالی، دریاچه بختگان، سنجش از دور، ماهواره Landsat، سد ملاصدرا، سد سیوند، حوضه رودخانه کر، بحران آب
  • محبوبه زارع زاده، سعید مرید، فرشاد فاطمی، کاوه مدنی صفحه 12

    چالش بین ایران و افغانستان ابعاد گسترده ای دارد که از مهمترین آنها کشت خشخاش در این کشور و تامین آب شرق ایران از طریق رودخانه های هیرمند می باشد، چالشی که مصرف آب، نقطه مشترک آنها است. در این تحقیق تلاش شد تا با استفاده از نظریه بازی نگاه نویی را در تعاملات دو کشور مد نظر قرار داد. بدین ترتیب که با ارائه مشوقهایی از سمت ایران مانند انتقال تکنولوژی کشاورزی، میزان آب قابل دستیابی برای ایران افزایش و سطح زیر کشت خشخاش کاهش یابد. نتایج نشان داد که قیمت این محصول در تحقق این همکاری استراتژیک بسیار تعیین کننده خواهد بود، بطوریکه ظرفیت این نوع مشوقها تا حدود 200 دلار در کیلوگرم خشخاش کارآیی دارد و با افزایش قیمت بشدت از این ظرفیت کاسته خواهد شد. اما، تاکید این تحقیق، لزوم تغییر مذاکرات دو کشور از صرف تنها آب به ترکیب مبحث آب و دیگر حوزه ها میباشد که میتواند شرایط برد-بردی را برای دو کشور رقم زند.

    کلیدواژگان: ایران، افغانستان، همکاری استراتژیک، هیرمند، خشخاش، مذاکرات
  • نسیم صفاری، مهدی ضرغامی، داود بهبودی، محمد تقی اعلمی صفحه 22

    به منظور عرضه مطمئن آب و رعایت اولویت های تخصیص مختلف، نیاز به برنامه ای دقیق و کامل است. در این مقاله، تخصیص منابع آب یک حوضه آبریز با استفاده از دو روش تخصیص عمومی و تخصیص مبتنی بر بازار آب مورد توجه قرار گرفته است. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق، حوضه آبریز بالخلیچای در استان اردبیل میباشد. ابتدا با هدف مدلسازی تخصیص عمومی، با استفاده از یک مدل بهینه سازی غیر خطی، سود خالص کشاورزان با تعیین سطح زیر کشت هر یک از محصولات در هر منطقه و همچنین مقدار آب تخصیص یافته بهینه به هر یک از مناطق محاسبه شده است. در مرحله دوم، برای تخصیص بازار آب، مدل بهینه سازی با تابع هدف ارزش اقتصادی آب و با وجود امکان مبادله حقابه ها، توسعه داده شده است. پس از تخصیص آب به شرکتکنندگان در بازار، برای رعایت عدالت و تشکیل بازار پایدار، باید پرداختهایی بین شرکتکنندگان صورت گیرد. برای بازتخصیص سود حاصل از تشکیل بازار از مفهوم بازی همکارانه و ارزش شاپلی استفاده شده و با تشکیل ائتلاف های مختلف از مصرفکنندگان، سود حاصل از برقراری بازار بصورت عادلانه توزیع شده است. در این مدل، نتایج بدست آمده از مدل تخصیص عمومی، به عنوان حقابه های اولیه در نظر گرفته شده است. تابع ارزش اقتصادی آب، با محاسبه سطح زیر منحنی تابع تقاضای معکوس برای هر ناحیه بدست آمده است. حجم مبادلات مناطق و مقادیر آب اختصاصیافته نهایی، متغیرهای مدل میباشند. با تشکیل بازی همکارانه، سود کلیه مصرفکنندگان با تشکیل بازار افزایش خواهد یافت. بر اساس نتایج این تحقیق، تشکیل بازار آب در منطقه بالخلیچای با انتقال آب به مصارف با ارزش سای های بالاتر، میتواند سبب افزایش بهرهوری مصرف آب گردد. بر اساس نتایج، با تشکیل بازار در منطقه مورد مطالعه، امکان مبادله 18 درصد حقابه های تخصیصیافته فراهم میگردد که این حجم مبادلات، سبب افزایش سود در حدود 9 درصد میشود.

    کلیدواژگان: تخصیص آب، بازار آب، بهینهسازی، قیمت سایه ای، حوضه آبریز بالخلیچای
  • آزاده احمدی، محمد امین ذوالفقاری پور، علیرضا نیکویی، محمدیاسر درعلی صفحه 35
    یکی از کارآمدترین و موثرترین راهکارهای موجود برای مدیریت تقاضای آب توجه به جنبه های اقتصادی از جمله بازار های آب است. پس از برقراری ساختارهای اجتماعی و قانونی، برای ورود متقاضیان به بازار آب، فراهم شدن بسترهای فنی مناسب نیز ضروری به نظر می رسد. به همین دلیل در این مقاله، به پیاده سازی بستر های فنی در راستای تشکیل بازار آب در پنج مزرعه هم جوار شبکه آبیاری مهیار واقع در حوضه آبریز زاینده رود پرداخته می شود. به این ترتیب که با تدوین یک مدل بهینه سازی، الگوی کشت جدید و میزان حجم تبادلی بین مزارع از روش های فنی مختلف در هر ماه تعیین گردید. تابع هدف شامل حداکثرسازی سود کشاورزان و محدودیت ها شامل محدودیت آب، زمین و سرمایه می باشد. جهت بررسی روش های مختلف فنی انتقال آب زیرزمینی، هزینه های مرتبط با دو روش انتقال با پمپاژ سطحی و استخراج از آبخوان مشترک در مدل وارد شد. مدل مذکور در شرایط خشکسالی پیاده سازی و اجرا شد. در این شرایط آب سطحی از حقابه قانونی کشاورزان کسر می شود. نتایج مطالعه نشان دادند که بازده برنامه ای کشاورزان پس از ایجاد بازار به میزان 28درصد نسبت به حالت پایه افزایش می یابد. هم چنین حجم آب مبادله شده در بازار 47 درصد از حجم آب مصرفی است که نشان دهنده مشارکت بالای کشاورزان در بازار، جهت تخصیص بهینه تر آب است.
    کلیدواژگان: بازار آب، آبخوان مشترک، پمپاژ سطحی، جنبه های اقتصادی، هزینه های فنی
  • مطهره سعادت‎پور، آفرین هروی صفحه 50
    امروزه مدل های شبیه‎سازی کیفی امکان ارزیابی گستره‎ای متنوع از سناریوهای بالقوه در آینده را برای متخصصین منابع آب فراهم می‎نمایند. مدل دو بعدی هیدرودینامیک و کیفیت آب CE-QUAL-W2 با قابلیتهای جدید و ارتقاء یافته در نسخه 72/3، امکان ارائه راه‎حلهای بالقوه برای مدیریت دمای آب پایاب سد، تعیین ظرفیت زیستگاهی مناسب آبزیان و ارزیابی عملکردهای زیست‎محیطی را تحت سناریوهای مختلف بهره‎برداری فراهم می‎ نماید. در این تحقیق با انتخاب سد مخزنی کرخه به عنوان مورد مطالعاتی، تامین شرایط دمایی مناسب در طی ماه های اسفند تا اردیبهشت برای تخم‎ریزی ماهیان پایاب سد با اصلاح اتوماتیک نحوه بهره‎برداری از سد با ساختار برداشت انتخابی، بررسی جایگاه زیستی گونه های ماهی ارزشمند رودخانه در مخزن سد، ارزیابی عملکردهای زیستی در مخزن (دما و پارامترهای کیفیت آب) تحت سناریوهای مختلف بهره‎برداری مورد بررسی قرار می‎گیرد. همچنین تاثیر فعالیت احتمالاتی پرورش ماهی در مخزن بر کیفیت آب مخزن با در نظر گرفتن شاخص فسفر و کلروفیل‎آمورد مطالعه قرار خواهد گرفت. نتایج این مطالعات نشان می‎دهد با اصلاح اتوماتیک نحوه بهره‎برداری از مخزن با ساختار برداشت انتخابی، دمای پایاب به میزان 86/0 درجه‎ سانتی‎گراد برای حیات آبزیان بهبود می‎یابد. همچنین مقایسه عملکردهای زیستی مخزن تحت سناریوهای مختلف بهره‎برداری گویای برتری سناریوی 1، نسبت به بقیه سناریوها است.
    کلیدواژگان: بهره‎برداری از مخزن، برداشت انتخابی، عملکرد زیستی، مدیریت کیفی منابع آب، مخزن کرخه، CE، QUAL، W2
  • روزبه موذن زاده، بیژن قهرمان، صالح ارشد، کامران داوری صفحه 65

    آگاهی دقیقتر از مولفه های بیلان آب در سطح حوضه های آبریز، به فهم بهتر رفتار هیدرولوژیک حوضه ها کمک شایانی خواهد نمود. در این تحقیق تاثیر کاربرد دو مولفه رواناب و تبخیر- تعرق واقعی در مدلسازی حوضه آبریز نیشابور (9500 کیلومتر مربع) در قالب مدل SWAT (Soil Water Assessment Tool) مورد بررسی قرار گرفت. مدل یکبار به کمک داده های رواناب و بار دیگر به صورت ترکیبی و با استفاده از داده های رواناب و تبخیر- تعرق واقعی بهدست آمده از تکنیک سنجش از دور، واسنجی و رفتار آن در برآورد همین دو مولفه در دوره زمانی جداگانه ای اعتبارسنجی شد. نتایج آنالیز حساسیت مدل نشان داد که پارامترهایی نظیر آب قابل دسترس، ضریب جبران کننده تبخیر از سطح خاک و ضریب جبران کننده جذب رو به بالای آب توسط گیاه بیشترین حساسیت را به تغییرات ورودی مدل از خود نشان دادند. نتایج نشان داد که ریشه میانگین مربعات خطا در برآورد رواناب در مرحله اعتبارسنجی و در سه ایستگاه آبسنجی اندراب، خرو مجموع و حسینآباد برای مدل واسنجی شده بر اساس رواناب در بازه 06/0 تا 19/0 و برای مدل ترکیبی در بازه 02/0 تا 09/0 متر مکعب در ثانیه متغیر بود. نقش استفاده از هر دو مولفه رواناب و تبخیر- تعرق واقعی در پیشبینی تبخیر- تعرق واقعی برجستهتر بود. ریشه میانگین مربعات خطا در برآورد تبخیر- تعرق واقعی در سه زیرحوضه منتخب و برای مدل واسنجی شده بر اساس رواناب در بازه 10 تا 52/18 و برای مدل واسنجی شده ترکیبی در بازه 84/6 تا 82/7 میلیمتر در ماه متغیر بود. بنابراین استفاده همزمان از دبی رواناب و تبخیر- تعرق واقعی موجب افزایش دقت مدلسازی گردید.

    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، ایستگاه آبسنجی، تبخیر، تعرق واقعی، سنجش از دور، دبی رواناب
  • مه روز نورعلی، بیژن قهرمان، محسن پوررضا بیلندی، کامران داوری صفحه 80
    در تحقیق حاضر از الگوریتم DREAM(ZS) (از الگوریتمهای مبتنی بر مونت کارلو زنجیر مارکوف) بهمنظور بررسی عدم قطعیت پارامترهای مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS در حوزهآبخیز تمر به مساحت 1530 کیلومترمربع واقع در استان گلستان استفاده شد. از سه رویداد برای واسنجی و یک رویداد در اعتباریابی استفاده گردید و تعداد 24 پارامتر واسنجی برای کل حوزه در نظر گرفته شد. همچنین تاثیر 5 تابع درستنمایی مختلف بر روی نتایج روش DREAM(ZS) ارزیابی گردید. سه تابع درستنمایی (L1 تا L3) بهعنوان توابع درستنمایی غیرصریح (informal) و توابع درستنمایی L4 و L5 به عنوان توابع درستنمایی صریح (formal) در نظر گرفته شدند. تابع درستنمایی L1، راندمان ناش ساتکلیف (NS) میباشد. تابع درستنمایی L2، حداقل میانگین مربعات خطا است. تابع درستنماییL3، از واریانس خطای تخمین مدل استفاده میکند. تابع درستنمایی L4، ارتباط بین برازش حداقل مربعات استاندارد (SLS) و استنباط بیزی را مشخص میکند. در تابع درستنمایی L5، وابستگی پیاپی خطاهای باقیمانده با استفاده از مدل خودرگرسیون مرتبه اول باقیمانده های خطا (AR) محاسبه میشود. نتایج نشان داد که حساسیت پارامترها وابسته به انتخاب تابع درستنمایی بوده و حساسیت همه پارامترها در برابر توابع مختلف درستنمایی یکسان نیستند. بیشتر پارامترها توسط تابع درستنمایی L4 و L5 بهتر تعیین شده و حساسیت بالایی را به عملکرد مدل نشان دادند. مقدار فاکتور P (درصد قرارگیری داده اندازهگیری شده در محدوده اطمینان 95 درصد عدم قطعیت کل) نشان داد که 75 تا 100 درصد مشاهدات دربازه های عدم اطمینان 95% پیشبینی مدل قرار می گیرد. نتایج بررسی معیارهای ارزیابی عدم قطعیت شامل فاکتورP، فاکتور R (ضخامت نسبی محدوده اطمینان 95 درصد)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، معیارهای کلینگ گوپتا (KGE) و ناش- ساتکلیف (NS) نشان داد که عملکرد DREAM(ZS) با توابع درستنمایی L4 و L5 بهتر از توابع دیگر درستنمایی است.
    کلیدواژگان: عدم قطعیت، الگوریتم DREAM(ZS)، تابع درستنمایی، HEC، HMS، خودرگرسیون مرتبه اول
  • علی رضا شکوهی، هادی رمضانی اعتدالی، سید امین مجتبوی، ویجی پی سینگ صفحه 99

    کشاورزی به عنوان عمده ترین مصرف کننده آب در دشت قزوین بیشترین حساسیت را نسبت به خود برانگیخته است. در این تحقیق از مفاهیم حسابداری آب و تجارت آب مجازی برای تعیین ترکیب کشت بهینه در دشت قزوین برای مدیریت بهتر آب کشاورزی استفاده شد. مجموع ردپای آب مجازی و ردپای منابع آبی در تولید محصولات اصلی منطقه برای دوره 2014-2003، بهترتیب حدود 2053 و 1411 میلیون مترمکعب در سال است. سهم صادرات از ردپای آب مجازی، ردپای منابع آبی و سود خالص منطقه بهترتیب حدود 8/49، 5/55 و0/55 درصد است. حذف صادرات محصولات اصلی کشاورزی باعث افزایش میانگین ردپای اقتصادی آب از 2/707 به 3/780 مترمکعب بر میلیون ریال میشود. حذف صادرات محصولات اصلی نه تنها به افزایش سودخالص بهازای آب مصرفی کمک نمیکند بلکه باعث کاهش آن نیز میشود. برای تعیین ترکیب کشت با تاکید بر حفظ سطح زیرکشت و درآمد کنونی بخش کشاورزی و صرفه جویی منابع آب منطقه، 12 سناریو تعریف گردید. نزدیکترین سناریوها بهترکیب کشت کنونی (سناریوهای 9 و 11) با حفظ درآمد کنونی بهترتیب باعث صرفهجویی 3/23 و 8/23 درصدی در مصرف منابع آب میشوند. این سناریوها باعث بهبود ردپای اقتصادی آب بهترتیب به 3/521 و 7/503 مترمکعب بر میلیون ریال میشوند.

    کلیدواژگان: ردپای اقتصادی آب، حسابداری آب، تجارت آب مجازی، امنیت غذایی، دشت قزوین
  • وحید جعفریان، محمدرضا یزدانی، محمد رحیمی، مهدی قربانی صفحه 114

    شناخت دست اندرکاران سازمانی، یکی از الزامات اجرایی نمودن برنامه ریزی ها و اعمال مدیریت مشارکتی منابع آب می باشد. بر اساس روش تحلیل شبکه می توان با نگاهی جامع نگر و قابل اندازه گیری، الگوهای ساختاری ناشی از روابط متقابل دست اندرکاران مختلف را در یک نظام پیچیده و چندوجهی مورد مطالعه قرار داده و نقش آنها را برای استقرار نظام به هم پیوسته و مشارکتی منابع آب مورد بررسی قرار داد. این پژوهش با هدف بهره گیری از الگوی تحلیل شبکه ای برای شناخت ساختار قدرت و چگونگی توزیع آن به عنوان تابعی از روابط و چیدمان سازمان های دخیل در مدیریت منابع آب در دشت گرمسار صورت گرفته است. در این ارتباط، ابتدا تعداد 29 سازمان مرتبط با مدیریت منابع آب بر اساس مرزهای اکولوژیک و شبکه ای مورد شناسایی قرار گرفتند. این سازمان ها بر اساس نقش و موقعیتی که در شبکه مدیریت منابع آب دارند به سه زیرگروه توسعه ای، حفاظتی و واسطه ای تقسیم شدند. سپس از طریق انجام مصاحبه های نیمه ساختاریافته، پیوند تبادل اطلاعات و همکاری در این شبکه مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت بر اساس شاخص های مرکزیت درجه، مرکزیت بینابینی، مرکزیت بردار ویژه و مرکزیت بتا، میزان قدرت، نفوذ و قابلیت کنترل هریک از دست اندرکاران در شبکه مشخص شد. نتایج این تحقیق، نشان دهنده نامتوازن بودن ساختار قدرت در شبکه دست اندرکاران سازمانی مدیریت منابع آب برای استقرار نظام مدیریت مشارکتی منابع آب می باشد.

    کلیدواژگان: تحلیل شبکه ای، دست اندرکاران سازمانی، ساختار قدرت، دشت گرمسار، مدیریت مشارکتی منابع آب، مرکزیت
  • وحید راهداری، سعیده ملکی، میثم راهداری، سعید محمودی، نیره پورملایی، محمدرضا علیمرادی، الهام آبتین، مهدی کدخدایی، سعید پورمنافی صفحه 130
    با توجه به محدودیت منابع آب، بررسی وضعیت کمی آب ذخیره گاه های آبی برای برنامه ریزی جهت مصارف مختلف آب و نیز پایش روند رسوب گذاری در ذخیره گاه های آبی امری ضروری می باشد. در این مطالعه به منظور بررسی توانایی سنجنده های چند طیفی در مطالعات عمق سنجی، از تصویر ماهواره LANDSAT-8 ، سنجنده OLI در دی ماه سال 1393 برای تهیه نقشه عمق آب ذخیرگاه های آبی چاه نیمه و نقشه اراضی مجاور آن استفاده گردید. لذا ابتدا بوسیله قایق، عمق آب قسمت های مختلف دریاچه با متر، اندازه گیری شد. با استفاده از داده های، ماهواره ای شاخص های مطاللعات آب، مانند NDMI، WRI ، AWEL،NDWI و MNDWI تهیه شد. با اعمال رگرسیون خطی ساده بین شاخص های تهیه شده و اعماق اندازه گیری شده ضریب توصیف مدل هر شاخص برای عمق آب محاسبه که در این بینف شاخص MNDWI دارای بیشترین ضریب توصیف با داده های عمق برابر 85/0 بود. نقشه عمق آب با طبقه بندی مجدد شاخص MNDWI بر اساس مدل تهیه شده تهیه گردید. نقشه اراضی پیرامونی با استفاده از روش های محتلف پردازش تصویر تهیه و نقشه نهایی به روش ترکیبی تهیه شد. نتایج نشان داد اعماق 6-4 متر دارای بیشترین سطح می باشد. دقت نقشه تهیه شده با تهیه ماتریس خطا بررسی شد که نتایج قابل قبولی را نشان می داد. بررسی ماتریس خطا کاهش دقت تهیه نقشه با افزایش عمق را نشان می داد که بررسی آماری Z-TEST نشان داد در سطح 01/0 با دقت نقشه اعماق کمتر دارای اختلاف معنی دار، نمی باشد.
    کلیدواژگان: ذخیره گاه های آبی چاه نیمه، لندست 8، شاخص آب، طبقه بندی ترکیبی، عمق آب
  • حامد مازندرانی زاده صفحه 142
    کنترل شوری و رفع مانداب از مهمترین دلایل انجام عملیات زهکشی در زمین های کشاورزی می باشد و زهکشی جزء غیر قابل تفکیک کشاورزی فاریاب در بسیاری از نقاط ایران به حساب می آید. تخلیه زه آب خارج شده به محیط زیست از مهمترین عوارض به کارگیری زهکش ها می باشد، به گونه ای که به واسطه شوری خاک در بسیاری از نقاط کشور از جمله اراضی استان خوزستان، آثار مخرب زیست محیطی تخلیه زه آب مشاهده می شود. از آنجا که کاهش عوارض زیست محیطی منجر به افزایش هزینه های اجرایی خواهد شد، هدف از انجام این مطالعه ارائه مدلی به منظور تعیین متغیرهای طراحی زهکش شامل قطر، عمق و فاصله نصب لوله ها به گونه ای است که ضمن توجه به محدودیتهای هیدرولیکی، طراحی زهکش دربرگیرنده اهداف اقتصادی (کاهش هزینه های اجرایی) و زیست محیطی (افزایش کیفیت زه آب خروجی) به صورت توام باشد. با توجه به تفاوت ذاتی این دو هدف، باید از روش بهینهسازی چند هدفه استفاده شود. روش های بهینه سازی تکاملی، ابزاری قدرتمند در حل مسائل بهینه سازی از جمله مسائل چند هدفه می باشند. به این منظور از روش بهینه سازی NSGA-II که روشی بر پایه GA و مختص حل مسائل چند هدفه می باشد، استفاده شده است. همچنین برای اعمال مدل پیشنهادی، اطلاعات شرکت کشت و صنعت سلمان فارسی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد با افزایش هزینه های اجرایی و کاهش عمق نصب می توان به کیفیت بهتر زه آب خروجی دست یافت، به طوری که با 100% افزایش هزینه اجرایی، ناشی از تغییر عمق نصب زهکش، 50% غلظت شوری زه آب خروجی بهبود می یابد. همچنین نتایج نشان می دهد انتخاب عمق نصب بین 3/1 تا 8/1، فاصله 30 تا 80 متر و قطر 1/0 متر برای لوله زهکش، منجر به تحقق هم زمان هر دو هدف اقتصادی و زیست محیطی و حصول توسعه پایدار در منطقه طرح خواهد شد.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، کشت و صنعت، نیشکر، هزینه اجرا، محیط زیست، پارامترهای طراحی
  • فرخ اسدزاده، مهری کاکی، سینا شکیبا، بیژن راعی صفحه 153

    با توجه به ماهیت جغرافیایی کشور، خشکسالی از جمله پدیده هایی است که وقوع آن اجتناب ناپذیر می باشد. اما میتوان به کمک آمار و اطلاعات ثبت شده وقوع آن را تا حد امکان پیشبینی کرد. با در نظر گرفتن اهمیت خشکسالی و اثرات آن بر منابع آبهای زیرزمینی، در این پژوهش تاثیر خشکسالی بر کیفیت آبهای زیرزمینی و سطح ایستابی دشت قروه و چهادولی طی 25 سال گذشته مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از متغیرهای اقلیمی بارش ماهانه (91-1365) و شاخص بارش استاندارد (SPI) برای یافتن خشکسالی ها و ترسالی ها استفاده شد. طبقهبندی کیفیت آب زیرزمینی دشت قروه و چهاردولی با استفاده از شاخصهای هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذب سدیم (SAR)، به کمک نمودار ویلکاکس انجام شد. همچنین برای مقایسه و پایش تغییرات هدایت الکتریکی (EC) و SAR آب زیرزمینی و سطح ایستابی در سالهای شاخص خشکسالی و ترسالی، با استفاده از روش کریجینگ معمولی نقشه های پراکنش آنها ترسیم شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که کیفیت آب آبخوانهای قروه و چهاردولی در دو کلاس C2S1 و C3S1 بوده و کیفیت در ترسالی به دلیل افزایش برداشت از چاه ها بهتر نشده است. سطح آب زیرزمینی در طی دوره آماری بر اثر برداشت از آن دارای روند نزولی معادل با 49 سانتی متر در سال میباشد. بیشترین افتها در سال 1390 نسبت به سال 1365 در قسمتهای شرقی و جنوبی دشت رخ داده است.

    کلیدواژگان: شاخص SPI، سطح ایستابی، کیفیت آب، آبخوانهای قروه و چهاردولی
  • کامران میرزایی، محمود احمدپور برازجانی صفحه 166
    در دهه های اخیر افزایش فشارهای جمعیتی، بهبود سطح زندگی و تقاضای در حال افزایش برای کیفیت محیط زیست، دولت ها را بر آن داشته تا برای مدیریت کارآمد منابع آب، راهکارهای بهتری ارائه کنند. از آن جا که بخش کشاورزی بزرگترین مصرفکننده آب می باشد، لذا ارائه شیوه های مدیریت منابع آب و تدوین سیاست های صحیح در این بخش لازم و ضروری به نظر میرسد. در مطالعه حاضر، تحلیل اقتصادی اثرات سهمیه بندی آب آبیاری بر الگوی کشت و سود ناخالص زارعین شهرستان آمل با استفاده از مدل برنامه ریزی ریاضی اثباتی مورد بررسی قرارگرفته است. این مدل با استفاده از داده های سال زراعی 92-1391 و برای مناطقی از شهرستان که دارای کشاورزی آبی می‏باشند (دشت سر، مرانده، رئیس آباد واسکو محله) ساخته شد. جهت دستیابی به نتایج کاربردی، ابتدا تابع تولید با کشش های جانشینی ثابت و سپس تابع هزینه درجه دوم در مدل برنامه ریزی ریاضی اثباتی گنجانده شد. نتایج نشان داد که اعمال سیاست سهمیهبندی آب آبیاری منجر به کاهش سطح زیرکشت اغلب محصولات منتخب زراعی در مناطق با کشاورزی آبی شهرستان آمل میشود، اما محصول کلزا در مناطق دشت سر، مرانده و رئیس‏آباد و محصول شبدر در منطقه اسکو محله نسبت به دیگر محصولات الگوی کشت، بیشترین کاهش سطح زیرکشت و به عبارتی بیشترین حساسیت را به همراه دارند. همچنین، نتایج حاصل از اعمال سهمیه بندی آب آبیاری افزایش سطح زیرکشت محصولات با صرفه اقتصادی بالا مانند برنج و نیاز آبی پایین مانند ذرت علوفه ای را در الگوی کلیه مناطق با کشاورزی آبی در شهرستان آمل نشان داد.
    کلیدواژگان: سهمیه بندی آب، برنامه ریزی ریاضی اثباتی، الگوی کشت، سود ناخالص، آمل
  • محمدرضا زایری، مهدی قمشی، محمود شفاعی بجستان، احمد فتحی صفحه 180
    جریان های غلیظ یکی از عوامل موثر بر رسوب گذاری در مخازن سدهاست که یکی از مشکلات مهم در مدیریت منابع آب می باشند. گشودن دریچه های تحتانی سد، روش متداول تخلیه این جریان ها و حفظ حجم مفید مخزن می باشد انتخاب ارتفاع مناسب دریچه تخلیه جریان بر روی دیواره سد دارای کاربردهای مختلفی در مدیریت مخازن سدها دارد که می تواند بر کیفیت آب خروجی از سدها تاثیر عمده داشته باشد. بنابراین در این تحقیق سعی شده به بررسی تاثیر ارتفاع دریچه تخلیه کننده بر غلظت جریان غلیظ خروجی پرداخته شود. بدین منظور چهار دریچه در ارتفاعات 5، 15، 25 و 40 درصد نسبت به عمق سیال پیرامون بر روی یک دیواره در انتهای فلوم کار گذاشته شد. جریان غلیظ ورودی با سه غلظت 5، 15 و 30 گرم در لیتر با یک دبی ثابت تزریق گردید. نتایج نشان می دهد که در موقعیت که دریچه در ارتفاعی نظیر 5 درصد عمق سیال پیرامون قرار بگیرد مقدار غلظت خروجی به طور متوسط 10 درصد بیشتر از غلظت متوسط جریان پشت دریچه می باشد و با افزایش مدت زمان باز نگه داشتن دریچه در اعماق مختلف به دلیل خروج جریان بیشتر، غلظت و در نتیجه راندمان تخلیه جریان غلیظ 40 درصد افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: جریان غلیظ، مدیریت مخازن، راندمان تخلیه، دریچه تخلیه کننده
  • خالد اوسطی، هادی نیری، پریسا عثمانی صفحه 189

    توسعه روابط هندسه هیدرولیکی در پروژه های احیای رودخانه و مدلسازی هیدرولوژیکی اهمیت قابل توجهی دارد. از اینرو، ارائه روابط منطقهای جهت فرموله نمودن ابعاد مقطع پر کانال با استفاده از سطح حوضه زهکشی بالادست (به عنوان متغیر مستقل) در حوضه تروال، به عنوان هدف اصلی این تحقیق مد نظر قرار گرفت. بررسی های میدانی در 28 – 13 آبان ماه 1394 در طول رودخانه های اصلی چم سیس، سنگ سیاه، اوزون دره و رودخانه اصلی تروال انجام گرفت و فرموله کردن ابعاد مقطع پر کانالهای پایدار بر مبنای سطح حوضه بالادست و با استفاده از داده های 22 مقطع پایدار انجام شد. نتایج حاصله نشانداد که مدلهای چندبخشی در فرموله کردن رابطه بین سطح حوضه بالادست و خصوصیات مقطع کانال پایدار، بهترین عملکرد را داشتند. مقادیر ریشه دوم میانگین مربعات خطای نسبی (RRMSE) بیشتر از 4/0 معادلات رگرسیونی اولیه هندسه هیدرولیکی بر اساس رابطه توانی ساده بین ابعاد مقطع پر کانال و سطح حوضه بالادست، نشان دهنده عملکرد ضعیف معادلات توانی ساده در برآورد هندسه هیدرولیکی بود در حالیکه در روابط توانی چند بخشی، نه تنها مقادیر RRMSE در برآورد سطح مقطع و عرض بالای مقطع در حوضه های با مساحت کمتر از 1165 کیلومتر مربع، زیر 2/0 بود بلکه مقادیر خطای RRMSE در برآورد عمق متوسط و عمق حداکثر پر کانال در حوضه های با مساحت زیر 100 کیلومتر مربع نیز به ترتیب کمتر از 12/0 و 25/0 بدست آمد. با این حال، رابطه مناسبی برای فرموله نمودن ابعاد مقطع کانال پایدار در حوضه های با مساحت بیش از 1165کیلومترمربع معرفی نشد. این امر میتواند به دلیل تغییر در رابطه بارش – رواناب و اثرات بیشتر فعالیت های انسانی در حوضه های بزرگتر باشد. نتایج بدست آمده از این تحقیق، اطلاعات مفیدی را فراهم مینماید که در پروژه های احیای رودخانه و طراحی سازه های آبی کاربرد دارد.

    کلیدواژگان: حوضه تروال، کانال پایدار، مدلهای چند بخشی، هندسه هیدرولیکی
  • یادداشت های فنی
  • حمید معینی، حسین بنکداری، صاحبه عبدالهی صفحه 201

    با توجه به کاهش منابع آب بهخصوص در کشور ایران، پیشبینی جریان رودخانه اهمیت زیادی یافته و لازم است از بهترین روش ها استفاده گردد. در این پژوهش عملکرد برخی مدلهای خطی و غیرخطی در پیش بینی جریان ماهانه ی رودخانه ی جامیشان واقع در استان کرمانشاه بررسی گردید. این مدلها شامل مدل های خودهمبسته با میانگین متحرک تجمعی (ARIMA)، شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) و سامانه ی استنتاج فازی مبتنی بر شبکه ی تطبیقی (ANFIS) میباشند. در استفاده از مدل ARIMA با در نظر گرفتن پنج پارامتر از هر نوع، تمامی مدل های ممکن بررسی گردید. برای مدل های ANN و ANFIS نیز با تعیین 14 نوع ترکیب ورودی مختلف بهترین مدل ها شناسایی شد. قابلیت مدل های به دستآمده در پیش بینی جریان در درازمدت نیز سنجیده شد. نتایج بیانگر آن بود که مدل ANFIS توانایی بیشتری در شناسایی تاخیرهای زمانی موثر بر جریان نسبت به مدل ANN دارد. این مدل همچنین از دقت بیشتری نسبت به سایر مدل ها بهخصوص در پیش بینی مقادیر حدی برخوردار است. اما مدل ARIMA قابلیت بسیار بالایی در پیش بینی دبی های با مقادیر کم دارد. بررسی ها بیانگر آن بود که از هر سه مدل می توان در درازمدت استفاده کرد.

    کلیدواژگان: دبی ماهانه، پیشبینی، مدلسازی، ARIMA، ANFIS
  • عیسی سلگی، حسن شیخ زاده صفحه 207
    اطمینان از کیفیت آب قبل از استفاده برای کاربردهای شرب، کشاورزی، صنعتی یا تفریحی ضروری است. از اینرو ارزیابی کیفیت آب رودخانه عنصری برجسته در ارزیابی منابع آب است. پژوهش حاضر به بررسی کیفیت آب رودخانه ارس پرداخته و نمای کلی از ارتباط و منابع متغیرهای فیزیکوشیمیایی فراهم میآورد. در این پژوهش روی هم رفته 20 نمونه آب از 10 ایستگاه در رودخانه ارس برداشت شد که 10 نمونه برای سنجش فلزات سنگین و 10 نمونه برای اندازهگیری متغیرهای نیترات، نیتریت ، Na، Ca، K، pH، EC وTDS مورد واکاوی قرار گرفت. برای سنجش متغیرهای کیفیت آب از دستگاه جذب اتمی، دستگاه اسپکتروفتومتر، فلیم فتومتر، pH وEC متراستفاده شد. یافته های این پژوهش نشان داد که میانگین غلظت نیترات، نیتریت، سدیم، پتاسیم، کلسیم، TDS، در آب رود ارس به ترتیب 297، 57/0، 3/67، 4/6، 4/57، 73/1014، میلیگرم بر لیتر و میانگین غلظت سرب و کادمیوم 07/0 و 61/0 میکروگرم بر لیتر هستند. همچنین میانگین هدایت الکتریکی 3/1254 میکروزیمنس بر سانتیمتر و میانگین pH 22/8 به-دست آمد. نیترات، نیتریت و هدایت الکتریکی بیشتر از استاندارد WHO و سایر متغیرها دارای مقایری کمتر یا در دامنه این استاندارد بودند. به نظر می رسد ورود روانابهای کشاورزی و فاضلابهای شهری عامل مهم تاثیرگذار بر کیفیت آب رودخانه ارس هستند.
    کلیدواژگان: کیفیت آب، متغیرهای فیزیکی شیمیایی، رود ارس
  • سید حسین مجتهدی، حجت دهستانی، منصوره کدخدای بلقور صفحه 214

    در این مقاله، راه حل تحلیلی و مدل سازی عددی برای محاسبه سرعت نشت حالت پایدار محصور نشده از یک کانال منحنی شکل با مقطع نیم دایره و با نسبت ارائه شده است. راه حل تحلیلی محاسبه سرعت نشت از کانال های منحنی شکل به دلیل مشکل بودن نگاشت کانفرمال پروفیل سطح مقطع این گونه کانال ها عمومیت نیافته است. در کار حاضر از هدوگراف سرعت و تبدیل شوارتز- کریستوفل برای نگاشت کانفرمال استفاده شده است.
    سپس محاسبات راه حل تحلیلی سرعت نشت در حالت نشت پایدار از کانال با مقطع نیم دایره که لایه زهکش زیرین آن در عمق بی نهایت قرار گرفته است (گسترش نامحدود محیط متخلخل) انجام گردید. در کنار روش تحلیلی، از یک مدل سازی عددی بر پایه روش اجزاء محدود استفاده شده که برای این کار، نرم افزار تجاری Seep/W مورد استفاده قرار گرفته است. می توان گفت استفاده از مدل سازی های عددی به دلیل در دسترس بودن رایانه های دیجیتال با سرعت بالا، اهمیت پیدا کرده اند. در عین حال، برای صحت سنجی مدل عددی، از نتایج حاصل از راه حل تحلیلی محققین قبلی در مورد محاسبه دبی نشت از یک کانال ذوزنقه ای استفاده گردید. نتایج نشان می دهند که روش عددی دقت قابل قبولی را در مقایسه با روش تحلیلی دارد و می تواند برای تخمین سرعت نشت از یک کانال منحنی شکل با مقطع نیم دایره و با شرایط هیدرولیکی مشخص بکار برده شود.

    کلیدواژگان: سرعت نشت، کانال نیم دایره، نگاشت کانفرمال، روش عددی، هدوگراف سرعت
|
  • M.H. Bagheri, A. Bagheri, G.A. Sohooli Page 1

    Bakhtegan Lake, as other lakes and wetlands, depends entirely on the state of water resources of the basin. The lake has been dried up since few years ago. It is believed that periods of drought events have caused this. Meanwhile, there is another hypothesis that the lake has dried up due to anthropogenic activities such as the increased water exploitation in the upstream as well as the effects of two large dams named Mollasadra and Sivand. The present paper aims to assess separately the effect of these factors on the changes in Bakhtegan Lake in the period of 1956 to 2014. The assessment was carried out using the Landsat satellite images and also by analyzing rainfall and discharge data collected by the Ministry of Energy throughout the lake basin including Kor River. To determine the amount of changes in the lake water volume the maximum likelihood classification method, in order to classify images, and post-processing comparison method, for verification of classified landuse of Bakhtegan Lake and its surrounding area, were adopted. The results showed that the reduced rainfall, and more importantly, the increase in the irrigated cultivated area in the upstream of the basin, which has resulted in increased water consumption, can be identified as the main causes of the lake drying up. The second factor has caused the problem of drought-induced water shortage to be transformed into a water crisis.

    Keywords: Drought, Bakhtegan Lake, Remote sensing, Landsat satellite, Mollasadra dam, Sivand dam, Kor river basin, Water crisis
  • M. Zarezadeh, S. Morid F. Fatemi, K. Madani Page 12

    The challenges between Iran and Afghanistan have different aspects. Definitely, with water as the common point, the production of opium in Afghanistan and saving the environment of the eastern Iran are the most important ones. This research work aims to assess a new approach in the water-related interactions between Iran and Afghanistan using the sequential and issue linkage methods of game theory. A number of incentives like transfer of agricultural technologies are evaluated for possible decrease in opium cultivation simultaneously achieving more payoff for Afghanistan and increased inflows to Iran. The results showed that the successfulness of this strategic cooperation is highly dependent on opium price such that the incentives are efficient only for prices up to about $200 per kg of opium. For the higher prices their capacity reduces drastically. The research highlighted how issue linkage can be useful in international relations to solve a long lasting transboundary water conflict and achievement of a win-win solution for the riparian parties.

    Keywords: Iran, Afghanistan, Strategic Cooperation, Helmand, Opium, Negotioation
  • N. Safari, M. Zarghami, D. Behboudi, M.T. Alami Page 22

    In order to supply reliable water to prioritized demands a comprehensive plan is needed. In this paper, the allocation of water resources in a basin is evaluated using two methods of administrative and market-based mechanisms. The study area is Balikhlichay river basin in Ardabil Province. First, in the administrative allocation, a nonlinear optimization model is developed to maximize the net benefit of farmers taking into account the system constraints. At this stage, the area of crops, the optimum amount of water and the shadow prices are obtained in each region. In the market-based allocation the optimization model is developed to maximize the economic value of irrigation water and defining tradable water rights. In order to reallocate the market benefits and establish a sustainable market, the concept of the cooperative game and Shapley value is then utilized. The benefits of the market are equitably distributed in a different coalition of consumers. The results of the administrative allocation model are considered as the initial water rights in the second model. The economic value of water is derived by calculating the area under the inverse water demand function curve for each region. The volume of water trades and the final allocated water are decision variables. The benefits of all consumers in the market will increase by cooperative game. Results indicated that water market in the Balikhlichay region can improve water use efficiency. The results showed that the market provides the potential for trading of about 18% of water rights among farmers in this region. Additionally, the results obtained in this paper showed that these trades would increase farmers’ profitability by about 9%.

    Keywords: Water allocation, Water market, Optimization, Shadow price, Balikhlichay basin
  • A. Ahmadi, M.A. Zolfagharipoor, A.R. Nikouei, M.Y. Dorreali Page 35
    One of the most efficient approaches for water demand management is to consider the economic aspects such as water markets. Once the social and legal frameworks of a water market is establiched, it is essential to provide an appropriate technical infrastructure for entering applicants into the market. Accordingly, this paper aims to implement technical infrastructure for organizing water market in five neighboring farms located in the Mahyar irrigation network in the Zayanderoud river basin. In this study, using an optimization model, a new cultivation pattern and monthly water exchange volume among farms have been determined. The objective function was to maximize the farmers’ profit and the constraints consisted of water, farm, and stock constraint. For evaluating different technical methods of groundwater transmission the associated costs of two transmission approaches, i.e. surface pumping and shared aquifer, were considered as input to the model. The model is implemented and executed at drought condition. In this condition, surface water is subtracted from the legal water rights of farmers. Results showed that by establishing water market, farmer returns were increased by 28 percent comparing to the base plan. Also exchanged volume of water in the market is 47 percent of the consumption water which shows the high cooperation of farmers in the market in order to achive a more optimal water allocation.
    Keywords: Water Market, Shared Aquifer, Surface Pumping, Economic Aspects, Technical Costs
  • M. Saadatpour, A. Heravi Page 50
    Nowadays, water quality simulation models help the experts to evaluate future potential scenarios according to extensive variety of conditions. The enhanced version of CE-QUAL-W2 (V3.72) as a 2D hydrodynamic and water quality model can help managers to find potential optimal solutions for downstream water temperature managements, determination of suitable aquatic habitat volume, and evaluation of environmental performance criteria according to various reservoir operation scenarios. Karkheh reservoir has been selected as the case for this research and providing suitable water temperature in March to May as downstream fish spawning months through the automatic selection of withdrawal port, surveying the habitat volume of biological valuable river fishes (Glyptothorax Silviae and Leuciscus cephalus), and evaluation of the environmental performance criteria (temperature and water quality parameters) have been studied according to various reservoir operation scenarios. Also the effects of probable pisciculture activity in Karkheh reservoir have been studied considering Phosphorus and Chla indices. The results showed that adjusting the automatic selection of withdraw ports in Karkheh reservoir could improve downstream water temperature for 0.86 ᵒC. Also the evaluation of environmental performance criteria indicated high priority of scenario 1 compared to other scenarios.
    Keywords: CE, QUAL, W2, Environmental performance, Karkheh Reservoir, Reservoir Operation, Selective Withdraw, Water Quality Management
  • R. Moazenzadeh, B. Ghahraman, S. Arshad, K. Davary Page 65

    More accurate knowledge of the water balance components in the watersheds will help a better understanding of hydrological behavior of the watersheds. In this study, the effect of two components, river discharges and actual evapotranspiration, were investigated in modeling of the Neyshabour watershed (9500 km2) using SWAT (Soil Water Assessment Tool). SWAT was calibrated first with the river discharges values and then with the combination of river discharges and actual evapotranspiration obtained based on remote sensing. The model performance was validated in predicting these components for a separate time period. The sensitivity analysis results showed that parameters such as available water content, soil evaporation compensation coefficient, and plant uptake compensation factor were most sensitive to changes of input model parameters. The results showed as well that in three hydrometric stations of Andarab, Kharve Majmoo, and Hossein Abad the root mean square error for river discharges predictions on the validation period varied between 0.06 to 0.19 m3/s and 0.02 to 0.09 m3/s respectively for the models calibrated based on river discharges and combination of river discharges and actual evapotranspiration. The use of both mentioned components, i.e. river discharge and actual evapotranspiration, was prominently affected the predicting actual evapotranspiration. The root mean square error for actual evapotranspiration prediction in three selected subbasins varied between 10 to 18.52 mm/month and 6.84 to 7.82 mm/month for the models calibrated based on river discharges and combination of river discharges and actual evapotranspiration, respectively. Therefore, simultaneous use of river discharge and actual evapotranspiration improved the accuracy of modeling.

    Keywords: Actual evapotranspiration, Hydrometric station, Remote sensing, River discharge, Sensitivity analysis
  • M. Nourali, B. Ghahraman, M. Pourreza, Bilondi, K. Davary Page 80
    In the present study, DREAM(ZS) (DiffeRential Evolution Adaptive Metropolis) is used to investigate uncertainty of parameters in the HEC-HMS flood modeling in Tamar watershed (1530 km2) in Golestan province. In order to assess the uncertainty of 24 parameters used in HMS three flood events were used to calibrate and one flood event was used to validate the posterior distributions. Moreover, performance of five different likelihood functions (L1–L5) was assessed by means of DREAM(ZS) approach. Three likelihood functions, L1, L2 and L3, are considered as informal whereas remaining (L4 and L5) is represented as formal categories. Likelihood function L1 is Nash–Sutcliffe (NS) efficiency and L2 is based on minimum mean square error. L3 uses estimation of model error variance and L4 focuses on the relationship between the traditional least squares fitting and the Bayesian inference. In likelihood function L5 the serial dependence of residual errors is accounted using a first-order autoregressive (AR) model of the residuals. According to the results sensitivities of the parameters depend strongly on the likelihood function and vary for different likelihood functions. Most of the parameters were better defined by likelihood functions L4 and L5 and showed high sensitivities to model performance. Calculating P-factor values (percentage of measured data bracketed by 95% prediction uncertainty) showed that 75–100% of observed data were ranged in 95% total prediction uncertainty. Considering all the statistical indicators and criteria of uncertainty assessment, including P-factor and R-factor (relative width of the 95% prediction uncertainty), root-mean-square error (RMSE), Kling-Gupta Efficiency (KGE), and Nash–Sutcliffe (NS) the results showed that DREAM(ZS) algorithm performed better under formal likelihood functions L4 and L5.
    Keywords: Uncertainty, DREAM(ZS) Algorithm, Likelihood function, HEC, HMS, First, order autoregressive
  • A. Shokoohi, H. Ramezani Etedali, S. A. Mojtabavi, V.P. Singh Page 99

    Agriculture, as the main water consumer in Qazvin plain, has attracted the most attention in water resources planning. In this study, water accounting and virtual water trade concepts is used to determine t optimal crop pattern in Qazvin plain for better agricultural water management. The results showed that total water footprints and water resources footprints are about 2053 and 1411 MCM/year for period of 2003-2014, respectively. About 49.8 percent of virtual water footprint, 55.5 percent of water resources footprint, and 55.0 percent of net benefit were due to agricultural product export. Ceasing export of main crops from the plain would increase the average economical water footprint from 707.2 to 780.3 m3/ million Rials. This would not increase the net benefit per unit of water, but would even decrease it. Twelve scenarios were defined to determine crop patterns while sustaining the current cultivation area, net benefit, and water resources saving. Closest scenarios to the current crop pattern and cultivated area, i.e. scenarios 9 and 11, saved 23.3 and 23.8 percent of the region’s water resources, respectively. These two scenarios respectively improved economical water footprint up to 521.3 and 503.7 m3 per one million Rials.

    Keywords: Economical water footprint, Water accounting, Virtual water trade, Food security, Qazvin plain
  • V. Jafarian, M. Yazdani, M. Rahimi, M. Ghorbani Page 114

    Identifying organizational stakeholders in water resources management is one of the requirements for making plans operational and applying participatory management on water resources. Based on the network analysis method with a comprehensive perspective, we could study the structural patterns resulted from mutual relations of different stakeholders in a multi-faced and complicated system and investigate their roles in establishing an integrated and participatory system for water resources management. This study aims to identify the power structure and its distribution as a function of relations and setup of the involved organizations in water resources management in Garmsar plain by applying network analysis pattern. In this regard, at first, 29 organizations related to water resources management were identified based on ecological network boundaries. The information exchange and cooperation among them were then investigated by half-structured interviews. Finally, the power, influence, and control of each stakeholder were determined based on degree centrality, beta centrality, and eigenvector centrality. The results of this study demonstrated the inequality of power structures among organizational stakeholders in establishing a participatory management system in the considered region.

    Keywords: Network analysis, Organizational stakeholders, Power structure, Garmsar plain, Participatory management of water resources, Centrality
  • V. Rahdari, S. Maleki, M. Rahdari, S. Mahomoudi, N. Pormollaei, M.R. Alimoradi, E. Abtin, M. Kadkhodae, S. Pormanafi Page 130
    Due to the limited resources of water it is vital to investigate the quantity condition of reservoirs in order to plan for different usage of water as well as monitoring the sedimentation process. In this study the OLI sensor data from LANDSAT-8 satellite for Jan 2015 is used for producing Chah Nimeh water reservoir depth map and the map for the area around the lake. The water depths were measured with meter using boat. Water indices such as MNDWI, NDWI, AWEL, WRI and NDMI were generated using satellite data. By running simple linear regression between each index and field data the description coefficient R2 for water depth was calculated. Finally the water depth map was produced using MNDWI index which had the highest R2 equal to 0.85. The water depth map was produced using reclassifying of the MNDWI index. The map for the reservoir adjacent lands was generated using depth measuring results and hybrid image classification method. Results showed that the highest area are associated to 4-6m level depth. Map accuracy was assessed by producing error matrix which showed acceptable accuracy. Results showed that the map accuracy decreased with increase in water depth. The Z-TEST analysis showed however that in 0.01 level there was no significant difference between lowest depth map and deep water map accuracy.
    Keywords: Chah Nimeh water reservoir, Landsat 8, Water index, Hybrid image classification, Water depth
  • H. Mazandarani Zadeh Page 142
    Salinity control and water logging prevention are among the most important purposes of draining in agricultural lands. Accordingly, drainage is considered as an inseparable part of the irrigated agriculture in many areas of Iran. The major problem of drainage is the discharge of drain water into the environment. Devastating environmental impacts are consequently seen due to soil salinity in many parts of the country, especially in Khuzestan province. Since the reduction of environmental impact leads to increase in construction costs, the aim of this study is to present a model to define the design parameters, including diameter, depth, and distance, that not only meets the economic objective (construction costs) but also addresses the environmental issues (increase the quality of discharged drain water). Due to different nature of economic and environmental objectives, multi objective model should be employed. Evolutionary optimization methods are powerful tools to solve multi objective optimization problem. For this purpose NSGA II, based on GA and specified for multi objective problem, was employed in this study. To apply the proposed model Selman Farsi agro-industry was chosen as a case study. Results showed that better quality of discharged drain water could be achieved by increasing construction costs and reduction of installation depth. A %100 increase in construction costs due to change in installation depth could result in a %50 improvement in discharged drain water salinity. Also results showed that both economic and environmental goals, along with sustainable development, will be achieved simultaneously for the pipes placed in depthes between 1.3 and 1.8, distanced between 30 and 80 meters, and 0.1 in diameter.
    Keywords: GA, Agro, Industry, Sugarcane, Construction cost, Environment, Design parameters
  • F. Asadzadeh, M. Kaki, S. Shakiba, B. Raei Page 153

    Considering the climatic condition, drought is an inevitable phenomenon in Iran. The probability of the drought occurrence can however be predicted using the recorded meteorological data. Due to the drought importance and its impact on groundwater resources, the influence of drought on groundwater quality and ground water table of Qorveh-Chardoli plain was evaluated in this study during the last 25 years period. Monthly precipitation data (1987-2013) were applied to calculate the standardized Precipitation Index (SPI) which was then used to find the dry and wet years. Groundwater quality was also determined using electrical conductivity and sodium adsorption ratio and considering the Wilcox diagram. Kriging map of the water quality and water table were produced for wet and dry years. Groundwater quality of the Qurveh-Chardoli aquifer were classified as C2S1 and C3S1. There was no significant change in the water quality even during the wet period with raising water table. Groundwater level has changed 29.35 meters (increasing) and 13.39 meters (decreasing) during the dry and wet periods, respectively. The overall rate of decrease in the water level during the study period was 49 centimeter per year. The greatest decrease in water level were observed for eastern and southern parts of the plain.

    Keywords: SPI Index, Water table, water quality, Qurveh, Chardoli
  • K. Mirzaei, M. Ahmadpour Borazjani Page 166
    In recent decades the increasing population pressures, improved living standards, and increasing demand for environmental quality have urged governments to provide better solutions for efficient water resources management. Since agriculture is the largest consumer of water, providing proper water resource management practices and codification correct policies in this sector is vital. In the present study the economic analysis of the effects of irrigation quota on cropping patterns and gross profit of farmers in Amol County is performed using positive mathematical programming model. The model was developed using data of cropping season of 2013-14 for irrigated lands of the county (Dashtesar, Marandeh, Raeisabad and Oskumahaleh). To achieve the study goals firstly the production function with constant elasticity of substitution and then the Quadratic cost function were included in the Positive Mathematical Programming models. The results illustrated that water rationing policy will lead to reduced acreage of most of the irrigated agricultural products in Amol county. Canola in the Dashtesar, Marandeh, and Raeisabad and clover crop in the Oskumahaleh area have undergone the most decrease compared to other crops. Also the applied water rationing resulted in increase in acreage of products with high profit and low water requirements such as rice and maize crops in all regions with irrigated agriculture.
    Keywords: Water quotation, Positive Mathematical Programming, Cropping pattern, Gross margin, Amol
  • M. Zayeri *, M. Ghomeshi, M. Shafaei Bajestan, A. Fathi Page 180
    Turbidity currents are one of the factors affecting sedimentation in reservoirs which reduces the water capacity of reservoirs and useful life of dams. Opening bottom gates is a conventional method for venting these currents preserving the useful volume of the reservoir. Choose suitable heights for gates on a dam has variety of functions in management of reservoirs and as well can have a major impact on the outflow water quality. This study have tried to investigate the effect of selective withdrawal on venting of turbid density current through reservoir’s outlet. For this purpose four gates have been established on a wall at the end of a flume at heights of 5, 15, 25 and 40 percent of ambient fluid depth. The Turbidity current input with concentrations of 5, 15 and 30 g/L were injected with a constant volume flow rate. The results showed that when the gate was placed at 5 percent of the fluid depth, the amount of output concentration was averagely 10 percent higher than the concentration of input turbidity current. Keeping the gates open for longer durations has increased the venting efficiency to 40 percent in different depths.
    Keywords: Turbid density current, Reservoir management, Venting efficiency, Reservoir outlet
  • K. Osati, H. Nayyeri, P. Osmani Page 189

    Development of hydraulic geometry relationships are of great importance in different applications of stream restoration design and hydrological modeling. Accordingly the main objective of this study was to develop regional relationships for bankfull channel dimensions in Tarwal basin using the drainage area as an independent variable. Several fieldworks, focused on Chameh Sis, Sangeh Siah, and Ozon Dareh tributaries as well as the main channel of Tarwal River, were conducted between 4 and 19 November 2015. Twenty two stable-channel cross sections were used to obtain the relationship among the bankfull channel dimensions and the drainage area. The results indicated that piecewise models are the best models for such relations. Simple power regression models were assessed as not suitable models for predicting hydraulic geometry according to the Relative Root Mean Squared Error (RRMSE) values of greater than 0.4. While for the piecewise models the RRMSE values were less than 0.2 for predicting bankfull cross sectional area and width of stable alluvial channels in basins smaller than 1165 km2. Also the RRMSE values were less than 0.12 and 0.25 respectively for predicting mean and maximum bankfull depth of stable alluvial channels in basins smaller than 100 km2. Nevertheless there were no ideal model to estimate bankfull channel dimensions in basins larger than 1165 Km2. This could be a result of significant changes in rainfall-runoff relationships or the influences of anthropogenic disturbances in large basins. The results provided useful data for stream restoration as well as water structure design.

    Keywords: Tarwal Basin, Stable channel, Piecewise models, Hydraulic geometry
  • H. Moeeni, H. Bonakdari, S. Abdolahi Page 201

    Regarding the decrease in water resources especially in Iran, the river flow forecasting has gained a high importance and it is necessary to use the best methods for such forecasts. In this study the performance of some linear and nonlinear models was investigated for predicting the monthly flow of Jamishan River in Kermanshah province. The models include autoregressive integrated moving average (ARIMA), artificial neural networks (ANN) and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS). In using ARIMA model considering five parameters of any kind, all possible models were evaluated. For ANFIS and ANN models with determination of 14 different input combinations, the best models were identified. The capability of obtained models in long-term flow prediction was also assessed. The results revealed that ANFIS model is more capable in identifying the effective time delays in flow compared to ANN. This model is also more accurate than other models in peak values prediction. ARIMA model on the other hand has high capability in prediction of low values. Study indicated that all three models can be used for long-term predictions.

    Keywords: Monthly inflow, Prediction, Modeling, ARIMA, ANFIS
  • E. Solgi, H. Sheikhzadeh Page 207
    Certainty about the water quality for drinking, agricultural, industrial or recreational purposes is of prime importance. Accordingly assessment of river water quality can be an important element in the evaluation of water resources. The present study investigated the water quality of Aras River to provide an overview of the relationship and sources of physicochemical variables. A total of 20 samples were taken from the Aras River at 10 stations of which 10 samples were used for the analysis of heavy metals and 10 samples for nitrate, nitrite, Na, Ca, K, pH, EC and TDS variables. Atomic Absorption Spectro-photometry, Spectrophotometer, Flame Photometer, and pH and EC Meters were used for measuring water quality variables. The results showed that the mean concentration of nitrate, nitrite, sodium, potassium, calcium, and TDS in the Aras River were 297, 0.57, 67.3, 6.4, 57.4, and 1014.73 mg/l, respectively. Lead and cadmium contents were measured as 0.07 and 0.61 µg/l, respectively. Also the mean value of electrical conductivity was 1254.3 µs/cm and the mean value of pH was 8.22. The concentration of nitrate, nitrite and electrical conductivity were higher than the acceptable WHO standard and other variables were less than or within the WHO standard range. It seems that municipal wastewater and agricultural runoff are important factors affecting the water quality in Aras River.
    Keywords: Water quality, Physico, chemical variables, Aras River
  • S. H. Mojtahedi, H. Dehestani, M. Kadkhoday Balghour Page 214

    In this study the analytical and numerical methods have been presented for computing the unconfined steady state seepage velocity from a curved canal with semicircle cross section which . The analytical solution of seepage from curved canals has not generalized because the difficulty of conformal mappimg of their cross sections. In the present study, velocity hodograph and schwarz- christoffel transformations have been used. Then the computation of analytical solution of seepage velocity performed in which the drainage layer has lied in infinite depth. Along with the analytical solution, a numerical modeling based on finite elements has been used by commercial software SEEP/W. However approximate solutions by numerical methods have gained importance because of availability of high-speed digital computers along with specialized softwares. The verification of numerical modeling was performed by using the result of available analytical solution of seepage discharge from a trapezoidal canal cross section.
    The results show that numerical method has an acceptable accuracy in comparison with analytical solution and can be used to estimate seepage velocity through the semicircle canals.

    Keywords: seepage velocity, semicircle canal, conformal mapping, numerical method, velocity hodograph