فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 14 (بهار 1390)

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 14 (بهار 1390)

  • تاریخ انتشار: 1391/03/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مقالات علمی
  • مجیدرمضانی مهریان، بهرام ملک محمدی، حمیدرضا جعفری، یوسف رفیعی صفحه 1
    تقاضای سیری ناپذیر مصرف آب در ایران منجر به کاهش سطح آب سفره های زیرزمینی با سرعتی بیش از استانداردهای جهانی شده است. از آنجا که در اکثر نقاط کشور بارشها اغلب ناچیز و گاه به صورت سیلاب های مخرب ظاهر می شوند، می توان از عملیات تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی به عنوان یک راهکار مناسب جهت استفاده بهینه از سیلاب ها و پایداری سفره های آب زیرزمینی استفاده کرد. در انجام عملیات تغذیه مصنوعی، انتخاب معیارها و روش مناسب برای تعیین مکانهای برتر دارای اهمیت بالائی می باشد. در این مقاله در دیدگاه نوینی دو روش وزن دهی تجمعی ساده و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی با بکارگیری فن بردار ویژه در محیط GIS، برای مکانیابی مناطق مناسب تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی مورد استفاده قرار گرفته است. با انتخاب دشت شمیل و آشکارا به عنوان مطالعه موردی، معیارهای شیب، هدایت الکتریکی آب، عمق آبهای زیرزمینی، زمین شناسی، پتانسیل سیل خیزی و کاربری زمین جهت انتخاب محل های مناسب تغذیه مصنوعی در نظر گرفته شد. در این راستا لایه های اطلاعاتی مربوط به هر کدام از این معیارها تهیه و در محیط GIS طبقه بندی، وزن دهی و با استفاده از دو روش وزن دهی تجمعی ساده و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی با بکارگیری فن بردار ویژه تلفیق شدند. نتایج هر کدام از روش ها در نقشه محدودیت ضرب و نقشه پتانسیل تغذیه مصنوعی بدست آمد که در چهار طبقه کاملا نامناسب، نامناسب، نسبتا مناسب و مناسب طبقه بندی شد. مقایسه نتایج حاصل از دو روش نشان می دهد که فرآیند تحلیل سلسله مراتبی در کنار تکنیک بردار ویژه نتایج با اعتبار بیشتری را ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: مکانیابی، تغذیه مصنوعی، فرایند تحلیل سلسله مراتبی، سیستم اطلاعات جغرافیایی و بردار ویژه
  • علیرضا واعظی، سیدحمیدرضا صادقی صفحه 11
    روش شماره منحنی رواناب (SCS-CN) به عنوان روشی تجربی به طور وسیعی برای برآورد رواناب مستقیم برای یک رخداد باران در حوزه های آبخیز کوچک کشاورزی استفاده می شود. در این روش مقدار نگهداشت اولیه (Ia) به حداکثر پتانسیل نگهداشت (S) که به عنوان ثابت نسبت نگهداشت اولیه (λ=Ia/S) بیان می شود، برابر 2/0 است. این ثابت (2/0)، فرضی غیرقابل اطمینان و نیازمند تصحیح است. این پژوهش به منظور ارزیابی توانایی روش شماره منحنی در برآورد رواناب و تعیین نسبت نگهداشت اولیه بر اساس تجزیه رخدادهای باران-رواناب انجام گرفت. داده های باران از ایستگاه بارن نگاری و داده های رواناب از اندازه گیری رواناب در 36 دیمزار در شهرستان هشترود در شمال غربی ایران طی دوره دو ساله از 1384-1386 به دست آمد. تجزیه 41 رخداد باران- رواناب نشان داد که تولید رواناب رابطه خطی معنی دار با ارتفاع بارندگی (68/0=2R، 001/0>P) دارد. از 41 رخداد بارندگی، تنها 13 رخداد دارای ارتفاع بارندگی (P) بزرگتر از نگهداشت اولیه (S2/0Ia=) بودند و در نتیجه بر اساس روش شماره منحنی، توان تولید رواناب داشتند. میانگین مقدار رواناب مشاهده ای در منطقه در 41 رخداد 988/2 برابر بزرگتر از مقدار برآوردی بود. همبستگی بین مقدار رواناب برآوردی واندازه گیری شده پایین (21/0=2R) بود. ضریب کارآیی مدل SCS-CN، (E) در 36 زمین پایین و به طور میانگین 032/8- بود. به طور کلی نتایج نشان می دهد که روش SCS-CN به دلیل در نظر گرفتن نسبت نگهداشت اولیه بالا (2/0 λ=) دارای دقت پایینی در برآورد رواناب در رخدادهای باران در منطقه است. تجزیه داده ها نشان داد که نسبت نگهداشت اولیه برابر با 02/0، برآورد رواناب در منطقه را می تواند تصحیح کند. با اعمال این ثابت (02/0λ=) همبستگی بین رواناب برآوردی و مشاهده ای افزایش (53/0=2R) و ضریب کارآیی مدل بهبود یافت (194/0- = E).
    کلیدواژگان: برآوردرواناب، روش شماره منحنی، نسبت نگهداشت اولیه وهشترود
  • مهدی وفاخواه، محسن محسنی ساروی، محمد مهدوی، سیدکاظم علوی پناه صفحه 23
    از ذوب برف یکی از چالش های مهم در مدیریت حوزه های آبخیز می باشد. پژوهش حاضر با هدف شبیه سازی رواناب حاصل از ذوب برف به کمک شبکه عصبی مصنوعی و نروفازی در حوزه آبخیز طالقان واقع در استان البرز صورت گرفته است. بدین منظور 38 تصویر سنجنده مودیس مربوط به سالهای 2003، 2004، 2005 و 2006 از سازمان فضایی ایران دریافت گردید و سطح پوشش برف در هر یک از تصاویر استخراج و با توجه به عمق و چگالی برف میزان حجم آب معادل برف در طی سالهای فوق الذکر محاسبه گردید. همچنین داده-های ارتفاع بارندگی روزانه، درجه حرارت روزانه، ارتفاع معادل برف روزانه و دبی روزانه در سالهای فوق الذکر در دسترس بوده که از شبکه هایی به فرم پرسپترون چندلایه و الگوریتم پس انتشار خطا برای یافتن ساختار شبکه استفاده، و با مدل نروفازی مقایسه شده است. نتایج نشان داد که در ایستگاه هیدرومتری گلینک شبکه عصبی مصنوعی در مرحله آزمایش با ریشه میانگین مربعات خطا 133/0 و ضریب تعیین 71/0 نسبت به نروفازی با ریشه میانگین مربعات خطا 84/0 و ضریب تعیین 52/0 عملکرد بهتری داشته است. در این ایستگاه مدل های بدون ارتفاع آب معادل برف عملکرد بهتری نسبت به مدلهای با ارتفاع آب معادل برف داشته اند و افزایش تعداد ورودی های از یک دوره زمانی پیشین به سه دوره زمانی پیشین باعث عملکرد مناسب تر مدل ها شده است. در قسمت دیگر پژوهش همین مقایسه برای سه ایستگاه هیدرومتری دیگر انجام شده است که در هر سه ایستگاه شبکه عصبی مصنوعی دارای کارآیی بالاتری نسبت به نروفازی در پیش بینی جریان بوده و دخالت دادن ارتفاع آب معادل برف در دو ایستگاه باعث افزایش کارآیی ساختار شبکه شده و افزایش تعداد ورودی های از یک دوره زمانی پیشین به سه دوره زمانی پیشین در دو ایستگاه باعث عملکرد نامناسب تر مدل ها شده است.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، نروفازی، پیش بینی رواناب، آب معادل برف و حوزه آبخیز طالقان
  • مطلب بایزیدی، بهرام ثقفیان صفحه 37
    در این مقاله خشکسالی جریان رودخانه در حوزه های کرخه، کارون و دز در جنوب غرب کشور مورد بررسی قرار گرفت. اهداف مهم مقاله شامل تعیین ماهیت منطقه ای خشکسالی جریان رودخانه، تعیین مناطق همگن، تعیین عوامل موثر بر خشکسالی جریان رودخانه واستخراج روابط منطقه ای می باشد. برای نیل به اهداف فوق، سری های زمانی دبی روزانه جریان در 54 ایستگاه هیدرومتری در حوزه های پژوهش استخراج و پس از کنترل کیفی، آزمون و بازسازی داده ها با بکارگیری روش حد آستانه و با حد آستانه 70 درصد، سری های حداکثر سالانه (AMS) تداوم و حجم کمبود خشکسالی استخراج گردید. نقشه تغییرات مکانی شاخص های خشکسالی ارائه گردید. در ادامه، توزیع-های احتمالاتی گاما (از نوع پیرسن تیپ3)، ویبول، لوگ نرمال، جانسون، نمایی دوگانه و GP جهت آنالیز فراوانی سری های AMS (تداوم و حجم کمبود خشکسالی) بررسی گردیدند و با انجام آزمون نکوئی برازش کای اسکور بهترین مدل احتمالاتی مشخص گردید. مجموعا 35 عامل فیزیوگرافی، اقلیمی، پوشش گیاهی و زمین شناسی جهت انجام آنالیز منطقه ای استخراج شد. با آنالیز عاملی بر روی 35 فاکتور مذکور مشخص گردید که 6 عامل مساحت حوزه، مجموع بارندگی آذر تا بهمن، درصد مساحت با شاخص پوشش گیاهی کمتر از 1/0 درصد دامنه محدب حوزه، تراکم زهکشی و حداقل ارتفاع حوزه در مجموع بیش از90 درصد تغییرات را توضیح می دهند. با توجه به نتایج تحلیل غاملی جهت تعیین مناطق همگن از آنالیز خوشه ایو آنالیز توابع متمایز کننده استفاده گردید. در ادامه با روش رگرسیون چند متغیره گام به گام در هر یک از گروه های همگن و کل منطقه مدلهای مناسب با سطح معنی داری 01/0 جهت برآورد حجم کمبود خشکسالی جریان رودخانه با دوره بازگشت های 2، 50 و 100 ساله ارائه و ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که عامل مساحت دارای بالاترین همبستگی با حجم کمبود بوده و لذا همانند بسیاری دیگر از مدل های منطقه ای موثرترین متغیر مستقل در برآورد منطقه ای خشکسالی می باشد. در منطقه پژوهش، تداوم خشکسالی ماهیت تغییرات منطقه ای از خود نشان نداد.
    کلیدواژگان: خشکسالی، رودخانه، حد آستانه، آنالیز منطقه ای و جنوب غرب کشور
  • داود نامدار خجسته، مهدی شرفاء، محمود امید صفحه 53
    اندازه گیری مقدار رطوبت خاک در مطالعات خاک شناسی و هیدرولوژی بسیار حائز اهمیت می باشد. استفاده از فناوری زمان بازتاب امواج (TDR) برای اندازه گیری رطوبت خاک مطرح شده است. رطوبت خاک به عنوان یک محیط متخلخل را می توان به وسیله دستگاه TDR با استفاده از پالس (طول موج) برگشتی در پروب نصب شده در آن محیط اندازه گیری نمود. از آنجائی که انعکاس موج برگشتی تحت تاثیر محیط و سیستم اندازه گیری می باشند، به کارگیری روش ساده و کاربردی می تواند کمک موثری در دستیابی به نتایج مورد نیاز و کاهش هزینه ها را دربرداشته باشد. لذا استفاده از روشی که بتوان رطوبت خاک را در شرایط طبیعی و بدون دست خوردگی با سرعت و دقت بالا به دست آورد، بسیار با اهمیت و کاربردی می باشد. هدف از این مطالعه مقایسه مدل های موجود در بافت های (رسی، لوم رسی، لوم، رس شنی، رس سیلتی) و مقایسه این مدل ها با مدل شبکه عصبی برای اندازه گیری مقدار رطوبت حجمی خاک می باشد. در این پژوهش از مدل شبکه عصبی برای ارتباط بین ضریب دی الکتریک-رطوبت حجمی (θv -Ka) با استفاده از پارامترهای فیزیکی استفاده شد. پارامترهای جرم مخصوص ظاهری و مقدار رس بیشترین تاثیر را در شبکه داشتند و شبکه با این دو پارامتر ورودی، کمترین مقدار RMSE را در بین توپولوژی های بررسی شده نشان داد. نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی بهتر از مدل های بیرچاک و همکاران، دلر، مالیکی و همکاران، والی، تاپ و همکاران با مقدار RMSE کمتر، مقدار رطوبت خاک را پیش بینی می کند. در میان مدل های بررسی شده معادله تاپ، نتایج ضعیف تری نسبت به دیگر مدل ها نشان داد. با استفاده از مدل شبکه عصبی بدون استفاده از واسنجی مخصوص برای هر خاک می توان به نتایج قابل قبولی در اندازه گیری مقدار رطوبت خاک به دست آورد.
    کلیدواژگان: انعکاس سنج زمانی، بافت خاک، رطوبت حجمی خاک، شبکه عصبی مصنوعی و کانی های رسی
  • سیدمحمود حسینی، مصطفی جهانگیری صفحه 61
    استفاده از روابط تجربی- نیمه تجربی در تحلیل جریان در محیط های متخلخل درشت دانه امری متداول است. در این پژوهش، به منظور شناسایی دقیق تر عملکرد روابط تجربی حاکم بر جریان در محیط سنگریزه و تعیین میزان اهمیت هر یک از پارامترهای موجود در روابط بر عملکرد آن ها، سه روش مختلف تجزیه و تحلیل عدم قطعیت و حساسیت بر روابط آدل، مک کورکودل و همکاران، استیفنسن و ویلکینز، که از اعتبار بیشتری برخوردارند، اعمال می شوند. در این راستا، در آزمایشگاه یک توده سنگریزه ای با اندازه میانگین حسابی 37 میلی متر ساخته شد و 15 نمونه تصادفی از این توده برداشت گردید و مشخصات فیزیکی مرتبط با هریک از روابط هیدرولیکی یادشده اندازه گیری و یا تخمین زده شد. نتایج اعمال روش های تجزیه و تحلیل عدم قطعیت بر روابط یاد شده با استفاده از اطلاعات آزمایشگاهی نشان داد، که از میان روش ها، روش شبیه سازی مونت کارلو با نمونه گیری مربع لاتین نسبت به دیگر روش ها محافظه کارانه تر است. همچنین، نتایج نشان داد که در محاسبه گرادیان هیدرولیکی رابطه مک کورکودل و همکاران می تواند بیشترین مقدار عدم قطعیت را داشته باشد، در حالی که رابطه استیفنسن از کم ترین میزان عدم قطعیت برخوردار است. آنالیزحساسیت معلوم کرد که در رابطه استیفنسن پارامترهای اندازه میانگین هارمونیک مصالح محیط و تخلخل به ترتیب از اهمیت بیشتری برخوردارند.
    کلیدواژگان: تجزیه و تحلیل عدم قطعیت، تجزیه و تحلیل حساسیت، سنگریزه و جریان غیرخطی
  • گزارش فنی
  • مسعود سمیعی، عبدالرسول تلوری صفحه 71
    برآورد میزان تغذیه آب زیرزمینی نقش اساسی در مدیریت منابع آب دارد و جریان رودخانه بویژه جریان پایه نیز یکی از منابع تغذیه بشمار می رود. اگر در شرایطی میزان تلفات و انتقال آب زیرزمینی درون حوضه کم باشد، جریان پایه می تواند تقریب مناسبی از تغذیه به حساب آید. به منظور بررسی تغذیه آب زیرزمینی از طریق تحلیل جریان پایه، ایستگاه حنیفقان واقع بر رودخانه حنیفقان با حوضه ای به مساحت 415 کیلومتر مربع در فاصله 110 کیلومتری جنوب غربی شهرستان شیراز با طول دوره آماری 31 سال (1384-1353) انتخاب گردید. در این پژوهش برای برآورد میزان جریان پایه از نرم افزار PART و برای برآورد میزان تغذیه از نرم افزار RORA استفاده گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از هر دو نرم افزار PART و RORA در حوضه مورد مطالعه مقدور بوده و هر دو نرم افزار نتایج مشابهی را ارائه می دهند و همبستگی خوبی با یکدیگر دارند. دبی پایه بطور میانگین حدود 87 درصد جریان کلی رودخانه را در ایستگاه مزبور نشان می دهد که این مطلب ضرورت و اهمیت مدیریت تلفیقی آبهای سطحی و زیرزمینی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تغذیه آب زیرزمینی، جریان پایه، نرم افزار PART و RORA و ایستگاه حنیفقان
  • حامد ابراهیمیان، عبدالمجید لیاقت، جواد بذرافشان صفحه 77
    بعضی از ایستگاه های هواشناسی کشور یا بدون تجهیزات لازم برای اندازه گیری عواملی مانند تبخیر از تشت، تشعشع خورشیدی و ساعات آفتابی هستند و یا فاقد آمارهای مداوم و دراز مدت می باشند. تعیین توابع انتقالی روشی غیرمستقیم برای برآورد عواملی است که وسیله اندازه گیری مستقیم آنها در ایستگاه موجود نیست. در این روش با کاربرد معادلات رگرسیونی و یا شبکه عصبی مصنوعی میان عوامل جوی اندازه گیری شده و اقلیمی ارتباط برقرار می شود. از این رو هدف این پژوهش برآورد عوامل اقلیمی شامل تبخیر از تشت، تشعشع خورشیدی و ساعات آفتابی از عوامل جوی اندازه گیری شده در ایستگاه هواشناسی سینوپتیک تبریز بوده است. این پژوهش نشان داد که توابع انتقالی با دقت مطلوبی توانستند مقادیر ماهانه تبخیر از تشت، تشعشع خورشیدی و ساعات آفتابی را برآورد نمایند. مقایسه نتایج شبکه عصبی و معادلات رگرسیونی نشان می دهد که اختلاف معنی داری در این دو روش وجود ندارد و تنها برای پارامتر مجهول تشعشع خورشیدی، شبکه عصبی دارای عملکرد مناسب تری نسبت به معادله رگرسیونی می باشد. در هر دو تابع انتقالی (شبکه عصبی و معادلات رگرسیونی)، تخمین تبخیر از تشت و ساعات آفتابی بهتر از تشعشع خورشیدی بوده است.
    کلیدواژگان: تبخیر از تشت، تشعشع خورشیدی، ساعات آفتابی، رگرسیون خطی چندگانه و شبکه عصبی مصنوعی
|
  • M. Ramezani Mehrian, B. Malekmohammadi, H.R. Jafari, Y. Rafii Page 1
    Ground water resources of Iran are depleted because of an increase in water demand. Since, in Iran, precipitation is inadequate and occasionally results in violent runoff, artificial ground water recharge can be an appropriate method to optimize use of runoff in recharging the groundwater. In the operation of ground water recharge, Choosing criteria and appropriate method for suitable site selection is important. In this paper, factors such as: slope, depth of groundwater, land use and electrical conductivity of water, geology and potential of spate are considered to determine the areas most suitable for groundwater recharge in Shemil Ashkara plain in the southern part of Iran. Thematic layers for the mentioned parameters were prepared, classified, weighted and integrated in a GIS environment by means of Simple Additive Weighted and Analytic Hierarchical Process methods. The results of each method were multiplied by constraint map and their outputs were classified in four categories: constrained, unsuitable, moderately suitable and suitable. Comparison of the maps produced by these two different methods show that Analytic Hierarchical Process beside Eigenvector technique creates more reliable results.
  • A.R. Vaezi, S.H.R. Sadeghi Page 11
    The SCS-CN method as a traditional method is widely used for the estimation of direct runoff for a given rainfall event from small agricultural watersheds. In this method, the ratio of initial abstraction (Ia) to maximum potential retention (S) that is defined as initial abstraction ratio (λ=Ia/S) is equal to 0.2. This constant (λ=0.2) is the most ambiguous assumption and requires considerable refinement. The objectives of this study were assessment of capability of the SCS-CN method in estimating runoff, and determine the initial abstraction ratio, by analyzing measured rainfall-runoff events. Rainfall data was taken from a recording rain gauge and runoff data obtained from measurement of runoff volume in 36 dry-farming lands in the Hashtrood, northwestern Iran in a two-year period from March 2004 to March 2007. The analysis of 41 rainfall-runoff events data indicated that runoff generation is linearly (R2=0.68, P<0.001) related to rainfall height. Out of 41 rainfall events only 13 events have a rainfall height value bigger than the initial abstraction value and so based on the SCS-CN method they had a potential to generate runoff. Average observed runoff values in 41 events were 2.988 times higher than the estimated runoff values in the study area. The correlation between the observed and estimated runoff was low (R2= 0.21). The efficiency coefficient (E) of the SCS-CN model in 36 study lands was low, with an average of -8.032. The results revealed that the SCS-CN method has a low accuracy in estimating runoff in the study area due to considering a high initial abstraction ratio value (Ia/S= 0.2). Data analysis showed that an initial abstraction ratio of 0.02 can modify the runoff estimation of the SCS-CN method in the study area. With using of this constant (λ=0.02), the correlation between the observed and estimated runoff values increased to 0.53 and also the model efficiency coefficient (E) improved to -0.194.
  • M. Vafakhah, M. Mohseni Saravi, M. Mahdavi, S. K. Alavipanah Page 23
    Snowmelt runoff prediction is one of the important challenges in watershed management. The present research was carried out for snowmelt runoff prediction using artificial neural network (ANN) and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) in the Taleghan watershed located in Alborz province. For this research, 38 MODIS instrument images have been obtained from Iranian space agency for years of 2003, 2004, 2005 and 2006. Snow cover area (SCA) was extracted from all images. Then, snow water equivalent volume was computed using SCA and snow depth and density for mentioned years. Daily rainfall, temperature, snow water equivalent variables were used as inputs and daily discharge as output to multilayer feedforward perceptrons using backpropagation algorithm and compared with artificial neural fuzzy interference system (ANFIS). The results reveal that for the Galink hydrometry station, it was found that ANN with RMSE=0.133 m3/s and R2=0.71 in the validation stage are superior in snowmelt runoff forecasting than the ANFIS with RMSE=0.84 m3/s and R2=0.52, respectively. For this station, the ANN models without daily snow water equivalent as input are superior than the ANN models with daily snow water equivalent as input. An increase in the number of inputs from one previous time period to three consecative previous time period proved to be an excellent alternative to perform high quality daily snowmelt runoff prediction. In the other part of study, these comparisons were performed for three other gauging stations, it was found that the ANN in the validation stage is superior in snomelt runoff forecasting than the ANFIS. The ANN models with daily snow water equivalent as input are superior than the ANN models without daily snow water equivalent as input and also an increase in the number of inputs from one previous time period to three consecative previous time period proved to be an excellent alternative to perform high quality daily snowmelt runoff prediction for two stations.
  • M. Byzedi, B. Saghafian Page 37
    In this study streamflow drought was analyzed in Karkheh, Karoon and Dez basins in southwestern Iran. The main aims of this paper are to determine, 1) spatial aspects of streamflow drought, 2) homogenous regions, 3) the effective factors that affect streamflow drought and 4) regional regression models. To attain such aims daily time series of discharges were considered, tested and adjusted in 54 hydrometric stations. Based on truncation level method (at 70% level) the annual maximum series (AMS) drought deficit volume and duration series were extracted. Maps of spatial variation of these indices were showed. Frequency analysis was carried out for mentioned time series. Probability distribution functions including Gamma (Pearson’s, type III), Weibull, Logarithmic-normal, Johnson, Double exponential, Generalized Pareto (GP) were used and best models were determined by goodness of fit test. More than 35 important characteristics including physiographic, climatic, geologic, and vegetation cover were considered as influential factors in the regional drought analysis. According to the results of factor analysis, six most effective factors were identified as area, rainfall from December to February, the percent of area with Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) of less than 0.1, the percent of convex area, drainage density and the minimum of watershed elevation as a total, these six fact explain more than 90.9% variance. Based on conclusions of factor analysis, homogenous regions were determined by cluster analysis and discriminate function analysis. Suitable multivariate regression models were performed and evaluated for streamflow drought deficit volume with 2, 50, and 100-year return periods. The significance level of regression models was 0.01. The results showed that the watershed area is the most effective factor with high correlation with deficit volume. Drought duration was not a suitable drought index for regional analysis.
  • D. Namdar-Khojasteh, M. Shorafa, M. Omid Page 53
    Estimating soil moisture content is very important in soil science and hydrologic studies. Time domain reflectometry (TDR) has been suggested for measuring soil moisture. Soil moisture as a porous environment can be predicted by TDR (wavelength) with probe installed in the environment. Since the reflected wave back under the influence of environment, soil moisture content can be measured. Therefore, the method can be used in the natural conditions of soil moisture without time consuming and with high accuracy and it is important application. Our objectives were to evaluate the ability of published models to fit TDR calibration data for the soils of different texture (clay, clay loam, loam, sandy clay, silty clay). An artificial neural network (ANN) was used to predict the Ka–θv relationship considering soil physical parameters. The parameters that give the most significant reduction in the root mean square error (RMSE) are bulk density and clay content. The results showed that ANN predictions are better than other models such as Birchak et al. (2), De Loor (3), Malicki et al. (4), Topp et al. (4), Whalley (5) with comparable coefficient of determination and RMSE. Topp et al. model is showed poor result among models under study. Thus, by using ANN, highly accurate data can be obtained without need for elaborating soil specific calibration experiments.
  • S.M. Hosseini, M. Jahangiri Page 61
    In this research, three different uncertainty and sensitivity analysis methods, i.e. “First Order Variance Estimation Method”, “Harr’s point Estimate Method” and “Monte Carlo Simulation with Latin Hypercubic Sampling” are applied to four different empirical equations for flow through rockfill. These equations are: 1- McCorquodale et al. equation, 2- Stephenson equation, 3- Adel equation and 4- Wilkins equation. To conduct this study, in laboratory, a rockfill with an arithmetic mean size of about 37 mm was constructed and 15 random samples were drawn from the material. Then, physical characteristics of the samples, related to different empirical equations, were measured or estimated. The results of applying different uncertainty analysis methods showed that “Monte Carlo Simulation with Latin Hypercubic Sampling” is more conservative compared to the other methods. It was also found that for computation of hydraulic gradient, McCorquodale et al. equation showed the highest level of uncertainty, while Stephenson equation had the lowest uncertainty level. Also, sensitivity analysis of Stephenson equation showed that harmonic mean size and porosity were two significant parameters, respectively.
  • M. Samiee, A.. Telvari Page 71
    Estimation of groundwater recharge has an essential role in water resources management. Base flow component of stream flow is one of the main recharge sources. Base flow is sometimes used as an approximation of recharge when underflow, evapotranspiration from riparian vegetation, and other sources of ground water transfer to/ or from the watershed are minimal. In this research, Honifaghan station on Honifaghan River with 415 km2 watershed area in 110 km southwestern Shiraz was selected. Recharge estimates were made using streamflow records collected during 1353-1384.The base flows were predicted by PART Program and groundwater recharges were predicted by RORA program. The result shows that PART and RORA programs show the same results with high correlation to each other. Also it is found that baseflow component shows about 87 percent of streamflow in average. The study shows the importance of managing surface and groundwater together.
  • H. Ebrahimian, A.M. Liaghat, J. Bazrafshan Page 77
    Some Iranian weather stations do not have sufficient instruments to measure climatic parameters such as pan evaporation, solar radiation and sunshine hours and/ or lack long-term and continuous data. A Pedo-transfer function (PTF) is an indirect method to predict parameters that are difficult to measure. Multiple Linear Regression (MLR) and Artificial Neural Network (ANN) were used to develop the PTFs. In this study, application of PTFs for estimation of climatic parameters was conducted for synoptic weather station of Tabriz. The objective of this study was to predict monthly parameters as solar radiation, evaporation, and sunshine hours from readily available parameters of weather. The results indicated that PTFs estimated solar radiation, evaporation, and sunshine hours well. The performance of both MLR and ANN were almost similar, only for solar radiation, ANN predictions were better than regression equation. The estimation of pan evaporation and sunshine hours were better than solar radiation in both PTF functions (MLR and ANN).