فهرست مطالب

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 2 (پاییز 1386)

  • تاریخ انتشار: 1386/09/20
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقالات علمی
  • کاظم اسماعیلی، محمود شفاعی بجستان، سیدمحمود کاشفی پور صفحه 3
    این پژوهش با هدف بررسی مکانیزم انتقال رسوب در رودخانه فصلی ناشی از سیلاب ناگهانی بصورت مدل سازی شرایط طبیعی در یک فلوم آزمایشگاهی با قابلیت شیب پذیری انجام شد. از آنجا که سیلاب جریان غیر ماندگار است برای تولید آن مخزنی در بالادست کانال نصب گردید. طرح مخزن امکان ایجاد هیدروگرافهای با دبی حداکثر یکسان وزمان پایه متفاوت را فراهم می نمود. قطر متوسط ذرات انتخابی 5/1 میلیمتر، دبی ها بین 25 تا 42 لیتربرثانیه بر واحد عرض، زمان پایه نیز متفاوت انتخاب شد. نتایج نشان می دهد درآزمایشات با هیدروگرافهای مشابه از نظر دبی حداکثر، دبی رسوب متوسط با افزایش زمان پایه هیدروگراف روند کاهشی داشته، ولی میزان رسوب انتقالی همواره نسبت به شرایط ماندگار بیشتر است. با طولانی شدن زمان پایه هیدروگراف سیلاب دبی متوسط بار کف انتقالی به مقدار بارکف انتقال یافته در شرایط ماندگار نزدیک تر می شود. مدت زمان صعود شاخه بالارونده هیدروگراف جریان نیز بر میزان بار کف انتقالی موثر است. تغییر فرم بستر ناشی از جابجایی ذرات کف در ابتدای بستر بیشترین مقدار رادارد. از اینرو مقاومت ناشی از تغییر شکل بستردر برابر جریان بشدت افزایش یافته و می تواند برمیزان رسوب انتقالی موثر باشد.
    کلیدواژگان: رودخانه فصلی، جریان غیرماندگار رسوب، سیلاب طغیانی، بررسی آزمایشگاهی و بارکف
  • کاظم حمادی، علی محمد آخوند علی، عبدالکریم بهنیا، داود رضا عرب صفحه 11
    سیلاب طرح با استفاده از قوانین احتمال و داده های موجود، توسط تحلیل فراوانی قابل برآورد می باشد. طول سری آماری کوتاه و یا داده مفقود موجب بروز عدم قطعیت های برون یابی برآورد مناسب سیلاب طراحی می گردد. پس از انجام مطالعات سد مخزنی جره در رامهرمز؛ سیلاب های بزرگ و در حد دبی طراحی سرریزهای آن به وقوع پیوسته است. اعمال این داده ها در سری سیلاب باعث تغییرات قابل توجهی در سیلاب طرح شده است. هدف این پژوهش برآورد و ارزیابی سیلاب طرح سرریزهای سد مخزنی جره بر مبنای تکمیل سری آماری سیل در فاصله زمانی طراحی تا تدوین این مقاله می باشد. در این پژوهش ابتدا داده های مفقود و مشکوک سری آماری حداکثر لحظه ای سیلاب، تکمیل و اصلاح گردید. سپس از روش تحلیل فراوانی به منظور برآورد دبی های اوج استفاده شد. جهت تعیین آبنمود سیلاب و سیل طرح از روش نمایه سیلاب استفاده گردید. نتایج پژوهش نشان می دهد که افزایش اندازه نمونه آماری سیلاب، علاوه بر تغییر نوع توزیع آماری داده ها، مقادیر برآوردی سیلاب را به شدت تحت تاثیر گذاشته است. در این مطالعه دبی اوج سرریز ها تا حد 97 درصد افزایش نشان می دهد. عمده اختلاف به افزایش تعداد مشاهدات و بزرگی وقایع سیلاب به وقوع پیوسته بعد از دوره طراحی سد بر می گردد. نتایج علاوه بر استفاده در سد جره، به برآورد سیلاب طرح سایر طرح های توسعه سدسازی درون حوزه ای و حوزه های آبخیز مجاور کمک می نماید.
    کلیدواژگان: تحلیل فراوانی سیل، توزیع آماری، سد مخزنی جره، سیل طرح و آبنمود نمایه
  • بنفشه رضایی، عباس روزبهانی صفحه 21
    امروزه لزوم مطالعه و بررسی تغییرات آب و هوایی و شناخت رفتار متغیرهای مختلف هواشناسی مثل بارش، تبخیر، دما و فشار هوا در نقاط مختلف جهان به ویژه در کشورهایی که با تنوع آب و هوایی گوناگون و وقوع دوره های خشک و تر شدید مواجه هستند، هم از جهت برنامه ریزی منابع آبی و هم از جهت مدیریت شرایط بحران اهمیت زیادی دارد. از جمله این کشورها، کشور ایران می باشد که در منطقه جنوب شرق آن و به ویژه استان سیستان و بلوچستان، ستادهای بحران سیل و خشکسالی بطور همزمان فعال هستند و این منطقه از جمله بخش هایی از کشور است که دارای تنوع آب و هوایی شدید و تغییرات بسیار قابل ملاحظه در سالهای مختلف است. تا کنون روش های متنوعی جهت خوشه بندی اطلاعات، بخصوص داده های هواشناسی به کار گرفته شده است. در این مقاله، روشی نوین برای خوشه بندی اطلاعات ماهواره ای دمای سطح دریا در مناطق موثر بر آب و هوای استان سیستان و بلوچستان شامل دریای عمان، دریای عرب واقیانوس هند، با استفاده از روش روندنمای ژنتیک ارایه شده است. مراحل مختلف این پژوهش شامل انتخاب ساختار مدل، تابع هدف، طول کروموزوم ها و عملگرهای تزویج و جهش می باشد. در تدوین مدل خوشه بندی، علاوه بر رفتار زمانی و مکانی تغییرات SST، ارتباط این متغیر با وقوع بارندگی های کمتر و بیشتر از نرمال مورد بررسی قرار گرفت. در مطالعه موردی ارایه شده، اطلاعات بارش در 20 ایستگاه مختلف استان سیستان و بلوچستان در نظر گرفته شد. استفاده از روش روندنمای ژنتیک جهت خوشه بندی SST و ارایه روندنمایی پویا برای بیان ارتباط بارش منطقه مورد مطالعه در زمان های مختلف با الگوهای خوشه بندی زمانی- مکانی، از جمله نوآوری های این پژوهش محسوب می شود. نتایج این پژوهش نشان دهنده توانمندی استفاده از نتایج خوشه بندی در پیش بینی رفتار فصلی بارش در منطقه جنوب شرق ایران می باشد.
    کلیدواژگان: خوشه بندی، پیش بینی بارش، روندنما ژنتیک و دمای سطح دریا(SST)
  • بهرام ثقفیان، علیرضا اسلامی، باقر قرمز چشمه صفحه 30
    از نیازهای اساسی در طراحی سازه های آبی، پهنه بندی سیل، تثبیت سواحل رودخانه ها و عملیات آبخیزداری، برآورد دبی حداکثر لحظه ای جریان با دوره بازگشت های مختلف می باشد. در این خصوص تعمیم تحلیل های منطقه ای سیلاب با استفاده از داده های دبی ثبت شده در ایستگاه های آبسنجی به نقاط فاقد آمار از اهمیت خاصی برخوردار است. تغییرات مکانی متغیرهای هیدروژئومورفیک بویژه مساحت زهکشی به عنوان عامل اصلی در مدل های منطقه ای دبی اوج سیلاب مشارکت دارد، به کمک قابلیتهای پیشرفته GIS می توان توزیع مکانی این متغیرها را در سطح حوزه استخراج نمود. بنابراین از جنبه نظری می توان با در دست داشتن نقشه های توزیع مکانی عوامل مؤثر در تحلیل منطقه ای، روابط حاصل را با نوع میانگین گیری به شبکه آبراهه ها تعمیم داد. توجه ویژه این مقاله به نقش سامانه های اطلاعات جغرافیایی (GIS) در پیاده سازی روابط منطقه ای، تهیه نقشه های سیل و نیز استخراج نیمرخ طولی تغییرات دبی سیل (منحنی تغییرات دبی بازای مسافت) در شبکه رودخانه ها، معطوف گردیده است. به عبارتی چگونگی تعمیم مکانی نتایج تحلیل منطقه ای سیلاب در ایستگاه های آبسنجی دارای آمار به نقاط شبکه اصلی آبراهه های حوزه بصورت پیوسته مکانی، مسئله اساسی این پژوهش می باشد.
    بدین منظور با انتخاب 22 حوزه آبخیز واقع در محدوده استان گیلان و استفاده از جدیدترین بررسی های تحلیل منطقه ای سیلاب در این ناحیه، روش تعمیم مکانی بکار گرفته شد. ابتدا عوامل مؤثر در روابط منطقه ای نظیر مساحت و شیب حوزه بر اساس مدل ارتفاعی رقومی (DEM) و بارندگی متوسط سالیانه برمبنای داده های بارانسنجی، بصورت نقشه های رستری استخراج گردید. سپس در محیط GIS برنامه ای به زبان شیئ گرا با به کارگیری نرم افزار Arc View نوشته شد. با استفاده از برنامه مذکور و بر اساس روند نمای هدایت جریان (D8)، سلول های بالادست که به یک سلول خاص (هدف) تجمع می یابند، شناسایی گردید. درنتیجه با محاسبه عامل شیب و بارندگی تک تک سلول های بالادست سلول هدف، متوسط این عامل ها برای سلول هدف به صورت خودکار استخراج شد. با پیاده سازی روابط منطقه ای برای هر سلول از شبکه آبراهه، دبی سیل از نقاط موجود ایستگاه ها به کلیه شبکه رودخانه ها تعمیم داده شد. بر این اساس نقشه های پایه سیل در دوره بازگشت های مختلف برای حوزه های آبخیز مورد نظر، تهیه گردید. با استفاده از این نقشه ها، منحنی های تغییرات دبی در مسیر شبکه آبراهه ها بدست آمد. در نهایت با توجه به موقعیت مکانی سلول های واقع در آبراهه، میزان تاثیر و درصد مشارکت هر یک از عوامل در ایجاد دبی سیل، مورد بررسی قرار گرفت. از نتایج این پژوهش می توان در تهیه نقشه های پایه سیل و برآوردهای هیدرولوژیک مورد نیاز در طراحی سازه های هیدرولیکی و پروژه های کنترل سیل استفاده نمود.
    کلیدواژگان: تحلیل منطقه ای سیل، مدل ارتفاعی رقومی، جریان تجمعی، GIS و تعمیم مکانی
  • سیدعباس عبادی نژاد، مجتبی یمانی، مهران مقصودی، صمد شادفر صفحه 39
    یکی از انواع فرآیندهای دامنه ای که هر ساله در برخی نقاط جهان و ایران رخ داده و خسارت های جانی و مالی فراوانی را باعث می گردد، پدیده ی زمین لغزش می باشد. در این پژوهش، حوزه ی آبخیز شیرود به دلیل وقوع مکرر این پدیده و لزوم ارایه مدل مناسب برای پژوهش های آینده در نظر گرفته شده است. در ابتدا، با بررسی منابع پژوهشی مرتبط با موضوع، برخی از مهمترین عوامل موثر در رخداد این پدیده مانند شیب، سنگ شناسی، کاربری اراضی، جهت شیب و فاصله از گسل به عنوان متغیرهای مستقل در محیط سامانه های اطلاعات جغرافیایی تهیه و رقومی شدند. لایه ی پراکنش زمین لغزش ها نیز با استفاده از تفسیر عکسهای هوایی و عملیات میدانی با استفاده از GPS تهیه گردید. طبقه بندی متغیرها با توجه به روند تغییرات هیستوگرام منحنی و طبقه بندی های موجود صورت گرفت. وزن دهی طبقات متغیرها، بر اساس درصد لغزش رخ داده در هر طبقه بین 0 و 1 تعیین گردید. سپس نقشه های مختلف وزنی در قالب عملگرهای فازی با یکدیگر تلفیق و طبقه بندی گردیدند. صحت نقشه های حاصل با استفاده از نمایه جمع کیفی (QS) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این بررسی نشان می دهد که عملگر فازی گامای 8/0 به عنوان مناسبترین عملگر در تعیین توانمندی زمین لغزش در حوزه ی آبخیز شیرود می باشد.
    کلیدواژگان: ارزیابی، عملگر فازی، پهنه بندی زمین لغزش، نمایه جمع کیفی و حوزه آبخیز شیرود
  • حسن روحی پور، فرخ اسدزاده صفحه 45
    از دیرباز معادله های متنوعی برای تعیین زبری بستر به منظور برآورد سرعت و یا دبی جریان توسط پژوهشگران ارایه شده که تعدادی از آنها دارای معروفیت جهانی بوده و کاربرد گسترده ای در علوم آب و هیدرولیک جریان دارند. در حال حاضر مقاومت بستر در مقابل جریان توسط معادله هایی مانند دارسی- ویسباخ، مانینگ و شزی بیان می شود. در پژوهش حاضر با استفاده از آمار حاصل از مطالعات شبیه سازی باران در شرایط آزمایشگاهی (شبیه ساز باران دانشگاه گریفیث)، مطالعات صحرایی و همچنین به خدمت گرفتن آمار موجود در منابع معتبر، تغییرات ضریب زبری بستر در شرایطی که اثر متقابل بین هیدرولیک جریان و ناهمواری های بستر زیاد قابل توجه نبوده مورد بررسی قرارگرفته است. به همین منظور در این پژوهش صحت معادله های زبری بستر در بیان واقعی مقاومت بستر در مقابل جریان رواناب سطحی در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت روش مناسب جهت تعیین سرعت روان آب با استفاده از شیب زمین (S) و دبی واحد (q) و با استفاده از این معادلات ارائه شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که، اگرچه هر سه نوع معادله مذکور برای تعیین ضریب زبری مفید هستند اما معادله مانینگ بسیار مناسب تر از دو معادله دیگر است. در ادامه با توجه به محدودیت هر سه نوع معادله مذکور در بیان واقعی هیدرولیک جریان رواناب سطحی که احتمالا نتیجه نارسائی آنها در تبیین تغییرات ظاهری سرعت رواناب است، یک روش مناسب برای برآورد سرعت رواناب با استفاده از معادله مانینگ پیشنهاد شده است. برای کلیه آمار مورد بررسی اعم از داده های آزمایشگاهی و صحرایی و همچنین داده های موجود در منابع، روش اصلاح شده معادله مانینگ همبستگی بسیار خوبی را بین سرعت رواناب برآورد شده با سرعت رواناب اندازه گیری شده نشان داده است.
    کلیدواژگان: ضریب زبری، سرعت جریان، معادله مانینگ، معادله دارسی، ویسباخ
  • مجید شبان، سیدجمال الدین خواجه الدین، حمیدرضا کریم زاده صفحه 58
    تعیین مقاومت به خشکی گونه های درختی و درختچه ای در مناطق متفاوت جنگلی از اهمیت بالایی برخوردار است. توانمندی آب برگ مهمترین عامل فیزیولوژی است که با نشان دادن وضعیت آب در گیاه می توان گونه های مقاوم به خشکی را شناسایی کرد. لذا این مطالعه به منظور شناسایی گونه های مقاوم به خشکی بر اساس توانمندی آب حداقل برگ، روی 20 گونه از درختان و درختچه های پهن برگ در دو منطقه جنگلی ارسباران در استان آذربایجان شرقی و حسین آباد در استان قزوین صورت گرفت. پس از بازدید های صحرایی، سیاهه فلورستیک گونه های این مناطق تهیه و گونه های کرب، ممرز، ال اسبی، زغال اخته، یکی از گونه های زغال اخته (Cornus australis)، زالزالک، زبان گنجشک، اوری، نوعی بلوط، بید و نارون در ناحیه رویشی ارسباران و گونه های کرب، نوعی زغال اخته، زغال اخته (Cornus australis)، زبان گنجشک، ون، پلاخور، شالک، بید، بارانک چتری در منطقه حسین آباد انتخاب و توانمندی آب برگ آنها در بهار و تابستان 1384 در ساعت 13 تا 15 عصر اندازه گیری شد. سپس داده های دو منطقه جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که میانگین توانمندی آب برگ گونه های هر دو منطقه در تابستان به طور معنی داری کمتر از بهار بود. همچنین گونه های مطالعه شده در هر دو منطقه از نظر توانمندی آب برگ تفاوت معنی داری در سطح یک درصد داشتند. بر اساس نتایج بدست آمده در ناحیه رویشی ارسباران گونه های Crataegus spp(MPa 5/3-)، Fraxinus rotundifolia (MPa 2/3-) و macranthera Quercus (MPa 75/2-) با داشتن کمترین توانمندی آب برگ، مقاوم ترین و گونه های Acer campestre (MPa 2/1-) و Carpinus betulus (MPa 75 /1-) حساس ترین گونه ها به خشکی بودند. در منطقه حسین آباد نیز Fraxinus rotundifolia (MPa 3 /3)، Lonicera iberica (MPa 85/2-) و Quercus macranthera (MPa 9 /2-) مقاوم ترین و Populus nigra (MPa 48/1-)، Salix alba(MPa 6/1-) و Acer campestre (MPa 9/1-) حساس ترین گونه ها به خشکی بودند. بطور کلی نتایج این آزمایش نشان داد که می توان از بین گونه های جنگلی، گونه هایی با توانمندی مقاومت به خشکی بالا انتخاب و برای فضای سبیز شهری و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمه خشک معرفی نمود.
    کلیدواژگان: توانمندی آب برگ، احیاء، مقاومت به خشکی، ارسباران و قزوین
  • گزارش فنی
  • سعید سلطانی، سیده سارا سعادتی صفحه 64
    خشکسالی پدیده ای جهانی است که می تواند در هر جایی رخ دهد و خسارت های قابل توجهی به انسان و بوم سازه های طبیعی وارد آورد. بنابراین، پژوهش و مطالعه در این زمینه بسیار ضروری می باشد. در این پژوهش از نمایه بارش استاندارد شده (SPI)به منظور پهنه بندی خشکسالی در استان اصفهان استفاده شد. پس از جمع آوری داده های بارش ایستگاه های موجود در استان اصفهان و حذف ایستگاه های دارای آمار ناقص، سری زمانی این نمایه در مقیاس های زمانی 3، 6، 9، 12و24 ماهه بدست آمد. سپس با استفاده از روش های زمین آمار، نقشه های گستره فراوانی خشکسالی در مقیاس زمانی 12 ماهه ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفت. این نقشه ها، خشکسالی های متوسط و شدید را به طور عمده در قسمت های غربی استان در اطراف ایستگاه های داران، فریدون شهر و خشکسالی های بسیار شدید را در بخش های شرق و شمال شرقی استان و غرب شهرستان اصفهان نشان می دهند و مناطق دارای خطر بالا را به منظور برنامه ریزی های آتی و اتخاذ سیاست های مدیریتی مشخص می کنند.
    کلیدواژگان: نمایه بارش استاندارد شده (SPI)، پهنه بندی خشکسالی، استان اصفهان و روش های زمین آمار
  • داوران این شماره
    صفحه 78
  • صفحه 79