فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 40 (بهار 1397)

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 40 (بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/01/25
  • تعداد عناوین: 13
|
  • جمال مصفایی، محمدرضا اختصاصی، امین صالح پورجم صفحات 1-9
    نخستین گام برای اجرای برنامه های حفاظت خاک، تعیین اهمیت نسبی منابع رسوب و در نتیجه شناسایی مناطق بحرانی در داخل حوزه آبخیز میباشد. هدف این تحقیق مقایسه نتایج روش انگشت نگاری رسوبات و اندازه گیری صحرایی فرسایش برای منشایابی رسوبات آبی در آبخیز ورتوان می باشد. بدین منظور از تحلیل تشخیص برای تعیین ترکیب بهینه ردیاب و از مدل های چندمتغیره ترکیبی برای تعیین سهم منابع رسوب استفاده شد. برای اندازه گیری میزان فرسایش واحدهای سنگشناسی نیز از تله های رسوب گیر استفاده شد. نتایج نشان داد سهم واحدهای رسوبی، آهکی و آتشفشانی در رسوبات خروجی حوزه به ترتیب برابر 6/47، 4/37 و 1/15 درصد و اهمیت نسبی این منابع از نظر رسوب ویژه به ترتیب برابر 58/1، 04/1 و 48/0 است. همچنین میانگین حداقل و حداکثر وزن رسوبات تجمع یافته در تله های رسوب گیر بهترتیب برابر 2/13 و 6/221 گرم برای واحدهای آهک اوربیتولین دار و پلاژیوکلازدار بود. در کل نتایج و کارآیی روش انگشت نگاری، توسط اندازه گیری های میدانی مورد تایید قرار گرفت. همچنین اختلافات نتایج دو روش مورد استفاده را می توان حاصل اختلاف مساحت واحدها و نیز عدم لحاظ نسبت تحویل رسوب مقاومت های مکانی و سپری در روش اندازه گیری صحرایی دانست.
    کلیدواژگان: تحلیل تشخیص، مدل ترکیبی چندمتغیره، سهم منابع رسوب
  • علیرضا واعظی، مهندس مجید فرومدی صفحات 11-22
    فرسایش شیاری که در نتیجه تمرکز رواناب بر شیب به وجود می آید، یکی از انواع مهم فرسایش خاک در دامنه ها به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک با پوشش گیاهی ضعیف است. به همین دلیل، شناخت عوامل موثر بر آن از اولویت بالایی برخوردار است. فرسایش پذیری شیاری بیان گر سهولت جدا شدن ذرات خاک و انتقال آن ها توسط نیروی برشی آب در شیار است. پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر شدت باران بر تنش برشی جریان () و فرسایش پذیری شیاری (Kr) در خاک مارنی انجام گرفت. آزمایش در 10 شدت باران از 10 تا 100 میلی متر بر ساعت با مدت ثابت یک ساعت با سه تکرار در شرایط آزمایشگاهی انجام گرفت. نمونه های خاک مارنی از منطقه نیمه خشک غرب زنجان برداشت گردید و در فلومی به طول 4 متر و عرض 9/0 متر ریخته شد. فرسایش شیاری در سه شیار دست ساز تحت شرایط آزمایشگاهی بر اساس مدل WEPP مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرسایش پذیری شیاری در کنار شاخص های جریان شامل سرعت، دبی، غلظت و تنش برشی تحت تاثیر شدت باران قرار دارد (001/0P<). شدت باران 30 میلی متر بر ساعت به عنوان شدت باران آستانه برای شروع تنش برشی ( N.m-23-10×37/2) و ایجاد فرسایش شیاری (kg.N-1.s-1 018/0) بود. با افزایش شدت بارندگی، فرسایش پذیری شیاری افزایش یافت (01/0>P و 92/0R2=). این نتیجه به دلیل افزایش ضربه قطرات باران و تخریب بیش تر ساختمان خاک بود که تولید بیش تر جریان متمرکز در شیارها را به دنبال داشت. برخلاف سایر شاخص های جریان، تنش برشی و غلظت جریان از روند ثابتی همگام با افزایش شدت باران پیروی نکردند. از بین شاخص های جریان، سرعت جریان عاملی مهم در تبیین الگوی تغییرات فرسایش پذیری شیاری تحت شدت های باران بود به طوری که رابطه ای قوی بین آن دو مشاهده شد (001/0>P و 99/0= R2). به طور کلی این پژوهش نشان می دهد که شدت بارندگی عاملی مهم در تغییر شاخص های جریان و فرسایش پذیری شیاری در خاک مارنی است.
    کلیدواژگان: جریان متمرکز، سرعت جریان، شدت باران آستانه، فرسایش شیاری
  • غلامرضا خسروی صفحات 23-39
    بررسی الگوی آشفته جریان و انتقال رسوب در رودخانه بخصوص بازه های فرسایش پذیر از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به روند پیچیده رسوب گذاری و فرسایش در پیچانرود‏ها و اهمیت سرعت جریان آب و نیروهای تنش برشی بر فرسایش کناره های رودخانه، از مدل عددی دو بعدی تحت عنوان CCHE2D برای شبیه‏سازی الگوی جریان آب و رسوب در بازه‏ای از پیچان‏رود طبیعی پایین دست سد میناب (استان هرمزگان، ایران) استفاده شد. با استفاده از داده های توپوگرافی حاصل از نقشه برداری زمینی و سپس مدل هندسی و شبکه محاسباتی با ابعاد مختلف و نیز اندازه گیری صحرایی مشخصات جریان و رسوب شامل سرعت و عمق جریان، بار معلق، رسوبات بستر مقاطع مختلف (در ماه بهمن، 1390)، مدل هیدرودینامیکی دو بعدی اجرا گردید. به منظور ارزیابی تغییرات پروفیل طولی سرعت، توزیع تنش برشی، عمق جریان، فرسایش و رسوب گذاری در بخش‏های انحنادارکانال رودخانه، مقادیر شبیه سازی شده با مقادیر مشاهداتی مقایسه شدند. در پایان، از دو معیار آماری R.M.S.E و M.A.P.E، برای ارزیابی کارایی مدل استفاده شد. نتایج بیانگر دقت بالا و خطای ناچیز مدل در پیش بینی پارامترهای جریان و رسوب می‏باشد و نیز شرایط فرسایشی و رسوبگذاری منطقه نشان از فرسایش پذیری بالای بازه مورد مطالعه در مقابل سیلاب های احتمالی دارد. همچنین نتایج نشان داد برای شبیه سازی حالات انتقال آشفتگی و پیش بینی نواحی گردابه‏ای در ناحیه قوس مقعر، مدل آشفتگی k-ε عملکرد بهتری نسبت به مدل لزجت گردابه‏ای داشته است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، جریان آشفته و انتقال رسوب، CCHE2D، پیچان رود
  • محمد سهیل رضازاده، بهرام بختیاری، کریم عباسپور، محمد مهدی احمدی صفحات 41-50
    بررسی بار رسوب، رواناب و تبخیر - تعرق حوضه های آبخیز برای استفاده بهینه از منابع آب وخاک و مدیریت هرچه بهتر حوضه ها ضروری است. یکی از این مدل های که به بررسی رسوب، رواناب و تبخیر- تعرق می پردازد مدل هیدرولوژیکی SWAT می باشد. در این پژوهش، شبیه سازی رواناب، تبخیر-تعرق واقعی و بار رسوب حوضه سلطانی بافت با به کارگیری دو سناریو مدیریتی برای کاهش رسوب با استفاده از مدل SWAT برای دوره آماری 33 ساله از1358 تا 11391انجام گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی با شاخص های آماری NS، R2 و br2 ارزیابی شد که در مرحله واسنجی این شاخص ها برای رواناب به ترتیب 74/0، 77/0 و 68/0، برای تبخیر-تعرق به ترتیب 78/0، 81/0 و 69/0 و برای بار رسوب به ترتیب 75/0، 73/0 و 66/0 به دست آمدند. با توجه به نتایج مدل از عملکرد مطلوبی در مرحله واسنجی نشان داده است. همچنین در مرحله اعتبارسنجی نیز این شاخص ها برای رواناب به ترتیب 71/0، 7/0 و 59/0، برای تبخیر- تعرق 74/0، 72/0، 62/0 و برای بار رسوب به ترتیب 68/0، 69/0 و 56/0 محاسبه شدند که نشان دهنده نتایج مطلوبی است. استفاده از دو سناریوی تغییر کاربری و احداث فیلتر گیاهی در مرز بین خشکی و رودخانه به ترتیب باعث کاهش 7 و 38 درصدی بار رسوب گردید.
    کلیدواژگان: SWAT، Filter strips، رواناب، مدل نیمه توزیعی
  • علیرضا حسینی، دانشجو پژمان پورمحمد، مهندس احسان یارمحمدی صفحات 51-58
    شناخت کیفیت آب های زیرزمینی، به عنوان یکی از مهم ترین و آسیب پذیرترین منابع تامین آب در دهه های اخیر، یک امر ضروری است. توجه به این موضوع که تصفیه آب کار بسیار حساس و از لحاظ اقتصادی پر هزینه می باشد، بررسی کیفیت منابع آب های زیر زمینی را ضروری ساخته است. در این تحقیق به منظور بررسی ترکیب شیمیایی آب زیرزمینی منطقه، در تابستان سال 1392 از تعداد 21 حلقه چاهک مشاهده ای نمونه برداری بعمل آمد و پارامترهای مهم کیفی نمونه های مذکور به منظور بررسی مناسب بودن آب منطقه برای اهداف آبیاری و شرب مورد سنجش و محاسبه قرار گرفت. همچنین برای تعیین رخساره هیدروشیمیایی آب زیرزمینی منطقه از دیاگرام پایپر استفاده شد. نتایج نشان داد که نوع غالب رخساره هیدروشیمیایی آب زیرزمینی منطقه کلسیم سولفاته(Ca-SO4) بوده و بر اساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی، از میان چاه های منطقه تنها چاه های L6C، O12-C، L15 و H9 برای استفاده شرب مناسب بودند و این چاه ها از نظر خطر سدیم و تغییر ساختمان خاک برای استفاده کشاورزی نیز دارای وضعیت خوب تا مجاز بودند. همچنین آب زیرزمینی منطقه دارای شاخص نفوذپذیری متوسط بوده و بایستی برای آبیاری خاک با نفوذپذیری کافی و کشت گیاهان مقاوم به شوری بکار گرفته شود.
    کلیدواژگان: کیفیت آب زیرزمینی، هدایت الکتریکی، رخساره هیدروشیمیایی، دشت عباس
  • علیرضا حبیبی، مسعود گودرزی، حمیدرضا پیروان صفحات 59-68
    سنگ ها در طبیعت ازلحاظ مقاومت دارای حساسیت های متفاوت فرسایشی می باشند. هریک دارای توان رسوب زایی مختلفی دارا است. شناسایی سازندها می تواند راه حلی مناسب در مدیریت حوضه های آبخیز در برابر فرسایش باشد. این تحقیق بر روی سازندهای حوضه حبله رود در شمال گرمسارانجام شده است. هدف از این تحقیق اولویت بندی پتانسیل فرسایش با روش های تجربی، نیمه توزیعی و مقایسه با نتایج حاصل از میزان رسوب جمع آوری شده از واحدهای لیتولوژیکی با کمک دستگاه شبه ساز باران است. برای این منظور ابتدا پایش میدانی همراه با شناسایی سازندها ها در 12 گروه لیتولوژیکی انجام گردیده است. ماتریس حاصل از نتایج اجرای آزمایش شبیه ساز باران با مدل های تجربی پسیاک، ای پی ام و مدل نیمه توزیعی سوات به دقت مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج نشان دادکه مدل پسیاک از بین مدل های دیگر، با رسوب مشاهده ای ایستگاه رسوب سنجی، همخوانی بیشتری داشته است. همچنین رسوب ویژه حاصل از شبیه ساز باران با تک واقعه بارش دارای دقت مناسبی در سطح حوضه برخوردار است.
    کلیدواژگان: شبیه ساز باران، سازندهای لیتولوژیکی، مدل های تجربی، رسوب
  • مهندس ملاحت زادقربان، محسن مسعودیان، مهدی اسمعیلی ورکی، محمد قره گزلو صفحات 69-80
    سرریزهای استوانه ای یکی از انواع سرریزهای لبه پهن بوده، که دارای مزایایی چون الگوی پایدار جریان و سهولت عبور مواد شناور، سادگی طراحی و ساخت می باشند. تاکنون بررسی هایی روی هیدرولیک سرریزهای استوانه ای در حالت بدون زبری توسط محققین انجام شده است. و با توجه به اینکه زبری سطح بدنه سرریز با تاثیر بر لایه مرزی و محل جدایش جریان می تواند روی مقدار و ناحیه شکل گیری فشار منفی، درنتیجه بر هیدرولیک جریان تاثیرگذار باشد لذا در این تحقیق تاثیر ارتفاع زبری بدنه سرریز استوانه ای در ترکیبات مختلف قطر و دبی ورودی روی ضریب دبی، افت انرژی و زاویه تشکیل عمق بحرانی به صورت آزمایشگاهی بررسی و پس از تحلیل اثر قطر سرریز و دبی ورودی روی پارامترهای فوق، حاصل تحقیق با نتایج سایر پژوهشگران مقایسه شده است. گروه سرریزهای مورداستفاده متشکل از سه استوانه کامل به قطرهای 100، 150 و 200 میلی متر بود که برای هر قطر چهار حالت زبری پی وی سی، 5/1، 3 و 5/4 میلی متر مورد آزمون قرار گرفت. مقایسه نتایج نشان داد با بیشتر شدن ارتفاع زبری، ضریب دبی کاهش و افت انرژی افزایش یافته و محل تشکیل عمق بحرانی به سمت تاج متمایل می گردد. بطوریکه استفاده از زبری متوسط 5/4 میلی متر در مقایسه با زبری پی وی سی منجر به کاهش 7/10 درصدی ضریب دبی و افزایش 3/22 درصدی افت انرژی به صورت میانگین می شود. بعلاوه زاویه محل تشکیل عمق بحرانی به طور متوسط حدود 8/78 درصد به تاج نزدیک تر شده است. تاثیر زبری روی ضریب دبی در قطرهای کمتر سرریز بیشتر بوده درحالی که تاثیر زبری بر افت انرژی نامتاثر از قطر استوانه است. ضریب دبی و افت انرژی با بیشتر شدن قطر سازه کاهش می یابند و با بیشتر شدن دبی، ضریب دبی افزایش و افت انرژی کاهش می یابد و فاصله محل تشکیل عمق بحرانی از تاج بیشتر می شود. همچنین همخوانی خوبی بین نتایج مربوط به نسبت بدون بعد عمق روی تاج به عمق بحرانی (Hcrest/Hc)، با نتایج تحقیق چانسون و مونتس که در حالت بدون زبری انجام شد وجود داشت.
    کلیدواژگان: سرریز استوانه ای، زبری، ضریب دبی، افت انرژی، عمق بحرانی
  • حمید دارابی، کاکا شاهدی، کریم سلیمانی، بیورن کلاو صفحات 81-93
    در تحقیق حاضر تغییرپذیری شاخص های حدی هیدورلوژیک به واسطه تغییرات کاربری اراضی در حوزه آبخیز ماربره (استان لرستان) بررسی شد. به منظور تهیه نقشه های کاربری اراضی از روش حداکثر احتمال و نرم افزار ENVI استفاده شد. با توجه به نقشه های کاربری اراضی و داده های اقلیمی اقدام به ایجاد سناریوهای کاربری اراضی شد. پس از واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWAT برایسناریوهای مختلف، مقادیر دبی جریان شبیه سازی و سپس شاخص های حدی هیدورلوژیک برای هر سناریو استخراج شد. تحلیل های آماری شاخص های حدی هیدرولوژیک با استفاده از روش های من کندال و آزمون t جفتی انجام شد. نتایج آزمون من کندال نشان داد که در سناریوی اول، روند کاهشی شاخص های جریان بیشینه شامل تداوم وقایع بیشینه، نسبت تعداد روزها با جریان بیشینه به تعداد روزها با جریان نرمال و نسبت تداوم وقایع بیشینه به تعداد وقایع بیشینه در سطح 1 درصد معنی دار بودند. در سناریوی دوم، (به جز شاخص های حداکثر جریان شهریور، نسبت تداوم وقایع کمینه به تعداد وقایع کمینه و تعداد وقایع ییشینه) و در سناریوی سوم (به جز شاخص تعداد وقایع ییشینه) و چهارم (به جز شاخص حداکثر جریان شهریور)، تمام شاخص ها دارای روند معنی دار در سطح 5 و یک درصد بوند. نتایج آزمون t جفتی نشان داد که شاخص های حداقل جریان فروردین و حداکثر جریان شهریور به ترتیب بین سناریوی اول با دوم و چهارم اختلاف معنی دار در سطح 5 درصد داشتند. در شاخص های تعداد وقایع کمینه، تداوم وقایع کمینه، تداوم وقایع بیشینه، تعداد روزهای با جریان کمینه بر تعداد روزهای با جریان نرمال بین سناریوی اول و چهارم و در شاخص تعداد روزها با جریآن بیشینه بر تعداد روزها با جریان نرمال بین سناریوی اول با دوم و چهارم اختلاف معنی دار در سطح 1 درصد وجود داشت. به طور کلی تغییر کاربری اراضی در حوزه آبخیز ماربره به ترتیب سبب افزایش و کاهش وقوع شاخص های جریان حداکثر و حداقل می شود. به طوریکه تغییرات شاخص های جریان حداقل نسبت به شاخص های جریان حداکثر محسوس تر بود.
    کلیدواژگان: حوزه آبخیز ماربره، جریان کمینه، جریان بیشینه، مدل SWAT، من کندال
  • مسیب حشمتی، محمد قیطوری، یحیی پرویزی، محمد احمدی، مراد شیخویسی، حسین سلیمانی، نوشین پیروزی نژاد، محمود عربخدری، مجید حسینی، علیرضا شادمانی، ارسلان محمدی شکوه صفحات 95-104
    پدیده خشکیدگی سراسر جنگل های زاگرس را فرا گرفته است و از جمله راهکارهای کوتاه کوتاه مدت مدیریتی نفوذ دادن رواناب سطحی به‏منظور مقابله با خشکیدگی معرفی شده است. منظور هدف از اجرای پژوهش حاضر بررسی نقش بانکت هلالی و قرق در افزایش ذخیره رطوبت خاک از طریق نفوذ دادن رواناب بود که در بخشی از جنگل‏های کله‏زرد در جنوب کرمانشاه در قالب طرح آزمایشی بلوک های کاملا تصادفی با چهار تیمار و سه تکرار انجام یافت. کرت ‏های آزمایشی به ابعاد 30×50 متر طراحی و تیمارها شامل بانکت هلالی+قرق، قرق، بانکت هلالی بدون قرق و شاهد شاهد قرق+بانکت هلالی، قرق، بانکت هلالی بدون قرق شاهد بود. بانکت ها بسته به وضعیت سطح زمین به شکل هلالی به طول تقریبی 7 هفت متر و عمق نیم متر ایجاد شد. همچنین رطوبت حجمی خاک با دستگاه رطوبت سنج (TDR ) در سه نقطه داخل بانکت، کناره بانکت و شاهد اندازه‏گیری شد. نتایج این پژوهش نشان داد که خشکیدگی در ابتدای شروع پروژه (سال 1391)، 30 درصد بود که بر اساس مشاهدات میدانی در سال بعد روند افزایشی داشت. نتایج بررسی رطوبت اندازه‏گیری شده نشان داد که میانگین ذخیره رطوبت داخل بانکت 2 برابر نقطه شاهد بود که با اعمال تیمار بانکت+قرق بعد از 3 سال، تعداد 3 پایه از درختان خشکیده احیاء (19 پایه در هکتار) و 37 پایه در هکتار نیز کم تر خشک شده بودند (درمقایسه با تیمار شاهد) که در مجموع موجب نجات 57 پایه درختی در هکتار از پدیده خشکیدگی شد. گرچه تیمار قرق موجب احیاء پایه های خشکیده نشد، اما موجب کاهش شدت خشکیدگی به تعداد 38 پایه در هکتار شد. تاثیر تیمار بانکت بدون قرق در کاهش خشکیدگی 6 پایه در هکتار به دلیل عدم حفاظت و چرای دام بود. نهایتا دو تیمار بانکت+قرق و قرق منجر به افزایش معنی‏دار تاج پوشش گیاهی و لاشبرگ سطح زمین در مقایسه با دو تیمار دیگر شدند (تیمار بانکت بدون قرق تاثیر معنی‏داری در این زمینه نداشت). بنابراین، احداث بانکت توام توام با قرق به عنوان گزینه مناسب افزایش رطوبت موثر در کاهش پدیده خشکیدگی و سازگار با جنگل‏های زاگرس پیشنهاد ‏شد.
    کلیدواژگان: بانکت هلالی، بلوط غرب، تیمار قرق، رطوبت حجمی، کله زرد
  • طیبه مصباح زاده، فرشاد سلیمانی ساردو، ناهید علیپور، مریم رحیمی صفحات 105-114
    خشکسالی به عنوان یکی از پدیده های محیطی شناخته شده است و در واقع بخش جدایی ناپذیری از تغییرات اقلیمی است که می تواند در هر منطقه جغرافیایی حادث شود. در این تحقیق از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) و شاخص خشکسالی جریانات رودخانه ای (SDI) جهت ارزیابی و تحلیل وقوع زمانی وقوع خشکسالی ها استفاده شده است. برای این منظور از آمار ماهانه 10 ایستگاه باران سنجی و 5 ایستگاه هیدرومتری در حوزه آبخیز کرخه استفاده شد و شاخص ها در3 بازه زمانی (12،24،48ماهه) مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت بررسی اثر خشکسالی بر منابع آب سطحی ابتدا رابطه بارندگی و دبی در منطقه مورد بررسی قرار گرفت و تاخیر زمانی اثر بارندگی بر دبی محاسبه گردید. سپس داده های استاندارد شده دبی (SDI) با سری های زمانی شاخص بارش استاندارد شده (SPI) در بازه های زمانی مختلف به روش همبستگی پیرسون در کل حوزه مورد بررسی و همچنین به تفکیک زیر حوزه ها مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد رابطه زمانی وقوع خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی با یکدیگر در سطح 99 درصد معنی دار است واین همبستگی در بازه 48 ماهه حداکثر است. وقوع خشکسالی در منطقه، اثر خود را با تاخیر 2 ماهه یا 1 ماهه روی منابع آب سطحی نشان داد که یکی از دلایل مهم می تواند به علت کارستیک بودن منطقه باشد.
    کلیدواژگان: شاخص بارش استاندارد، شاخص خشکسالی جریانات رودخانه ای، همبستگی پیرسون، حوزه آبخیز کرخه
  • مریم میراکبری، طیبه مصباح زاده، محسن محسنی ساروی صفحات 115-124
    توفان گرد و غبار یک پدیده تصادفی بوده که به پارامترهای متعددی وابسته می باشد لذا تحلیل این پدیده بصورت چندمتغیره لازم و ضروری است. به همین منظور در این مطالعه به اهمیت و کمبود تحلیل چندمتغیره بلایای طبیعی همچون توفان گرد و غبار پرداخته شده است. بدین منظور از تئوری کاپولا جهت تحلیل دو متغیره توفان گرد و غبار استفاده شد. توابع کاپولا ابزاری مناسب جهت انجام تحلیل فراوانی چندمتغیره بلایای طبیعی هستند. از مهمترین مزایای این تئوری عدم محدودیت برای انتخاب نوع توزیع حاشیه ای متغیره ها می باشد. جهت تحلیل دومتغیره توفان، براساس تعریف سازمان جهانی هواشناسی توفان های شدید در دوره آماری 1982 تا 2014 در استان یزد انتخاب شدند. بر این اساس 34 واقعه توفان شدید در این دوره آماری استخراج شد و متغیره های سرعت باد حداکثر و ارتفاع ژئوپتانسیل متناظر با روزهای توفانی نیز تعیین شدند. در نهایت دوره بازگشت دو متغیره براساس دو متغیر سرعت باد حداکثر و ارتفاع ژئوپتانسیل با استفاده از تابع کاپولای t-student به عنوان بهترین تابع، محاسبه شد. همچنین دوره بازگشت تک متغیره توفان نیز براساس هریک از متغیره های سرعت باد حداکثر و ارتفاع ژئوپتانسیل نیز جهت مقایسه با مقادیر دو متغیره محاسبه شد. نتایج حاصل نشان داد تحلیل دومتغیره دوره بازگشت توفان از دقت تخمین بالاتری نسبت به دوره بازگشت براساس یک متغیر برخوردار است.
    کلیدواژگان: توفان گرد و غبار، تابع کاپولا، دوره بازگشت دومتغیره، سرعت حداکثر باد، ارتفاع ژئوپتانسیل، استان یزد
  • محمدحسن زاده نفوتی، علی اکبر جمالی، مهندس مژگان تیموری صفحات 125-128
    پخش سیلاب بر روی مخروط افکنه های واقع در دهانه ی خروجی آبراهه ها در حوزه های آبخیز مناطق خشک و نیمه-خشک با هدف ذخیره سیلاب ها روشی مناسب جهت بهره برداری از آب خشکه رودها، رودخانه های فصلی و جریان مازاد رودخانه های دایمی می باشد. تعیین مکان مناسب برای پخش سیلاب و نفوذ دادن آن به داخل سفره های زیرزمینی آب، خود یکی از مهمترین مراحل انجام این گونه پروژه ها است. هدف از انجام این پژوهش مکان یابی پخش سیلاب در حوزه آبخیز پدوا برای تقویت آب قنات ها، چاه ها و چشمه ها در مناطق خشک با فنون ارزیابی چند معیاره مکانی برای مقابله با بحران خشکی و خشکسالی است. از این رو، حوزه آبخیز پدوا در غرب بم با مساحت 7692 هکتار انتخاب شد. دراین مطالعه عوامل مکانی اقتصادی همچون نزدیکی به جاده، گسل، قنات، چاه و رودخانه به همراه عوامل طبیعی: شیب، نفوذ پذیری، فرسایش و محدودیت های شیب، زمین شناسی، ژئومورفولوژی و کاربری اراضی، در مکان یابی با فنون جدید مورد تجزیه و -تحلیل قرار گرفتند. به طوریکه در روش ارزیابی چند معیاره مکانی (SMCE)، عوامل با استفاده از ارزش های فازی استانداردسازی شدند. وزن عوامل نیز با روش های مختلف از جمله رتبه بندی مشخص گردید. در مرحله ی بعد تلفیق لایه ها با طراحی درخت واره در نرم افزارILWIS انجام شد که نتیجه ی آن، نقشه ی شاخص مرکب با ارزش های فازی (از صفر تا یک) بود. در نتیجه، منطقه ی مناسب پخش سیلاب با ارزش های نزدیک تر به یک، مساحتی معادل 5626.58 هکتار و 75.64 درصد از مساحت حوزه را شامل می شوند. برای ارزیابی این روش نقشه شاخص مرکب با نقشه طرح پخش سیلاب اجرا شده در منطقه قطع داده شد که این منطقه هم پوشانی مناسبی با منطقه ی اجرا شده ی طرح پخش سیلاب داشت، بنابراین کاربرد روش مزبور در تشخیص سریع و دقیق پخش سیلاب برای مناطق مشابه در کشور توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: ارزیابی چند معیاره مکانی، پخش سیلاب، مکان یابی، حوزه ی آبخیز پدوا
  • مریم خادمی، سمیه سلطانی گردفرامرزی، محسن قاسمی صفحات 129-134
    در این تحقیق ضمن برآورد حداکثر بارش محتمل و دوره بازگشت متناظر، واسنجی مدل HEC-HMS به منظور برآورد مشخصه های حداکثر سیل محتمل در حوضه آبخیز اسکندری از سرشاخه های زاینده رود انجام شد. در ابتدا با استفاده از روش هرشفیلد و برازش توزیع های آماری، مقادیر حداکثر بارش 24 ساعته در دوره بازگشت های مختلف و همچنین PMP تعیین گردید. در مرحله بعد با استفاده از دو رویداد که بهترین ضریب کارائی مدل را بدنبال داشت، مراحل واسنجی و سپس با دو رویداد مختلف دیگر ارزیابی مدل HEC-HMS انجام گرفت و نتایج قابل قبول بدست آمد. در برآورد مشخصه های حداکثر سیل محتمل نیز نتایج نشان داد که بارش 6/240 میلی متر با دوره بازگشت برابر 596374 سال می تواند سیلابی با دبی اوج 5/3079 مترمکعب بر ثانیه و حجم 1/178 میلیون مترمکعب ایجاد کند.
    کلیدواژگان: رواناب، شماره منحنی، حداکثر سیل محتمل، حوضه آبخیز اسکندری، دوره بازگشت
|
  • J. Mosaffaie, M.R. Ekhtesasi, A. Salehpour Jam Pages 1-9
    Determining the relative contribution of sediment sources is the first step in planning for soil conservation programs. This study aimed to compare two methods of water sediment source tracing (including fingerprint technique and field measurements of erosion) in Vartavan catchment. Discriminant analysis and multivariate mixing model were used for determining the optimum combination of tracers and contribution of sediment sources. Sediment trapper was also used for measuring the erosion of various lithological units. The result showed that the contributions of sedimentary, calcareous and volcanic sources in the outlet sediments were equal to 47.6, 37.4 and 15.1 % respectively and the relative importance of these sources (in terms of specific sediment) were equal to 1.58, 1.04 and 0.48, respectively. The average of minimum and maximum weight of accumulated sediments in trappers were also 2/13 and 6/221 gr for orbitolina and plagioclase limestone. respectively. In totalæ the results and efficacy of fingerprinting, was approved by field measurements. As well, differences between the results of direct and indirect methods are due to the differences in the area of units and the lack of spatial and filtering resistances in the indirect methods.
    Keywords: Discriminant analysis, Multivariate mixing model, õSediment source contribution, Vartavan
  • M. Foroumadi, A.R. Vaezi Pages 11-22
    Rill erosion which occurs as a result of runoff concentration on a hillslope is one of the major soil erosion types in arid and semi-arid regions, especially where plant cover is poor. For this reason, understanding the factors affecting them is a high priority. Rill erodibility indicates the ease of soil particles detachment and transport by water shear force in a rill. The study was conducted to investigate the effect of rainfall intensity on the flow characteristics and rill erodibility (Kr) in a marl soil. A laboratory experiment was carried out in ten rainfall intensities from 10 to 100 mm.h-1 at three replications. Soil samples were taken from a semi-arid region in west of Zanjan and placed into a flume with 0.4 m × 9 m in dimensions. Rill erodibility (Kr) was determined using the WEPP model at three artificial rills. The results showed that flow characteristics (velocity, discharge and shear stress) and rill erodibility were affected significantly by rainfall intensity (P
    Keywords: Concentrated flow, Flow velocity, Rainfall intensity threshold, Rill erosion
  • Q.Khosravi Pages 23-39
    Study of turbulent flow and sediment transport pattern in rivers, especially erodible reach is utmost importance. With regard to the complex process of sedimentation and erosion in meander reach and significance role of the flow velocity and shear stress forces on river bank erosion, two-dimensional numerical modeling as CCHE2D was performed to simulate flow and sediment patterns of a meandering river reach located in the downstream of the Minab dam (Hormozgan province, Iran). Using topographic data obtained from field surveys and then the geometry model and the computational mesh (grid) with different dimensions and also field measurements of flow and sediment characteristics such as velocity, depth and suspended load, the two-dimensional hydrodynamic model was run. Simulated data were compared with observed ones in order to assess the velocity horizontal profile gradients, the distribution of shear stress and the flow depth condition, erosion and deposition in curved parts of the river channel. Furthermore, two statistical criteria (RMSE and MAPE) were used to evaluate the performance of the model. The results indicated that the simulated values are in good agreement with the field measurements. Also, results showed that simulating the flow pattern, by k-ε model has a better performance in predicting of turbulence closure areas in concave portions of the river bends than Eddy Viscosity model.
    Keywords: Simulation, Turbulent Flow, Sediment Transport, CCHE2D, Meandering
  • M. S. Rezazdeh, B. Bakhtiari, K. Abbaspour, M. M. Ahmadi Pages 41-50
    Investigation of sediment load, runoff, and evapotranspiration in watersheds is necessary for efficient use of soil, water resources, and design of appropriate management options. In this study, we used a SWAT model in Soltani basin at Baft to simulate runoff, actual evapotranspiration, and sediment load for two management scenarios during 1979 to 2012. The simulation results were evaluated using NS, R2 and BR2. For the calibration step, we obtained (0.74, 0.77, and 0.68) for runoff; (0.78, 0.81, and 0.69) for actual evapotranspiration; and (0.75, 0.73, and 0.66) for sediment load, respectively. The results indicated that, all three parameters were simulated quite well in calibration step. In validation step, were obtained (0.71, 0.7, and 0.59) for runoff; (0.74, 0.72, and 0.62) for actual evapotranspiration; and (0.68, 0.69, and 0.56) for sediment load, respectively. This again indicated a good performance of SWAT model. Two scenarios of land-use change and filter strips in the river banks, led to 7% and 38% reduction in sediment load, respectively.
  • A.Hosseini, P. Poormohammad, E.Yarmohamadi Pages 51-58
    Recognizing quality of groundwater as one of the most important and vulnerable sources of water supply in recent decades is a necessary and important issue. Water purification is sensitive and time consuming; therefore, investigation of the quality of groundwater supply is essential. In this research, in order to study chemical compounds of groundwater, 21 observed wells were sampled in the summer of 2013 year and important parameters of samples were measured and calculated for agricultural and drinking uses. Also Piper diagram was used to determine hydrochemical facies of the groundwater area. The results showed that dominant type of groundwater hydrochemical facies of region was calcium sulfate (Ca-S04). According to World Health Organization standard, among wells of region just H9, L15, O12, and L6C wells was suitable for drinking use and these wells in terms of sodium hazard and change of soil structure for agriculture use, had a good to admissible situation . Also, groundwater of that region had moderate permeability index; therefore, it should be used for soil irrigation with sufficient permeability and cultivation of salt tolerant plants.
    Keywords: Groundwater quality, Electrical conductivity, Hydrochemical facies, DASHTEABAS
  • A. Habibi, M. Ghodarzi, H. Peyrovan Pages 59-68
    Rocks in the nature have various resistance to erosion. Each one has different potential to erosion and sediment production. Knowledge of geological landforms is a suitable means to manage the watershed in combating erosion. This research has focused on geological formation of Hableh Rood Basin in North of Garmsar. The objective of this research is to prioritize the potential to erosion by rational, semi distribution and comparison with the amount of measured sediment from lithological units using rain simulator. First, field monitoring of geological formation and identification of 12 lithological groups have been carried out. Results of rain water simulator measurements and semi empirical models such as; PASIAC, EPM and semi distribution model of SWAT have been evaluated. Results show that PASIAC has in good agreements with measured sediment from sediment station. Also, Specific sediment yield from rain water simulator with one single rain event has suitable accuracy in the basin.
    Keywords: Rain Simulator, lithological formation, Experimental models, Runoff, sediment yield
  • M. Zadghorban Lifkouei, M. Masoudian, M.Esmaeili Varaki, M. Gharagezlou Pages 69-80
    Cylindrical weir is one of the hydraulic structures used in open channels and reservoirs to regulate and control the water levels. Compared to the other shapes of structures, cylindrical weir has some advantages such as easy flowing of floating objects over it, simplicity of its design and construction, less loss, and greater discharge coefficient. Much work has been long done on the hydraulic of cylindrical weirs in non-roughness conditions. However, the effect of the roughness of the structure body that can affect discharge coefficient, flow loss, and formation of the critical depth as well as the characteristics of the boundary layer has received little attention and lack of comprehensive research on this is quite evident in previous studies. Therefore, in this study, the effect of roughness on the hydraulic of cylindrical weirs has been analyzed in details with different diameter, discharge and roughness in the laboratory and finally the obtained results was compared to other researchers. Experimental model is composed of full cylinder with three different diameters and four levels of roughness of PVC, 1.5, 3 and 4.5 mm for each diameter. The results show that for the same cylinder and with the equal flow rate, an increase in the roughness of surface of the weir from PVC to 4.5 mm, results in a reduction of discharge coefficient(cd) value around 10.7% and leads to an increase of energy loss about 22.3%. Moreover, it has been concluded that the critical depth formed about 78.8% closer to the crest. While the effect of roughness on the discharge coefficient in smaller diameters is more visible, the effect of roughness on energy loss doesn’t depend on the diameter of cylinder. Furthermore, there is a decreasing in cd and energy loss value with increasing of the cylinder diameter under the same surface roughness. By increasing of the inlet discharge, discharge coefficient increases and energy loss decreases and the distance of critical formation point from crest, increases. The achieved results regarding the dimensionless ratio of crest depth on the critical depth (Hcrest/Hc) is in conformity with the results achieved by Chanson and Montes`s research in the case of non-roughness.
    Keywords: Cylindrical weir, Roughness, Discharge coefficient, Energy loss, Critical depth
  • H. Darabi, K. Shahedi, K. Solaimani, B. Kl, Ouml, Ve Pages 81-93
    In this study, hydrological indices variability due to land use change were assessed in the Marboreh watershed. In order to prepare land use maps, maximum likelihood method was used in the ENVI software. It was created land use scenarios based on land use maps and climate data. Then, after the SWAT calibration and validation, flow discharge data, and hydrological indices were simulated and extracted for each scenario, respectively. Statistical analysis carried out using Mann-Kendall and t-test for hydrological indices. The results of Mann-Kendall test showed that in the first scenario, hydrological indices related to high flow including high flow pulse duration, high flow pulses days per normal flow days and high flow pulses duration per high flow has decreasing trends at the 1% significance level. All indices (except maximum September flow, low flow pulses duration per low flow counts and high flow pulse count) in the second scenario, and high flow pulse count in the third scenario and also except maximum September flow in the fourth scenario, had decreasing trends at the 1 & 5% significance levels. The results of t-test revealed that minimum April flow and maximum September flow in the first scenario altered at the 5% significance level with scenario #2 and #4 scenarios, respectively. Low flow pulse count, low flow pulse duration, high flow pulse duration, low flow pulses days per normal flow days had altered between #1 and #4 scenarios, and high flow pulses days per normal flow days altered between #1 with #2 and #4 scenarios at the 1% significance level. Generally, the results of this study in the Marboreh watershed revealed that hydrological indices related to the minimum and maximum flows were decreased and increased due to land use changes, respectively. Also, impacts of land use change on hydrological indices related to the minimum flows was higher than hydrological indices related to the maximum flows.
    Keywords: Marboreh watershed, High flow, Low flow, SWAT model, Mann-Kendall
  • M. Heshmati* M. Gheitury, Y. Parvizi, M. Ahmadi, M. Shikhvaisi, N. Piruzinejad, M. Arabkhedri, M. Hossini, A.Shademani, A. Mohammadishokoh Pages 95-104
    Oak forests in the Zagros, west Iran, are suffering from severe unusual dieback phenomenon which has been developed throughout forest area. However, combating this event needs short terms measurements for return soil moisture in soil profile during dry seasons. The objective of this research was to evaluate the effect of runoff harvesting through micro-catchment. The research work was conducted in the Kalehzard site, Kermanshah, Iran. The treatments include a Crescent Shaped Bund Preservation (CSB), Preservation treatment (PT), Crescent Shaped Bund without Preservation CSB-P and Control treatment (CT), resulting in a total of 12 plots. Each plot measured 50 ×30 meters performed in September 2012. The ground cover was estimated using a 1 m2 quadrate and all dried trees was recorded within plots every year. Soil moisture was measured in three layers (10, 30 and 50 cm) using time domain reflectometry (TDR). Finally, all data statistically were analyzed using SAS6.12 software. The result explored that dieback ratio was 30%, while there was increased during second year in CT. The data from TDR showed that CSB significantly enhanced soil moisture and consequently attributes in re-vegetation of dried tree (19 tree/ha) as well as reduction in dieback (37 tree/ha) compared to control treatment. Although the preserved treatment affects severity of dieback, there only curtail tree mortality rate (38 tree/ha), while CSB-P had minimum effect on forest mortality (6 tree/ha) due to absence of protection measures. In addition, significant increasing of plant cover and plant litter was found via CSB and PT. It is concluded that CSB can be considered as the possible adapted measure combating Zagros forest mortality through drought tension and climate change.
    Keywords: Crescent Bound, Kalehzard Site, Quercuse persica, Soil Moisture
  • T. Mesbahzadeh, F. Soleimani Sardoo Pages 105-114
    Drought is one of the known environmental phenomenon and impartible part of change climate that occurs in each geographic region. In this study was used Standardized Precipitation Index (SPI) and streamflow drought index (SDI) for assessment and analysis of droughts incidence temporal. For this purpose, were used monthly statistics of 10 rain gauge and 5 hydrometric stations in Karkheh watershed and indicators investigated in 3 timeframes (12, 24, 48 months). At the first, relationship of precipitation and runoff investigated for drought effect study on surface water resources. Then the standardized data rate (SDI) with SPI time series at varies temporal interval using Pearson correlation was studied in the whole of basin and sub basin also compared separately. The results showed that temporal relationship of hydrological and meteorological drought occurrence is meaningful in level of 99 % with together and this correlation is maximum in 48 months. Drought occurrence in case study showed its effect on surface water resources with a delay of 2 months or 1 month that due to the karstic region.
    Keywords: Standardized Precipitation Index, Streamflow drought index, Pearson correlation, Karkheh watershed
  • M. Mirakbari, T. Mesbahzadeh, M. Mohseni Saravi Pages 115-124
    Dust storm is a stochastical event that depends on several parameters, therefore, multivariate analysis of this event is really important. In this study, importance and shortage of multivariate analysis of natural disasters such as dust storm is investigated. For this purpose, Copula theory is used for bivariate analysis of dust storm. Copulas function are useful tools for multivariate frequency analysis of natural disasters. One of the main advantages of Copula theory is that there is no limit to select the type of marginal distribution. In order to perform bivariate analysis of dust storm, severe dust storm was selected based on definition of WMO from 1982 to 2014 in Yazd province. 34 dust storm events were extracted and maximum wind speed and geopotential heights were determined corresponding to stormy days. Finally, the bivariate return period was calculated based on maximum wind speed and geopotential height using the t-student Copula as the best function. Also, univariate return period of dust storm was calculated based on maximum wind speed and geopotential height, separately for comparison with bivariate return period. The results showed bivariate analysis of return period of dust storm is more accurate than univariate return period.
    Keywords: Dust Storm, Copula Function, Bivariate Return Period, Geopotential Height, Maximum Wind Speed, Yazd Province
  • M. Hassanzadeh Nafooti. A. Jamali.M. Teimoory Pages 125-128
    Flood spreading on the conical sections that located at the existing openings flood way in the aquiferous area of dry and semi dry zone with purpose of savings floodwater is a suitable way for utility of dry rivers, seasoning river(ephemeral) and extra flow of perennial rivers. Identification of suitable location for flood spreading and penetrating it in the undergrounds water is one of the most important steps in these kinds of projects. The purpose of this research is finding the location of flood spreading in the Padva aquiferous domain for preserving water subterranean canal, well and spring at the dry zone with the multi critical sitting evaluation techniques for overcoming with drought crisis. Therefore, Padva aquiferous domain in the west Bam with 7692-hectare area was selected. In this research, the spatial economical factors such as; vicinity to the road, fault, subterranean canal, well and river with these factors are analyzed with new techniques: gradient, geology, geomorphology and lands efficiency, so that in the multi_critical sitting evaluation way, these factor with the phases value are standardized. Weight of factors is also identifying with various ways such as, ranking. At the next step combination of layers with designing of tree shaped was done in the ILWIS software and the result was: index plan combined with phase value from 0 to 1 as a result suitable area of flood spreading with the value around 1 is equivalent 5626/58 hectare and include 75/64 percent of domain measurement. For elevation this way, the index plan combined with design plan flood spreading carried out and gave in the cutting zone which this had suitable overlapping with carried out flood spreading plan, therefore the usage of above way for exact and fast identification of flood spreading for similar zone in the country is advised.
    Keywords: Spatial Multi Criteria Evaluation, Flood spreading, Site Selection, Padva Basin
  • M. Khademi, S. Soltani-Gerdefaramarzi, M. Ghasemi Pages 129-134
    In this study, Probable Maximum Precipitation (PMP) and the corresponding return period were estimated. Then HEC-HMS model was calibrated to estimate the characteristics of the PMF in the Eskandari watershed, branch of Zayandehroud River. Firstly, using Hirschfield method and statistical distribution, maximum 24-hour rainfall amounts in different return periods were determined as well as PMP. Then, the next step by using two events with the best model efficiency coefficient, HEC-HMS model calibrated and then the model evaluated by two various other events and was obtained acceptable results. Also, the estimation of PMF characteristics showed that precipitation of 240.6 mm and 596374 year return period can generate flood peak of 3079.5 m3/s and volume of 178.1 Mm3.
    Keywords: Runoff, Curve number, PMF, Eskandari Watershed, Return period