به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

حسام سیدکابلی

  • کاوه باپیرزاده، حسام سیدکابلی*، لیلا نجفی

    این تحقیق به ارزیابی توانایی روش های مختلف نگاشت چندک (QM) به عنوان یک تکنیک تصحیح اریبی داده های بارش بازتحلیل ERA5 می پردازد. نوع اقلیم و موقعیت جغرافیایی می توانند عملکرد روش تصحیح اریبی را به دلیل تفاوت در خصوصیات بارش تحت تاثیر قرار دهند. به این منظور داده های بارش بازتحلیل ERA5 برای سال های 2019-1989 به صورت روزانه برای 10 ایستگاه سینوپتیک منتخب در اقلیم هایی با ویژگی های توپوگرافیک گوناگون از سایت مرکز پیش بینی میان مدت جوی اروپا (ECMWF) دریافت شد. تصحیح اریبی این داده ها با استفاده از 5 روش نگاشت چندک بر پایه داده های مشاهداتی در محیط نرم افزار R انجام گرفت. ارزیابی دوبخشی و دیاگرام تیلور برای مقایسه عملکرد روش های مختلف به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که عملکرد روش نگاشت چندک به توابع عملکرد، مجموعه پارامتر ها و شرایط اقلیمی بستگی دارد. به طورکلی روش های ناپارامتریک نگاشت چندک عملکرد مناسب تری نسبت به روش های پارامتریک دارند به گونه ای که بهترین عملکرد مربوط به روش QUANT و RQUANT است، در این بین روش DIST ضعیف ترین عملکرد را دارد.

    کلید واژگان: نگاشت چندک, تصحیح اریبی, ERA5, ECMWF
    Kaveh Bapirzadeh, Hesam Seyedkaboli*, Leila Najafi

    This study evaluates the ability of different quantitative mapping (QM) methods as a bias correction technique for ERA5 reanalysis precipitation data. Climate type and geographical location can affect the performance of the bias correction method due to differences in precipitation characteristics. For this purpose, ERA5 reanalysis precipitation data for the years 1989-2019 for 10 selected synoptic stations in climates with different topographic characteristics were received daily from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) website. Bias correction of these data was performed using 5 quantitative mapping methods based on observational data in R software environment. Two-part evaluation and Taylor diagram were used to compare the performance of different methods. The results showed that the performance of the quantification mapping method depends on the performance functions, set of parameters and climatic conditions. In general, non-parametric methods of multiple mapping have better performance than parametric methods, so that the best performance is related to QUANT and RQUANT methods, among which DIST method has the weakest performance.

    Keywords: Quantitative mapping, Bias correction, ERA5, ECMWF
  • خدیجه امیری، حسام سیدکابلی*، فرهاد محمودی کهن

    پایش و حفاظت از تالاب ها به دلیل نقش مهم این منابع در حفظ اکوسیستم و تامین نیازهای افتصادی و اجتماعی جوامع بشری امری لازم و ضروری می باشد. در این تحقیق با استفاده از سه شاخص NDWI، MNDWI و AWEI میزان سطح تالاب های هورالعظیم و شادگان واقع در استان خوزستان در بازه زمانی 1397- 1378 مورد بررسی قرار گرفت. پس از فرایند پیش پردازش بر روی تصاویر لندست، برپایه 200 نقطه تعلیمی حد آستانه هر شاخص در شناسایی سطح تالاب ها تعیین گردید که با توجه به دقت کلی 5/95 درصد و ضریب کاپای 91 درصد، شاخص MNDWI نسبت به دو شاخص NDWI و AWEI از کارایی بهتر و دقت بالاتری برخوردار است. مساحت تالاب ها برای ماه های فروردین، شهریور و دی ماه در هر سال که معرف تغییرات حجم آب ورودی به تالاب ها هستند، با استفاده از شاخص MNDWI محاسبه شد. بررسی روند تغییرات سطح تالاب ها با استفاده از آزمون من-کندال نیز نشان داد که میزان تغییر مساحت تالاب ها در سطح اطمینان 95 درصد دارای روند معنی دار نیست. این موضوع بیانگر تاثیر دخالت انسان در تنظیم میزان جریان ورودی به این تالاب ها توسط سدهای بالادست به خصوص در زمان خشک سالی و سیلاب می باشد. به طوری که بیشترین تغییرات مربوط به ماه فروردین و کمترین آن در ماه شهریور اتفاق افتاده است. هم چنین بررسی همبستگی تغییرات دمایی تالاب ها با تغییر مساحت ها نشان داد که به طور متوسط به ازای تغییر هر 1000 هکتار از مساحت تالاب های هورالعظیم و شادگان میزان دما 4/0± درجه سلسیوس تغییر می کند.

    کلید واژگان: سنجش از دور, شاخص طیفی, پهنه های آبی, من-کندال, ضریب کاپا
    Khadijeh Amiri, Hesam Seyed Kaboli *, Farhad Mahmoodi Kohan

    Monitoring and conservation of the wetlands are very important due to their role in eco-system protection and providing the socio-economic needs of the local community. Sarp and Ozcelik (2017); Nandi et. al. (2018); Ali et. al. (2019) used NDWI, MNDWI and AWEI indices to monitor waterbodies changes based on Landsat (ETM+, OLI) dataset. In this study, these indices were applied to monitor area changes of Hor-alazim and Shadegan wetlands in Khuzestan province that were selected as case study areas for period 2000-2018. Wetlans area changes were evaluated for three months, include April, September, and January in any year that represent inflow changes. Mann-Kendall statistics was also used to study the changes in a wetlands area. The  MNDWI index in comparison to NDWI and AWEI has better performance and higher accuracy. The results of Man-Kendall statistics showed that wetlands area changes have no significance relation in 95% confident level. Also, the correlation between temperature and wetland area changes showed that on average, the wetlands temperature changes by ±0.4 C for per 1000-hectare area change.

    Keywords: Remote Sensing, Spectral index, Water bodies, Mann-Kendall, Kappa coecifient
  • مجید موسوی، حسام سیدکابلی*

    مدیریت مصرف آب و بهره برداری بهینه از مخازن از چالشهای مهم توسعه پایدار در مناطق خشک و نیمه خشک جهان می باشند. همواره افزایش بهره وری آب مصرفی به عنوان یک راهکار سازگاری با شرایط خشکسالی و افزایش تقاضا بدلیل رشد روزافزون جمعیت شناخته می شود. با این حال بررسی تاثیر افزایش بهره وری مصرف آب بر روی بهربرداری از مخازن به عنوان یک ابزار مدیریتی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از اینرو در این تحقیق تاثیر افزایش بهره وری آب کشاورزی در بهره برداری بهینه از سد جره به عنوان یک منطقه مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا یک تابع هدف براساس ضریب بهره وری برای بهینه کردن میزان رهاسازی و ذخیره سازی آب در سد جره توسعه داده شد. سپس با در نظر گرفتن چهار سناریوی مختلف بهره وری آب شرایط بهره برداری از مخزن در دو وضعیت فعلی و بهینه بررسی شد. نتایج نشان می دهد که افزایش ضریب بهره وری تا 5/0 منجر به افزایش 10 درصدی قابلیت اطمینان و کاهش 28 درصدری آسیب پذیری خواهد شد. همچنین با ثابت فرض کردن عملکرد مخزن نسبت به دوره پایه، با افزایش 17 درصدی راندمان مصرف پایین دست، رشد 7/46 درصدی در درآمد ناخالص منطقه دور از انتظار نیست.

    کلید واژگان: بهره برداری از سد, ضریب بهره وری, بهینه سازی, سد جره, مدیریت مصرف آب
    Majied Mosavi, Hesam Seyed Kaboli *

    Water consumption management and optimal operation of reservoirs are important challenges for sustainable development in arid and semi-arid regions of the world. Increasing water consumption productivity is recognized as an adaptive strategy for coping with drought conditions and increasing water demand due to population growth. Nonetheless, the impact of the increase in water consumption productivity on the operation of reservoirs is neglected in assessment as a management tool. Therefore, in this research, the impact of the increased efficiency in agriculture water on Jareh-Dam operation as a case study has been assessed. For this purpose, an objective function has been developed based on the coefficient of water efficiency to optimize the water release and water storage in the Jareh-Dam. The operation reservoir is then compromised in both optimal and current conditions with considering the four scenarios of water efficiency. Results show that increasing in the coefficient of water efficiency up to 0.5 will result in an increase of 10 percent in the reliability and a 28 percent decrease in the vulnerability. Also, assuming the reservoir performance is constant compared to the base period, with a 17 percent increase in downstream consumption efficiency, a growth of 46.7 percent in the region's gross income is not far from expectation.

    Keywords: Dam operation, Water efficiency, Optimization, Jareh Dam, Water consumption management
  • سید مجید موسوی، حسام سیدکابلی*

    با توجه به اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب، اتخاذ سیاست های سازگار با تغییر اقلیم به منظور کاهش معضلات اجتماعی-اقتصادی ناشی از آن و توسعه پایدار منابع آب، برای تصمیم سازان آب اجتناب ناپذیر خواهد بود. یکی از روش های سازگاری، افزایش بهره وری آب در پایین دست مخازن است که اثرات تغییر اقلیم شامل کاهش رواناب های ورودی به مخزن و افزایش نیاز آبی شبکه آبیاری را تعدیل خواهد کرد. در این مطالعه تاثیر بهره وری آب به عنوان راهکار سازگاری با تغییر اقلیم آتی در بهره برداری بهینه از مخزن سد جره مورد بررسی قرار گرفت. 15 سناریو تغییر اقلیم با استفاده از ریزمقیاس کردن خروجی مدل های CMIP5 برای دو دوره آتی نزدیک (2044-2020) و دور (2094-2070) تولید شد. برپایه این سناریوها میزان رواناب ورودی به مخزن و نیاز آبی پایین دست برای هر دو دوره مدل سازی شد. یک مدل بهینه ساز با درنظرگرفتن پارامتر ضریب بهره وری به منظور تعریف چهار سناریوی بهره وری آب در پایین دست (صفرS1-، 1/0S2-، 3/0S3- و 5/0S4-) توسعه داده شد. نتایج نشان می دهد که میزان جریان ورودی به مخزن تا 8/18% کاهش و میزان تقاضای آب تا 29% افزایش پیدا می کند. تخصیص آب به منظور جبران افزایش نیاز در دوره های آتی تا 7/18% نسبت به دوره پایه تحت سناریو S1 افزایش پیدا می کند که ممکن است اعتماد پذیری سیستم مخزن در تخصیص آب را کاهش دهد. افزایش ضریب بهره وری آب تا 5/0 در دوره آتی، اعتماد پذیری سیستم را تا 20% افزایش می دهد که منجر به کاهش معضلات اجتماعی-اقتصادی ناشی از تغییر اقلیم در منطقه خواهد شد.

    کلید واژگان: ضریب بهره وری, بهینه سازی, تغییر اقلیم, مخزن, سازگاری
    Seyed Majid Mosavi, Hesam Seyed Kaboli *

    Impacts of climate change on water resources will force decision-makers to adopt climate change adaptation policies in order to reduce social-economic problems and difficulties resulting from it and water resource sustainable development. One of the adaptation methods is to increase water use efficiency in agriculture that will adjust climate change impacts include decreasing runoff and increasing water demands. In this study, the impact of water use efficiency as a climate change adaptation approach is assessed in the optimal operation of JAREH dam. Fifteen climate change scenarios were generated by using downscaling technique on CMIP5 data for the near (2020-2044) and far (2070-2094) future. Based on these scenarios, time series of reservoir inflow and downstream water demand were projected for both future periods. An optimization model is developed considering the water efficiency coefficient parameter in order to define four water use efficiency scenarios (0-S1, 0.1-S2, 0.3-S3, 0.5-S4). Results show that reservoir inflow decreases up to 18.8% and water agriculture demand increases up to 29%. The amount of water allocation would increase up to 18.7% in the future periods than in the baseline period under S1 scenario to supply the increased water demand, which may decrease reliability of reservoir system for water allocation. Increasing water use efficiency coefficient up to 0.5 in the future periods would increase system reliability up to 20% that will reduce social-economic problems caused by climate change impact in this study area.

    Keywords: Efficiency Coefficient, optimization, climate change, Reservoir, Adaptation
  • بهاره زنجانی، حسام سید کابلی*، محسن رشیدیان
    داده های بارش ماهواره ای به صورت گسترده جهت تخمین بارش بخصوص در مناطقی که پراکنش ایستگاه های باران سنجی نامناسب و ناکافی هستند، مورداستفاده قرار می گیرند. بااین وجود، وضوح مکانی کم این نوع داده ها، کاربرد آن ها را با محدودیت هایی در مطالعات هیدرولوژیکی حوزه های آبریز و در مقیاس منطقه ای مواجه کرده است. بنابراین حفظ دقت برآورد بارش توسط ماهواره ها و دستیابی به مقیاس مکانی مناسب در مطالعات هیدرولوژیک هدف اصلی این مطالعه قرار گرفت. در این تحقیق روش رگرسیون وزنی جغرافیایی (GWR) برای ریز مقیاس نمایی مکانی داده های بارندگی ماهواره ای تی آر ام ام (TRMM-3B42V7) در سال آبی 90-89 برای حوزه آبریز سد دز واقع در جنوب غرب ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. ریزمقیاس نمایی با ایجاد روابط ناایستا بین بارش TRMM و ویژگی های به دست آمده از مدل ارتفاع رقومی (DEM)، شاخص پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI)، شاخص گیاهی بهبود یافته (EVI) و دمای سطح زمین (LST)  انجام شد. نتایج نشان می دهند که داده های بارش ریزمقیاس شده در مقیاس مکانی 1 کیلومتر به طور معنی داری تفکیک مکانی را بهبود داده و با داده های مشاهداتی ایستگاه های باران سنجی از تطابق خوبی برخوردارند. به طوری که برای بارش تجمعی 16 روزه،  مقادیر آماره های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین مطلق خطا (MAE) به ترتیب برابر با 22.7 و 7.45 میلی متر هستند. بااین وجود میزان دقت مدل در مکان ها مختلف متفاوت بوده و به شرایط پوشش گیاهی وابستگی زیادی دارد.
    کلید واژگان: بارش ماهواره ای, رگرسیون وزنی جغرافیایی, حوزه رودخانه دز, دمای سطح زمین, پوشش گیاهی
    Bahareh Zanjani, Hesam Seyed Kaboli *, Mohsen Rashidian
    Satellite-based precipitation dataset has been widely used to estimate precipitation, especially over regions with sparse rain gauge networks. However, the low spatial resolution of these datasets has limited their application in localized regions and watersheds. So, having an accurate estimation of precipitation by satellites along with the adequate spatial scale in hydrologic studies is the main goal of this study. In this research, Geographically weighted regression (GWR) method was investigated to downscale the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM-3B42 Version 7) over the DEZ river basin in the southwest of IRAN for 2010-2011. Downscaling was performed based on the non-stationary relationships between the TRMM precipitation and the Digital elevation model (DEM) derived products, the Normalized difference vegetation index (NDVI), the Enhanced vegetation index (EVI) and the Land surface temperature (LST). The result shows that the downscale precipitation at 1 km spatial scale had significantly improved spatial resolution, and agreed well with data from the rain gauge stations. For the 16-day precipitation, Mean square root means square error (RMSE) and absolute mean error (MAE) values are 22.7 mm and 7.45 mm, respectively. However, the accuracy of the model varies in a different location and depends on the vegetation condition.
    Keywords: Satellite-based precipitation, Geographically weighted regression, DEZ river basin, Land surface temperature, Land cover
  • مهناز شادروان، بابک لشکرآرا *، حسام سید کابلی
    ورود جریان غلیظ به مخزن و رسوب گذاری در مجاورت بدنه سد و تاسیسات وابسته به آن می تواند مشکلات متعددی از جمله انسداد دریچه های تخلیه کننده تحتانی را به همراه داشته باشد. هم چنین ورود رسوبات به لوله پنوستاک به هنگام آبگیری نیروگاه در شرایط نامساعد مخزن می تواند منجر به خوردگی پروانه توربین شود. آگاهی و شناخت از سرعت ترسیب رسوبات وارده به مخزن می تواند در راستای تهیه منحنی فرمان برای بهره برداری از نیروگاه سدهای مخزنی نقش به سزایی بازی نماید. در این مقاله به ارزیابی سرعت سقوط رسوبات چسبنده وارده به دریاچهسد کرخه در حالت سکون پرداخته شده است. برای این منظور از روش استوانه ی ته نشینی استفاده گردید. نمونه برداری رسوبات از هفت منطقه ی مختلف دریاچه سد کرخه انجام شد و خصوصیات فیزیکی آن ها تعیین گردید. آزمایش ته نشینی با غلظت های اولیه 4، 6 ، 8، 10، 15، 20 و 25 گرم بر لیتر صورت پذیرفت. نمونه گیری از استوانه ی ته نشینی در فواصل عمقی 20 سانتی متر انجام شد. فاصله ی زمانی نمونه گیری از استوانه ی ته نشینی بسته به میزان غلظت از 5 دقیقه تا 240 دقیقه تنظیم گردید. در این تحقیق سرعت سقوط ذرات، از حل عددی معادله دیفرانسیل مک لافلین به روش عددی تفاضل محدود محاسبه شده اند. نتایج حاکی از آن است که بیشترین سرعت سقوط در زمان 10 الی 15 دقیقه در ابتدای فرآیند ته نشینی اتفاق می افتد. هم چنین نتایج نشان داد که افزایش غلظت اولیه رسوبات منجر به کاهش سرعت سقوط خواهد شد.
    کلید واژگان: استوانه ته نشینی, واکنش فلوکولاسیون, سرعت سقوط, رسوبات چسبنده
    Mahnaz Shadorvan, Babak Lashkar-Ara*, Hesam Seyed Kaboli
    In reservoir of dams, especially near the dam body, the cohesive fine sediments are deposited mainly. The mechanical behavior of these sediments is largely controlled by the interparticle attraction caused by electrostatic and physiochemical forces. these properties cause the stickiness and accumulation of clay particles and formation of dense masses called flocs, which is sometimes referred to as flocculation. flocculation is influenced by several factors including salinity, flow regime, sediment concentration and organic matter. Flocculation is the most important factor that makes the settling, fall velocity and transfer of cohesive sediment considerably more complex and dynamic than non-cohesive sediments. In order to determine the relations governing cohesive sediments, the physical characteristics and behavior of these sediments should be identified. The terminal settling velocity of sedimentary particles in liquids, called particle fall velocity, is one of the most important properties in determining the physical properties of sediments caused transfer, deposition and consolidation. The fall velocity of cohesive sediments is influenced by many factors, including salinity, initial particle size, turbulence, temperature of water, and suspended sediment concentration.
    McLaughlin (1959) provided a method for measuring the fall velocity of particle (ω) in stillwater, using a settling cylinder with 10 cm diameter and less than 1 meter height and established a differential formula based on its research as follows:d(wC)/dz琯=0
    (1)
    Fathi Moghadam et al (2011) studied the settling properties of the cohesive sediments in the Dez Dam reservoir. They concluded that particles for all concentrated samples and in all depths reached to their maximum fall velocity approximately at the same time (15 minutes after starting the test). The lower concentration samples appeared to have higher maximum fall velocities than the higher concentration samples, but for a shorter duration.
    Keywords: Settling Column, Flocculation Reaction, Fall Velocity, Cohesive sediment
  • مصطفی یعقوب زاده*، محسن احمدی، حسام سیدکابلی، غلامرضا زمانی، مهدی امیرآبادی زاده
    سابقه و هدف
    به دلیل وابستگی کشاورزی به آب، تعیین شرایط خشکسالی در هر منطقه به منظور برنامه ریزی تامین غذا مهم است. متاسفانه چون تعریف یکسانی از شرایط خشکسالی وجود ندارد؛ شاخص های متعددی برای آن ارائه شده است. شاخص بارش استاندارد شده (SPI) یکی از شاخص های مهم هواشناسی استکه به منظور تعیین خشکسالی های کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. شاخص کمبود تبخیر-تعرق (ETDI) نیز یکی از شاخص های مهم است که به منظور استفاده در بخش کشاورزی ارائه شده است. این شاخص در مناطق خشک و نیمه خشک کاربرد دارد. با وجود اینکه تحقیقات متعددی در خصوص شاخص های خشکسالی از جمله SPI وجود دارد، تاکنون مطالعات اندکی فقط در خارج کشور در خصوص کاربرد شاخص ETDI انجام شده است. لذا در این تحقیق سعی شد، تعیین خشکسالی با استفاده از شاخص های ETDI و SPI در دشت نیشابور به کمک مدل های تغییراقلیم انجام شود.
    مواد روش ها
    این تحقیق به منظور تعیین خشکسالی در دشت نیشابور واقع در عرض جغرافیایی و طول جغرافیایی انجام شد. شاخص ETDI براساس کمبود تبخیر-تعرق هفتگی در این منطقه تعیین شد. به منظور مقایسه نتایج شاخص ETDI نسبت به سایر شاخص های خشکسالی، از شاخص SPI که یکی از مهم ترین شاخص های مورد استفاده در این خصوص است، استفاده شد. داده های مورد نیاز این تحقیق از ایستگاه هواشناسی نیشابور در بازه 1373 تا 1390 (1992 تا 2011) گرفته و برای مزارع آبی (مزارع گندم فاروب و سلیمانی، جو و ذرت) و مزارع دیم (برای گندم دیم) استفاده شد. برای تعیین داده های هواشناسی مورد نیاز هر شاخص در مزارع آبی در دوره های آتی (2020 تا 2039 و 2080 تا 2099) از مدل های HADCM3، ECHOAM و CGCM3 T47 براساس سناریوهای A2، B1 و A1B استفاده شد. برای مزارع دیم نیز از مدل HADCM3 براساس سناریوهای A2 و B1 استفاده گردید. آماره های میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAE)، ضریب تبیین (R2) نیز برای مقایسه نتایج دو شاخص ETDI و SPI مورد استفاده قرار گرفتند.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که شاخص ETDI برای مزرعه فاروب در دوره پایه (1992 تا 2011) در حالت «رطوبت اولیه» قرار داشت در حالی که در دوره های آتی (2020 تا 2039 و 2080 تا 2099) در حالت «خشکی» تعیین شد. شاخص ETDI برای مزرعه سلیمانی در دوره پایه در حالت «نرمال» قرار داشت. این شاخص برای مزرعه سلیمانی در دوره های 2020 تا 2039 و 2080 تا 2099 به ترتیب در حالت های «نرمال» و «خشکی اولیه» تعیین شد. شاخص ETDI در دوره پایه برای مزارع جو و ذرت به ترتیب در حالت های «نرمال» و «خشکی اولیه» قرار داشت. این شاخص برای هر دو مزرعه دو دوره های آتی در حالت «نرمال» قرار گرفت. مقدار شاخص ETDI برای گندم دیم در دوره پایه کمتر از گندم آبی بود در حالی که عکس این حالت در دوره آتی مشاهده شد. با استفاده از اکثر سناریوهای تغییر اقلیم، شاخص ETDI مقداری منفی داشت. این نشان دهنده ی بروز خشکسالی در دوره های آتی به دلیل کمبود تبخیر-تعرق است. نتایج شاخص SPI نشان داد که شاخص خشکسالی در این منطقه در وضعیت «خشکسالی اولیه» بود و در زمان های آتی نیز تغییری نیافت.
    نتیجه گیری
    نتایج شاخص های ETDI و SPI بسیار با هم تفاوت داشت. علت آن نیز این بود که خشکسالی کشاورزی به کمبود تبخیر-تعرق وابسته است و به همین دلیل شاخص ETDI نتایج بهتری به دست داد. مقایسه نتایج بین این دو شاخص با استفاده از آماره RMSE تفاوت زیادی در دوره های آتی نشان داد. علاوه بر این، شاخص ETDI و SPI همبستگی زیادی نسبت به هم (براساس آماره R2) نداشتند. وجود این تفاوت ها منطقی است زیرا شاخص SPI از داده های بارش و شاخص ETDI از داده های تبخیر-تعرق استفاده می کنند. براساس نتایج این تحقیق، شاخص SPI به عنوان یک شاخص برای تعیین خشکسالی کشاورزی پیشنهاد نمی شود.
    کلید واژگان: تبخیر-تعرق واقعی, تغییراقلیم, شاخص کمبود تبخیر و تعرق, شاخص بارش استاندارد شده, مدل SWAP
    M. Yaghobzade *
    Background And Objectives
    Due to absolute dependence of agriculture on water, determine of drought condition in each region is very useful in planning the food sourcing. Unfortunately, there is no same definition about the “drought condition”, so there are some indexes to determine it. Standardized Precipitation Index (SPI) is one the meteorological indexes, which widely used to determine agricultural drought conditions. Evapotranspiration Deficit Index (ETDI) was also designed for this purpose. This index is used to determine agricultural drought conditions in arid and semi-arid region. Although there were most research about other drought indexes such as SPI, but there is few studies in oversea countries about use of ETDI index. Thus in this study tried to determine drought by ETDI and SPI indexes in Neyshabur plain by used of climate change models
    Materials And Methods
    This research was conducted to determine drought condition in Neyshabur plain located at longitude between 58˚ 13’-59˚ 30’ N and latitude between 35˚ 40’-36˚ 39’ E, Iran. Evapotranspiration Deficit Index (ETDI) was developed based on weekly evapotranspiration deficit to determine drought condition in this region. In order to comparison of the ETDI results to other drought indices, we used Standardized Precipitation Index (SPI) as one the most common drought index. The data were collected from Neyshabur meteorological station for irrigated farms (wheat in Soleymani and Faroub farms, barley and corn) and rain-fed farms (rain-fed wheat) during 1992-2011. In order to estimate weather data for each index in the irrigated farms during two future periods (2020-2039 and 2080-2099), HADCM3, ECHOAM and CGCM3 T47 models were used based on A2, B1 and A1B scenarios and the climate model that has been used in rain-fed farm is the HADCM3 based on A2 and B1 scenarios. Root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE) and coefficient of determination (R2) were used to comparison of the ETDI and SPI results.
    Results
    Results showed that average ETDI were in initial wet condition for Faroub farm during base period (1992-2011) while it will be in drought condition during future periods (2020-2039 and 2080-2099). ETDI index was in normal condition for Soleymani farm during base period. Average ETDI indexes for these farms were in normal and initial dry condition during 2020-2039 and 2080-2099 periods, respectively. For barley and corn, ETDI indexes were in normal and initial dry condition during base period, respectively. This index was in normal statute for both of them during future periods. The ETDI value for rain-fed wheat was less compared to irrigated wheat during base period, although, this index will be increased during future periods. In most of scenarios, ETDI indexes showed negative values. It means that high drought condition will be happened during future periods due to deficit evapotranspiration. Results according to SPI index revealed that this region was in moderately drought condition and this situation will not change.
    Conclusion
    High differences were obtained between ETDI and SPI results. Since agricultural drought depends on evapotranspiration deficits, ETDI is better index compared to SPI. The value of RMSE revealed poor adaptation between two indexes during future periods. In addition, ETDI were not correlated with SPI for all the scenarios in all scenarios. These differences are reasonable because SPI index only uses precipitation data and ETDI uses evapotranspiration. According to the results, it seems that SPI cannot be suggested as a good index in agricultural studies.
    Keywords: Climate Change, Evapotranspiration Deficit Index, Real Evapotranspiration, Standardized Precipitation Index, SWAP Model
  • حسام سیدکابلی
    در حال حاضر در ایران،‏ حجم قابل توجهی از آب ذخیره شده در سدها تبخیر میشود. از طرفی،‏ تغییراقلیم ناشی از فعالیت های بشری روند تغییرات حجم تبخیری را نیز دستخوش دگرگونی کرده است. این پژوهش تحلیلی از روند تغییر حجم 2051 در شرایط تغییر اقلیم مدل شده با پنج مدل اقلیم جهانی - 2021 و 2080 - تبخیری از سد دز را برای دو دوره 2050 ارائه کرده است. داده های هواشناسی روزانه با مدل ریزمقیاس نزدیکترین همسایگی ارتقاء داده شده A تحت سناریوی انتشار 2 جهت برآورد نرخ تبخیر از سطوح آزاد آب با استفاده از معالات مشتق شده از معادله پنمن آماده سازی شدند. تغییرات حجم 1982 محاسبه شدند. نتایج نشان - تبخیری با به کاربردن روابط حجم- ارتفاع مخزن سد دز نسبت به دوره مشاهداتی 2011می دهند حجم تبخیر سالانه از این مخزن،‏ به طور متوسط برای هر دو دوره مورد بررسی،‏ به ترتیب % و 10 % افزایش می یابد. عامل اصلی در پشت این افزایش،‏ گرمایش زمین در آینده است؛ به گونه ای که متوسط دمای هوا در دو دوره آتی به طور 1 و 3 درجه سانتیگراد نسبت به دوره پایه افزایش پیدا خواهد کرد. این افزایش تاثیر معنی داری در نرخ / میانگین به ترتیب 3 تبخیر دارد،‏ به ویژه در فصل های بهار و تابستان که دمای هوا به طور چشمگیری زیاد خواهد شد.
    کلید واژگان: معادله پنمن, سناریوی انتشار, ریزمقیاس کردن, مخزن سد, GCMs, تغییرات آب و هوایی
    Seyed Kaboli, Hesam
    Reservoir storage is essential for developing dependable water supplies and is a major component of the river system water budget. The storage contents of reservoirs fluctuate greatly over time with variations in water use and hydrologic conditions that range from severe multiple-year droughts to floods. Water surface evaporation typically represents a major component of the reservoir water budget. Estimates of the amount and rate of evaporation from open water surfaces are required in water resource management for a variety of purposes, such as the design of storage reservoirs, catchment water balance studies, municipal and industrial water supply, irrigation of agricultural lands and management of wetlands. The impacts of reservoir evaporation on water management vary greatly based on location with differences in climate, reservoir characteristics, and water management and use practices. Determining evaporation rates is essential for efficient management of reservoirs and water resources, particularly in water-scarce countries such as Iran. It is estimated that open water reservoirs in Iran lose high volume of their total water storage capacity per year by evaporation. For example, this loss is around 13% of the volume of inflow to KHARKHEH Dam per year. While this loss is of significant concern, the threat of a changing climate has been directing greater focus to how much water will be lost from Iran’s reservoirs in the future. As a result of the change in climate, particularly the increase in surface air temperatures, evaporation is also expected to increase throughout Iran. This paper analyses evaporation rates from Dez dam reservoir for the two periods (2021-2050 and 2051-2080) under modeled climate change conditions using five General Climate Models (GCMs) with A2 emission scenario. Global climate models, also known as general circulation models (GCMs), are models which solve the primitive equations of mass, momentum and thermodynamics to generate a description of the state of the atmosphere, and produce most of the meteorological variables, such as wind speed, relative humidity, rainfall, surface air temperature and solar radiation. The GCMs are typically used together, as a multi-model analysis, where long time series into the future and different GHG emission scenarios are used in order to create climatic statistics. Inherent to GCMs, however, is their coarse spatial resolution which amongst all the available models varies from 200 to 500 km. With this resolution, albeit GCMs incorporate the important large-scale atmospheric circulation, they are unable to capture local-scale factors such as the orographic elevation, proximity to water bodies and local winds. Therefore, the outputs of GCMs need to downscale for applying to modeled evaporation. Daily meteorological prepared using K-NN downscaling model to estimate evaporation rate from open surface water using equations derived from penman equation. The K-NN downscaling model is a nonparametric resampling method for generating new data series. This method simulates daily precipitation for a weather station by combining a stochastic weather generator model (based on non-parametric K-Nearest Neighbor approach) with future climate scenarios that are established based on projected monthly. In this study, an equation based on penman equation for situations where no wind data are available is used to estimate evaporation rate. The equation is validated by compared to the penman equation in estimating the evaporation rate in a meteorological station that has the same climate as DEZ dam. Then, evaporated volume, which is estimated using area-capacity relations of Dez dam, were compared with observed meteorological variables for the period of 1982–2011. Area-capacity curves are usually used for reservoir flood routing, reservoir operation, determination of water surface area, and capacity corresponding to each elevation, reservoir classification, and reservoir sediment distribution. In this study, a dimensionless curve is used to estimate the changes of capacity in relation to the changes of evaporation rate. Results of the application of the presented model for downscaling monthly precipitation outputs of GCMs show that the model has a high capability for downscaling precipitation. So, the used equation to estimate the evaporation rate is suitable for applying in DEZ dam station. Also, the results showed that the volume of average annual evaporation from the study reservoir will increase about 7% in 2021-2050 and 10% in 2051-2080 more than base period. The main reason of this increase can be global warming in the future. According to the modelling results, the mean annual air temperature will be increased by 1.3C and 3C in 2021-2050 and 2051-2080 respectively. This will have a significant impact on the evaporation rates, especially in spring and summer which the increases in temperature will be too high.
    Keywords: Climate Change, Dam Reservoir, Downscaling, GCMs, Emission Scenario, Penman equation
  • عطیه حسینی زاده، علی محمد آخوندعلی، حیدر زارعی، حسام سید کابلی
    مشخص بودن رابطه هیدرولیکی آب های سطحی و زیرزمینی در مدیریت صحیح منابع آب نقش بسیار مهمی دارد و باید در برنامه ریزی ها درنظر گرفته شود. یکی از بهترین روش ها برای بررسی ارتباط آب های زیرزمینی و سطحی،‏ مدل سازی آبخوان ها است. در بیشتر پژوهش های انجام شده به ویژه در داخل ایران،‏ نقش رودخانه ها و آب های سطحی در مدل سازی آب زیرزمینی نادیده گرفته می شود. از این رو در بیشتر مناطق رابطه بین آب های سطحی و زیرزمینی همچنان نامشخص باقیمانده است. در این پژوهش به بررسی رابطه بین آب سطحی و زیرزمینی در دشت دزفول- اندیمشک پرداخته شده است. بدین منظور،‏ مدل آب زیرزمینی منطقه در طول شش سال 91-1385 به کمک نرم افزارGMS تهیه شد. نتایج نشان دهنده تفاوت رابطه هیدرولیکی آبخوان و رودخانه ها در نقاط مختلف دشت است. بیشترین تبادل هیدرولیکی با آبخوان در رودخانه دز در بازه بین سد تنظیمی دز تا محل ورود رودخانه بالارود دیده می شود. به طور کلی رودخانه ها در منطقه بیشتر تغذیه کننده آبخوان هستند. تنظیمی بودن جریان رودخانه ها تاثیر زیادی بر ارتباط هیدرولیکی دارد. به طوری که رودخانه های تنظیمی در فصل خشک،‏ به مقدار بیشتر و در فصل تر به میزان کمتری تغذیه کننده آبخوان هستند و نسبت به رودخانه های طبیعی،‏ وضعیت متفاوتی رخ می دهد.
    کلید واژگان: نرم افزار GMS, _ رابطه هیدرولیکی, مدل آب زیرزمینی, رودخانه دز, جریان تنظیمی رودخانه
    Hoseinizade_Atie - Akhond Ali_Ali Mohammad - Zarei_Dr H. - Seyed Kaboli_Hesam
    Groundwater is one of the main sources to supply drinking water, especially in arid and semi-arid areas. The interaction of surface water and groundwater is one of the important issues in groundwater management and modeling, and it is essential to understand. This research aims at investigating river and groundwater interactions in the Dezful-Andimesh plain, which is about 2073 Km2 as the largest agricultural plain in the northern part of Khuzestan province, southwest of Iran. This plain contains five smaller plains: western Dez, eastern Dez, Sabili, Deymche and Lor. The Dez, Karkhe, Balaroud, Kohnak and Shavoor rivers are located in the study area. Thus this area is very important for supplying water needs and requires an efficient water resource management, a correct planning and reconsideration of water policy. Only 4% of the region is classified as the urban area and the remaining are agricultural plains. All the plains have irrigation networks except the Lor plain. Although, the irrigation networks supply a great part of the crops demand, in some regions groundwater use is also significant. Wheat, sugarcane and maize (32%, 21% and 16%) are the most common crops in this region. The cultivation period of wheat is usually from November to May, so the maximum recharge of groundwater by irrigation networks occurs in this period. The study area has a semi-arid climate with the mean monthly temperature of 36.5°C in July and 11.8°C in January. The precipitation varies from 296 mm in eastern Dez to 394 mm in Lor. The Dezful aquifer with an average thickness about 100 m is an unconfined aquifer system. There are over 2700 wells which pump about 500 million m3 per year, in this area. The general direction of groundwater flow in the area is from the north to the south. Recharging the aquifer is via direct rainfall infiltration and return water from irrigation networks. Hydraulic conductivity range is from 14 m/day for clayey sediments in Sabili to 49 m/day for sandy deposits, particularly in Lor. In order to model the groundwater, a MODFLOW programming code was implemented in a GMS environment. MODFLOW is a numerical model that is one of the best methods for assessing the quantity and quality of groundwater. The numerical models are difficult and time-consuming. However, in the recent decade's research using simulation models have been developed due to the improvement of high-speed computers. Information related to steady-state flow along river information was used in the model. Water level and bed river data were measured in river-cross sections and hydrometric stations in different months. The model was configured to a steady-state condition in October (2009) and was calibrated using 62 groundwater wells. Also, the model was calibrated in an unsteady-state condition for five years (October 2006 to September 2011). Then, the model was validated for the period of 2011-2012.
    According to the results, the regulated rivers such as Karkhe and Dez were the major source of recharging aquifers; however, there was a decrease in their contribution to aquifers in wet seasons. There was an increase in groundwater level during wet seasons due to the groundwater recharge from rainfall and irrigation systems. However, there were no significant changes in the water level of the regulated rivers, and the minimum water level was observed in November. Therefore, an increase in groundwater level could not be related to rivers when the river levels were constant, during the wet season. The Balaroud non-regulated rivers generally drained the aquifers during dry seasons, but not during wet seasons (February), when recharge occurred from these rivers to aquifers. The rivers such as Shavoor and Kohnak and their tributaries drained aquifers in every month. There were not increasing or decreasing patterns in groundwater discharge when there was a change in both rivers and groundwater levels with different patterns in different months of a year.
    According to the simulation results over six years, the most river- groundwater interaction was belong to Dez and Karkhe rivers with the highest amount of recharge to aquifers. The Shavoor and Kohnak rivers and their tributaries generally drained groundwater. However, there was no specific pattern of river-groundwater interaction for the Balaroud seasonal rivers. There was more groundwater recharge through regulated rivers in dry seasons compared to wet seasons which was due to the high amount of rainfall (along with the amount of water from irrigation systems) in wet seasons.
    Keywords: Dez River, Hydraulically connected, Groundwater model, GMS, Regulation of river flows.
  • مصطفی یعقوب زاده، سعید برومندنسب، زهرا ایزدپناه، حسام سیدکابلی
    تخمین دقیق تبخیر و تعرق نقش مهمی در بیلان آب در سطح حوضه، دشت و در مقیاس منطقه ای برای بهبود و برنامه ریزی مدیریت منابع آب وکشاورزی ایفا می کند. روش های مختلفی مانند نسبت باون و لایسیمتر برای اندازه گیری تبخیر و تعرق وجود دارند ولی استفاده از این روش ها به دلیل اندازه گیری نقطه ای تبخیر و تعرق، در سطح یک منطقه وسیع، وقت و هزینه زیادی را بکار می گیرد. بدین منظور در این پژوهش برای تعیین تبخیر و تعرق واقعی از دو مدل اگروهیدرولوژیکی SWAP و مدل سنجش از دور SEBAL با کمک تصاویر مودیس و داده های مزارع فاروب و سلیمانی واقع در دشت نیشابور استفاده شده است. برای بدست آوردن پارامترهای بیلان آب مورد نیاز مدل SWAP از شیوه مهندسی معکوس استفاده شده است. با وجود اینکه مدل SWAP مقدار آبیاری و تبخیر و تعرق را با تفکیک زمانی بالا تعیین کند، الگوریتم SEBAL می تواند تغییرات محصول مانند شاخص سطح برگ، شاخص NDVI و تبخیر و تعرق را با تفکیک مکانی بالا تخمین بزند. نتایج مدل SWAP با داده های اندازه گیری شده رطوبت خاک واسنجی و صحت سنجی شده است. مقادیر خطای RMSE برابر 635/0 و 674/0 میلی متر بر روز و خطای MAE برابر 15/0 و 53/0 میلی متر بر روز و ضریب تبیین (R2) 915/0 و 964/0 حاصل از مقایسه نتایج الگوریتم SEBAL و مدل SWAP برای دو مزرعه نشان می دهد دو مدل تفاوت معنی داری با هم ندارند.
    کلید واژگان: الگوریتم SEBAL, تبخیر و تعرق, تصاویر مودیس, مدل SWAP
    Mostafa Yaghoobzadeh, Saeed Boromandnasab, Zahra Izadpanah, Hesam Seyyed Kaboli
    Introduction
    Accurate estimation of evapotranspiration plays an important role in quantification of water balance at awatershed, plain and regional scale. Moreover, it is important in terms ofmanaging water resources such as water allocation, irrigation management, and evaluating the effects of changing land use on water yields. Different methods are available for ET estimation including Bowen ratio energy balance systems, eddy correlation systems, weighing lysimeters.Water balance techniques offer powerful alternatives for measuring ET and other surface energy fluxes. In spite of the elegance, high accuracy and theoretical attractions of these techniques for measuring ET, their practical use over large areas might be limited. They can be very expensive for practical applications at regional scales under heterogeneous terrains composed of different agro-ecosystems. To overcome aforementioned limitations by use of satellite measurements are appropriate approach. The feasibility of using remotely sensed crop parameters in combination of agro-hydrological models has been investigated in recent studies. The aim of the present study was to determine evapotranspiration by two methods, remote sensing and soil, water, atmosphere, and plant (SWAP) model for wheat fields located in Neishabour plain. The output of SWAP has been validated by means of soil water content measurements. Furthermore, the actual evapotranspiration estimated by SWAP has been considered as the “reference” in the comparison between SEBAL energy balance models.
    Materials And Methods
    Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) was used to estimate actual ET fluxes from Modis satellite images. SEBAL is a one-layer energy balance model that estimates latent heat flux and other energy balance components without information on soil, crop, and management practices. The near surface energy balance equation can be approximated as: Rn = G H λET
    Where Rn: net radiation (Wm2); G: soil heat flux (Wm2); H: sensible heat flux (Wm2); and λET: latent heat flux (Wm2). Simulations were carried out by SWAP model for two different sites in Faroub and Soleimani fields. The SWAP is a physically based one-dimensional model which simulates vertical transport of water flow, solute transport, heat flow and crop growth at the field scale level. The period of simulation covered the whole wheat growing season (from 1st of December2008 to 30th of July2009. 16 MODIS images was used to determine evapotranspiration during wheat growing season. Inverse modeling of evapotranspiration (ET) fluxes was followed to calibrate the soil hydraulic. While SWAP model has the advantage of producing the right amount of irrigation and evapotranspiration at high temporal resolution, SEBAL can estimate crop variables like leaf area index, NDVI index, net radiation, Soil heat flux, Sensible heat flux and evapotranspiration athigh spatial resolution.
    Results And Discussion
    Actual and potential evapotranspiration were estimated for SWAP Model during the whole wheat growing season around669.5 and 1259.6 mm for Farub field and 583.7 and 1331.2 mm for Soleimani field, respectively. In contrast with NDVI and net radiation,spatial distribution of SEBAL parameters indicated that soil heat flux, sensible heat flux, and surface temperature of land have the same behavior. At the planting date, evapotranspiration was low and about 1 mm/day, but at the peak of plant growth, it was about 9 mm/day. Moreover, evapotranspiration declined at late growing season to about 3 mm/ day. SWAP model has been calibrated and validated with meteorological data and the data of field measurements of soil moisture. The amount of RMSE of 0.635 and 0.674 (mm/day) and MAE of 0.15 and 0.53 (mm/day) and also coefficient of determination (R2) of 0.915 and 0.964 obtained from comparison of SEBAL algorithm with SWAP model for Farub and Soleimani fields showed that no significant differences was seen between results of two models.
    Conclusion
    The present study supports the use of SEBAL as the most promising algorithm that requires minimum input data of ground based variables. Results of comparison of SEBAL and SWAP model showed that SEBAL can be a viable tool for generating evapotranspiration maps to assess and quantify spatiotemporal distribution of ET at large scales. Also, it feels that SEBAL and SWAP models can be applied in a wide variety of irrigation conditions without the need for extensive field surveys. This helps significantly in identifying performance indicators and water accounting procedures in irrigated agriculture, and to obtain their likely ranges.
    Keywords: Actual evapotranspiration, MODIS images, SEBAL algorithm, SWAP model
  • مصطفی یعقوب زاده، زهرا ایزدپناه، سعید برومند نسب، حسام سید کابلی
    تعیین مقدار دقیق تبخیر وتعرق در اراضی تحت آبیاری برای برنامه ریزی تخصیص آب، بهینه سازی تولید محصول، مدیریت آبیاری و ارزیابی اثر تغییر کاربری روی راندمان آب ضروری است. بدین منظور در این تحقیق، تبخیر و تعرق با سه نوع روش مختلف سنجش از دور، مدل اگروهیدرولوژیکی و روش های محاسباتی برای مزرعه ذرت واقع در دشت نیشابور محاسبه گردید. الگوریتم بیلان انرژی سطح برای زمین(سبال) و تصاویر سنجنده مودیس در طی دوران رشد، مدل اگرو هیدرولوژیکی SWAP و روش های محاسباتی فائو پنمن مانتیث، هارگریوز سامانی و فائو بلانی کریدل روش های تعیین تبخیر و تعرق در این تحقیق می باشند. ضرایب همبستگی 67/0 تا 91/0 بین الگوریتم سبال با مدل SWAP و روش های محاسباتی نشان داد که الگوریتم سبال قابلیت بالایی در تخمین تبخیر و تعرق دارد. در بین روش های تعیین تبخیر و تعرق پتانسیل نیز فائو بلانی کریدل نتایج بهتری نسبت به دو روش پنمن مانتیث و هارگریوز سامانی ارائه نمود. همچنین این تحقیق مشخص کرد که می توان از الگوریتم سبال برای تعیین تبخیر و تعرق در مناطق با کمبود داده و برای ارزیابی روش های محاسباتی و مدل های هیدرولوژیکی استفاده نمود.
    کلید واژگان: تبخیر و تعرق, الگوریتم سبال, مدل SWAP, روش های محاسباتی, سنجش از دور
    Mostafa Yaghobzade, Zahra Izapanah, Saeid Broomand Nasab, Hesam Seyed Kaboli
    Accurate quantification of ET in irrigated agricultural lands is crucial for planning for water allocation, optimizing crop production irrigation management, evaluating the effects of changing land use on water yields. For this purpose in the research, evapotranspiration calculated by three kind of different methods remote sensing, agro-hydrological model and computational method for maize field located in Neyshabour plain. Methods of evapotranspiration determination consist of Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) algorithm and Modis product satellite in the long of during growth, SWAP agro-hydrological and computational methods of FAO Penman-Monteith and Hargreaves-Samani and FAO Blany Criddle. Correlation coefficient 0.67 to 0.91 between SEBAL algorithm with SWAP model and computational method showed high potential for SEBAL algorithms in the evapotranspiration estimation. In between methods for potential evapotranspiration determination, FAO Blany Criddle method has better result in comparison with Penman-Monteith and Hargreaves-Samani methods. Also, this study found that the SEBAL algorithm could be used to determine evapotranspiration in areas with shortages of data and for evaluation of computational methods and hydrological models.
    Keywords: Evapotranspiration, SEBAL algorithm, SWAP model, Computational methods, Remote sensing
  • حسام سیدکابلی
    گرمایش جهانی خصوصیات بارش های حدی را دستخوش تغییراتی خارج از دامنه تغییرات درونی اقلیم کرده است. در این تحقیق تحلیلی از نحوه تغییر مقادیر شدت-مدت-فراوانی بارش(IDF) تحت 10 سناریوی اقلیمی مشتق شده از مدل های اقلیم جهانی و سناریوی انتشار A1B برای دوره 2040- 2021 در استان خراسان رضوی ارائه شده است. مقادیر IDF برای 23 ایستگاه مورد بررسی تحت سناریوهای اقلیمی آینده در 3 سطح ریسک (25%، 50% و 75%) توسط یک روش ترکیبی پیشنهادی شامل: (1) تصویر سازی سناریوی بارش روزانه آتی توسط یک مدل ریزمقیاس نمایی ناپارامتریک توسعه داده شده برای مناطق خشک و نیمه خشک، (2) استخراج مقادیر IDF براساس روابط چندک-فراوانی بارش بین بارش های ساعتی و روزانه در ترم سری های حداکثر سالانه، برآورد شده اند. نتایج نشان می دهد که شدت بارش ها در سطح ریسک 50% نسبت به دوره پایه 2012-1993 بین 23-% تا 3/7% تغییر خواهد کرد. در این بین تداوم های کمتر نسبت به بیشتر دامنه تغییرات مثبت تری داشته و در دوره های بازگشت بالاتر دامنه تغییرات وسیعتر خواهد بود. بطور کلی مناطق مرکزی و جنوبی افزایش کمتری را نسبت به نواحی شمالی استان شاهد خواهند بود. همچنین مناطق پرباران شدت سیل خیزی بیشتری را پیش رو خواهند داشت؛ و در مقابل مناطق کم باران کاهش شدیدتری را متحمل می شوند. درسطوح ریسک کم نیز مقادیر شدت های حداکثر در آینده افزایش خواهد یافت؛ که این موضوع باید در طراحی سازه های پراهمیت مورد توجه خاص قرار گیرد.
    کلید واژگان: تغییر اقلیم, بارش حدی, خراسان رضوی, عدم قطعیت, ریزمقیاس نمایی
    H. Seyed Kaboli
    Global Warning has caused the characteristics of extreme rainfall changed out of range of the internal variability of climate. In this research, an analysis is presented from how variation in intensity, Duration-and Frequency (IDF) of rainfall under 10 climate scenarios derived climate models and A1B emission scenario for 2021-2040 periods in Khorasan-Razavi province. The IDF values for 23 raingage have projected under future climate scenarios in 3 risk levels (25%, 50% and 75%) by a proposed combined approach include: (1) Develop a nonparametric downscaling model to projection of future daily rainfall in arid and semi-arid regions, (2) Establishing frequency-quantile relationships between the t-hour and daily rainfall based annual maximum for estimating the IDF values. Under risk level 2, the results show a wide range of between -23% to .3% in rainfall intensity than baseline (1993-2012). The short-duration rainfalls change in more positive range then long-durations; and for return periods of more than 10-year, the range of changes will be wide in this area. Generally, central and southern regions will be received slight increase than northern regions. Also, the high rainfall regions will be ahead a more severe flooding, while the low rainfall regions will be suffered a more severe decrease. Also, in low risk level, rainfall intensity will be increased in the future period; it can be warning to design hydraulic infrastructures with high emphasis.
    Keywords: Climate change, Extreme rainfall, Khorasan, Razavi, Uncertainty, Downscaling
  • عطیه حسینی زاده، حسام سید کابلی، حیدر زارعی، علی محمد آخوند علی
    از مهم ترین پیامدهای تغییر اقلیم می توان به تاثیر بر خشکسالی ها و منابع آب اشاره کرد. در این مقاله به بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر وضعیت خشکسالی دشت دزفول- اندیمشک با استفاده از شاخص بارش استاندارد پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا خروجی چهار مدل گردش عمومی جو تحت سناریوی انتشارA2 برای دوره ی 2084-2060، به کمک داده های روزانه بارش در دوره ی پایه (2009-1985) برای دو ایستگاه هواشناسی موجود در منطقه ریزمقیاس شدند. سپس با توجه به دوره رشد کشت غالب منطقه، شاخص استاندارد بارش شش ماهه در دوره ی پایه و همچنین در دوره ی آتی تحت هر چهار سناریوی اقلیمی به دست آورده شد. نتایج نشان داد که به طور کلی در دوره ی آتی، تداوم خشکسالی های شدید و خشکسالی های ضعیف افزایش و تداوم خشکسالی های با شدت متوسط کاهش می یابد. بنابراین در طول دوره کشت محصول غالب، منطقه مواجه با خشکسالی های هواشناسی قابل توجهی در آینده خواهد بود که باید در برنامه ریزی ها مد نظر قرار گیرد.
    کلید واژگان: تغییر اقلیم, خشکسالی, شاخص بارش استاندارد, دشت دزفول, اندیمشک
    Atiyeh Hoseinizade, Hesam Seyed Kaboli, Heidar Zarei, Ali Mohammad Akhond Ali
    One of the most serious consequences of climate change is how it will affect droughts and water resources. This study aims at investigating the impact of climate change on droughts conditions in Dezfool-Andimesh Plain using the Standard Precipitation Index (SPI). To achieve this objective, output of four general circulation models (GCMs) under the A2 scenario were downscaled for two climate stations in the period of 2060-2084 compared to the baseline period (1985-2009). Regarding the dominant crop grown in the study area, a 6-month SPI for the baseline and future periods were estimated under the four GCM-scenarios. Results revealed that there is an increase in the duration of severe and mild droughts while there is a decrease in the duration of moderate droughts. This implies that droughts will be a concern in the future during the growing season (for the dominant crop) which should be considered in water resources management.
    Keywords: Climate change, Drought, Standardized precipitation index, Dezful
  • حسام سیدکابلی
    امروزه افزایش غلظت گازهای گلخانه ای ناشی از فعالیت های بشری عامل اصلی تغییرات آب و هوایی به شمار می آید. افزایش دمای جهانی نیز فراوانی وقوع بارش های حدی را در بسیاری از مناطق دگرگون ساخته است. این پژوهش تحلیلی از چگونگی تغییر فراوانی بیشترین بارش روزانه در استان خراسان رضوی تحت سه سناریوی انتشار گازهای گلخانه ای در دوره 2021- 2040 ارائه می کند. سری های بیشترین بارش روزانه در دوره آتی برای 23 ایستگاه بررسی شده با توسعه یک مدل ریزمقیاس نمایی ناپارامتریک برای مناطق خشک و نیمه خشک تصویرسازی می شوند. عدم قطعیت سناریوهای تغییر اقلیم نیز با استفاده از یک برآوردگر پارامتریک در سه سطح ریسک (25، 50 و 75 درصد) به تفکیک نوع سناریوی انتشار فرموله شدند. تحلیل فراوانی سری های حداکثر نشان می دهد که شدت بارش های روزانه در سطح ریسک 50 درصد نسبت به دوره پایه 1993 2012 بین 9/22- درصد تا 5/20 درصد تغییر خواهد کرد، که دوره های بازگشت بالاتر دامنه وسیع تری از تغییر را به خود اختصاص داده اند. به طور کلی، مناطق مرکزی و جنوبی افزایش کمتری را نسبت به نواحی شمالی استان شاهد خواهند بود. با افزایش غلظت گازهای گلخانه ای نیز نواحی بیشتری دچار کاهش بارش ها می شوند، که این تاثیر بر بارش ها با دوره بازگشت کمتر، شدیدتر خواهد بود. همچنین مناطق پرباران شدت سیل خیزی بیشتری را پیش رو خواهند داشت؛ و در مقابل مناطق کم باران کاهش شدیدتری را متحمل می شوند. با کاهش سطح ریسک نیز بیشترین بارش روزانه در آینده افزایش خواهد یافت؛ که به این موضوع باید در طراحی سازه های پراهمیت توجه خاص شود.
    کلید واژگان: بارش روزانه, تغییر اقلیم, خراسان رضوی, ریزمقیاس نمایی, عدم قطعیت
    Hesam Seyed Kaboli
    Nowadays, increasing of greenhouse gases emissionscussed by human activities is the main factor of climate change. Global warming has also changed the frequency of extreme rainfall events in many areas. This research presents an analysis of how the change in the frequency of maximum daily rainfall under three emission scenarios in 2021-2040 periods in the Khorasan-Razavi province. The maximum daily rainfall series areprojected for the future periods in the 23 weather stations by developing a nonparametric downscaling model for arid and semi-arid regions. The uncertainty of climate change scenarios is quantified using a simple parametric uncertainty estimator in the three risk levels (25%, 50% and 75%) for each of emission scenarios. The frequency analysis of maximum series showsthat the daily rainfall intensitiesin therisk level 2 will be changed between -22.9% to .3% than baseline (1993-2012), that a wider range of these changes is related to thelonger return periods. Generally, central and southern regions will be received slight increase than northern regions. The rainfall intensities in more areas decrease with theincreasein greenhouse gases emissions that this decreasewill be more for the rainfalls with lower return periods. Flooding in the high rainfall regions will be also occurred withseverity while the low rainfall regions get a more decrease. Maximum daily rainfall will be increased in the future periods by reducing the level of risk; it can be warning to design hydraulic infrastructures with high emphasis.
    Keywords: Climate change, daily rainfall, Khorasan, Razavi, Uncertainty, Downscaling
  • مصطفی یعقوب زاده، سعید برومندنسب، زهرا ایزدپناه، حسام سید کابلی
    تخمین دقیق تبخیر و تعرق نقش مهمی در بیلان آب در مقیاس منطقه ای برای برنامه ریزی و مدیریت بهتر منابع آب ایفا می کند. تبخیر وتعرق از طریق برآورد تبخیروتعرق پتانسیل در ایستگاه های هواشناسی و یا مستقیما از اندازه گیری های مزرعه ای بدست می آید ولی تبخیر و تعرق معمولابه تغییرات در زمان و مکان بارش، خصوصیات هیدرولیکی خاک و نوع و تراکم پوشش گیاهی واکنش سریع نشان می دهد. بنابراین تقریبا تعیین و توزیع زمانی ومکانی تبخیر و تعرق در مناطق وسیع تنها با لایسیمتر و وسایل اندازه گیری دقیق ممکن نیست. به همین دلیل محققان از داده ها و الگوریتمهای مبتنی بر سنجش از دور برای تعیین تبخیر و تعرق واقعی استفاده می کنند. در این تحقیق روند تغییرات تبخیر و تعرق واقعی دشت نیشابور با الگوریتم بیلان انرژی برای زمین در طی دوره 1379 تا 1392 به کمک تصاویر سنجنده مودیس و داده های هواشناسی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تبخیر و تعرق تعیین شده با مدل های پنمن مانتیث و هارگریوز سامانی مقایسه و ارزیابی شد.وجود ضرایب خطا پایین بین مدل پنمن مانتیث و سبال، دقت زیاد الگوریتم سبال را در تخمین تبخیر و تعرق نیز مشخص NDVI و پارامترهای آن نشان داد. نتایج حاصل از مقایسه تبخیر وتعرق و شاخص پوشش گیاهی همبستگی خوبی با هم دارند. همچنین (R2= 0/ کرد پوشش گیاهی و تبخیر و تعرق با داشتن ضریب تببین(908 دمای سطحی زمین و تبخیر و تعرق در مزارع مورد تحقیق نشان داد که تبخیر و، NDVI فرآیند تغییرات شاخص تعرق با پایین رفتن دمای سطحی زمین و افزایش تراکم پوشش گیاهی، زیاد می شود.
    کلید واژگان: الگوریتم سبال, تصاویر مودیس, دمای سطحی زمین, شاخص NDVI, پنمن مانتیث, هارگریوز, سامانی
    Accurate estimation of evapotranspiration plays an important role in quantification of the water balance at regional scale for better planning and managing water resources. Evapotranspiration can be obtained from either estimation of potential ET using data of meteorological stations or، directly، from field measurements. ET is subject to rapid changes in time and space، attributable to the wide spatial variability of precipitation، hydraulic characteristics of soils، and vegetation types and densities. Therefore، it is nearly impossible to determine its spatial and temporal distributions over large areas only from lysimeter and precise measuring instruments. Thus، researchers have used remote sensing data to estimate areal actual ET. In this study، actual evapotranspiration variations of Neyshabour plain was investigated by algorithm of energy balance of the earth since 2000 to 2013 by using MODIS images and meteorological data. Also، the determined evapotranspiration was compared and evaluated with Penman-Monteith and Hargreaves-Samani models. Low amount of coefficients of the error between Penman-Monteith model and SEBAL algorithm showed the accuracy of SEBAL model in the estimation of evapotranspiration and its parameters. The results derived from comparison of evapotranspiration and NDVI vegetation index indicated a good correlation between vegetation and evapotranspiration (R2=0. 908). Also، the variations of NDVI index، land surface temperature، and evapotranspiration in the studied fields showed that evapotranspiration increased by lower land surface temperature and higher densities of vegetation.
    Keywords: SEBAL algorithm, MODIS image, NDVI index, Land surface temperature, Penman, Monteith, Hargreaves
  • حسام سیدکابلی، علی محمد آخوندعلی، علیرضا مساح بوانی، فریدون رادمنش
    مدل های گردش عمومی (GCMs-General Circulation Models) مناسبترین ابزار برای مطالعه پدیده تغییر اقلیم شناخته شده اند. اما این مدل ها به شبیه سازی پارامتر های اقلیمی در مقیاس بزرگ می پردازند که این مقیاس ها برای شبیه سازی فرایندهایی از جمله مدل های باران-رواناب کارایی ضعیفی دارد. ازاین رو روش های مختلف ریزمقیاس نمایی ایجاد و توسعه یافتند. در این پژوهش مدل ریزمقیاس نمایی، براساس روش ناپارامتریک نزدیکترین همسایگی (K-Nearest Neighbor -K-NN) ارائه شده است. در ادامه برای ارزیابی کارایی مدل، داده های بارش روزانه برای دوره آتی (2044-2015) در ایستگاه اهواز تحت سه سناریوی تغییر اقلیم بر اساس خروجی سه مدل HadCM3، NCARPCM و CSIROMK3.5 تحت سناریوی انتشار A2 شبیه سازی شده است. نتایج نشان داد که مدل ارائه شده توانایی بالایی در ریزمقایس نمایی داده های اقلیمی دارد. همچنین برای ایستگاه اهواز احتمال وقوع رگبارها با شدت بیشتر در دوره آتی افزایش یافته در حالیکه طول دوره های خشک نیز طولانی تر خواهد شد.
    H. Seyyed Kaboli, A.M. Akhodali, A.R. Masah Bavani, F. Radmanesh
    General Circulation Models (GCMs) have been identifiedas asuitable tool for studying climate change. Butthese models simulate climatic parametersinthe large-scale which has poor performance in the simulation of processes such asrain fall-run off. There fore، several of down scaling methods were developed. This researchis presented down scaling model based onk-nearest neighbor (K-NN) non-parametric method. The modelis used to simulate daily precipitation data in Ahvaz station for the next period (2015-2044) under climate change scenarios based on out puts of three General Circulation Models، including HADCM3، NCARPC Mand CSIROMK3. 5. The results indicate that them odelhasa high capacity for down scaling data. It is predicted that the frequency of storm is increased with high intensity on future period in Ahvaz station while dry spells will be prolonged.
  • حسام سید کابلی*، علی محمد آخوندعلی

    هدف از تحقیق جاری ارزیابی روش های تلفاتی است که بر حجم رواناب و شکل آبنمود تولیدی ناشی از مدل های هیدرولوژیکی موثر می باشد. در این تحقیق با اعمال روش های تلفات پیوسته با نرخ ثابت (شاخص φ)، تلفات اولیه- پیوسته با نرخ ثابت، تلفات نسبی و SCS در مدل باران-رواناب کلارک، آبنمود های خروجی ناشی از 24 واقعه رگباری از حوضه آبریز کسیلیان محاسبه گردید. سپس ویژگی های آبنمود های محاسبه شده شامل دبی اوج، حجم رواناب و زمان اوج با همین ویژگی ها از آبنمودهای متناظر مشاهده شده، مورد مقایسه و تحلیل آماری قرارگرفتند. ارزیابی آماری تاثیر روش های تلفات مذکور بر ویژگی های آبنمود های خروجی با آماره های متوسط خطای نسبی پیش بینی، شیب خط برازش، ضریب تعیین (R2) و متوسط جذر میانگین مربعات خطا، به ترتیب منجر به نتایج برتری نسبی روش SCS، اولیه-پیوسته با نرخ ثابت، پیوسته با نرخ ثابت و نسبی گردید.

    کلید واژگان: روش های تلفات باران, کسیلیان, هیدروگراف سیل, کلارک
    H. Seyyed Kaboli, A. M. Akhond-Ali

    The aim of this study, is to evaluate the effect of loss methods application on run-off volume and hydrograph shape used by hydrologic models. In this research, four loss methods including constant loss (φ index), initial loss-loss rate, SCS and constant fraction approach were applied to be evaluated. To do this, Clark Rainfall-Runoff model was applied for 24 storm events from kasilain basin. Then, the characteristics of calculated hydrographs were compared with the same characteristics of the same observed hydrographs. The result of statistical analysis showed that methods of SCS, initial loss-loss rate, constant loss (φ index) and constant fraction loss have relative advantage respectively to be used for the mentioned basin.

    Keywords: Loss methods, Kasilian, Flood Hydrograph, Clark
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال