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 ali reza moghaddam nia

  • سعید خسروبیگی بزچلویی، آرش ملکیان*، علیرضا مقدم نیا، شهرام خلیقی سیگارودی
    سیل یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی است که هر ساله باعث تلفات مالی و جانی می شود. تخمین دبی سیلاب یکی از مهم ترین عوامل لازم جهت طراحی و اجرای سازه های آبی است. در چنین مواردی یکی از راه حل های مناسب برای برآورد دبی های حداکثر لحظه ای با دوره بازگشت های مختلف آنالیز منطقه ای سیلاب می باشد. به منظور انجام پژوهش حاضر، تعداد 55 ایستگاه آب سنجی با دوره مشترک آماری 20 ساله پس از رفع نواقص آماری برای انجام کار در نظر گرفته شدند. سپس بر اساس توزیع لوگ پیرسون نوع سوم با کمترین میزان خطا و بیشترین تعداد رتبه اول به عنوان مناسب ترین تابع برازش، مقدار دبی در دوره بازگشت های مختلف برآورد گردید. در ادامه اطلاعات مربوط به انواع متغیرهای فیزیوگرافی، کاربری اراضی، اقلیمی و زمین شناسی جمع آوری شد. پس از جمع آوری اطلاعات مربوط به کلیه متغیرهای مستقل با استفاده از آزمون گاما مهم ترین متغیرهای موثر بر دبی های حداکثر لحظه ای شامل مساحت، تراکم زهکشی، حداکثر بارندگی 24 ساعته و محیط حوزه آبخیز انتخاب و مدل سازی با استفاده از روش های مدل سازی جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان در نرم افزار R انجام پذیرفت و میزان کارایی این دو روش بر اساس نمایه های آماری ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب کارایی ناش و ساتکلیف (CE) مشخص شد. با ضریب کارایی 74 تا 83 درصد، خطای 05/3 تا 11/32 متر مکعب و ضریب تبیین 76 تا 91 نسبت به نسبت به مدل جنگل تصادفی از دقت بالاتری برخوردار می باشند.
    کلید واژگان: آزمون گاما, توزیع لوگ پیرسون نوع سوم, دوره بازگشت, دبی حداکثر لحظه ای, ماشین بردار پشتیبان}
    Saeid Khosrobeigi Bozchelui, Arash Malekian *, Alireza Moghaddam Nia, Shahra, M Khalighi
    Flood is one of the most devastating natural disasters, causing financial and human losses each year. At the same time, many rivers in Iran's watersheds lack complete and accurate statistics and information. On the other hand, estimating the flow of floods is one of the most important factors for the design and implementation of water structures. In such cases, one of the appropriate solutions to estimate the maximum flow rate with different return periods is flood analysis. In order to conduct the present study, 55 hydrometric stations with a common statistical period of 20 years were considered to perform the work after the statistical deficiencies were eliminated. Then, based on the distribution of the third type of Pearson logo with the lowest error rate and the highest number of first rank as the most suitable fit function, the amount of discharge in different return periods was estimated. The following information was collected on the types of physiography, land use, climate and geology variables. After collecting information about all independent variables using Gamma test, the most important variables affecting the maximum instantaneous flow, including area, drainage density, maximum 24-hour rainfall and watershed environment, were selected and modeled using methods. Random forest modeling and support vector modeling were performed and their efficiency was determined based on statistical indicators With an efficiency coefficient of 74 to 83%, the error of 3.05 to 32.11 m3 and the coefficient of explanation of 76 to 91 are more accurate than the random forest model.
    Keywords: Gamma test, Lo Pearson III distribution, Return period, Maximum instantaneous discharge, Support vector machine}
  • شراره رشیدی شیخ تیمور، شهرام خلیقی سیگارودی*، علیرضا مقدم نیا، خالد احمدآلی

    تخمین مولفه های چرخه آب در طبیعت از اهمیت زیادی برخوردار است که مدل سازی فرآیند ابزار مربوط به آن است. در مدل های هیدرولوژیک، دوره گرم کردن (Warm-Up) به دوره اولیه شبیه سازی اطلاق می شود که قبل از تحلیل یا دوره پیش بینی اصلی انجام می شود. به عبارت دیگر بخشی از داده ها به طور معمول قبل از استفاده در مدل، در دوره گرم کردن قرار می گیرند تا خطاهای مربوط به شرایط اولیه و نقص مدل کمتر شوند. در این تحقیق، تاثیر طول دوره آماده سازی مدل بر عملکرد آن، در دوره های واسنجی و صحت سنجی توسط بهینه سازهای مختلف در نرم افزار RRL با مدل های AWBM، Sacramento، SimHyd و TANK در حوزه آبخیز کشکان مورد بررسی قرار گرفت. در این ارزیابی از دوره های گرم کردن 5، 7 و 10 درصد ابتدای طول داده ها بدون در نظر گرفتن شرایط خشک سالی و ترسالی دوره و مقدار پیشنهادی نرم افزار (2/1 درصد کل داده ها) استفاده شد. نتایج نشان داد که به طورکلی، در مدل ها و بهینه سازهای مختلف، انتخاب 5 و 7 درصد از کل طول داده ها در دوره های واسنجی و صحت سنجی، موجب بهبود کارایی مدل نسبت به میزان پیشنهادی نرم افزار می گردد. به نظر می رسد علت اینکه دوره های طولانی تر آماده سازی باعث کاهش دقت عملکرد مدل می گردد این است که به همان میزان از طول دوره واسنجی و صحت سنجی کاسته می شود. از طرف دیگر بر اساس معیار ارزیابی نش ساتکلیف بهترین مدل برای شبیه سازی رواناب در این حوضه مدل SimHyd با روش بهینه ساز روزنبروک (واسنجی: 572/0 و صحت سنجی: 544/0) است. نتایج این تحقیق گام مهمی برای بررسی یکی از منابع عدم قطعیت در مدل های هیدرولوژیک بسته RRL است که می تواند به کاربران این نرم افزار کمک شایانی کند.

    کلید واژگان: بارش-رواناب, مدل های هیدرولوژیک, RRL, Warm-up}
    Sharareh Rashidi Sheykhteymoor, Shahram Khalighi Sigaroodi *, Alireza Moghaddamnia, Khaled Ahmadauli

    Extended AbstractIntroductionHydrological modeling is an essential tool in water resources management, and its accuracy and reliability are critical to successful design, planning, and decision-making processes. Calibration and validation are two essential processes used to evaluate the performance of hydrological models. The warm-up period is a crucial component of hydrological modeling that allows the model to reach an equilibrium state by representing the initial system conditions accurately.This study aimed to investigate the impact of the length of the warm-up period on the performance of four different hydrological models, namely AWBM, Sacramento, SimHyd, and TANK, in the Kashkan watershed. The study used different optimization methods in the RRL software package during the calibration and validation periods. The proposed warm-up periods of 5%, 7%, and 10% of the initial data length were used without considering drought and wet conditions.The findings of this study provide valuable insights into the impact of the warm-up period on hydrological modeling performance. The study showed that the length of the warm-up period does have a significant impact on model performance, with the best results obtained when the warm-up period was set to 5% or 7% of the initial data length. These findings have important implications for the design and implementation of hydrological models, as they highlight the importance of carefully selecting the warm-up period length to ensure accurate and reliable modeling results. Overall, this study adds to the body of knowledge on hydrological modeling and provides useful guidance for future research and practical applications.Materials and methodsThe Kashkan River watershed, with an area of over 9,000 hectares, was selected as the study area for this research. The Kashkan River is an important sub-watershed of the Karkheh River watershed, and daily rainfall, potential evapotranspiration, and potential evapotranspiration for the Kashkan watershed were used in this study, with a statistical period of 29 years (1988-2018). Since the rainfall-runoff process was investigated for the entire watershed, the Thiessen polygon method was used to obtain the weighted average of rainfall and evapotranspiration for the entire study area. Additionally, the Hargreaves-Samani (H-S) method was used to obtain potential evapotranspiration data.The data used in this study were divided into two parts, training and testing, based on trial and error and a review of sources. The training data accounted for 70% of the total data, while the remaining 30% was used for testing. The AWBM, Sacramento, SimHyd, and TANK models in the RRL software package were investigated, along with seven optimization methods using the Nash-Sutcliffe objective function.The findings of this study provide insights into the application of different hydrological models and optimization methods in the Kashkan River watershed. The study highlights the importance of accurately representing initial system conditions during modeling and the impact of the length of the warm-up period on model performance. These findings have important implications for water resource management, particularly in the design and implementation of hydrological models for the Kashkan River watershed and other similar regions.Results and DiscussionThis study examined the influence of different durations for the warm-up period on the calibration and validation of RRL software package models. Seven optimization methods and the Nash-Sutcliffe criterion were utilized in the analysis. Specifically, the warm-up phase of the software, which constitutes the initial segment of the statistical period, was investigated during the calibration and validation processes. Durations of 5%, 7%, and 10% were selected from the onset of the statistical period. The study involved conducting over 4000 iterations for all the examined models and optimizers.Given the characteristics of the optimizers, up to 5 iterations were performed for each optimizer in each model. The resulting average NSE value (Nash-Sutcliffe Efficiency) was analyzed and examined.The findings indicate that, on average, configuring the warm-up period to account for 5% and 7% of the complete dataset in the calibration and validation processes enhances the efficiency of the model compared to the recommended period suggested by the software. However, it is important to note that the outcomes may vary depending on the specific problem and prevailing conditions. Therefore, these results should be interpreted cautiously and in conjunction with other factors. Overall, this study offers a practical guideline for selecting an appropriate warm-up duration in the calibration and validation of RRL software package models.

    Keywords: Rainfall-runoff, Hydrological models, RRL, Warm-up}
  • ملیحه راهواره، بهارک معتمدوزیری، علیرضا مقدم نیا، علی مریدی

    در تحقیق حاضر برای بررسی اثر تغییر اقلیم بر خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیکی در حوزه آبخیز زرینه رود، از خروجی مدل گردش عمومی HADGEM2-ES و مدل ریزمقیاس نمایی CCT تحت سناریوهای انتشار RCP2.6 و RCP8.5 برای دوره آینده 20252049 استفاده شد. برای ارزیابی خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی به ترتیب از شاخص بارش استانداردشده (SPI) و شاخص رواناب استانداردشده (SRI) طی دوره پایه (19902018) و آینده در مقیاس زمانی سالانه استفاده شد. برای محاسبه مقادیر SPI در دوره آینده از داده های بارش شبیه سازی شده بر اساس مدل گردش عمومی استفاده شد. شاخص SRI بر اساس رواناب شبیه سازی شده توسط مدل SWAT برای دوره پایه محاسبه شد. در ادامه با معرفی نتایج ریزمقیاس شده مدل گردش عمومی به مدل SWAT، شاخص SRI برای دوره آینده شبیه سازی گردید. میانگین نتایج مدل CCT نشان داد که حداکثر و حداقل دما در دوره آینده 5/1 تا 5/3 درجه سانتی گراد افزایش می یابد و بارش سالانه 6/3% افزایش تحت RCP 2.6 و 9/2% کاهش تحت RCP 8.5 را نشان داد. بر اساس مقادیر مربوط به شاخص SPI و SRI سالانه، میانگین شدت خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی حوضه در آینده به ترتیب 17 و 38% نسبت به دوره پایه افزایش خواهد یافت. همچنین نتایج RCP 8.5 نسبت به RCP 2.6 شدت خشکسالی بیشتری را نشان می دهند.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم, خشکسالی, زرینه رود, SPI, SRI}
    Maliheh Rahvareh, Baharak Motamedvaziri, Alireza Moghaddamnia, Ali Moridi
    Introduction

    Affecting the hydrologic cycle, climate change may increase the chances of natural hazards occurrence, including drought, which is considered as one of the most destructive types of such hazards. On the other hand, considering the increasing trend of global temperature and its impact on local climates, climate change is predicted to alter the frequency and intensity of extreme events such as drought. Meanwhile, General Circulation Models (GCMs) have been used in recent decades to predict future climate changes under different emission scenarios, and various drought monitoring indicators have been developed to assess drought. Zarrineh River basin is regarded as one of the main sub-basins supplying the inflow of water to Lake Urmia, which is threatened by numerous long-term droughts. Therefore, as the drying of the lake may bring about a wide range of economic, social, and environmental consequences for the region, monitoring drought and implementing water resources management programs play pivotal roles in preventing the lake to get dried.

    Material and methods

    Located northwest of Iran, Zarrineh River basin covers an area of 12512 km2, being bounded by Iranian West and East Azerbaijan provinces and the Kurdistan province. This study used the meteorological data, including precipitation rate, and minimum and maximum daily temperature collected from four synoptic stations during the 1990-2018 period to simulate runoff. Also, the monthly runoff rate was collected from five hydrometric stations during the 1996-2017 period to calibrate and validate the SWAT model. Moreover, the data obtained from the general circulation model (HADGEM2-ES) and statistical downscaling methods (CCT) were used to simulate precipitation and temperature under RCP2.6 and RCP8.5 emission scenarios for the future period (2025-2049). Finally, the SPI was applied to evaluate the meteorological drought in the base and the future periods, and the SRI obtained from the outputs of the SWAT model was used to evaluate the hydrological drought.

    Results

    The data collected from five hydrometric stations were parameterized and calibrated on discontinuous stream networks. Accordingly, it was found that the R2 values varied from 0.52 and 0.70 for calibration and from 0.44 to 0.73 for validation. However, the NSE values varied from 0.52 to 0.64 for calibration and from 0.42 to 0.64 for the validation stage. Moreover, the model’s outputs were found to be satisfactory for most hydrometric stations, indicating the applicability of the SWAT model to the ZRB. On the other hand, based on the CCT model under the RCP8.5, the results of temperature and precipitation variations throughout the 2025-2049 period indicated that compared to the observation period, annual precipitation would decrease by 2.9% in the future period, and the annual minimum and maximum temperature rates would increase by 2.4°C and 3.6°C, respectively. Furthermore, the analysis of the annual temperature and precipitation changes under the RCP2.6 revealed that compared to the observation period, the precipitation rate would increase by 3.6%, and the annual minimum and maximum temperature would increase by 1.8°C and 3°C, respectively. Moreover, the results of the SPI analysis for the future period under the RCP8.5 indicated the occurrence of the extreme drought event. However, while the frequency of severe drought did not change significantly for the future period under both scenarios, the frequency of moderate drought decreased for the future period compared to the base period. On the other hand, the most extreme hydrological drought in terms of the SRI was observed in basin 9 during the base period (equal to -3.02). It was also found that the most hydrological drought occurred in basins 10 and 2 throughout the base period. Furthermore, the most extreme hydrological drought for the future period was found as -4.13 in sub-basin 8 under the RCP8.5, which is greater than that of the base period. Discussion and

    conclusion

    The results suggested the satisfactory applicability of the SWAT model for simulating runoff in Zarrineh River basin, as the model considers almost all the physical conditions of the basin for the simulation process, possessing a wide variety of inputs to do so. The results of the analysis of temperature changes for the future period showed that the average minimum and maximum annual temperature would increase in the basin. Moreover, the results of the analysis of annual temperature and precipitation changes under the RCP2.6 revealed that compared to the observation period, the precipitation rate would increase by 3.6%, and the annual minimum and maximum temperature rate would increase by 1.8°C and 3°C in future, respectively. On the other hand, according to the results of SPI and SRI analysis for the future period, it was found that the intensity of meteorological and hydrological drought would increase on average in the basin under both scenarios (RCP2.6 and RCP8.5). Also, the results of the RCP8.5 suggested the possibility of a more severe drought compared to the RCP8.5. Considering an increase in minimum and maximum temperature found for the future period, we can expect an increase in the evaporation rate, probably leading to an increase in the severity of drought and a decrease in water resources of the Zarrineh River basin, which, in turn, will reduce the discharge of the basin’s water flow to the Urmia Lake.

    Keywords: Climate Change, Drought, Zarrineh River Basin, SPI, SRI, SWAT}
  • مریم سادات جعفرزاده، علیرضا مقدمنیا*، عطاءالله جودوی، آزاده احمدی

    منابع آب ناسالم و باکیفیت پایین با تاثیر بر روی سلامتی انسان، ممکن است منجر به بسیاری از بیماری های حاد و خطرناک شود. بنابراین مدیریت منابع آب خصوصا آب های زیرزمینی که از منابع اصلی آب مصرفی در شهرها و روستاها می باشد، بسیار حایز اهمیت و توجه است. در مطالعه حاضر، داده های کیفیت آب های زیرزمینی دشت یزدکان جهت بررسی کیفیت حاضر آب های زیرزمینی در منطقه مطالعاتی، برای دوره دو دهه اخیر (1400- 1380) جمع آوری و موردبررسی قرار گرفت. به این منظور از روش های ترسیمی و شاخص های ارزیابی کیفی استفاده شد. طبق نتایج، کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت یزدکان، با تیپ کلی بی کربنات منیزیم، ازنظر TDS، در طبقه متوسط یا نامناسب برای شرب (بیش از 1000 میلی گرم بر لیتر) ارزیابی شد. بر اساس نمودار پایپر، خطر شوری زیاد مشاهده شد. بر اساس نمودار شولر نیز این آبخوان در کلاس "نامناسب و با طعم نامطبوع" قرارگرفته است. مقادیر شاخص های نفوذپذیری، کلی، خطر منیزیم، نسبت جذب سدیم، درصد سدیم و باقیمانده کربنات سدیم نیز به ترتیب 48/1، 0/5، 77/7، 10-3×492، 28/6 و 3 محاسبه شدند که نشان دهنده خطر بالای منیزیم و باقیمانده کربنات سدیم بوده ولی ازنظر شاخص های نفوذپذیری، کلی و درصد سدیم، در کلاس مناسب مشاهده گردید. با نظر به وضعیت نه چندان مناسب کیفیت آب های زیرزمینی این آبخوان، نیازمند برنامه ریزی دقیق در جهت پیشگیری از بدتر شدن وضعیت موجود و در مرحله بعدی ارایه راهکارهایی در جهت اصلاح کیفیت این آبخوان می باشد.

    کلید واژگان: آبخوان یزدکان, روش های ترسیمی, شاخص های کیفی آب, کیفیت آبخوان, قره سو}
    Maryam Sadat Jaafarzadeh, Alireza Moghaddamnia *, Ataollah Joodavi, Azadeh Ahmadi

    Unhealthy and low-quality water resources, by affecting human health, may lead to many acute and chronic diseases. Therefore, water resources management, especially groundwater, which is one of the main sources of water used in cities and villages, is very important. In the present study, groundwater quality data of Yazdekan plain were collected and analyzed to investigate the existing situation of the groundwater for the last two decade (2001-2021). For this purpose, graphical methods (Piper, Schuler, Durov and Stiff diagrams and anionic / cationic time series) and some of qualitative evaluation indices (permeability and Kelly indices, SAR and Magnesium Hazard, sodium percentage and sodium carbonate residue) were used. According to the results, the water type of the Yazdekan Plain groundwater, evaluated magnesium bicarbonate and according to the TDS amount, was evaluated as unsuitable for drinking. Based on the Piper diagram, high salinity was observed. According to Schuler's diagram, this aquifer is classified as "unsuitable for drinking". The values of the indices were calculated as PI:48.1, KI:0.5, MH:77.7, SAR:492×10-3, Na%:28.6 and RSC:3, which indicate the high risk of magnesium and sodium carbonate residue, but in terms of permeability, potassium and sodium percentage, was observed in the appropriate class. Considering the not very desirable condition of this aquifer quality, there is a need for detailed planning to prevent the deterioration of the existing situation and in the next step to provide solutions to improve the quality of this aquifer.

    Keywords: Aquifer quality assessment, Graphical methods, Water quality indices, Qarasu river, Yazdekan aquifer}
  • عصمت الله قلجایی، شهرام خلیقی سیگارودی*، علیرضا مقدم نیا، آرش ملکیان
    برآورد قابل اعتماد بارش یکی از ضروری ترین نیازها در مدیریت منابع آب است. با این حال، در بسیاری از نقاط جهان، به ویژه ایران کمبود زمانی و مکانی داده های بارش بسیار محسوس است. لذا استفاده از اطلاعات ماهواره ای یکی از راهکارهای جبران کمبود اطلاعات می باشد. هدف از این پژوهش، مقایسه دقت اطلاعات بارش دو محصول TRMM-3B42 و PERSIANN-CDR در مقیاس روزانه است. محصولات این دو ماهواره بصورت رایگان در پیکسل سایز 0.25 درجه و روزانه در دسترس است. برای اینکار از بارندگی روزانه 12 ایستگاه در دامنه های جنوبی البرز در یک دوره آماری 2014-2000 استفاده شد. نتایج نشان ارجحیت این دو محصول ماهواره ای در پارامترهای آماری مختلف یکسان نیست، بطوریکه CDR و 3B42 به ترتیب 100% و 25% تعداد وقایع بارش را بیشتر از ایستگاه ها برآورد کرده اند. همچنین ماهواره PERSIANN نسبت به 3B42 بطور قابل توجهی از نظر پارامتر های RMSE, POD و CSI برتری دارد ولی در مقابل از نظر پارامتر های Bias و FAR ضعیفتر است. لذا انتخاب محصول ماهواره ای مورد نظر باید بر اساس پارامتر مورد توجه صورت گیرد.
    کلید واژگان: بارندگی, ارزیابی خطا, 3B42 V7, CDR, دامنه های جنوبی البرز}
    Esmatullah Ghaljaee, Shahram Khalighi-Sigaroodi *, Alireza Moghaddam Nia, Arash Malekian
    Reliable estimation of precipitation is one of the most essential needs in water resources management. However, in many parts of the world, especially in Iran, the lack of time and place of rainfall data is very noticeable. Therefore, the use of satellite information is one of the ways to compensate for the lack of information. The purpose of this research is to compare the accuracy of rainfall information of TRMM-3B42 and PERSIANN-CDR products on a daily scale. The products of these two satellites are available daily for free in the pixel size of 0.25 degrees. The daily rainfall of 12 stations in the southern slopes of Alborz in a statistical period of 2000-2014 was used. The results show that these two satellite products are not the same in different statistical parameters, so that CDR and 3B42 have estimated 100% and 25% more rainfall events than the stations, respectively. Also, PERSIANN satellite is significantly superior to 3B42 in terms of RMSE, POD and CSI parameters, but on the other hand, it is weaker in terms of Bias and FAR parameters. Therefore, the selection of the desired satellite product should be based on the proper parameters.
    Keywords: Daily Precipitation, Satellite precipitation products, TRMM-3B42, PERSIANN-CDR, Middle Alborz}
  • صادق دلفاردی، علی سلاجقه*، علیرضا مقدم نیا، محمد دانش یزدی، حسین هاشمی
    یکی از ورودی های اصلی مدل های هیدرولوژیکی نقشه شیب و متناسب آن نقشه شبکه آبراهه ای با دقت مناسب و بر اساس خصوصیات فیزیکی مدل مورد استفاده است. هدف از انجام این مطالعه، بررسی کارایی ابزار بسته priorityFlow در پردازش داده توپوگرافی با هدف بهبود استخراج نقشه شیب در حوضه فاریاب شرقی بوده است. بسته priorityFlow یک ابزار در محیط برنامه نویسی R است که هدف آن تولید نقشه شیب صحیح و تشکیل شبکه آبراهه های پیوسته و منطبق با شبکه آبراهه ای مشاهده ای است. برای پردازش نقشه رقومی ارتفاع و تهیه نقشه شیب، سه فایل ورودی شامل نقشه رقومی ارتفاع، نقشه معرف مرز حوزه آبخیز و نقشه معرف شبکه آبراهه های مشاهده ای منطقه مطالعاتی، مورد استفاده قرار گرفت. پس از تولید نقشه شیب با استفاده از این بسته، نتایج به دست آمده با خروجی های حاصل از سایر ابزارهای سنتی موجود در مدل هیدرولوژیکی پارفلو مقایسه شدند. به طور مشخص، نقشه شبکه آبراهه های مربوط به دو نقشه شیب توسط مدل پارفلو تحت شرایط نفوذپذیری بسیار کم سطح دامنه استخراج شدند و با شبکه آبراهه ای مشاهده ای حوضه مطالعه مقایسه شد. نتایج حاصل نشان داد که نقشه شیب تولیدی توسط ابزار بسته priorityFlow منجر به تولید شبکه آبراهه دقیق تر و منطبق بر شبکه آبراهه واقعی حوضه فاریاب شرقی شده است. همچنین، این بسته نرم افزاری قادر است نقشه شیب با دقت بهتر و بر پایه ارتباطات غیر قطری و در امتداد سطوح سلولی موجود در نقشه رقومی ارتفاع را در منطقه مطالعه تولید نماید.
    کلید واژگان: پردازش توپوگرافی نقشه رقومی ارتفاع, ارتباطات غیر قطری, خصوصیات فیزیکی مدل پارفلو, حوضه فاریاب شرقی, شبکه آبراهه پیوسته}
    Sadegh Dalfardi, Ali Salajegheh *, Alireza Moghaddam Nia, Mohammad Danesh Yazdi, Hossein Hashemi
    Accurate slope map and the governing river network of a river basin are key inputs of hydrologic models. The purpose of this study was to investigate the effectiveness of the PriorityFlow tool in topographic data processing with the aim of improving slope map extraction in the eastern Faryab Basin. PriorityFlow is a tool in the R programming environment, which aims to generate the correct slope map and to form a network of continuous pathways that matches the observed river network. To process the digital elevation model and prepare the slope map, three input files were used, including the digital elevation model, the representative map of the watershed and the representative map of the observed river network of the study area. After producing the slope map using this package, the obtained results were compared with the outputs obtained from other traditional tools available in the Parflow hydrological model. Specifically, the river network map related to the two slope maps were extracted by the Parflow model under the condition of very low permeability of the domain surface and compared with the observed river network of the study basin. The results showed that the slope map produced by the PriorityFlow tool has led to the production of a more accurate river network that matches the real river network of the eastern Faryab basin. Also, this software package is able to produce the slope map with enhanced accuracy and based on non-diagonal connections along the cell levels in the digital elevation model of the study area.
    Keywords: Topographic processing of digital elevation model, Non-diagonal connections, Parflow physical attributes, East Faryab basin, Connected River network}
  • مریم هاشمی، اکرم الملوک لاهیجانیان*، مظاهر معین الدینی، علیرضا مقدم نیا، رضا ارجمندی

    هدف پژوهش بررسی نحوه مدیریت محیط زیست شهری در منطقه 22 شهرداری تهران در جهت ارایه الگویی جامع و ارتقا آن می باشد. پژوهش از حیث هدف، کاربردی و از حیث روش تحلیلی- توصیفی است، لذا در جمع آوری داده ها از منابع داخلی و خارجی و در مرحله پیمایش، از طریق پرسشنامه از 20 نفر از نخبگان مدیران خبره حوزه مدیریت زیست شهری استفاده شده است. مدل اجرایی برنامه ریزی راهبردی پژوهش برگرفته از مدل مدیریت راهبردی فرد. آر. دیوید می باشد و در مرحله تصمیم گیری، از ماتریس QSPM بهترین راهبردها برای اجرا به کار گرفته شد. ارایه الگویی جامع و متناسب با محیط زیست منطقه 22 شهرداری تهران که قادر به تعیین نقاط ضعف مدیریت شهری و ارایه استراتژی جهت ارتقا آن می باشد، از نوآوری مطالعه حاضر می باشد. با توجه به یافته های پژوهش و کسب نمره نهایی کمتر از 5/2 مشخص گردیده در مدیریت محیط زیست شهرداری منطقه 22 تهران، از قوت ها و فرصت های به دست آمده برای غلبه برضعف ها و تهدیدها به درستی استفاده نشده است و نوع راهبرد، تدافعی است. نتایج نشان داد، سه راهبرد «ارزیابی عرصه های نیازمند حفاظت محیط زیست»، «اصلاح بسترهای حقوقی و نهادی» و «اصلاح ساختار سازمانی و مدیریت یکپارچه شهری» با بیشترین امتیازات، از مهم ترین راهبردهای ارتقا مدیریت محیط زیست این منطقه بوده است.

    کلید واژگان: مدیریت محیط زیست شهری, ارتقا, بیانیه چشم‎انداز, راهبرد, ماتریس برنامه ریزی راهبردی کمی}
    Maryam Hashemi, Akramolmoluk Lahijanian *, Mazaher Moeinaddini, Alireza Moghaddamnia, Reza Arjmandi

    The purpose of the study is to investigate how urban environmental management in the district 22 of Tehran in order to provide a comprehensive model and improve it. The research is applied in terms of purpose and analytical-descriptive in terms of method, so in collecting data from internal and external sources and in the survey phase, 20 elite expert managers in the field of bio-urban management were used through a questionnaire. Executive model of strategic research planning derived from individual Fred.R.David `s strategic management model and the QSPM matrix was used to execute the decision making process. Presenting a comprehensive and environmental model with the environment of the 22nd district of Tehran municipality, which is capable of determining the weak points of urban management and providing a solution to improve it, is one of the innovations of this article. According to the findings of the research and the final score of less than 2.5 determined in the environmental management of the municipality of district 22 of Tehran, the strengths and opportunities obtained to overcome the disadvantages and threats have not been properly used and the type of strategy, defensive. The results showed that three strategies, “Evaluation of Areas Requiring Protection”, “Reforming Legal and Organizational backgrounds, Reforming Organizational Structure and Integrated Urban Management are the most important Promotion strategies for urban management.

    Keywords: Urban Environmental Management, promotion, Statement Vision, Strategy, QSPM Matrix}
  • حسین امامی، علی سلاجقه*، علیرضا مقدم نیا، شهرام خلیقی سیگارودی، ابوالحسن فتح آبادی
    بارش یکی از مهمترین ورودی ها در مدل سازی رواناب است. وجود داده های بارش با دقت زمانی و مکانی مناسب، برای حوزه های آبخیز با ایستگاه های باران سنجی اندک و پراکنده، بسیار مهم و ضروری است. در حال حاضر ماهواره های اقلیمی از منابع مهم در برآورد بارش هستند. در این پژوهش، ابتدا کارایی داده های بارش ماهواره TRMM در سری زمانی ماهانه حوزه آبخیز چهل چای با استفاده از شاخص های آماری R2، RMSE، NSE و Bias از طریق مقایسه با داده های بارش ایستگاه های باران سنجی (مشاهده شده) مورد ارزیابی قرار گرفت که مقدار این شاخص های آماری به ترتیب 0.54، 22.70، 0.44 و 14.86- به دست آمد. با توجه به مقدار ضریب تبیین (R2)، می توان نتیجه گرفت که ماهواره TRMM توانسته 0.54 بارش مشاهده شده را برآورد کند. در گام بعدی به منظور برآورد رواناب ماهانه از سه مدل داده مبنا شامل MLP، ANFIS و SVR استفاده شد. دو نوع ترکیب ورودی به مدل های داده مبنا شامل: 1) داده های بارش مشاهده شده در گام های زمانی t و 1-t و رواناب در گام زمانی 1-t و 2) داده های بارش ماهواره ای در گام های زمانی t و 1-t و رواناب در گام زمانی 1-t انتخاب شد. برای مقایسه میزان دقت و خطای مدل ها از R2 و RMSE مرحله صحت سنجی استفاده شد که مدل ANFIS با مقدار R2 و RMSE به ترتیب برای ترکیب ورودی نوع اول 0.80 و 0.97 و همچنین، برای ترکیب ورودی نوع دوم  0.78 و 1.02 به عنوان مدل منفرد مناسب در منطقه مورد مطالعه برای برآورد رواناب انتخاب شد. از روش میانگین گیری وزنی در رویکرد ترکیب داده ها به منظور مدل سازی و ارایه یک مدل ترکیبی داده مبنا استفاده شد که این مدل ترکیبی داده مبنا باعث بهبود مقادیر0.81= R2 و 4.85- =Bias برای ترکیب ورودی نوع اول و همچنین، بهبود مقدار 0.79=R2 برای ترکیب ورودی نوع دوم شد و این روش ضعف مدل های منفرد را پوشش داده است.
    کلید واژگان: شاخص های آماری, مدل های داده مبنا, روش میانگین گیری وزنی, رویکرد ترکیب داده, TRMM}
    Hossein Emami, Ali Salajegh *, Alireza Moghaddamnia, Shahram Khalighi, Abolhassan Fathbabadi
    Precipitation is of the most important inputs of runoff modeling. The availability of precipitation data with appropriate temporal and spatial accuracy is very important and necessary for watersheds with small and scattered rainfall stations. Nowadays, climatic satellites are practical and widely-used tools in precipitation estimations. In this study, first the efficiency of TRMM satellite precipitation data in the monthly time series of Chehelchai Watershed was evaluated using R2, RMSE, NSE and Bias statistical indices by comparing the precipitation data of rain gauge stations (observed)  and the values of these statistical indices were 0.54, 22.70, 0.44 and -14.86, respectively. Considering the value of the coefficient of determination (R2), it can be concluded that the TRMM satellite was able to estimate the 0.54 of observed precipitation. In the next step, three base data models including MLP, ANFIS and SVR were used to estimate the monthly runoff. Two different input scenarios were selected :1) observed precipitation data in t and t-1 time steps and runoff in t-1 time step and 2) satellite precipitation data in t and t-1 time steps and runoff in t-1 time step. To compare the accuracy and error of the models, R2 and RMSE of the validation stage were used. The ANFIS model with the values of R2 and RMSE were 0.80 and 0.97 for the first type input combination and 0.78 and 1.02 for the second type input combination, respectively, as the suitable single model for estimating runoff in the study area were selected. Then weighted-mean method was used in the data fusion approach to provide a data driven combination model for each combination of inputs into the model in the studied watershed. This data fusion approach data-driven model improved the values (R2=0.81) and (Bias=-4.85) for the first type input combination and also improved the value (R2=0.79) for the second type input combination.
    Keywords: Data-driven models, Data fusion approach, Statistical indices, TRMM, Weighted-mean method}
  • شبنم وکیلی*، علیرضا مقدم نیا

    مهم ترین مشکل در برآورد سیلابها ، نبود آمار کافی و در نتیجه عدم ارزیابی مناسب مقدار جریان می باشد. یکی از روش های برآورد سیلاب در این حوضه ها، استفاده از روش مدل سازی هیدرولوژیک است. از این رو، در این مطالعه به مدل سازی سیلاب رودخانه شاه بهرام با ایستگاه آب سنجی نازمکان واقع در استان کهکیلویه و بویر احمد با HEC-HMS و مقایسه آن با روش های مختلف براورد سیلاب  (روش تحلیل منطقه ای سیلاب و روش های تجربی دیکن، فولر،کریگر و فرانکو-رودیر) پرداخته شد. مدل هیدرولوژیک HEC-HMS نتایج بهتری با درصد خطای کمتری (بیشترین مقدار 10.51 با دوره بازگشت1000سال و کمترین مقدار 2.72 با دوره بازگشت 5 سال) نسبت به روش های تجربی و تحلیلی ارایه داد. بیشترین خطا مربوط به روش دیکن با دوره بازگشت 1000 و مقدار 86.85 درصد و کمترین خطا در بین روش های تجربی مربوط به روش فولر با مقدار 3.44 درصد و دوره بازگشت 500 سال و روش تحلیل منطقه ای با 3 درصد خطا با دوره بازگشت 5 سال می باشد. بنابراین، به دلیل استفاده مدل نیمه توزیعی HEC-HMS  از پارامترهای بارش و مساحت با واسنجی مناسب می توان از این مدل نتایج با دقت بیشتری گرفت.

    کلید واژگان: تحلیل منطقه ای سیلاب, رو ش های برآورد سیلاب, سیلاب حداکثر روزانه و لحظه ای, مدل سازی بارش-رواناب, HEC-HMS}
    Shabnam Vakili*, Alireza Moghaddamnia

    The most important problem in estimating floods is the lack of sufficient statistics and consequently the lack of evaluation of the appropriate amount of flow. One of the flood estimation methods in these basins is the use of hydrological modeling. In this study, Shahbahram river flood modeling was performed with Nazmkan hydrometric station located in Kohkiluyeh Boyer-Ahmad province with HEC-HMS and its comparsion with different flood estimation methods (regional flood analysis and Dicken, Fuller, Creager and Francou- Rodier methods). The HEC-HMS hydrological model presented better results with a lower error rate (maximum value of 10.51 with a return period of 1000 years and minimum value of 2.72 with a return period of 5 years) compared to experimental and analytical methods. The highest error is related to Dicken method with return period of 1000 and the value of 86.85 percent and the lowest error among experimental methods is related to Fuller method with 3.44 percent and return period of 500 years and regional analysis method with 3 percent error with return period of 5 years. Therefore, due to the use of HEC-HMS semi-distributed model of precipitation and area parameters with appropriate calibration, more accurate results can be obtained from this model.

    Keywords: Flood estimation methods, HEC-HMS, Maximum daily, instantaneous flood, Rainfall-Runoff modeling, Regional flood analysis}
  • شبنم وکیلی*، علیرضا مقدم نیا

    وجود سازه ها در مسیر رودخانه مانند پل، بند، اعیانی ها و... باعث تغییر خصوصیات هیدرولیکی جریان رودخانه شده و تغییر در این خصوصیات جریان ممکن است بستر رودخانه را تغییر دهد. در پژوهش حاضر، اجرای مدل هیدرولیکی رودخانه ولیان و نتایج حاصل از آن و نقش پل ها (چندار، اسکول دره، آجین دوجین و ولیان) در شرایط طبیعی بستر مورد بررسی قرار گرفته است. با در اختیار داشتن نقشه های توپوگرافی با دقت مناسب (مقیاس 1:500) و نرم افزارهای GIS شامل ARCGIS-GEORAS و امکان ساخت مدل GIS از این محدوده مطالعاتی، از مدل ریاضی HEC-RAS استفاده شد. رودخانه مورد مطالعه در شرایط طبیعی و در وضعیت موجود (وجود سازه ها)، برای سیلاب های با دوره بازگشت های مختلف 2، 33/2، 5، 10، 25، 50، 100، 200، 500 و 1000 مدل گردید. نتایج نشان داد که وجود پل ها  بیشترین تاثیر روی مساحت مقطع عبوری جریان (6/11%) و عرض سطح آزاد آب (5/16%) و کمترین تاثیر روی سطح ارتفاع آب و تراز گرادیان انرژی (حدود صفر درصد) دارند. عدد فرود و سرعت جریان در تمام پل ها به جز پل ولیان کاهش داشته است. ارتفاع گرادیان انرژی متغیر بوده است. کمترین تغییرات مربوط به سطح ارتفاع آب، گرادیان انرژی و بیشترین اختلاف مربوط به پارامتر عرض سطح آب و مساحت است.  با توجه به نتایج حاصل از خصوصیات هیدرولیکی با دوره بازگشت 25 ساله برای اتخاذ تصمیمات مدیریتی لازم، پیشنهاد گردید پل اسکول دره به دلیل بیشترین تغییرات در سطح مقطع جریان و عرض سطح آب در اولویت اول و پل ولیان در اولویت آخر مدیریتی قرار گیرند.

    کلید واژگان: دوره بازگشت, عرض سطح آزاد آب, مدل هیدرولیکی رودخانه}
    Shabnam Vakili*, Alireza Moghaddamnia
    Introduction

    As the main source of water and life for humans and other creatures, rivers may sometimes bring about destruction and irreparable damage. Therefore, it is necessary to study the hydraulic properties of the flow and the riverbed’s area to set a safe zone for human activities around it. On the other hand, constructions built along the river’s route such as bridges, weirs, superstructures, etc. alter the river flow’s hydraulic behavior, which, in turn, could make changes in the riverbed. Thus, this study sought to examine the implementation of a hydraulic model of the Valian River and its results and to investigate the role of bridges (Chandar, Eskol Darreh, Ajin Dojin, and Velian) in the riverbeds' natural conditions. The study area for designating the river’s bed limit and riparian zone included the upstream of Eskol Darreh village, all the routes which pass along the Eskol Darreh, Velian, Ajin Dojin, Khorvin, and Chandar villages, and finally, the entrance of Kordan River at the downstream of Chandar village. The length of the main river is about 17.5 km, whose upstream coordinates located, according to the UTM coordinate system, at 485090 east and 3990600 north, and its downstream coordinates are located at 481050 east and 3977000 north.

    Material and Methods

    To simulate the river under study, hydraulic parameters were taken into account, including the flood discharge with different return periods, Manning coefficient, the river’s geometry in the form of cross sections, and the data regarding the constructs built along the river’s route. Moreover, the flow’s hydraulic conditions were simulated and the necessary hydraulic analysis over the studied periods was performed using the HEC-RAS model. According to the applicable laws, the flood zone is designated under the river’s natural conditions in terms of 25-year flood discharge. In this study, the final riverbed’s limit was designated by identifying the hydraulic bed and considering the effect of morphological, legal, riverbed land use, and socio-economic studies. The riparian zone is normally located at a certain distance away from the riverbed, which was considered 4 meters for the Valian River. Also, the water surface profile was calculated for the constant flow mode according to the standard step-wise method using the Hec_Ras software. The calculations were performed based on solving one-dimensional energy equations (Bernoulli equation). The Manning equation was also used to calculate the energy loss in successive periods. Furthermore, other types of losses such as the periods’ expansion and contraction coefficients were taken into account, and the momentum equation when applied for periods when fast variable currents occurred (in mixed currents, including a combination of supercritical and subcritical currents, hydraulic jump, the current passing through the bridges’ underpasses and the junction of branches, etc.). In addition, this model can also analyze the effects of river-related constructs such as bridges, culverts, weirs, lateral weirs, and organizing constructs discussed in this study. Taking the possibility of developing a GIS model for the study area, By having and according to the width of the river bank mapping, some cross sections were prepared along the river from the main route and the flood plain, designated at certain distances away from each other based on the mapping of the river’s edges using topographic maps with appropriate accuracy (scale 1: 500) and GIS software, including the GeoRas and the ArcGIS software.

    Results

    Zoning the floods in the Valian River with different return periods, this study compared the natural conditions of the river before and after the construction of bridges using a one-dimensional HEC-RAS model. The studied river was modeled in its current status under its natural conditions for floods with different return periods, including the 2, 2.33, 5, 10, 25, 50, 100, 200, 500, and 1000-year periods. The study’s results suggested that the constructed bridges had the greatest influence on the water’s cross-section flow and surface width, and the slightest effect on the water’s level and the balance of energy gradient. According to the results of the analysis performed on floods with a 25-year return period, it is recommended that due to its greatest amount of alterations at the cross-section current and the water’s surface width, Eskol Darrah's bridge be considered the highest priority in terms of management decisions and that the Valian bridge be the last priority in this regard.

    Discussions and Conclusion

    When trying to designate the final riverbed’s limit for the Valian River in the study area, it was found that the trenching nature of the river’s bank, the alteration of the riverbed’s limit to facilitate the installation of rappers, the narrowed cross-section of the river, and the erosion potential had changed the river’s flood zone under its natural conditions. The results of water level analysis indicated that with an increase in return periods, the river’s flow rate and the flood level increased. Moreover, it was found that compared to natural conditions with a 25-year return period, the river’s longitudinal profile increased at its current status at the bridges due to the increase in the narrowness of the river’s cross-section. On the other hand, as the flow’s section has been narrowed at the bridges, eighter end of the bridges has been eroded and the water level has increased there. Moreover, the comparison of the natural and current conditions of the areas surrounding the bridges revealed that the Froude number has decreased with the changes made in the flow’s velocity and an increase in the water depth. Moreover, the presence of bridges in the flow’s route has led to an increase in free flow’s width and surface, and a decrease in the Froud number and the flow’s velocities in the 25-year return period. However, all of these parameters vary for the Valian bridge. Therefore, considering minor differences between the parameters in natural versus current conditions of the bridge, it appears that eighter the bridge has no influence on the flow’s characteristics or its modeling is erroneous. Taking the slight difference between parameters derived from modeling the bridge under natural and current conditions, the greatest and slightest effect of the bridge on the hydraulic parameters was found in the Eskol Darrah bridge and the Valian bridge, respectively. Furthermore, the highest amount of difference in the flow level was observed in the Eskol Darrah bridge (53.67), and lowest amount water level was found in the Valian bridge.

    Keywords: The River’s Hydraulic Model, Return Period, Free Water Surface Width}
  • محمد فرید لطیفی، آرش ملکیان*، علیرضا مقدم نیا، حسین آذرنیوند، سید یحیی رحیم صفوی

    هدف اصلی این پژوهش، تدوین راهبرد و اولویت بندی راهبردهای مربوط به الگوهای سازگاری با کم آبی و خشکسالی در حوضه آبخیز دریاچه ارومیه با استفاده از روش SWOT و تکنیک QSPM است. این تحقیق از نظر ماهیت کاربردی و از نظر روش مطالعه، توصیفی- تحلیلی محسوب می شود. بدین منظور با استفاده از داده های به دست آمده، ابعاد چهارگانه مدل SWOT مشخص شده و برپایه نتایج به دست آمده، راهبردهایی برای وضعیت های مختلف تعیین شد و در نهایت با استفاده از ماتریس برنامه ریزی کمی QSPM هر یک از راهبردها با استفاده از مولفه های چندگانه ارزیابی و سنجش شد. نتایج نمره به دست آمده از ماتریس ارزیابی عوامل داخلی و خارجی به ترتیب 394/0 و 776/2 است. تحلیل همزمان ماتریس های عوامل داخلی و خارجی، وضعیت کلی راهبردهای در نظر گرفته شده برای الگوی سازگاری با کم آبی و خشکسالی را در حالت راهبرد های WO یعنی راهبردهای محافظه کارانه نشان داد. همچنین سنجش کمی راهبردها نشان داد که از بین راهبردهای تدوین شده، اعمال مدیریت یکپارچه با اصلاح ساختار تقسیمات کشوری براساس طراحی و استقرار سامانه تصمیم یار مدیریت جامع حوضه آبخیز (WO1) و اعمال مدیریت اکوسیستم محور با استفاده از مطالعه و اجرای برنامه حفاظت اکولوژیک پارک ملی (WO2) با داشتن بیشترین نمره به ترتیب 36/6 و 59/5 دارای بیشترین جذابیت و راهبرد مناسب برای تدوین الگوی سازگاری با کم آبی و خشکسالی در حوزه مدیریت دریاچه ارومیه است. همچنین استقرار بازار آب از طریق ساماندهی چاه ها و نصب کنتورهای هوشمند حجمی، کمترین جذابیت را از نظر خبرگان داراست.

    کلید واژگان: خشکسالی, دریاچه ارومیه, سازگاری با کم آبی, QSPM, SWOT}
    Mohammad Farid Latifi, Arash Malekian *, Alireza Moghaddamnia, Hossein Azarnivand, Seyyed Yahya Rahim Safavi
    Introduction

    Lake Urmia is one of the centers that has suffered a water shortage due to natural and man-made factors, and in case of lack of appropriate measures, apart from security problems, it can also impose exorbitant costs on the country. This issue requires more attention and conducting more comprehensive studies from various aspects, especially intelligent basin management and integrated studies of water and soil resources and the implementation of specialized and timely programs for the supply of agricultural, drinking and industrial water. Investigations carried out during the last two decades show that the water level of Lake Urmia has decreased by more than eight meters and its area has decreased by more than 80% and has been subjected to complete drying (Shadkam, 2017). Currently, the water level of Lake Urmia is 1271 meters above sea level, the volume of water is 3 billion cubic meters and its area is between 2500 and 3000 square kilometers, and to reach the water level of 1274 meters and an area of ​​4300 square kilometers, it needs 14 billion cubic meters of water. Also, in order to reach the ideal water level, i.e. 1276 meters and an area of ​​5700 square kilometers, the volume of water should increase to 30 billion cubic meters (Asri and Ahmadi, 2018). Also, the drying of this lake can have a great impact on the life of the population living in the basin, the organisations inside the lake basin. Agriculture and economy of the region, climate change in the region and  proper management of water resources and accurate knowledge of water balance components are of particular importance (Abdali et al., 2018). Since the drying up of this lake can have a great impact on the life of the population living in the basin, the organisms inside the lake, agriculture and economy of the region, climate change in the region and even political adversities, therefore it is necessary to apply proper management in order to adapt to the existing conditions and carry out basic planning. is inevitable (Fazli, 2014). Therefore, the mainreason for the lack of water and the drying up of Lake Urmia is the lack of foresight and long-term planning, and more importantly, the lack of discipline in the management and guidance of operational plans at the basin level (Mahdavi Damghani, 2019). Basically, strategic management includes 3 stages of strategy setting, strategy implementation and strategy evaluation, which the QSPM matrix (quantitative strategic planning matrix) is proportional to the first stage, that is, strategy setting. SWOT analysis includes the systematic identification of factors with which the strategy should have the best compatibility. The logic of the mentioned approach is that an effective strategy should maximize the strengths and opportunities of the system and minimize the weaknesses and threats. If this logic is used correctly, it will have very good results for choosing and designing an effective strategy (Zangiabadi and Mousavi, 2012). In 1989, Johnson et al., in a study, introduced SWOT as a tool used in the early stages of decision making. This matrix is ​​effective in implementing development plans if specific goals and required indicators are available (Johnson et al., 1990).In this research, it is tried to determine the management strategies of Urmia lake basin in order to adapt to water shortage and drought in the process of comprehensive basin management using strategic management models (SWOT and QSPM). Therefore, it is necessary to first identify the strengths and weaknesses, as well as the opportunities and threats of the basin, and then determine the practical strategies, and after analyzing them, using the QSPM model, prioritize strategies to modify or complete the plans. In progress, he suggested to the relevant officials. Quantitative strategic planning matrix QSPM is an analytical method that determines the relative attractiveness of strategies. With this method, it is possible to objectively determine the various strategies that are among the best strategies, and the results of the matrix of internal and external factors are used to prepare a quantitative strategic planning matrix. In fact, this technique determines which of the selected strategic options is possible and  then prioritizes these strategies (Zarrabi and Mahboob Far, 2012).Regarding the innovation in the research topic, in general, most of the studies have been done, they have discussed why the lake dries up and also provide solutions to improve the problem of dryness of Lake Urmia. Some studies have also addressed the problems caused by the drying up of Lake Urmia and its possible damages in the future and have concluded that it is important and necessary to try to revive this lake. Also, the researches that have been carried out in fields such as water shortage or drying up of Lake Urmia have mostly focused on the environmental, economic, health and sustainable development and even political, security and geopolitical aspects, but so far not much attention has been paid to the issue of strategic planning of Lake Urmia. and so far, a detailed assessment of the strengths and weaknesses, opportunities and threats in the comprehensive management of the Lake Urmia basin has not been done. Therefore, this research has a scientific innovation from this point of view.
    Research and analysis

    method

    There are different methods and models to investigate and analyze this issue. Each of these models has its own concept and insight and follows a special technique and instructions. Among them, the SWOT matrix, which evaluates the strengths, weaknesses, opportunities and threats of the system, is more common and famous (Hill, T. and R. Westbrook, 1997). The SWOT model is one of the group decision-making models used in It is designed to determine long-term or short-term strategy and make big and key decisions about various issues and topics. The main task of the mentioned model is to determine the strategy to improve the efficiency or the situation (Bazrafkan and Ekhsish, 2015). Therefore, the application of SWOT analysis in the field of basin management in determining the optimal conditions and logical guidelines with appropriate executive and legal support, alignment between legislative, executive, supervisory organizations and the interpretation and analysis of the current conditions governing the basin, especially in the field of comprehensive studies and even The evaluation of the system letters and the description of the study services will be in different stages of justification, semi-detailed and detailed-executive (Chang, 2006 & Huang). Therefore, the use of new methods in the review of plans and programs can be very beneficial in order to achieve the goals of management. Based on the SWOT model, appropriate strategies are developed to achieve maximum strengths and opportunities and minimize weaknesses and threats (Nikolaou et al, 2010). It is necessary to set laws and extensive trainings and simultaneously conduct studies with the mentioned approach to understand the results obtained from it (Afkhami, 2018). In this research, SWOT and QSPM models were used to determine the appropriate strategies for determining adaptation patterns to water scarcity and drought in Lake Urmia. After collecting and analyzing the information obtained from the questionnaires using SPSS software, the total and average scores obtained for each factor were calculated, as well as the normalized weight along with the weighted score using EXPERT CHOICE software. Then, based on the ranking of the weighted points from the highest to the lowest, the top 5 strategies were determined in terms of the highest weighted points for each of the strengths, weaknesses, opportunities and threats. Then the factors identified in the four modes of SO (offensive strategies), WO (conservative strategies), ST (competitive strategies) and WT (defensive strategies) were linked.

    Materials and methods

    In order to carry out the applied model of the research, first the current situation of the basin was investigated, then based on the models and patterns of management and strategic planning, environmental and internal factors were investigated, and by determining the strengths and weaknesses, threats and opportunities, it was analyzed. The findings of the analysis using the SWOT model and its related matrices include: evaluation matrices of external and internal factors and the combination of both, and finally, the QSPM quantitative strategic planning matrix is ​​prepared. To determine the strategy, examining the internal and external factors alone is not the answer, and to identify the areas that can be improved, in addition to the SWOT model, it is necessary to analyze it using the quantitative strategic planning matrix or QSPM. For this reason, after examining the SWOT matrix, the QSPM analysis method is used. In fact, the research application model is obtained from the combination of the two matrices of SWOT strategic analysis and QSPM quantitative strategic planning.

    Discussion and Results

    The studies conducted show that 10 factors have been identified as strengths and 17 factors have been identified as weaknesses to determine patterns of adaptation to water scarcity and drought based on the strategic management approach. Also, among the external factors (opportunities), 15 factors have been identified and 9 factors have been identified as threats.The most important factor among the strengths of 1-preventing new development in the agricultural sector and 2-stopping all dam construction projects has been identified in the study. On the other hand, the most important weaknesses have been identified: 1- the creation of a future research center in the environmental organization and 2- the pathology of the social effects caused by the drying up of the lake. The most important opportunity for Lake Urmia 1- Education and raising awareness 2- Applying ecosystem-based management has been identified in contrast to the most important threat to the basin of Lake Urmia 1- Increasing water extraction from underground sources (drilling illegal wells) and 2- The planting of non-native and aquatic species has been identified.Also, based on the sum total of internal and external factors, the scope of determining the strategy was determined. As explained in the methodology section of this research, the IFE-EFE matrix is ​​used to determine the range, and according to the calculations, the strategy range was placed in a conservative position. Therefore, WO strategies will be used for ranking and prioritizing strategies for the consistent management of Lake Urmia.In the next step, quantitative strategic planning matrix or QSPM was formed. In the quantitative strategic planning process, different strategies are examined and the best ones are selected. Meanwhile, in order to evaluate the attractiveness of each of the strategic factors in Table 4, a quantitative matrix for determining strategies compatible with water scarcity and drought for the management of Lake Urmia along with the attractiveness scores and other calculations is provided.

    Conclusion

    In this research, which was carried out in order to formulate and prioritize the strategy and patterns of adaptation to water shortage and drought in the Urmia catchment area, according to the different coefficients assigned to different internal and external factors, each of the influencing variables in the form of standardized matrices (matrix of internal factors and foreign) were measured and evaluated. The results obtained from the total weighted points of the matrix of internal factors showed that the management of the Urmia Lake catchment area has weaknesses in terms of adaptation to water shortage and drought in terms of internal factors, and in fact, the amount of weaknesses is more than the amount of strengths. Also, the results obtained from the total weighted points of the matrix of external factors showed that the compiled patterns are facing opportunities in terms of external factors. In other words, managers' advancement opportunities have a higher influence than threatening factors. The simultaneous analysis of internal and external factor matrices showed the general situation of the strategies related to the pattern of adaptation to water shortage and drought in the conservative area.QSPM matrix calculations in Table 5 showed that among the optimal WO strategies, priority is related to WO5, WO2, WO3, WO1 and WO4 strategies respectively. Therefore, in order to develop patterns of adaptation to water scarcity and drought in Lake Urmia, first of all, policies should be applied in the direction of changing the cultivation pattern by identifying salt-tolerant species suitable to the conditions of the region. Then apply ecosystem-oriented management by studying and implementing the national park's ecological protection program. In the next stage, the preparation of the plan to increase employment and alternative livelihoods should be done with the participation of the people, and finally, the prevention of unauthorized withdrawals from surface water should be implemented by applying integrated management and reforming the structure of the country's divisions, as well as organizing wells and installing volume smart meters in order to establish the water market.

    Keywords: Lake Urmia, adaptation, water scarcity, Drought, Rick}
  • حسن علی پور*، علی سلاجقه، علیرضا مقدم نیا، شهرام خلیقی سیگارودی، مجتبی نساجی زواره

    یکی از مهم ترین پیامدهای تغییر اقلیم افزایش فراوانی و شدت رویدادهای حدی نظیر سیلاب های مخرب و خشکسالی های گسترده است. بنابراین بررسی رویدادهای حدی بارش و فراوانی آن طی دوره های گذشته و تاثیر تغییر اقلیم بر روند آن طی دوره های آتی ضروری است. در این مطالعه اثر تغییرات اقلیمی آینده بر سیلاب منطقه طرح با مدل CANESM2 بررسی شد. پیش بینی تغییرات اقلیمی تحت سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 و با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی SDSM 4.2.9 انجام شد. به منظور تحلیل فراوانی و شدت سیلاب با استفاده از مدل SMADA مناسب ترین توزیع بر اساس آزمون های RMSE و MSE انتخاب شد. پس از شبیه سازی سیلاب ها با استفاده از مدل HEC-HMS در شرایط تغییر اقلیم فراوانی و شدت سیلاب ها بررسی شد. نتایج نشان داد که دمای حداکثر در طول دوره های (20112055) و (20562100) تحت سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 به ترتیب 02/3، 27/3، 2/ و 47/5 درجه سانتی گراد و دمای حداقل در طول دوره ها و سناریوهای مذکور به ترتیب 62/0، 87/0، 1/1 و 82/2 درجه سانتی گراد افزایش می یابند. بر اساس نتایج حاصل از بارش برای منطقه مورد مطالعه در دوره های آتی روند مشخصی نشان نداد. نتایج نشان داد که توزیع پیرسون نوع سوم دارای کمترین خطا می باشد. فراوانی و شدت سیلاب ها در دوره های آتی افزایشی می باشد به طوری که بیشترین افزایش آن ها در دوره دوم تحت سناریوی RCP8.5 به ترتیب مقدار 68/12 و 76/25 درصد بوده و از دوره بازگشت 2 ساله به 200 ساله بر تعداد دوره هایی که سیلاب های برآوردشده در آن ها نسبت به دوره مشاهداتی بیشتر است، اضافه شده است.

    کلید واژگان: مدل سازی بارش- رواناب, SDSM, تحلیل فراوانی سیل, حوزه معرف امامه, HEC-HMS}
    Hassan Alipour*, Ali Salajegheh, Alireza Moghaddamnia, Shahram Khalighi, Mojtaba Nassaji
    Introduction

    As an undeniable environmental phenomenon, climate change can be defined as a reversible change or variability in the average climate and its relevant variables, including the temperature, precipitation, humidity, climate patterns, wind, radiation, etc., which lasts for a long period of time. Located in a special geographical location that suffers from insufficient precipitation, Iran faces inappropriate distribution of rainfall temporally and spatially. On the other hand, the world seems to be facing new challenges in terms of water resources. Moreover, the most important consequence of the change in the hydrological cycle is the tendency toward extreme events ​​such as torrential rains, widespread droughts, and in some cases, regional wetlands. In this regard, it can be said that the frequency and severity of floods are among the terrible or deadly natural disasters brought about by climate change. Therefore, it is necessary to determine the best probability for the distribution of flood discharges, measure the best probability distribution for management and planning in cases where climate change occurs, and finally assess the frequency and severity of floods in Iran.

    Materials and methods

    To analyze the floods' frequency and severity under different climate change scenarios, the minimum and maximum values of precipitation and temperature were measured using the CanESM2 general circulation model under RCP2.6 and RCP8.5 climate change scenarios and the SDSM4.2.9 linear multiple regression downscaling model. Then, the collected precipitation data was processed and analyzed and the flood pattern was simulated for future periods via NetSTORM software (separating the rainfall from the hourly data). Moreover, the HEC-HMS model was used to simulate floods in basic and future periods. Accordingly, the SCS method, the Clark unit hydrograph method, and the Muskingum method were calibrated and evaluated to calculate the infiltration, convert the rainfall to runoff, and rout the river, respectively. Finally, to analyze the floods' frequency and severity, the probabilistic distribution function was fitted for the future periods' baseline data and propagation scenarios using the SMADA software for different statistical distributions (normal, two- and three-parameter log-normal, Pearson type III, Log-Pearson Type III and Gumbel), followed by the selection of the best-fit distribution model based on the RMSE and MSE tests.

    Results

    The results of the climatic model showed that under the RCP2.6 and RCP8.5 scenarios, the maximum temperature rate would increase in 2011-2055-and 2056-2100 by 3.02˚C, 3.27˚C, and 3.2˚C, and 5.47˚C, respectively. Furthermore, the minimum temperature rate would increase in the same periods by 0.62, 0.87, and 1.1 and 2.82 degrees Celsius, respectively. However, the monthly precipitation data did not reveal any specific trend throughout the future periods.The Emamah watershed's data concerning the flood discharge and maximum daily precipitation rate during the study period (1999-2019) were used to select flood and pervasive events. The predicted data were then analyzed under RCP2.6 and RCP8.5 scenarios at five separate periods. Finally, the selected events' data were imported to the HEC-HMS model and simulated. After selecting the flood events with the highest magnitude compared to other events, they were decomposed into one-hour or fewer rainfall events using the NETSTORM model. Then the flood discharge values were calculated ​​for the base and future periods and their probabilistic distribution function was obtained through the SMADA software. Finally, the Pearson type III distribution, the best distribution among normal, two-and three-parameter lognormal, Pearson type 3, Log-Pearson Type 3, and Gamble distributions were selected for each base and future time series using the goodness-of-fit test.According to the results of the best frequency distribution, flood values ​​were estimated with return periods of 2, 10, 25, 50, 100, and 200 years. Moreover, one third of the floods with a 2-year return period witnessed an increase in discharge rate compared to the base period. However, the discharge rate decreased or remained unchanged in floods with other return periods. On the other hand, floods estimated with 10 and 25-year return periods were increased in two-thirds of the periods, the highest increase of which occurred in the second period under the RCP8.5 scenarios by 12.68 and 25.76 percent, respectively. It should also be noted that the highest chances of increase in flood occurrence with a return period of 200 years belonged to the second period by 56.12% increase rate and 10.07 m2 discharge rate under the RCP8.5 scenarios.

    Discussion and Conclusion

    throughout the next hundred years, climate change would experience significant changes in precipitation patterns, leading to the risks of severe floods and droughts. Moreover, the results of the analysis and study of climate change indicated that the temperature increasing trend in the periods under the studied scenarios and that the biggest increase belonged to the RCP8.5 scenarios. It was also found that the temperature rate would increase more in the period 2056-2100 compared to the 2011-2055 period. However, the results of precipitation simulation under the scenarios did not show a definite trend for the future periods, with the precipitation increasing and decreasing in different months of the year. On the other hand, the simulation of basin floods for the future periods and the comparison of peak discharge values within the future and the observation periods indicated a change in the regime of river flood discharges. Accordingly, the maximum discharge rate increased in the constant returns period. Furthermore, the discharge rates significantly increased in the maximum constant flow period with an increase in the return period.

    Keywords: Rainfall- Runoff Modeling, SDSM, Flood Frequency Analysis, Emameh Watershed, HEC-HMS}
  • افشین جهانشاهی*، کاکا شاهدی، کریم سلیمانی، علیرضا مقدم نیا، رالف مرتس

    در این مطالعه، به منظور شبیه سازی سری های زمانی جریان در حوضه های فاقد آمار، پارامترهای مدل های مفهومی بارش رواناب HBV و IHACRES با استفاده از سه روش اصلی منطقه بندی شامل: تشابه فیزیکی (PS)، مجاورت مکانی (SP)، رگرسیون چندمتغیره (MR) و یک روش ترکیبی (IDW-PS)، از حوضه دارای آمار به حوضه فاقدآمار انتقال داده شدند. این مطالعه با استفاده از داده های روزانه شامل بارش، دما و تبخیر مربوط به 21 زیرحوضه واقع در حوضه رودخانه ای هامون-جازموریان واقع در جنوب شرق ایران در یک دوره چهارده ساله (1383 تا 1397) انجام شد. روش های منطقه بندی تحت سه حالت: زمانی (انتقال بین دوره های زمانی مختلف)، مکانی (انتقال بین دوره های واسنجی یکسان اما حوضه های مختلف) و مکانی-زمانی (انتقال بین دوره ها و حوضه های مختلف) مطالعه شدند. نتایج نشان داد که: (1) مدل پیچیده تر HBV عملکرد بهتری نسبت به مدل ساده تر IHACRES دارد، بطوریکه میانگین آماره NSE در دوره های مختلف در مدل HBV برای واسنجی، اعتبارسنجی و مناسب ترین روش منطقه بندی (تشابه فیزیکی) به ترتیب برابر با 625/0، 57/0 و 5/0 بود، در حالیکه این مقادیر برای مدل IHACRES برابر با 57/0، 51/0 و 46/0 بدست آمد، (2) روش رگرسیون چندمتغیره با میانگین ضرایب NSE برابر با 2/0 و 24/0 به ترتیب برای مدل های HBV و IHACRES بدترین نتایج منطقه بندی را نشان داد و (3) در مدل HBV پارامترهای مربوط به روال برف و رواناب به ترتیب بیشترین و کمترین عدم قطعیت را داشتند، در حالیکه در مدل IHACRES بیشترین و کمترین عدم قطعیت ها به ترتیب مربوط به پارامترهای آستانه تنش گیاهی (vs) و سهم جریان آهسته در جریان کل (f) بود.

    کلید واژگان: انتقال پارامتر, حوضه های فاقدآمار, مدل بارش-رواناب, مدل مفهومی, منطقه بندی جریان}
    Afshin Jahanshahi *, Kaka Shahedi, Karim Solaimani, Alireza Moghaddam Nia, Ralf Merz

    In this study, to simulate streamflow time series in ungauged catchments, the parameters of two HBV and IHACRES hydrological models were transfer from gauged (donor) to ungauged catchments using three main regionalization methods including Physical Similarity (PS), Multiple Regression (MR), Spatial Proximity (SP) and an integrated method (IDW-PS). This study was carried out using daily data including precipitation, temperature and evaporation related to at 21 sub-catchments in Hamoun-Jazmourian River Basin in southeast Iran over a 14-year period (2004-2016). Regionalization methods were studied under three modes: temporal (transferring across different periods), spatial (transferring between same calibration periods but different sites) and spatiotemporal (transferring across both different periods and sites). The results indicated that: (1) the more complex HBV model showed better results than the simple model, so that the average NSE coefficients in two different periods in the HBV model were 0.625, 0.57 and 0.5 for calibration, validation and the most appropriate regionalization method (physical similarity) respectively, while these values for IHACRES model were 0.57, 0.51 and 0.46, (2) multiple regression method with mean NSE coefficients equal to 0.2 and 0.24 for HBV and IHACRES models showed the worst regionalization results and (3) the HBV parameters related to snow and runoff components, were associated with highest and lowest uncertainties respectively, while for the IHACRES, the most and least robustness parameters were plant stress threshold factor, f and the proportion of slow flow to total flow, vs respectively.

    Keywords: Parameter transfer, Ungauged catchments, Rainfall-runoff model, Conceptual model, Streamflow regionalization}
  • حسن علی پور*، علی سلاجقه، علیرضا مقدم نیا، شهرام خلیقی سیگارودی، مجتبی نساجی زواره
    هدف این پژوهش بررسی روند متغیرهای هیدرو-اقلیمی، آشکارسازی رخداد تغییر اقلیم و ریزمقیاس نمایی متغیرهای اقلیمی طی دوره های آتی و ارزیابی شدت و بزرگی سیلاب های آتی بود. ابتدا روند متغیرهای هیدرواقلیمی در استان تهران با استفاده از آزمون های من-کندال و سن بررسی شد. سپس داده های خروجی دماهای حداکثر و حداقل و بارش مدل گردش عمومی CANESM2 تحت سناریوهای تغییر اقلیم RCP2.6 و RCP8.5 با استفاده از مدل SDSM 4.2.9 ریزمقیاس شدند. در ادامه نیز از مدل HEC-HMS جهت بررسی شدت و بزرگی وقایع طی دوره های آتی در حوزه آبخیز امامه استفاده شد. نتایج نشان داد که 8/20 و 6/14% از سری های دمای حداکثر و دمای حداقل در دوره پایه روند افزایشی معنی دار داشتند. درصورتی که 5/5% از سری های زمانی بارش دارای روند افزایشی معنی دار بود. بنابراین بارش ماهانه طی دوره مشاهداتی همانند دوره های آتی، روند مشخصی نداشته، در بعضی ماه ها روند افزایشی و در بعضی از ماه ها روند کاهشی نشان داد. اما دماهای حداکثر و حداقل طی دوره های آتی دارای روند افزایشی بودند. مقادیر حجم و دبی اوج سیلاب های شبیه سازی شده تحت عنوان شدیدترین وقایع در هر دوره از نظر بزرگی برای دوره های آتی نسبت به دوره مشاهداتی کمتر بود. مقایسه شدیدترین وقایع با یکدیگر در دوره های مختلف بیانگر افزایش حجم و بزرگی سیلاب در سناریوی RCP2.6 نسبت به RCP8.5 بود. بنابراین، در شرایط تغییر اقلیم، انتظار می رود تعداد سیل ها و قدرت تخریب آن ها افزایش یافته و توصیه می شود مدیران و برنامه ریزان به خصوص در حوضه های شهری به این امر توجه نمایند.
    کلید واژگان: حوضه امامه, ریزمقیاس نمایی, مدل سازی بارش- رواناب, مدل CANESM2, SDSM}
    Hassan Alipour *, Ali Salajegheh, Alireza Moghaddamnia, Shahram Khalighi, Mojtaba Nassaji
    The purpose of this study was to investigate the trend of hydro-climatic variables, detect the occurrence of climate change and subscale the climatic variables during future periods and evaluate the intensity and magnitude of future floods. The trend of hydroclimatic variables was first investigated using Mann-Kendall and Sen tests. Then, the output data of maximum temperature, minimum temperature and precipitation of CANESM2 general circulation model were sub-scaled under RCP2.6 and RCP8.5 climate change scenarios using SDSM 4.2.9 model. Later, HEC-HMS model was used to evaluate the intensity and magnitude of events in the Emameh watershed in future periods. The results showed that 20.8 and 14.6% of the maximum temperature and minimum temperature series had a significant upward trend. While 5.5% of the rainfall time series had a significant upward trend. Therefore, unlike the temperature variable, the monthly precipitation variable did not have a definite trend during the observation period as in future periods, in some months it showed an increasing trend and in some months it showed a decreasing trend. However, the maximum and minimum temperatures under the diffusion scenarios increased in the following periods. The peak flow and volume ​​of the simulated floods, under the most severe events in each period, was significantly smaller for future periods than for the observation period. Comparison of the most severe events with each other in different periods showed an increase in the volume and magnitude of the flood in the RCP2.6 scenario compared with RCP8.5. Therefore, in the context of climate change, the number of floods and their destructive power has increased and managers and planners are recommended to pay attention to this, especially in urban areas.
    Keywords: CANESM2 Model, Emameh watershed, Rainfall-runoff modeling, SDSM, Sub-Scaling}
  • حسین پوراسدالله، مهدی وفاخواه*، بهارک معتمد وزیری، علیرضا مقدم نیا، حسین اسلامی

    در تحقیق پیش رو تخمین ضریب رواناب با توجه به تاثیر پوشش گیاهی انجام ‏شده است. ابتدا مدل‏سازی ضریب رواناب با استفاده از داده‏های سیلاب و رگبار ساعتی طی دوره آماری 1366 1388 انجام شده و ضرایب رواناب حوضه آبخیز کسیلیان تهیه شد. در مرحله بعد، با استفاده از مدل‏های شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، شبکه عصبی فازی تطبیقی (ANFIS) و رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و عوامل موثر شامل شدت بارش، مقدار شاخص ، بارش 5 روز قبل و شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی (NDVI) ضریب رواناب در مقیاس رگبار برآورد شد. سپس، صحت و اهمیت هر یک از عوامل موثر بر ضریب رواناب حوضه آبخیز کسیلیان ارزیابی شد. نتایج نشان داد از بین سه مدل ANN، ANFIS و SVR، مدل ANN با مجذور میانگین مربعات خطا، ضریب تبیین، میانگین خطای اریبی و ضریب نش ساتکلیف به ترتیب 08/0، 85/0، 84/0 و 01/0 در مرحله آموزش و 12/0، 76/0، 74/0 و 03/0- در مرحله آزمایش به عنوان مدل کارا در ارتباط با پیش‏بینی ضریب رواناب است. در مجموع، پیشنهاد می‏شود با توجه به اینکه ضریب رواناب کارکرد زیادی در فرایندهای هیدرولوژیک و بروز سیل دارد، بنابراین تخمین بهینه آن می‏تواند به مدیریت بهتر حفاظت آب و خاک و مدیریت فرسایش و رسوب حوضه آبخیز کمک کند.

    کلید واژگان: حفاظت آب و خاک, شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی, شبکه عصبی مصنوعی, مدیریت رواناب}
    Hossein Pourasadoullah, Mehxi Vafakhah *, Baharak Motamedvaziri, Alireza Moghaddam Nia, Hossein Eslami

    In this research, estimation of the Runoff Coefficient (RC) is carried out depending on land cover. Initially, RC modeling was performed using 54 hourly rainfall and corresponding runoff data during the period 1987–2010 in the Kasilian watershed. Artificial Neural Network (ANN), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and Support Vector Regression (SVR) models and effective factors including rainfall intensity, Φ index (the average loss), five-day previous rainfall and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) were used to estimate RC. The results showed that the ANN model was more efficient than the other two models and had Mean Bias Error (MBE), Coefficient of Determination (R2), Nash–Sutcliffe Efficiency (NSE) and Normalized Root Mean Square Error (NRMSE) equal to 0.08, 0.85, 0.84 and 0.37, respectively for the training phase and 0.12, 0.76, 0.74 and 0.47 for the test phase. In general, it is suggested that RC plays a major role in hydrological mechanisms and flooding. Thus, optimal estimation of RC can be helpful in better management of soil and water conservation and erosion and sediment management in this area.

    Keywords: Artificial Neural Network, Normalized difference vegetation index, Runoff management, Soil, Water Conservation}
  • پریسا الماسی، علیرضا مقدم نیا **، شهرام خلیقی سیگارودی*، علی سلاجقه، سعید سلطانی کوپائی

    کاربرد مدل های هیدرولوژیکی در حوزه های آبخیز همواره مورد توجه محققین منابع آب بوده است. این موضوع در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل پیچیدگی بیشتر فرآیندهای هیدرولوژیکی در این مناطق، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق کارایی مدل هیدرولوژیکی توزیعی WetSpa در حوزه آبخیز نیمه خشک مندرجان ارزیابی شده و آنالیز حساسیت و تحلیل عدم قطعیت پارامترهای مدل نیز با استفاده از نرم افزار PEST انجام شده است. هم چنین کارایی فیلتر کالمن توسعه یافته در بهبود نتایج بررسی شده است. ضریب Nash-Sutcliffe برای دوره های واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب برابر 63/0 و 58/0 حاصل شد و موید این است که مدل WetSpa عملکرد مناسبی در شبیه سازی رواناب در حوزه آبخیز مندرجان داشته است. نتایج تحلیل حساسیت نیز نشان دهنده حساسیت بالای پارامترهای ضریب افت آب زیر زمینی (Kg) و رطوبت اولیه خاک (K_ss) و حساسیت پایین پارامترهای حداکثر ذخیره آب زیرزمینی (G_max) و حداکثر شدت بارش (P_max) در منطقه مورد مطالعه می باشد. نتایج تحلیل عدم قطعیت هم به طور کلی با نتایج تحلیل حساسیت مطابقت داشته و بیانگر قطعیت بالای پارامترهای حساس و قطعیت کم پارامترهای غیر حساس است. نتایج حاصل از اعمال فیلتر کالمن نیز نشان دهنده بهبود نتایج می باشد. به طوری که ضریب Nash-Sutcliffe از 63/0 به 71/0در دوره واسنجی و از 58/0 به69/0 در دوره اعتبارسنجی افزایش یافت.

    کلید واژگان: آنالیز حساسیت, مدل WetSpa, عدم قطعیت, واسنجی, فیلتر کالمن توسعه یافته}
    Parisa Almasi, Alireza Moghaddam Nia *, Shahram Khalighi Sigaroodi, Ali Salajeghe, Saeed Soltani Koopaei

    The application of hydrological models in watersheds has always been considered by water resources researchers. This subject is of special importance in arid and semi-arid regions due to the greater complexity of hydrological processes in these region. In this research, the efficiency of WetSpa distributed hydrological model in Menderjan semi-arid basin has been evaluated and the sensitivity analysis and uncertainty analysis of the model parameters have been performed using PEST software.  Moreover, the efficiency of the Extended Kalman filter in improving the results has been investigated. The Nash-Sutcliffe coefficient for the calibration and validation periods was 0.63 and 0.58, respectively, confirming that the WetSpa model has a good performance in runoff simulation in Menderjan basin. The results of sensitivity analysis also show the high sensitivity of Kg and K_ss parameters and the low sensitivity of G_max and P_max parameters in the study area. Moreover, the results of uncertainty analysis are generally consistent with the results of sensitivity analysis and indicate the high certainty of sensitive parameters and the low certainty of non-sensitive parameters. The results of applying Kalman filter also show the improvement of the results. So that the Nash-Sutcliffe coefficient increased from 0.63 to 0.71 in the calibration period and from 0.58 to 0.69 in the validation period.

    Keywords: Sensitivity analysis, WetSpa model, Uncertainty, calibration, Extended Kalman filter}
  • فهیمه جعفری مهدی آباد، محمد جعفری*، علیرضا مقدم نیا، مظاهر معین الدینی، ابراهیم علایی، محمدرضا صبور، محمد عبدالهی عزت آبادی

    امروزه در سراسر جهان اثرات محیط زیستی به عنوان یکی از مهمترین ابعاد توسعه پایدار، تاثیرات بسزایی در تصمیم گیری های راهبردی دارد. مدیریت منابع آب به دلیل رابطه دوسویه با توسعه پایدار و تسهیل کننده این مسیر، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، از جمله حساس ترین اقدامات است. یکی از اهداف اصلی LCA ارزیابی پیامدهای محیط زیستی انتشارات است. در این مقاله با استفاده از این رویکرد به این مسئله پرداخته می شود که انتخاب اقدامات مکانیکی آبخیزداری جهت مدیریت منابع آب، تا چه حد با محیط زیست سازگار است. لذا جریان مواد و انرژی و اثرات محیط زیستی تمامی مراحل چرخه حیات یک واحد سامانه پخش سیلاب (واقع در حوزه آبخیز دیفه در دشت رفسنجان) با استفاده از رویکرد چرخه حیات و بر اساس روش IMPACT 2002+ در نرم افزار سیماپرو مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد سازه خاکی موجود در سامانه پخش سیلاب، با تعلق 34/91 درصد از بارهای محیط زیستی مرحله ساخت و 2/55 درصد از کل اثرات به میزان kPt 37/8 ، به عنوان نقاط داغ یک سامانه پخش سیلاب محسوب می شود. یافته های مطالعه نمایان ساخت که پیامدهای محیط زیستی انتشارات در طی چرخه حیات این سامانه kPt 2/15 است. مرحله ساخت با بیشترین مقدار اثرات محیط زیستی در تمامی طبقات اثر به جز تخریب منابع 2/39 درصد، مرحله استفاده 3/31 درصد، استخراج و بهره وری مواد 3/23 درصد و مرحله حمل و نقل 93/0 درصد از بارهای محیط زیستی را به خود اختصاص می دهند. مقادیر پیامدهای محیط زیستی در طبقات اثر سوء بر سلامت انسان، تغییر اقلیم، تخریب منابع و تخریب اکوسیستم سامانه پخش سیلاب به ترتیب kPt 63/6 ، 54/3، 06/3 و 94/1 است. نتایج این تحقیق جهت ارزیابی اثرات محیط زیستی سازه های مختلف نیز مفید خواهد بود. در نهایت پیشنهاد می شود توسعه ارزیابی چرخه حیات و رویکرد ساختمان سبز در مدیریت جامع حوزه آبخیز که برای خود رسالت حفاظت از منابع طبیعی کشورمان را قایل هستند، از جمله انتخاب دبی طرح با ملاحظات محیط زیستی، مقادیر و نوع مواد و تجهیزات سازگار با محیط زیست پیاده سازی گردد.

    کلید واژگان: ارزیابی چرخه حیات, محیط زیست, سامانه پخش سیلاب, حوزه آبخیز دئفه رفسنجان}
    Fahime Jafari Mehdiabad, Mohammad Jafari *, Alireza Moghaddam Nia, Mazaher Moeinaddini, Ebrahim Alaiee, MohammadReza Sabour, Mohammad Abdolahi Ezzatabadi

    Nowadays, around the world, environmental impacts, as one of the most important dimensions of sustainable development, play a significant role in strategic decision makings. Water resources management is one of the most sensitive measures due to its bi-directional relationship with sustainable development and also as a facilitator of this path, especially in arid and semi-arid regions. One of the main purpose of the LCA approach is to assess the environmental impact of emissions. In this study, environmental compatibility of mechanical watershed management measures to manage water resources is investigated by using this approach. Therefore, material flow, energy and environmental impacts of all stages of the life cycle of one unit of flood spreading system (located in Daefeh watershed in Rafsanjan plain) were analyzed based on IMPACT 2002+ method available in the Simapro software. The results showed that the earthen structure of the flood spreading system with 8.37 kPt environmental impact is the hot spot of this system (Mostly due to the earthworks), including 91.34% of environmental burdens in the construction phase and 55.2% of the total emission effects. The findings of this research showed that the environmental consequences of emissions during the life cycle of this system were 15.2 kPt. Construction process stage (with the highest amount of environmental burdens in each impact category except for resource depletion) 39.2%, use stage 31.3%, extraction and productivity of materials 23.3% and transportation stage 0.93% of Environmental burdens were allocated in this study. The environmental consequences of emissions in the categories of adverse effects on human health, climate change, resource depletion and ecosystem depletion of the flood spreading system are 6.63, 3.54, 3.06 and 1.94 kPt, respectively. Also the results of this study will be useful for evaluating the environmental effects of different structures. Finally, it is suggested that in the integrated watershed management, which is responsible for protecting our nation's natural resources, life cycle assessment approach be developed and the green building approach could be implemented, such as selecting the design discharge with environmental considerations, selecting quantities and types of environmentally friendly materials.

    Keywords: Life Cycle Assessment, environment, Flood Spreading System, Daefeh watershed in Rafsanjan plain}
  • Hassan Alipour *, Ali Salajegheh, Alireza Moghaddam Nia, Shahram Khalighi, Mojtaba Nassaji
    It is necessary to study and analyze the frequency of extreme rainfall events to determine the best-fit distribution that can predict the occurrence of the certain natural phenomena such as rainfall, flood, etc. In this study assessed to determine the best-fit distribution, the frequency analysis of threshold rainfalls considering Coupled Model Intercomparison Project phase 5 General Circulation Models (CMIP5 GCMs) under two Representative Concentration Pathways (RCP) scenarios (2.6 and 8.5). For this purpose, four empirical formulas (Hazen, Weibull, Tukey, and Cunnane) were used to estimate the return periods of threshold precipitation. Also, various probabilistic distributions including normal distributions, log normal (LN), log normal 3 (LN3), Gumble, Pearson type 3 (P3), and log Pearson type 3 (LP3) were applied to predict the distribution of threshold rainfalls. Kolmogorov-Smirnov test was used to determine the best-fit probability distribution function (PDF). Results revealed that the Hazen formula obtained the most estimate in the period of observation and future periods, and the near future (2015-2040) and the far future periods (2041-2065). According to the results, the LN3, LP3 and GEV probabilistic distributions presented the best PDF for threshold rainfalls in most periods. Among the best-fit distributions, LN3 was received 45 percent and LP3 and GEV received 20 and 30 percent of the best result, respectively. These results indicate there are severe abnormalities in the threshold precipitations, especially in high amounts. The results of this study can be used to develop more accurate models against the dangers, and damages caused by Extreme weather and flood.
    Keywords: Tehran Province, Threshold Precipitation, Climate Change Scenarios, Frequency Analysis, Probabilistic Distribution}
  • پیش بینی تغییرات رواناب حوزه آبخیز زرینه رود تحت شرایط تغییر اقلیم از طریق شبیه سازی هیدرولوژیک
    ملیحه راهواره، بهارک معتمدوزیری*، علیرضا مقدم نیا، علی مریدی

    بررسی رفتار رودخانه تحت تاثیر تغییر اقلیم، به ویژه میزان رواناب در دوره های آینده ضروری است. این پژوهش با در نظر گرفتن مدل گردش عمومی جو (GCM) تحت سناریوهای انتشار RCP 2.6 و RCP 8.5، تاثیر تغییر اقلیم بر رواناب حوضه زرینه رود (بزرگ ترین زیرحوضه دریاچه ارومیه) را ارزیابی کرده است. برای این منظور با استفاده از داده های تغییر اقلیم مدل HadGEM2-ES طی دوره 2025-2050، تغییرات دما و بارش در دوره های آتی در حوضه زرینه رود بررسی گردید. جهت ریزمقیاس نمودن این داده ها، جعبه ابزار CCT به کار برده شد. از مدل SWAT جهت ارزیابی تاثیر تغییر اقلیم بر رواناب حوضه استفاده گردید. مدل SWAT با استفاده از آمار ماهانه رواناب، اعتبارسنجی و صحت سنجی شد. در ادامه با معرفی نتایج ریزمقیاس شده مدل گردش عمومی جو، به مدل SWAT، تغییرات رواناب خروجی حوضه در طی دوره 2025-2050 شبیه سازی گردید. نتایج نشان داد که مدل SWAT عملکردهای خوبی در شبیه سازی رواناب ارایه می دهد. میانگین نتایج جعبه ابزار CCT نشان داد که حداکثر و حداقل دما در دوره مذکور افزایش می یابد. بارش سالانه 3/6 درصد افزایش تحت RCP 2.6 و 2/9 درصد کاهش تحت RCP 8.5 را نشان داد. نتیجه بررسی رواناب نشان داد که میانگین رواناب دوره آتی در زمستان، بهار و تابستان کاهش می یابد درحالی که روند افزایشی رواناب در پاییز مشهود می باشد. رواناب سالانه تحت RCP 2.6 و RCP 8.5 به ترتیب حدود 6/5 و 30 درصد کاهش یافته است که متعاقبا باعث کاهش تخلیه این رودخانه به دریاچه ارومیه می شود.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم, حوضه زرینه رود, رواناب, سناریوهایRCP, مدل SWAT, HadGEM2-ES}
    Prediction of runoff changes in Zarrineh river basin under climate change conditions via hydrological simulation
    Maliheh Rahvareh, Baharak Motamedvaziri *, Alireza Moghaddamnia, Ali Moridi

    It is necessary to study the behavior of the river under the effect of climate change, especially the runoff in the future periods. This study evaluated the effect of climate change on the runoff of Zarrineh river basin (the largest sub-basin of Lake Urmia) considering the General Circulation Model (GCM) under two Representative Concentration Pathway (RCP) scenarios (2.6 and 8.5). For this purpose, temperature and precipitation changes in the future periods in Zarrineh river basin were studied using climate data of Had GEM2-ES model during the period 2025-2050. The Climate Change Toolkit (CCT) was used to downscale climate data. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) hydrological model was used to evaluate the impact of climate change on runoff the basin. Also, the SWAT model was calibrated and validated using monthly runoff. Then, downscaled results of the general circulation model interoduced to the SWAT model. And runoff changes at the outlet of the basin were simulated during 2025-2050. The results showed that the SWAT model has good performance in runoff simulation. The average results of the CCT model revealed that the maximum and minimum temperatures would increase in 2025-2050. The annual precipitation could increase 3.6% under RCP 2.6 and decrease 2.9% under RCP 8.5. The seasonal trends in the runoff showed a decreasing trend in winter, spring and summer while an increasing trend in autumn. Annual runoff under RCP 2.6 and RCP 8.5 has decreased 6.5% and 30% respectively. Which subsequently reduces the discharge of this river to Lake Urmia.

    Keywords: Climate Change, HadGEM2-ES, RCP scenarios runoff, SWAT model, Zarrineh river basin}
  • خلیل آبخیزی، حسن خسروی*، شهرام خلیقی سیگارودی، علیرضا مقدم نیا، مرجان طالبی نیا

    رواناب سطحی که نتیجه پاسخ های بارش در یک حوضه می باشد منبع آب بالقوه ای است که اگر به صورت صحیح مدیریت شود می تواند برای تامین تقاضای آب مورد استفاده قرار گیرد. در این پژوهش جهت شناسایی مناطق دارای پتانسیل جمع آوری آب باران در دشت بیرجند از روش پوشش هاب با الگوریتم(PR) و سامانه اطلاعات جغرافیایی استفاده شد.  بر این اساس 18 شاخص برای تصمیم گیری مکان یابی استحصال آب مشخص شدند. پرسشنامه ای متشکل از شاخص ها طراحی و اولویت هر شاخص با توجه به چهار معیار و به کمک طیف لیکرت برآورد شدند، که شش شاخص به عنوان موثرترین شاخص ها در مکان یابی انتخاب گردید. نقشه شش شاخص دارای بیشترین امتیاز، جهت مکان یابی پتانسیل استحصال آب باران در محیط نرم افزار Arc GIS 10.3 تهیه شد. سپس برای تهیه نقشه نهایی، 220 نقطه به عنوان بهترین نقاط مکانیابی انتخاب و با استفاده از روش پوشش هاب و کد نویسی در محیط متلب، از میان این نقاط، 20 نقطه به عنوان مکان های مناسب (هاب) تعیین شدند. نتایج نشان دادند که در شمال و شمال غرب بیرجند با بافت خاک شنی - سنگریزه، نفوذ پذیری بالا، بارش متوسط و کاربری مسکونی، خاک ظرفیت بالایی برای جمع آوری آب باران دارد.

    کلید واژگان: استحصال آب باران, آنتروپی شانون, روش تاپسیس, کد نویسی, متلب, بیرجند}
    Khalil Abkhizi, Hassan Khosravi*, Shahram Khalighi, Alireza Moghaddamnia, Marjan Talebinia

    Surface water resulted from rainfall-runoff responses in a basin is a potential water source that if it is managed properly can be useful to demand secure. In this study, hub coating algorithm (PR) and geographic information system (GIS) were used to identify areas with potential in Birjand plain for rainwater harvesting. The weight of 18 decision-making indices was calculated and prioritized using TOPSIS method.  After determining the weight of each of these indices for locating rainwater harvesting potential, indices maps were prepared in Arc GIS 10.3 software and then for final mapping of rainwater harvesting potential of Birjand plain, points having common characteristics of 6 highest weight indices were determined. In total, 220 points were extracted as the best points from the TOPSIS method. Using the hub overlay method with algorithm (pr) and coding in Matlab environment, out of 220 points, 20 points were identified as suitable locations (hubs). Finally, the final map was drawn by inserting these points into ArcGIS software. The results showed that in the north and northwest of Birjand, the soil has a high capacity for rainwater harvesting, these areas mainly have sandy-pebbly soil texture, high permeability, moderate rainfall and residential land use.

    Keywords: Rain water harvesting, Shannon entropy, TOPSIS method, Birjand, Coding, Matlab}
  • کورش کمالی*، غلامرضا زهتابیان، طیبه مصباح زاده، محمود عرب خدری، حسین شهاب آرخازلو، علیرضا مقدم نیا

    کیفیت خاک عاملی است که در اثر تغییر در ویژگی های ذاتی خاک و چگونگی مدیریت حاکم بر آن تغییر می کند. به منظور ارزیابی کیفیت خاک متاثر از نوع کاربری، مدیریت های مختلف آبیاری، و نوع کشت در منطقه سمنان، از شاخص کیفیت تجمعی و شاخص کیفیت نمرو استفاده شد. با حفر و تشریح 13 خاکرخ در پنج مزرعه و باغ منتخب و نمونه برداری از افق های سطحی و متوسط عمقی، 14ویژگی موثر در کیفیت خاک تعیین و دو شاخص یادشده محاسبه گردیدند. نتایج نشان داد که خاک های اراضی زراعی در لایه های سطحی دارای درجه کیفیت II و III و خاک های اراضی باغی در لایه های سطحی و متوسط عمقی به دلیل عدم تکامل پروفیلی، پایین بودن کربن آلی و بالابودن میزان شوری دارای درجه کیفیت IV هستند. بالاترین میانگین شاخص های کیفیت خاک لایه سطحی به یونجه (آبیاری غرقابی) با 67/0 اختصاص یافت؛ پس از آن جو (آبیاری بارانی) با 59/0، باغ زیتون (آبیاری قطره ای) با 39/0 و باغ زیتون (آبیاری غرقابی) با 32/0 قرار گرفتند. این یافته اثر مثبت محصولات پوششی در احیای خاک های این منطقه را نشان داد. تاثیر مدیریت آبیاری بر شاخص های کیفیت خاک حاکی از آن است که نوع سامانه آبیاری به تنهایی نتوانسته است تفاوت معنی داری در کیفیت خاک ایجاد نماید. به طوری که آبیاری غرقابی در یونجه و باغ زیتون به ترتیب بالاترین و پایین ترین شاخص کیفیت را داشت. همچنین در باغ زیتون با آبیاری های قطره ای و غرقابی، تفاوت معنی داری در شاخص های کیفیت خاک مشاهده نشد. بهره گیری از شاخص های مذکور این امکان را به مجریان بخش های کشاورزی می دهد تا در انتخاب استراتژی های مدیریتی و نظارت بر تغییرات کیفیت خاک تصمیم گیری نمایند.

    کلید واژگان: احیای سرزمین, کشاورزی پایدار, شاخص کیفیت تجمعی, شاخص کیفیت نمرو}
    Kourosh Kamali *, Gholam Reza Zehtabian, Tayyebeh Mesbahzadeh, Mahmood Arabkhedri, Hossayin Shahab Arkhazlo, Alireza Moghaddam Nia

    Soil quality, as a factor, is changing due to variation of soil inherent characteristics and the type of management practices on the soil. Integrated Quality Index and Nemero Quality Index were applied to evaluate the influence of land use types, different irrigation managements, and types of cultivated products on the soil quality in Semnan region.  After describing 13 soil profiles in five selected crop fields and orchards, soil samples were taken from different horizons and 14 properties efective on the soil quality were determined and the proposed indecs were calculated. The results showed that the quality of top layers of agricultural lands are classified as II and III degree, while the top layer and sublayer of garden lands are classified as IV degree due to lack of profile evolution, low organic carbon and high salinity. The highest average soil quality indices were assigned to alfalfa (flood irrigation) with 0.67; followed by barley (sprinkler irrigation) with 0.59, olive orchard (drip irrigation) with 0.39 and olive orchard (flood irrigation) with 0.32. This finding indicates the positive effect of cover crops on land reclamation of Semnan region. The effect of irrigation system on soil quality indices did not show any significant difference among them, as the flood irrigation in alfalfa and olive farms showed the highest and the lowest soil quality indecs, respectively. Also, there was no significant difference in soil quality of olive orchards under drip irrigation vs. flood irrigation. Soil quality indecs make opportunity to agricultural managers to choose appropriate management strategies and monitoring the changes in the soil quality.

    Keywords: Combating desertification, Sustainable agriculture, Integrated Quality Index, Nemoro Quality Index}
  • فریبا زکی زاده، علیرضا مقدم نیا*، علی سلاجقه، عبدالله اردشیر

    در طی چند دهه گذشته با توجه به رشد جمعیت و توسعه شهری، رواناب شهری افزایش یافته و منجر به مشکلات مختلفی از جمله آبگرفتگی معابر سطح شهر، انتشار آلودگی های زیست محیطی و خطرات ناشی از گسترش سیلاب شده است. به منظور مدیریت رواناب شهری لازم است میزان رواناب به درستی برآورد گردد. از جمله مدل های پرکاربرد برای برآورد رواناب شهری مدل  SWMMاست. هدف تحقیق حاضر، ارزیابی کارایی مدل SWMM در شبیه سازی دبی جریان در حوزه آبخیز شهری در منطقه 22 تهران است. در ابتدا پارامترهای مورد نیاز مدل محاسبه شد. برای واسنجی و ارزیابی مدل، رواناب متناظر با سه واقعه بارندگی در خروجی حوزه اندازه گیری شد و با رواناب شبیه سازی شده توسط مدل مقایسه شد. نتایج به دست آمده از واسنجی مدل نشان داد که شبیه سازی دبی در هر دو واقعه مورد بررسی، انطباق خوبی با داده های مشاهده ای دارد. از فرآیند واسنجی برای برآورد مقدار بهینه پارامترهای ورودی مدل استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل SWMM کارایی و دقت مدل را با مقدار نش ساتکلیف 72/ 0 تایید می کند. همچنین مقدارRSR  برای ارزیابی مدل 53/. به دست آمد که نشان دهنده قابل قبول بودن مدل است و نشان می دهد که مدل مذکور قابلیت شبیه سازی رواناب شهری را دارد و می توان از این مدل برای طرح های مدیریت رواناب شهری و طراحی شبکه زهکشی رواناب شهری منطقه مورد مطالعه استفاده نمود.

    کلید واژگان: تحلیل حساسیت, رواناب شهری, صحت سنجی, مدل SWMM, واسنجی}
    Fariba Zakizadeh, Alireza Moghaddam Nia *, Ali Salajegheh, Abdollah Ardeshir

    Over the past few decades due to population growth and urban development, urban runoff has increased and led to different problems such as inundation of urban pathways, dissemination of environmental pollutions and flood hazards. In order to urban runoff management, it is necessary to estimate runoff rate correctly. SWMM is one of the most widely used models in estimating urban runoff. The goal of this research is to evaluate the performance of SWMM model in simulating flow rate in an urban watershed in District 22 of Tehran. At first, model required parameters were calculated. For model evaluation and validation, in three events, runoff was measured in the watershed outlet and was compared with simulated runoff. The model validation results showed that the simulated flow rates had good adaptation with the observed ones. The validation results were used for estimating optimum values of model input parameters. The results of SWMM model evaluation confirm model accuracy with NS= 0.72 and RSR= 0.53 and indicate the model ability in simulating urban runoff. So, SWMM model can be used for urban runoff management plans and designing urban runoff drainage networks in this area.

    Keywords: Sensitivity analysis, Urban Runoff, Verification, SWMM model, calibration}
  • حسین امامی، علی سلاجقه*، علیرضا مقدم نیا، شهرام خلیقی سیگارودی
    از روش‏های سنجش از دور ماهواره‏ای به ویژه ماهواره TRMM برای برآورد بارش حوضه‏های آبخیز با ایستگاه باران‏سنجی اندک و پراکنده استفاده می‏شود. به منظور اعتبارسنجی باید داده‏های بارش ماهواره TRMM با داده‏های بارش مشاهداتی مقایسه شوند. به همین منظور، در تحقیق حاضر ابتدا با استفاده از چهار روش آماری آزمون‏های همگنی نرمال استاندارد، دامنه بیوشند، پتیت و نسبت ون نیومن، کیفیت داده‏های بارش ایستگاه‏های باران‏سنجی حوضه آبخیز گرگانرود بررسی شد تا برآورد صحیحی از دقت و کارایی ماهواره TRMM داشته باشیم. پس از استخراج نتایج آزمون‏های همگنی و بررسی دقیق‏تر از طریق مقایسه با داده‏های ایستگاه‏های مجاور، یک ایستگاه مشکوک به دلیل مطابقت نداشتن با داده‏های ایستگاه‏های مجاور از روند تحقیق حذف شد. سپس، به منظور بررسی کارایی ماهواره TRMM در برآورد بارش ماهانه از طریق مقایسه آن با داده‏های بارش مشاهداتی از معیارهای آماری Bias، RMSE، R2 و NSE استفاده شد. نتایج نشان داد مقدار R2 برای تمامی ایستگاه‏های باران‏سنجی واقع در حوضه آبخیز گرگانرود بین 31/0 تا 75/0 است. RMSE بین 85/15 تا 82/56 به دست آمد. ایستگاه‏های باران‏سنجی که در حوضه آبخیز گرگانرود واقع شده‏اند، مقدار NSE بین 82/0- تا 66/0 دارند. شاخص آماری Bias بین 74/55- تا 01/69 است. همچنین، مقدار R2، RMSE، NSE و Bias برای کل حوضه آبخیز گرگانرود به ترتیب 79/0، 94/20، 57/0 و 13/28- به دست آمد. نتایج ارزیابی دقت و کارایی ماهواره TRMM در برآورد بارش ماهانه نشان داد کارایی خوبی در برآورد بارش منطقه مطالعه شده دارد و برای مناطق بدون ایستگاه بسیار ارزشمند است.
    کلید واژگان: آزمون‏های همگنی, اعتبارسنجی, برآورد بارش, حوضه آبخیز گرگانرود, ماهواره TRMM}
    Hossein Emami, Ali Salajegheh *, Alireza Moghaddam Nia, Shahram Khalighi
    Satellite remote sensing methods Especially the TRMM satellite used to estimate the precipitation of watersheds with a dispersed rainfall station. It is necessary to compare the rainfall data of the TRMM satellite with the observation precipitation data.we first used four statistical methods Standard Normal Homogeneity Test, Buishand, Pettit, and Von Neuman, the accuracy and quality of precipitation data of rainfall stations in the Gorganroud watershed was investigated in order to predict the accuracy and performance of the TRMM satellite rainfall data. After extracting the results of homogeneous tests, by comparing with the data of adjacent stations, a suspicious station was removed from the study due to the lack of conformity with the data of adjacent stations. Then, in order to evaluate the TRMM satellite performance in estimating monthly precipitation, it was compared with the observational precipitation data using Bias, RMSE, R2 and NSE. The results showed that the R2 value for all rain gauge stations in the Gorganroud watershed is between 0.31 and 0.75. RMSE was obtained between 15.85 and 56.82. The rain gauge stations located in the Gorganroud watershed have a NSE value of -0.82 to 0.66. The Bias index is between -55.74 and 69.01. Also, the R2, RMSE, NSE and Bias values for the whole Gorganroud basin were obtained 0.79, 20.94, 0.57 and -28.13 respectively. The results of the TRMM efficiency evaluation in the monthly rainfall estimation showed that it has a good performance in estimating the precipitation and is very valuable for areas without a station.
    Keywords: Estimating rainfall, TRMM Satellite, Homogeneous Tests, validation, Watershed Gorganroud}
  • کورش کمالی، غلامرضا زهتابیان*، طیبه مصباح زاده، حسین شهاب آرخازلو، محمود عرب خدری، علیرضا مقدم نیا

    پایداری خاک به ویژه در اکوسیستم های شکننده یک شاخص ضروری برای مدیریت پایدار اراضی است و به ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک بستگی دارد. با این وجود پایداری خاک به طور مستقیم قابل اندازه گیری نبوده و باید از شاخص های کیفیت و پایداری خاک استنتاج شود. به منظور بررسی پایداری خاک در منطقه بیابانی سمنان، مزارع، باغات و مراتع واقع در یک مزرعه آموزشی با مدیریت های مختلف آبیاری انتخاب و از شاخص پایداری (SI) و روش رتبه بندی تجمعی 9 و 11 پارامتری CR9 و CR11 استفاده شد. با حفر و تشریح خاکرخ و نمونه برداری از افق های سطحی و زیرسطحی اراضی منتخب، 12 ویژگی مهم و موثر در پایداری خاک اندازه گیری و مقادیر شاخص های مذکور در هر یک از اراضی محاسبه و تاثیر نوع کاربری بر پایداری خاک مقایسه شد. بررسی نتایج نشان داد که مقدار SI به جز در لایه سطحی اراضی زراعی آبی به دلیل تاثیر کشت و کار و نقش مثبت مواد آلی، در بقیه اراضی کمتر از یک بوده که نشان از ناپایداری خاک دارد. در لایه زیرسطحی تمامی اراضی مورد مطالعه، مقدار SI کمتر از یک شد. این موضوع بیانگر آن است که ویژگی های خاک در لایه های زیرسطحی در محدوده بهینه قرار نداشته و در نتیجه در عملکرد محصول، تخریب خاک و بیابان زایی موثرند. مطابق نتایج روش رتبه بندی تجمعی، لایه های سطحی و زیرسطحی خاک در هیچ یک از اراضی مورد مطالعه در کلاس های خیلی پایدار و پایدار قرار نگرفتند. لیکن این روش پایداری خاک اراضی آبی چندکشتی را به دلیل نقش مثبت در افزایش عامل های اصلاحی خاک، در وضعیت مناسب تری نسبت به دیگر اراضی طبقه بندی نمود. بررسی همبستگی شاخص های مورد مطالعه با ویژگی های خاک نشان داد که کربن آلی، شاخص پایداری خاکدانه، شوری، نسبت جذب سدیم و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها تاثیر مستقیم و موثرتری بر پایداری خاک دارند. همچنین بین مقادیر  SI با CR9 و CR11 در لایه سطحی همبستگی معنی دار منفی در سطح یک درصد (به ترتیب 58/0 = R2 و 74/0 = R2) مشاهده شد؛ لیکن در لایه زیرسطحی فاقد همبستگی بودند. در نهایت، روش رتبه بندی تجمعی که از ویژگی های بیشتر و موثرتری برای ارزیابی پایداری خاک استفاده می کند، برای پایش پایداری خاک توصیه شد.

    کلید واژگان: اقلیم خشک, رتبه بندی تجمعی, سمنان, شاخص پایداری, کیفیت خاک}
    Kourosh Kamali, Gholamreza Zehtabian *, TAYYEBEH MESBAHZADEH, Hosein Shahab Arkhazloo, Mahmood Arabkhedri, Alireza Moghaddam Nia

    The sustainability of soil, especially in fragile ecosystems, is an indispensable indicator of sustainable land management that depends on the physical, chemical and biological properties of the soil. In order to study the soil sustainability in Semnan desert region of farms, gardens and rangelands as arenas located on an educational farm with different irrigation administrations, the Sustainability Index (SI) and the Cumulative Ranting (CR9 &CR11) were used. Exploring the crust and sampling of surface and subsurface horizons of selected areas and measuring 12 important and effective characteristics of soil physical properties, the indices were calculated in each area and the effects of different types of land use on soil stability were investigated. The results showed that the SI in the surface layer of arable land due to the impact of cultivation and the positive role of organic matter was above one, and in the rest of the land was less than one which indicating the instability of the soil. According to the CR results, surface and subsurface layers of soil were not found in very stable and stable classes in the studied lands. The CR results also showed that the stability soil in the multi cultivates farm is a better condition, it may be due to its positive role in increasing soil correction factors compared to other lands. Correlation analysis of the indices showed that soil organic carbon, structural index, electrical conductivity, sodium adsorption ratio and mean weight diameter have a direct and more effective impact on soil sustainability.

    Keywords: Arid region, Cumulative Rating, Semnan, sustainability index, Soil quality}
  • حسین سعادتی، آرش ملکیان*، علیرضا مقدم نیا
    تعیین آسیب پذیری و ریسک آب های زیرزمینی، رویکرد مناسبی برای مدیریت آب های زیرزمینی می باشد. در تحقیق حاضر، این ارزیابی بر اساس شاخص جدیدی با سه عامل تراکم منابع نقطه ای آلاینده، آسیب پذیری ذاتی و محدوده گیرش آلودگی چاه ها، برای سفره آب زیرزمینی دشت اردبیل ارایه شده است. در ابتدا یک نسخه اصلاح شده از روش دراستیک برای پهنه بندی آسیب پذیری ذاتی آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه به مساحت 886 کیلومتر مربع استفاده شد. تراکم منابع آلاینده نقطه ای مانند صنایع، روستاها، ایستگاه های پمپ بنزین در زیرحوضه ها به عنوان شاخص بالقوه آلاینده منابع نقطه ای استفاده شد. مدل سازی عددی نیز برای تعیین مناطق گیرش چاه با استفاده از مدل MODFLOW و MODPATH انجام شد. پارامترهای مورد استفاده در این روش تحلیل حساسیت شد همچنین نتایج این شاخص براساس غلظت نیترات و کلرید واسنجی شد که همبستگی مثبتی با شاخص آسیب پذیری داشت. با توجه به ادغام 3 عامل با محدوده ارزشی 10، مقادیر شاخص آسیب پذیری و ریسک آب های زیرزمینی بین صفر تا هزار متغیر است. در بیشتر سطوح دشت، مقدار این شاخص در محدوده طبقه حداقل بود. ولی مقادیر حداکثر این شاخص در مناطق پرجمعیت، حاشیه جاده ها و صنعتی بالا در دشت اردبیل بود. بطور کلی مطابق این شاخص، دشت اردبیل در محدوده آسیب پذیری پایین قرار دارد. این روش منجر به یک رویکرد دقیق و مقرون به صرفه برای محافظت از منابع آب آشامیدنی و کشاورزی و دستیابی به آب زیرزمینی پایدار برای نسل های آینده خواهد شد.
    کلید واژگان: آب زیرزمینی, آسیب پذیری, آلایندگی, پهنه بندی ریسک}
    Hossein Saadati, Arash Malekian *, Alireza Moghaddamnia
    Determining the vulnerability and risk of groundwater is a good approach for groundwater management with reliable and accurate models, taking into account surface pollutants, the ability to contaminate groundwater, and the pathways affecting wells. In the present study, this evaluation is based on a new index with three factors of pollutant point source density, intrinsic vulnerability and contamination range of wells presented for a groundwater aquifer in Ardabil. A modified version of the Drastic method was used to map the intrinsic groundwater vulnerability of the study area to an area of 886 square kilometers. Density of point source pollutants were measured such as industries, villages, gas stations in the sub basins and used as potential indicators of point source pollutants. Numerical modeling was also performed to determine the catchment areas using MODFLOW and MODPATH models. The spatial and descriptive integration of these three factors created a mechanism and vulnerability index for assessing the risks of groundwater contamination as well as identifying and prioritizing areas requiring groundwater monitoring. The parameters used in this method were sensitivity analysis. The results of this index were calibrated based on nitrate and chloride concentration which had a positive correlation with the vulnerability index. Groundwater vulnerability and risk index values vary from zero to one thousand with respect to the integration of 3 factors with a value range of 10. The value of this index was low in most of the lowlands. But maximum values of this index were in populated areas, high roads and industrial areas in Ardabil plain. In general, according to this indicator, Ardabil plain is at low vulnerability and risk. This research will lead to a rigorous and cost-effective approach to protecting drinking and agricultural water resources and achieving sustainable groundwater for future generations.
    Keywords: Groundwater, Pollution, Risk Zoning, Vulnerability}
نمایش عناوین بیشتر...
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