ali salajegheh
-
مقدمه
صنعتی شدن جوامع منجر به افزایش گازهای گلخانه ای در دهه های اخیر شده است. این افزایش باعث گرم شدن جو زمین شده و سایر اجزای سیستم اقلیمی را تحت تاثیر قرار داده و منجر به تغییرات اقلیمی شده است. شواهد نشان می دهد که میانگین جهانی دمای زمین به ویژه در سال های اخیر در حال افزایش است. بنابراین تاثیر تشدید تغییرات اقلیم جهانی بر توسعه و بقای بشریت یک واقعیت غیرقابل انکار است. هدف از این پژوهش، بررسی و پیش بینی تغییرات در دهه های آینده در حوزه آبخیز طالقان است.
مواد و روش هامنطقه موردمطالعه حوزه آبخیز طالقان با توپوگرافی کوهستانی در شمال غرب استان البرز قرار دارد. میزان بارش و درجه حرارت سالانه منطقه به ترتیب 8/485 میلی متر و 4/11 درجه سانتی گراد است. برای برآورد و تولید داده ها برای دوره آتی (2100-2021)، از داده های روزانه ایستگاه های منطقه ای، ازجمله داده های بارش با دوره پایه (2014-1979)، و داده های میانگین دما با دوره پایه (2014-2003) استفاده گردید. همچنین داده های خروجی مدل گردش عمومی (CanESM5) تحت سناریوهای اقلیمی (SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP5-8.5) مورد استفاده قرار گرفت. CanESM5 یک مدل جهانی است که برای شبیه سازی تغییرات اقلیمی و توسعه پیش بینی های فصلی و دهه ای توسعه یافته است. CanESM5 معمولا برای پیش بینی ها در مقیاس بزرگ استفاده می شود؛ بنابراین، SDSM برای کاهش مقیاس داده های اقلیمی انتخاب می شود. تغییرات پارامترهای میانگین بارش و دما برای سه دوره آتی (2040-2021، 2060-2041 و 2100-2081) با مدل ریزمقیاس نمایی تحت سناریوهای SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 در منطقه مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی دقت مدل از RMSE، MAD و R استفاده شد.
نتایج و بحثبیشترین افزایش بارش در ایستگاه آرموت در ماه های مارس، می و نوامبر و بیشترین کاهش بارش در سپتامبر و اکتبر در سناریوهای SSP برای دوره های 2021-2040، 2060-2041 و 2100-2081 پیش نگری شده است. در ایستگاه سکرانچال بیشترین افزایش بارش در سه دوره در ماه های مارس، فوریه و می و بیشترین کاهش در سپتامبر و اکتبر تحت سناریوهای SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 است. بیشترین افزایش بارش در ایستگاه زیدشت در ما ه های مارس، می و نوامبر، آوریل و دسامبر تحت سناریوهای SSP است. همچنین بیشترین کاهش در سپتامبر تحت سناریوهای SSP برای سه دوره پیش نگری شده است. در ایستگاه گته ده بیشترین افزایش بارش در بازه های زمانی 2040-2021 و 2081-2100 مربوط به مارس، می و نوامبر و برای دوره 2041-2060 مربوط به ماه های مارس فوریه و می تحت سناریوی SSP5-8.5 است. در دوره های 2040-2021 و 2041-2060 بیشترین کاهش در سپتامبر تحت سناریوهای SSP، همچنین در دوره 2081-2100 بیشترین کاهش در جولای در سناریوهای SSP و اکتبر در سناریوی SSP5-8.5 خواهد بود. طی سه دوره، بیشترین افزایش بارش ایستگاه جوستان در فوریه، مارس، می و نوامبر پیش بینی می شود. بیشترین کاهش در دوره 2040-2021 در سپتامبر و آگوست تحت SSP5-8.5 و در دوره های 2041-2060 و 2100-2081 در اکتبر و جولای تحت SSP1-2.6 خواهد بود. بیشترین افزایش بارش ایستگاه دیزان در دوره 2040-2021 در می و آوریل (SSP1-2.6) و بیشترین کاهش در جولای (SSP5-8.5) خواهد بود. برای دوره 2060-2041 بیشترین افزایش در می (SSP2-4.5) و ژوئن (SSP1-2.6) و بیشترین کاهش در سپتامبر (SSP5-8.5) است. بیشترین افزایش برای دوره 2100-2081 در مارس و آوریل به ترتیب تحت SSP2-4.5 و SSP1-2.6 و بیشترین کاهش در اکتبر تحت SSP5-8.5 است. بر اساس نتایج پیش نگری دمای ایستگاه زیدشت طی سه دوره، میانگین و میانگین بیشینه دما در ژانویه و فوریه تحت سناریوهای SSP روند کاهشی و بقیه ماه ها روند افزایشی را نشان می دهند.
نتیجه گیرینتایج نشان می دهد که بارش در برخی ماه ها روند کاهشی و برخی روند افزایشی دارد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که متغیرهای بارش و دما طی دوره های 2040-2021، 2060-2041 و 2100-2081 تحت سناریوهای SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 روند افزایشی را نسبت به دوره پایه تجربه خواهند کرد، بیشترین افزایش دما و بارش در دوره 2040-2021 و به ترتیب تحت سناریوهای SSP2-4.5 و SSP1-2.6 است. این مطالعه نشان می دهد که طالقان در آینده در برابر تغییرات اقلیمی آسیب پذیر خواهد بود. افزایش دما باعث ذوب برف و کاهش ذخیره برفی می شود. زمان پایداری ذخایر آب در حوضه کاهش می یابد. تغییرات بارش در منطقه می تواند الگوی بارش را از برف به باران تغییر دهد؛ که این امر باعث کاهش آب های سطحی و زیرزمینی می شود و می تواند بر عملکرد محصول تاثیر بگذارد.
کلید واژگان: تغییر اقلیم, ریزمقیاس نمایی, طالقان, سناریوهای SSP, CMIP6, SDSMIntroductionThe industrialization of communities has led to an increase in greenhouse gases over recent decades. This increase has caused the warming of the earth's atmosphere, and it affected other components of the climate system and led to climate change. The evidence confirms that the global average temperature of the Earth is increasing, especially in recent years. Moreover, precipitation intensity has changed over time. It is expected that changes in temperature and precipitation will cause a series of climatic extreme events. Therefore, it is an undeniable fact that the intensification of global climate change has affected the development and survival of mankind. The purpose of this research is to investigate and predict these changes in the future decades in the Taleqan watershed, Iran.
Materials and methodsThe study area, Taleqan watershed with a mountainous topography, is located in the northwest of Alborz province, Iran. The annual precipitation and temperature of the region are 485.8mm and 11.4℃, respectively. To estimate and generate data for the future period (2021-2040), we used daily data from regional stations, including precipitation data from the base period (1979-2014) and average temperature data from the base period (2003-2014). We also utilized output data from the General Circulation Model (CanESM5) under climate scenarios (SSP1-2.6, SSP2-4.5, and SSP5-8.5). CanESM5 is a global model developed for simulating future climate change and developing seasonal and decadal forecasts. CanESM5 is usually used for large-scale projections, therefore, SDSM is chosen to downscale climate data. The changes of average precipitation and temperature parameters for three future periods (2021-2040, 2041-2060, and 2081-2100) were evaluated and RMSE, MAD and R were used to evaluate model accuracy.
Results and DiscussionThe greatest increase in precipitation in Armot station is in March, May and November and the greatest decrease in precipitation in September and October is predicted under the SSP scenarios for the periods 2021-2040, 2041-2060 and 2081-2100. In Sakranchal station, the highest increase in precipitation is in three periods of March, February and May, and the highest decrease is in September and October under the SSP1-2.6, SSP2-4.5 and SSP5-8.5. The highest increase in precipitation in the Zidasht station is in March, May and November, April and December under the SSP scenarios. Also, the biggest decrease is in September under the SSP scenarios for the three forecast periods. In Gateh Deh station, the highest increase in precipitation during the periods of 2021-2040 and 2081-2100 is related to March, May and November, and for the period of 2041-2060, it is related to the months of March, February and May under the SSP5-8.5. During the periods of 2021-2040 and 2041-2060, the greatest decrease will be in September under the SSP scenarios, also in the period of 2081-2100, the greatest decrease will be in July under the SSP scenarios and in October, under the SSP5-8.5. During three periods, the greatest increase in Jovestan station precipitation is predicted in February, March, May and November. Also, the greatest decrease in the period of 2021-2040 will be in September and August under the SSP5-8.5 and in the periods of 2041-2060 and 2081-2100 in October and July under the SSP1-2.6. Based on the results of the temperature forecast in Zidasht station during three periods, the average and average maximum temperature in January and February under the SSP scenarios have a decreasing trend and other months show an increasing trend.
ConclusionThe results show that precipitation has a decreasing trend in some months and some increasing trend. The obtained results indicate that the precipitation and temperature variables in the periods of the 2021-2040, 2041-2060 and 2081-2100 under the SSP1-2.6, SSP2-4.5 and SSP5-8.5 will experience an increasing trend compared to the base period. The highest increase in temperature and precipitation is in the period of 2021-2040 under scenarios SSP2-4.5 and SSP1-2.6, respectively. This study demonstrates that Taleqan watershed will be vulnerable to future climate change. An increase in temperature can cause snowmelt and reduce snow storage. The stability time of water reserves in the watershed will be reduced. Precipitation changes in the region can alter the precipitation pattern from snow to rain. This reduces surface and underground water, and can affect crop yield.
Keywords: Climate Change, Downscaling, Taleqan, SSP Scenarios, CMIP6, SDSM -
مقدمه و هدف
تبخیر یکی از سنجه های مهم آب شناسی است که در چرخه آب نقش مهمی دارد. این سنجه افزون بر توزیع مکانی گوناگون، با داشتن توزیع بلندی سبب پیچیدگی مدل سازی های تبخیر شده است. هدف از این پژوهش، پیشنهاد یک رویکرد جدید برای مدل سازی تغییرات مکانی–زمانی تبخیر است تا بر اساس ویژگی پویایی و توزیعی آن بتوان در مدل های بارش–رواناب، استفاده شود.
مواد و روش هادر این پژوهش از داده های ماهانه تبخیر (1400-1381) ایستگاه پایش تبخیر مارون که در آبخیز پسکوهک، در 27 کیلومتری غرب شیراز است، استفاده شد. همچنین از داده های سه ایستگاه پیرامون حوزه آبخیز پسکوهک، شامل ایستگاه های شیراز، قلات و دشت ارژن، استفاده شد. در ابتدا با استفاده از مدل وایازی و تعیین ارتباط میان تبخیر و بلندی از سطح دریا، نقشه های رستری تبخیر ماهانه منطقه مطالعه شده رسم شد. سپس، با استفاده از رویکرد پیشنهادی (استفاده از روش نسبت معادله ها)، مدل اولیه تغییرات مکانی– زمانی تبخیر تهیه شد. با توجه به ویژگی پویایی و تاثیرپذیری سنجه تبخیر، تاثیر عامل های مختلف بر شدت تبخیر، شبیه سازی و نقشه های رستری اولیه اصلاح شد. برای این منظور از ضریب های تصحیح که به شکل نقشه های رستری یا ضریب های عددی به دست آمده بود، استفاده شد. این ضریب ها شامل ضریب اصلاح شدت تبخیر ناشی از نسبت ژرفای آب در سطح هدف به ژرفای آب در تشتک تبخیر، تاثیر روزهای گوناگون سال در ضریب تبدیل تشتک و ضریب تصحیح تغییرات بلندی از سطح زمین بود. تمام مراحل کار، با کدنویسی در محیط SNAP و MATLAB انجام شد. سرانجام نتیجه نهایی در محیط ArcGIS به دست آمد.
نتایج و بحثنتایج این پژوهش نشان داد که با استفاده از مدل وایازی خطی و سنجه بلندی از سطح دریا، می توان با دقت زیاد (81/0 = R2 در دی ماه تا 99/0R2= در آبان و فروردین ماه)، توزیع مکانی تبخیر را به شکل یک شبکه منظم پیکسلی (100 متر مربعی) به دست آورد. همچنین، مدل نهایی توزیع مکانی–زمانی تبخیر نشان داد که در برخی نقاط مطالعه شده (پیکسل ها)، میان نتایج مدل اولیه و مدل نهایی تبخیر تفاوت قابل توجهی وجود داشت. این موضوع لزوم استفاده از ضریب های اصلاحی را بیشتر آشکار کرد.
نتیجه گیری و پیشنهادهادر این پژوهش با استفاده از رویکرد پیشنهادشده می توان در منطقه مزبور، توزیع مکانی- زمانی تبخیر را در گام های زمانی متناظر با گروه زمانی داده های موجود در ایستگاه های پایش تبخیر، مدل کرد. پیشنهاد می شود در شرایط گوناگون اقلیمی و پستی بلندی از این مدل استفاده شود و نتایج آن بررسی شود.
کلید واژگان: آبخیز پسکوهک, تشتک تبخیرکلاس A, ضریب اصلاحی, مدل سازی تبخیرIntroduction and GoalEvaporation is one of the important parameters in hydrology that plays a significant role in the water cycle. This parameter, in addition to various spatial distributions, with having altitude distribution causes the complexity of evaporation modeling The aim of this research is to present a new approach for spatio-temporal modeling of evaporation changes, which can be used in rain-runoff models.
Materials and MethodsIn order to carry out this research, monthly evaporation data over a 20-years period (2002-2021) were used from the Maroun evaporation monitoring station located in the Paskouhak catchment, 27 km west of Shiraz, as well as three stations surrounding Paskouhak catchment including Shiraz, Ghalat, and Dasht Arjan stations. Initially, by using regression modeling and determining the relationship between evaporation and elevation above sea level for each month, monthly evaporation raster maps were drawn for the study area. Then, using the proposed approach of using the ratio equations method, the initial spatio-temporal model of evaporation changes was prepared. Due to the dynamic nature and sensitivity of the evaporation parameter, the impact of various factors on the intensity of evaporation was simulated and the initial raster maps were corrected to a large extent. For this purpose, correction coefficients obtained in the form of raster maps or numerical coefficients were used. These coefficients included the correction coefficient of evaporation intensity due to the ratio of water depth at the target surface to the water depth in the evaporation pan, the effect of different days of the year on the conversion coefficient of the evaporation pan, and the correction coefficient based on changes in elevation from the ground surface. All stages of the research were performed in the SNAP and MATLAB software. Finally, the final result was obtained in the ArcGIS software.
Results and DiscussionThe results showed that using the linear regression model and elevation parameters above sea level, it is possible to obtain the spatial distribution of evaporation with high accuracy (R2=0.81 in December and R2=0.99 in March and October) in the form of a regular pixel grid (in this study 100 m2). In addition, the final spatio-temporal distribution model of evaporation showed that there is a noticeable difference between the results of the initial and the final evaporation models in some areas of the study region (pixels). This highlights the need for more corrective coefficients.
Conclusion and SuggestionsIn this study, using the proposed approach, it is possible to model the spatiotemporal distribution of evaporation in the study area at time steps corresponding to the time series of data available at the evaporation monitoring stations. It is recommended to apply this model under various climatic and topographic conditions and to evaluate its results.
Keywords: Class A Pan Evaporation, Correction Coefficient, Evaporation Modelling, Paskouhak Catchment -
International Journal Of Nonlinear Analysis And Applications, Volume:16 Issue: 3, Mar 2025, PP 63 -76The two requirements of impartiality and equitability expressed with the principle of transfers are fulfilled by all objective functions in equitable multi-objective optimization. However, in some practical situations, the decision-maker believes these requirements should only be satisfied by a subset of objective functions. To solve the problem in this paper, we first divide the set of objective functions into two subsets, the subset given by the decision maker and its complement. Then, we apply the concepts of equitable efficiency and efficiency for these two subsets, respectively. Furthermore, we apply the mean and inequality measures for these subsets of objective functions and present the new mean-equity models for solving the location problem. We investigate the relationship between $2$-efficient solutions of the new mean-equity models and efficient solutions of the location problem.Keywords: Efficiency, Equitable Efficiency, Inequality Measure, Location, Multi-Objective Optimization
-
مقدمه و هدف
کاربران با بهره گیری از ایستگاه های باران سنجی داده های دقیقی از اندازه ی بارندگی را تهیه می کنند. با این حال، درون یابی داده های بارندگی به دلیل تغییرپذیری زمانی و مکانی دشوار است. ازاین رو ایستگاه های باران سنجی در بسیاری از مناطق پراکندگی مناسبی ندارند و این مشکل نیز در مناطق کوهستانی بیش تر است. در یک آبخیز کوهستانی، درک تعامل میان تفکیک پذیری مدل رقومی ارتفاعی (DEM) و متغیرهای آب و هوایی برای درون یابی دقیق مکانی میانگین بارندگی در بسیاری از مناطق ضروری است و از سوی دیگر نیاز به اطلاعات دقیقی در مدل سازی آب شناختی و بسیاری از بررسی های محیط زیستی و اقلیمی است. بر این اساس یکی از مشکلاتی که در بسیاری از مطالعات آب شناسی وجود دارد و همیشه بدون توجه به آن نقشه های بارشی تهیه می شود، تهیه ی نقشه ی بارش با استفاده از درون یابی و یا استفاده از مدل های رقومی ارتفاعی در دسترس است، که دارای خطای بارش برآوردی است.
مواد و روش هادر این پژوهش به منظور معرفی بهترین مدل رقوم ارتفاعی برای کاربران در تهیه ی نقشه ی شیب بارش از داده های 11 ایستگاه هواشناسی در استان کرمانشاه و چهار مدل رقومی ارتفاعی (DEM) با تفکیک مکانی 30، 90، 1000 و 10000 متر که متداول ترین مدل های رقومی ارتفاعی در پژوهش ها هستند، استفاده شد. با استفاده از مدل وایازی خطی برازش داده شده میان بلندی هر ایستگاه و میانگین بارش 20 ساله، نقشه ی بارش سالانه برای استان کرمانشاه تهیه شد و سپس بر اساس معیارهای ارزیابی خطا بهترین مدل رقومی ارتفاعی در برآورد بارش مشخص شد.
نتایجنتایج این پژوهش نشان داد که در برآرود بارش مدل های رقومی ارتفاعی با اندازه ی سلولی 1000 و 10000 متر (R2 = 0.76, 0.81) در مقایسه با DEMهای با دقت مکانی 30 و 90 متری (R2= 0.75) دقت بیشتری داشتند. در بررسی ضریب نش - ساتکلیف (NS) مشخص شد که DEM با تفکیک مکانی 1000 متر (یک کیلومتر) با ضریب نشساتکلیف 0/76، سطح معنی داری 0/01 و ضریب همبستگی 0/81 در مقایسه با دیگر مدل های رقومی ارتفاعی دقت بیشتری داشت.
نتیجه گیری و پیشنهادهانتایج این پژوهش می تواند در برآرود و تعمیم بارش در مناطق فاقد ایستگاه و هم چنین در تهیه ی نقشه های بارشی در مناطقی که تعداد ایستگاه محدود است، استفاده شود. افزون بر این در روش های درون یابی تک متغیره که دقت مناسبی به دلیل در نظر نگرفتن فاصله های مکانی ندارند، استفاده شود. هم چنین با توجه به پستی بلندی پیچیده ی زمین و نبودن یکنواختی ایستگاه های هواشناسی در سطح کره ی زمین، برای برآورد بارش به کارگیری مدل های رقوی ارتفاعی با قدرت تفکیک مکانی زیادتر نیاز است که با حذف سطوح پستی بلندی های خطاساز دقت برآورد مدل های رقومی در ارزیابی پژوهش های بارش افزایش خواهد یافت.
کلید واژگان: آبخیز کوهستانی, استان کرمانشاه, برآرود بارش, شیب بارش, وایازی خطی, وضوح DEMIntroduction and GoalUsers prepare accurate data of the amount of rainfall by using rain gauge stations. However, an interpolation of rainfall data is difficult due to temporal and spatial variability. Therefore, rain gauge stations are not well distributed in many areas, especially in mountainous areas. In a mountainous area, understanding the interaction between the resolution of the Digital Elevation Model (DEM) and climate variables is necessary for accurate spatial interpolation of average rainfall in many areas, and on the other hand, the need for accurate information in hydrological modeling and many environmental studies and it is climatic. One of the problems that exists in many hydrological studies is that rainfall maps are always prepared using interpolation or available DEM, regardless of rainfall, which have an estimated rainfall error.
Materials and MethodsIn this study, four DEMs with spatial resolutions of 30, 90, 1000, and 10000 m, which are the most common DEMs in studies, were used to introduce the best elevation digital model for extracting the rainfall gradient map from the data of 11 meteorological stations in Kermanshah province. A rainfall map for Kermanshah province was prepared using a linear regression model fitted between the height of each station and the 20-year average rainfall. The best DEM for rainfall estimation was then determined on the basis of error evaluation criteria.
ResultsThe results of this research showed that in estimating rainfall, DEMs with cell sizes of 1000 and 10000 m (R2 = 0.76, 0.81) were more accurate than DEMs with spatial accuracy of 30 and 90 m (R2 = 0.75). In the examination of the Nash–Sutcliffe coefficient (NS), compared to other digital height models of accuracy, DEM with a spatial resolution of 1000 m (one km) with a Nash–Sutcliffe coefficient of 0.76, a significance level of 0.01, and a correlation coefficient of 0.81 was found to have greater accuracy.
Conclusion and SuggestionsThe results of the present study can be used to estimate and generalize rainfall in areas that do not have stations and to prepare rainfall maps in areas where the number of stations is limited. In addition, it should be used in univariate interpolation methods that do not have proper accuracy because spatial distances are not considered. In addition, due to the complex topography of the earth and the non-uniformity of meteorological stations on the earth’s surface, high-resolution models with higher spatial resolution are required for the estimation of rainfall, which increases the accuracy of digital models in the evaluation of rainfall studies by removing topographical levels that cause errors.
Keywords: DEM resolution, Kermanshah Province, Linear regression, mountainous watershed, rainfall estimation, rainfall gradient -
هدف از پژوهش حاضر ارائه رویکردی برای مدل سازی تغییرات مکانی-زمانی بارش است که می تواند به عنوان ورودی مدل های بارش - رواناب مورد استفاده قرار گیرد. برای این منظور از داده های رگبار چهار ایستگاه پایش باران در حوزه آبخیز پسکوهک، واقع در 27 کیلومتری غرب شیراز، استفاده شد. پنج پارامتر ارتفاع از سطح دریا، درجه شیب، جهت شیب، طول و عرض جغرافیایی به عنوان عوامل موثر در تغییرات مکانی بارش انتخاب شد. ترکیبات مختلف این پنج پارامتر، با استفاده از آزمون گاما در نرم افزار WinGammaTM ، اولویت بندی شد. مدل سازی رگرسیونی و تعیین ضرایب عددی معادلات، با استفاده از الگوریتم بهینه سازی لونبرگ-مارکوارت در محیط MATLAB انجام شد. سپس با استفاده از معیارهای ارزیابی ضریب تعیین (R^2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و دیاگرام تیلور(Taylor Diagram)، بهترین مدل انتخاب و نقشه رستری یک رگبار انتخابی در محیط Arc GIS ترسیم شد. در انتها با استفاده از رویکرد پیشنهادی استفاده از روش نسبت معادلات، مدل تغییرات مکانی-زمانی بارش نهایی شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل غیرخطی درجه دو و پارامترهای ارتفاع از سطح دریا و عرض جغرافیایی، می توان با دقت بالایی، توزیع مکانی بارش را به صورت یک شبکه منظم پیکسلی (100 متر مربعی) بدست آورد (917/0 =.R^2 و 2277/0=RMSE). با توجه به اینکه در رگبارهای مختلف حوزه های کوچک، نسبت تغییرات بارش هر پیکسل به پیکسل های دیگر (از جمله پیکسل ایستگاه پایش باران) تقریبا ثابت است، بنابراین با استفاده از رویکرد پیشنهادی در این پژوهش می توان تغییرات مکانی و زمانی هر رگبار را به صورت یک ماتریس سه بعدی در منطقه مدل سازی کرد.
کلید واژگان: حوزه پسکوهک, لونبرگ - مارکوارت, مدل رگرسیون, مدل سازی بارشAimThe aim of this study is to propose an approach for modeling spatiotemporal changes in rainfall that can be used as input for rainfall-runoff models.
Research MethodTo achieve this, rainfall data from four rain gauge stations in the Paskouhak catchment were used. Five parameters, including elevation, slope, aspect, longitude, and latitude, were identified. The different combinations of these five parameters were prioritized using the gamma test in WinGammaTM software. After the use of different regression models, the best model was selected based on evaluation criteria such as R2, RMSE, and the Taylor diagram. A raster map of a selected rainfall event was drawn in the Arc GIS environment. Finally, using the proposed approach of relative equations, the spatiotemporal changes in rainfall were modeled.
ResultsThe results showed that using a second-degree nonlinear model and parameters of elevation and latitude, it is possible to accurately obtain the spatial distribution of rainfall in the form of a regular pixel grid (100 square meters) with high precision (R2=0.917 and RMSE=0.2277).
ConclusionIn different rainfall events in small catchment areas, the variation in rainfall in each pixel is almost constant relative to other pixels, including the rain gauge station, the proposed approach in this study can model the spatiotemporal changes of each rainfall event as a three-dimensional matrix in the study area. The approach can be valuable in predicting potential flood events and in water resource management and planning. However, further research is required to validate the results and test the approach in other areas.
Keywords: Levenberg-Marquardt, Paskouhak catchment, Rainfall modelling, Regression modeling -
مدل های مدیریت رواناب شهری به عنوان ابزاری مفید در برنامه ریزی، طراحی و توسعه به شمار می روند، از مدل های پرکاربرد در این زمینه می توان به مدل SWMM اشاره نمود. یکی از مشکلات اساسی در مطالعه شبکه زهکشی شهری به کمک این مدل ها انتخاب صحیح پارامترها است. برای رفع این مشکل می توان از روش آنالیز حساسیت استفاده نمود، که روابط بین متغیرهای مدل با یکدیگر و اولویت تاثیر آن ها بر خروجی مدل را نشان می دهد. هدف از این تحقیق تعیین حساسیت متغیرهای موثر بر دبی اوج سیلاب با به کارگیری مدل SWMM در منطقه عظیمیه کرج است. برای این منظور مقدار اولیه برآورد شده درصد مناطق نفوذناپذیر، شیب، عرض معادل، شماره منحنی، ضریب زبری مانینگ در مناطق نفوذناپذیر، ارتفاع ذخیره مناطق نفوذناپذیر و درصد مناطق نفوذناپذیر بدون ذخیره سطحی در دامنه تغییرات قابل قبول به مقدار ثابت کاهش و افزایش یافت و تاثیر آن ها بر دبی اوج سیلاب بررسی شد. نتایج نشان داد درصد مناطق نفوذناپذیر و درصد مناطق نفوذناپذیر بدون ذخیره سطحی به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر دبی اوج داشتند. به طوری که با افزایش 30 درصد در مقدار درصد مناطق نفوذناپذیر به عنوان حساس ترین پارامتر مدل، مقدار دبی اوج 09/5 درصد افزایش یافت.
کلید واژگان: آنالیزحساسیت, سیلاب شهری, مدلSWMM, شبکه زهکشی, کرجIranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, Volume:17 Issue: 62, 2023, PP 33 -40Urban runoff management models are considered as a useful tool in planning, design and development. One of the most usable models in this field is the SWMM. One of the main problems in studying urban drainage network with these models is the correct choice of parameters. To overcome this problem, the sensitivity analysis method could be used, which shows the relationships between variables included in the model with each other and the priority of their impacts on the model output. The purpose of this study is to determine the sensitivity of affective variables that influence urban flood peak using the SWMM model in Azimiyeh region of Karaj. In order to that, the estimated initial value of the percentage of impervious area, slope, width, curve number, N-Manning for impervious area, depth of depression storage on impervious area, percent of impervious area with no depression storage reduction were decreased and increased to a constant value in the range of acceptable changes and their effect on peak discharge was investigated as a dependent variable. Based on the results, the amount of impervious areas and the percent of impervious area with no depression storage had highest and lowest effect on peak discharge, respectively. 30% increase in the amount of impervious areas, as the most effective parameter, caused peak discharge to be increase 5.09 percent.
Keywords: Urban flood, Peak flow, Impervious area -
مدلهای GCM به طور وسیع برای ارزیابی تغییر اقلیم در یک مقیاس جهانی استفاده می شود؛ اما خروجی این مدل ها برای ارزیابی تغییرات اقلیمی در سطح محلی و منطقه ای کافی و دقیق نیست. لذا در این مطالعه از مدل SDSM جهت ریزمقیاس سازی داده های مدل CanESM2 استفاده شد و شرایط اقلیمی منطقه سمیرم بر مبنای سه سناریوی RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 در بازه زمانی 2020 تا 2100 میلادی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ارزیابی مدل برمبنای داده های NCEP نشان داد که مدل در ارزیابی و پیش بینی داده های دما به خصوص دمای میانگین از دقت بالاتری برخوردار بوده است. مقایسه داده های مشاهداتی و داده های شبیه سازی شده دما و بارندگی GCMها در دوره پایه (1980 تا 2005) براساس متغیرهای پیش بینی کننده NCEP نشان داد که میانگین همبستگی داده های بارش 52/0، دمای میانگین 88/0، دمای حداکثر 80/0 و دمای حداقل 70/0 (برای دوره اعتبار سنجی و واسنجی) به دست آمده است. نتایج ارزیابی تغییرات بارش در سناریوهای مختلف نیز کاهش حداقل 24/7 درصد و حداکثر 55/18 درصد بارش را برای بازه زمانی 2020 تا 2100 نسبت به دوره پایه (1980-2005) پیش بینی نموده است. نتایج پیش بینی بارش، تغییرات الگوی بارشی را نیز نشان داده است. همچنین مقایسه سناریوها نشان می دهد که سناریو RCP2.6 به عنوان خوش بینانه ترین سناریو کمترین کاهش بارندگی و سناریو RCP8.5 بیشترین کاهش بارندگی را پیش بینی نموده است. بررسی تغییرات پیش بینی شده دما نیز افزایش را برای دمای میانگین و حداقل و حداکثر را نشان می دهد که حداکثر تا 04/1، 61/1، 75/1 درجه سانتی گراد برای بازه 2020 تا 2100 نشان داده است.کلید واژگان: ریزمقیاس سازی, سناریوهای انتشار, تغییر اقلیم, سمیرمGCM models are widely used to assess climate change on a global scale, but outputs of these models are not sufficient and accurate to assess climate change at local and regional levels. Therefore, in this study, SDSM model was used for micro-scaling of CanESM2 model data and climate conditions of Semirom region based on three scenarios of RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 in the period 2020 to 2100. The results of model evaluation based on NCEP database showed that the model was more accurate in estimating and predicting temperature data especially mean temperature. Comparison of observation and simulated data of temperature and precipitation of GCMs in the baseline period (1980 to 2005) based on NCEP predictor variables showed the mean correlation of precipitation data of 0.52, mean temperature of 0.88, maximum temperature of 0.80 and minimum temperature of 0.70 for validation and verification periods. The results of the estimation of precipitation variations in different scenarios also predicted a decrease of at least 7.24% and a maximum of 18.55% for the time period of 2020 to 2100 compared to the baseline period (1980-2005). The results of precipitation prediction also show the changes of precipitation pattern. The comparison of the scenarios also shows that the RCP2.6 scenario as the most optimistic scenario has the least rainfall while the RCP8.5 scenario predicts the highest rainfall reduction. Examination of the predicted changes in temperature also shows an increase for the mean, minimum and maximum temperatures,Keywords: Downscaling, climate change, Emission scenarios, Semirom
-
در سال های اخیر، پدیده گردوغبار به یکی از مهمترین چالش های زیست محیطی در سراسر جهان تبدیل شده است. کشور ایران با توجه به حاکم بودن اقلیم خشک و نیمه خشک بر آن، همیشه از تولید و گسترش مواد معلق در هوا به ویژه گردوغبار آسیب دیده است. در پژوهش حاضر به ارزیابی روند و شدت تغییرات گردوغبار با استفاده از شاخص عمق نوری هواویز یا Aerosol Optical Depth در نیمه شرقی ایران پرداخته شد. بدین منظور ابتدا در سامانه گوگل ارث انجین از داده های AOD باند آبی با طول موج nm470 محصول MCD19A2 سنجنده مودیس در مقیاس زمانی روزانه میانگین گیری شد و داده های ماهانه AOD از ابتدای سال 1380 تا انتهای سال 1401 استخراج شد. در مرحله بعد ماه های دارای بیشترین میانگین AOD انتخاب شد و ارزیابی روند و شدت تغییرات گردوغبار بر روی داده های این ماه ها انجام. به منظور ارزیابی روند تغییرات AOD از آزمون من کندال و همچنین برای ارزیابی شدت تغییرات آن از رگرسیون خطی استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که بیشترین مقدار AOD در محدوده مورد بررسی در چهار ماه آوریل، می، ژوین و جولای معادل با ماه های شمسی فروردین تا مرداد رخ داده است. همچنین نتایج تحلیل روند و شدت تغییرات AOD در ماه آوریل با احتمال بیش از 70% و با شدت زیاد و خیلی زیاد در بیشتر مناطق مورد بررسی در حال افزایش است. این درحالی است که شاخص مورد بررسی در ماه های می، ژوین و جولای به ترتیب در بخش قابل ملاحظه ای از نیمه غربی، نیمه شمالی و نیمه شرقی با شدت های مختلف با احتمال بیش از 70% در حال افزایش است. با توجه به نتایج پژوهش حاضر لازم است با مدیریت مناسب، عوامل موثر بر ایجاد گردوغبار در مناطقی که گردوغبار در حال افزایش است، روند تغییرات را کنترل یا کاهش داد.
کلید واژگان: عمق نوری هواویز, من کندال, شدت تغییرات, رگرسیون خطیIntroductionThe impact of dust storms on the ecosystem, human health, and economy is significant in the affected areas. In arid and semi-arid regions, dust is a natural occurrence that covers about one third of the earth's surface. This phenomenon is caused by wind erosion and factors such as the size of soil particles and their adhesion force, surface roughness, weather conditions such as long-term droughts cause it to intensify. To understand the impact of the dust phenomenon on humans and the environment, it is essential to evaluate the spatial and temporal distribution of dust and its changes and effects. Numerous studies have been carried out in the field of evaluating dust changes using different methods. For example, using CMIP5 models, synoptic fog systems are predicted to increase during the 21st century in the Middle East. In addition, using AOD obtained from MODIS and MERRA-2 sensors, researchers showed a significant upward trend in dust changes from 2000 to 2010. A significant upward trend was shown in Iran's winter AOD values during the period 2000 to 2010, and a decreasing trend during the period 2010 to 2018. A point can be spotted by examining various studies in the Middle East and Iran that evaluate the spatio-temporal changes of dust. Statistical tests of time series study, such as Mann-Kendall spatially and pixel by pixel, have been used in limited research to evaluate the trend of dust changes. In Iran, there is a research gap in not using spatial and pixel-by-pixel statistical tests to evaluate the trend of dust changes, as stated. This research aimed to provide a solution and address the problem by analyzing the spatial and temporal changes of dust using the AOD index in the eastern half of the country.
Material and MethodsIn this research, in order to evaluate the temporal-spatial changes of dust, the AOD data of the blue band (470 nm) of the MCD19A2 product of the MODIS sensor was used. AOD parameter is known as one of the most key factors in studying the climatic effects of aerosols and atmospheric pollution. In order to extract AOD data, monthly data from 2001 to 2022 were obtained in the Google Earth Engine system by averaging the daily AOD data. Over a 22-year period, the average of each month was calculated. The months that had the highest average AOD values were chosen and their changes were evaluated. In this research, the Mann-Kendall test was used to evaluate the change process. Menkendall's ZM coefficient was calculated for months in the Earth Trend Modeler (ETM) of the TerrSet software to achieve this. In the next step, the intensity of monthly AOD changes per time unit was calculated for 22 years in selected months. To simulate the process of changes, linear regression analysis can be utilized for this purpose. This method is used to determine the linear relationship between all the data of a dependent variable and the corresponding data of the independent index. If the slope is higher than zero, the dependent variable will change in the same direction as the independent variable. The dependent variable changes in the opposite direction of the independent variable if the slope is smaller than zero. The steeper the slope of changes, the greater the impact of the independent variable on the dependent variable. The Earth Trend Modeler (ETM) of TerrSet software also carried out this step.
Results and DiscussionBased on the evaluation of the monthly average AOD changes in the studied area, the trend and intensity of AOD changes from 2001 to 2022 were assessed in April, May, June, and July. In most areas of the studied area, AOD is increasing with a probability of more than 70%, and the intensity of changes is mostly high and very high in April. It can be concluded that AOD is experiencing a strong increase in April. This is despite the fact that in May, June and July, respectively, a considerable part of the western half, northern half and eastern half is increasing with different intensities with a probability of more than 70%. It can be concluded that the trend and intensity of AOD changes in the above-mentioned months follow a different spatial pattern. The dispersion of dust production centers inside and outside Iran, and the local and regional synoptic conditions governing dust production centers is the cause of changes in the spatio-temporal patterns of dust storms. The unprincipled extraction of water resources by humans, land degradation, soil moisture reduction, and the loss of vegetation due to climate change all affect these factors in turn. The results showed that the monitoring of monthly average AOD changes can help to identify new hotspots and evaluate the results of wind and dust erosion control and management activities. Therefore, it can be suggested that a system based on remote sensing must be designed and presented to monitor dust changes, so that the management of the dust phenomenon in Iran becomes more. We need to pay attention to the factors that influence these changes and evaluate their impact on the dust phenomenon. On the other hand, by modeling the environmental factors affecting on the trend of dust changes in each region by using methods such as dust evaluation, it is possible to determine the role of each factor and the most important factor affecting the trend of dust changes in each region.
Keywords: Aerosol Optical Depth, Man-kendall, intensity of change, linear regression -
میزان افزایش بارش با ارتفاع، به عنوان گرادیان بارش شناخته می شود که در مطالعات مربوط به پیش بینی های هیدرولوژیکی حوضه های کوهستانی و مدیریت منابع آب حوزه های آبخیز نقش اساسی دارند. در این مطالعه، به منظور بررسی تغییرات توپوگرافی زمین بر تشکیل و الگوی حرکتی بارش، از داده های شبکه ای میانگین بارش ماهواره IMERG V06 و نقشه مدل رقومی ارتفاعی 0/1 درجه گرادیان بارشی برای هشت جهت اصلی یا کدنویسی در محیط پایتون رشته کوه های البرز استخراج شد. سپس به منظور تعین الگوی حرکتی بارش پروفیل های طولی و عرضی استفاده شد. نتایج نشان داد که بیش ترین گرادیان بارش (گرادیان مثبت) مربوط به شمال شرقی استان گلستان به میزان 0/44 میلی متر به ازای افزایش هر متر در ارتفاع بوده است. همچنین جنوب شرقی سمنان دارای گرادیان منفی به میزان 1/91 میلی متر کاهش در بارش به ازای هر متر افزایش در ارتفاع بوده است. علاوه بر آن، دو جهت شمالی و جنوبی در سطح معنی داری 0/01 به ترتیب با 16/8و 25/4درصد بیش ترین تاثیر را بر گرادیان بارش داشته است. در دامنه های شمالی، یک همبستگی منفی بین میزان بارش و طول جغرافیایی مشاهده شده است، به طوری که در دامنه شمالی با افزایش طول جغرافیایی از میزان بارش کاسته شده است. در مقابل یک همبستگی مثبت بین عرض جغرافیایی و بارش وجود دارد، به طوری که عرض جغرافیایی بالاتر با افزایش سطوح بارش همراه است. با توجه به رفتار پیچیده بارش در مناطق کوهستانی تعیین یک الگوی کلی به دلیل دخالت عوامل مختلف انسانی، اقلیمی و زمینی کار دشواری است ولی درک الگوهای بارشی در فرآیندهای تصمیم گیری می تواند به مدیران منابع آب کمک کند.
کلید واژگان: البرز, بارش ماهواره ای, توپوگرافی, روش همسایگی, طول و عرض جغرافیاییThe phenomenon wherein precipitation increases as altitude ascends is referred to as the precipitation gradient, that significant importance in the field of hydrological forecasting in mountain basins and management of water resources. The present study aims to investigate the changes in the topography of the earth on the formation and movement pattern of precipitation, the average rainfall of the IMERG V06 satellite and the dem of the 0.1 degree elevation of the precipitation gradient for eight main directions or coding in the Python environment of the Alborz Mountains were extracted. Then, in order to determine the movement pattern of precipitation, longitudinal and latitude profiles were used. The study findings indicate that in the northeast region of Golestan province (positive gradient), there exists a positive gradient of precipitation, which amounts to 0. 44 mm.m elevation. Furthermore, it is worth noting that in the southeastern region of Semnan, there exists a negative gradient of 1. 91 mm.m reduction in precipitation of elevation gain. Additionally, it was found that the precipitation gradient was significantly influenced by both the north and south directions, accounting for 16. 8% and 25.4% of the effect, respectively, at a significance level of 0. 01. On the northern slopes, a negative correlation has been observed between the amount of precipitation and latitude, wherein higher latitudes are associated with lower precipitation levels. Conversely, a positive correlation has been noted between the amount of precipitation and latitude in other regions, where higher latitudes correspond to increased levels of precipitation. The intricate nature of precipitation in mountainous regions presents a challenge in establishing a comprehensive pattern due to the multifaceted influence of anthropogenic, climactic, and terrestrial variables, nevertheless, comprehending precipitation patterns in the context of decision-making can benefit water resource management.
Keywords: Alborz, longitude, latitude, neighborhood method, topography, Satellite precipitation -
حداکثر ظرفیت ذخیره تاج پوشش، یکی از پارامترهای مهم در مدل های هیدرولوژیکی است. هدف از پژوهش حاضر که در محدوده ای از استان فارس انجام شد، مدل سازی حداکثر ظرفیت تاج پوشش گیاهان برای ذخیره بارش بود. بنابراین از پارامترهای شاخص سطح برگ و شاخص سطح شاخه به عنوان الگویی از توزیع عمودی تاج پوشش استفاده شد. همچنین قابلیت 10 شاخص گیاهی منتج از باندهای باریک لبه قرمز در مقایسه با 10 شاخص گیاهی منتج از باندهای پهن تصاویر ماهواره ای سنتینل-2، در برآورد شاخص های سطح شاخه و سطح برگ، مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه با استفاده از نمونه برداری در فصل های خزان و بهار، نتایج آزمایشگاهی و استفاده از مدل های رگرسیونی، نقشه های حداکثر ظرفیت ذخیره تاج پوشش در این فصول ترسیم شد. نتایج نشان داد شاخص CIRE که منتج از باندهای باریک لبه قرمز بود، توانست به عنوان بهترین شاخص، برآورد بسیار خوبی از مقادیر هر دو شاخص، یعنی شاخص سطح شاخه (74/0 =R2) و شاخص سطح برگ (92/0 =R2) داشته باشد. همچنین نتایج مدل سازی حداکثر ظرفیت ذخیره تاج پوشش نشان داد که این ظرفیت از صفر تا 32/1 میلی متر در واحد پیکسل در پاییز و از صفر تا 74/1 میلی متر در واحد پیکسل در فصل بهار متغیر است.
کلید واژگان: مدل سازی هیدرولوژیکی, حداکثر ظرفیت ذخیره تاج پوشش, تصاویر سنتینل-2, شاخص گیاهیIranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, Volume:17 Issue: 61, 2023, PP 62 -73The maximum canopy storage capacity is an important parameter in hydrological models. The aim of the present study, which was conducted in a region of Fars province, was to model the maximum canopy storage capacity for storing rainfall. Therefore, the parameters of leaf area index and branch area index were used as a pattern of the vertical distribution of canopy. Additionally, the ability of 10 vegetation indices produced from narrow- red edge bands compared to 10 vegetation indices produced from broad bands that resulted from Sentinel-2 satellite imagery in estimating branch and leaf area indices was investigated. Subsequently, using sampling in autumn and spring seasons, laboratory results and regression models, maps of maximum canopy storage capacity were drawn for these seasons. The results showed that the CIRE index, which was produced from narrow- red edge bands, was able to estimate both branch area index )R2=0.74) and leaf area index )R2=0.92) values very well and was the best index. Additionally, the modeling results of maximum canopy storage capacity showed that this capacity varied from zero to 1.32 mm per pixel in autumn and from zero to 1.74 mm per pixel in spring.
Keywords: Hydrological modelling, Maximum canopy storage capacity, Sentinel-2 image, Vegetationindex -
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 پیوستهAccurate 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
-
ناکامی و ناکارآمدی سیاست های گذشته مدیریت منابع آب موجب شده تا حرکتی برای بازنگری، آسیب شناسی و یافتن راه هایی برای افزایش کارایی مدیریت منابع آب و به دنبال آن افزایش امنیت آب آغاز گردد. ازآنجاکه عوامل زیادی بر امنیت آب تاثیرگذار است، شناخت این عوامل می تواند در ارتقای عملکرد مدیریت پایای منابع آب تاثیرگذار باشد. ازاین رو هدف از این پژوهش، تعیین شاخص امنیت آب (WSI) با کمک چهارچوب ارزیابی وضعیت امنیت آب در مقیاس حوزه آبخیز به منظور تجزیه وتحلیل جامع مسیله بحران آب و پیامدهای ناشی از این کم آبی در حوزه آبخیز دشت نیشابور است. جامعه آماری موردمطالعه 125 نفر از کشاورزان حوزه است که حجم نمونه با استفاده از فرمول کوکران تعیین و با روش نمونه گیری تصادفی با افراد مصاحبه گردید. همچنین پرسش نامه های عامل نهادی نیز با روش نمونه گیری گلوله برفی از کارشناسان سازمان های مرتبط با آب تکمیل گردید. نتایج نشان می دهد در بین 5 معیار اصلی شناسایی شده جهت ارزیابی امنیت آب، معیار اقتصاد آب در طول 3 دوره آماری موردمطالعه (1390-1391، 1395-1396 و 1398-1399) روند افزایشی داشته و در سال آبی 1398-1399 بیشترین مقدار را به خود اختصاص داده است. اما به طورکلی روند وضعیت امنیت آب کلی در حوزه آبخیز دشت نیشابور طی 10 سال گذشته روند کاهشی داشته و در وضعیت ضعیف قرار دارد. بنابراین، در صورت توجه سازمان های دست اندرکار در مدیریت منابع آب به معیارهای اثرگذار بر مفهوم امنیت آب، با بهره گیری و پیاده سازی چهارچوب ارایه شده در این پژوهش، می توان با آسیب شناسی صحیح و به موقع، ارتقای ظرفیت سازگاری و تدوین برنامه های عملیاتی موثر، به مدیریت پایاتر و جامع منابع آب در حوزه های آبخیز کشور دست یافت.کلید واژگان: اقتصاد آب, امنیت آب, دشت نیشابور, ظرفیت سازگاری, مدیریت منابع آبThe failure and inefficiency of past water resources management policies have led to a movement to review, pathologize, and find ways to increase the efficiency of water resources management and subsequently increase water security. Since many factors affect water security, recognizing these factors can improve the performance of sustainable water resources management. Therefore, the purpose of this study is to determine the water security index (WSI) with the help of the watershed security assessment framework at the watershed scale to comprehensively analyze the water crisis and the consequences of this water shortage in the Neyshabour Plain. The statistical population of the study is 125 farmers in the area the sample size was determined using Cochran's formula and people were interviewed by random sampling method. Also, institutional factor questionnaires were completed by snowball sampling method from experts of water-related organizations. The results show that among the 5 main dimensions identified to assess water security, the water economy dimension has had an increasing trend during the 3 statistical periods studied (2012-2013, 2016-2017 and 2019-2020) and in 2019-2020, it has had the highest amount. But in general, the water security situation in the watershed of Neyshabour Plain has been decreasing over the past 10 years and is in a weak status. In this regard, if stakeholders in water resources management pay attention to the factors affecting the concept of water security, by using and implementing the framework presented in this study, it is possible to improve the compatibility capacity and develop effective operational plans with correct and timely pathology and achieve more stable and comprehensive management of water resources in the country's watersheds.Keywords: Water Economy, Water security, Neyshabour Plain, Adaptive Capacity, Water Resource Management
-
بارش نقشی مهم در چرخه های بیوژیوشیمیایی، آب، انرژی و اقلیمی بازی می کند. چند مجموعه داده ی منطقه ای و جهانی شامل MSWEP/E2OFD، WFDEI-GPCC/V2/Leap، GPCC به همراه تولیدات موسسات SMHI، IITM و MOHC تحت پروژه CORDEX در حال حاضر برآوردهایی از این متغیر در سراسر ایران ارایه می دهند. این مجموعه داده ها براساس مشاهدات ایستگاهی، تصاویر ماهواره ای و خروجی مدل ها، داده هایی با قدرت تفکیک های مکانی مختلف برای ایران فراهم می کنند. در این مطالعه یک مقایسه درونی برای داده های بارش فراهم شده توسط این مجموعه ها در طی سال های 1990 تا 2008 ارایه شده است. همچنین تمام این ده مجموعه داده با مشاهدات ایستگاه های زمینی مستقل در سطح سی حوزه آبخیز رتبه دو کشور اعتبارسنجی شده اند. داده های GPCC همانطور که انتظار می رفت از کیفیت بالایی به لحاظ زمانی (به جز ماه اکتبر) و مکانی در نمایش بارش کشور برخوردار می باشند. MSWEP و WFDEI با میزان اریبی و ریشه دوم میانگین مربعات خطای به ترتیب 58/0، 75/2 و 68/5، 34/6 برای 228 ماه مورد بررسی و همچنین براساس ارزیابی های انجام شده در مقیاس های زمانی و مکانی، تطابق بسیار قابل قبولی با داده های مشاهداتی دارند. هر چند در مورد MSWEP نیاز به اصلاحاتی در بخش های غربی و شمال غربی کشور و در مورد WFDEI نیاز به اصلاحاتی در داده های مربوط به ماه های ژوین و سپتامبر می-باشد. یافته های ما در این تحقیق راهنمای ارزشمندی برای ذی نفعان مختلفی شامل محققان آبخیزداری، توسعه دهندگان مدل های بارش - رواناب ، سطح زمین و ارایه دهندگان داده فراهم می کند.
کلید واژگان: ارش, اعتبارسنجی, حوزه های آبخیز ایران, GPCC, MSWEP, E2OFD و WFDEI-GPCC, V2, LeapPrecipitation plays an important role in climatic, water, energy and biogeochemical cycles. Several global and regional data sets currently provide historical estimates of this variable over Iran, including the MWEP and WFDEI forcing datasets and production of some institutions such as MOHC, SMHI and IITM. All these datasets provide data with different resolutions based on gage stations, satellite Images and models output. In this study, we do an inter comparison between these data sets during 1990- 2008. We also validate all ten data sets against independent ground station observations over 30 second-order basins of Iran. MSWEP and WFDEI have an acceptable compatibility with observational data on different spatial and temporal resolutions. RMSE and Bias are 5.68, 6.34 and 0.58, 2.75 for these two datasets during 228 months, respectively. However, it is needed that MSWEP improves in the western and northwestern parts of the country and WFDEI in June and September months. Our findings in this research provide valuable guidance for a variety of stakeholders, including rainfall- runoff and land-surface modelers, watershed management studies and data providers.
Keywords: Precipitation, validation, GPCC, Watersheds of Iran, MSWEP, E2OFD, WFDEI-GPCC, V2, Leap -
این پژوهش با هدف بررسی ارتباط شوخ طبعی مدیران و خلاقیت کارکنان با نقش میانجی رفتار سازمانی مثبت گرا انجام شد. این پژوهش از نوع توصیفی-همبستگی بود که به شکل میدانی انجام شد. همه کارکنان ادارات ورزش و جوانان استان کرمان جامعه آماری را تشکیل دادند (تعداد = 252) که از بین آن ها 164 نفر به روش تصادفی خوشه ای به عنوان نمونه انتخاب شدند. برای گردآوری داده ها پس از تایید روایی و پایایی از پرسش نامه های شوخ طبعی، رفتار سازمانی مثبت گرا و خلاقیت کارکنان استفاده شد. داده ها به کمک روش حداقل مربعات جزیی و آزمون سوبل تحلیل شد. نتایج نشان داد شوخ طبعی مدیران بر رفتار سازمانی مثبت گرا و خلاقیت کارکنان تاثیر مستقیم و معناداری داشت (07/6P > ؛ 62/16P >). همچنین رفتار سازمانی مثبت گرا اثری مثبت و مستقیم بر خلاقیت کارکنان داشت (54/2P >). همچنین نتایج حاصل از بررسی نقش متغیر میانجی نشان داد شوخ طبعی مدیران به واسطه رفتار سازمانی مثبت گرا بر خلاقیت کارکنان تاثیر غیرمستقیم و معناداری نداشت (64/1P >). با توجه به یافته های پژوهش حاضر به مسیولان ادارات ورزش و جوانان توصیه می شود از برنامه های تقویت کننده شوخ طبعی و مهارت های روان شناختی مثبت گرا در جهت افزایش سطح خلاقیت کارکنان غافل نشوند و در راستای بهبود خلاقیت از آموزش و تمرین این مهارت ها بهره گیرند.کلید واژگان: ادارات ورزش و جوانان, اسمارت پی ال اس, خلاقیت, سرمایه روان شناختی, شوخ طبعیThe purpose of this study was to investigate the relationship between the managers sense of humor and creativity employee with the role of positive organizational behavior intermediation. This study was of descriptive-correlative type administered as a field study. The population of this study included all employees of Youth and Sports offices of Kerman Province (N=252), among of whom 164 persons were selected by cluster sampling. After determining validity and reliability, data were collected using the Sense of Humor, Positive Organizational Behavior and Creativity of Employee questionnaires. The data were analyzed by method of Partial Least Square and Sobel test. Findings indicated that managers’ sense of humor has a direct and significant impact on positive organizational behavior and creativity of employee. Also, the positive organizational behavior has a direct and positive impact on employee’ creativity. In addition, the results showed that sense of humor has no indirect and significant impact on creativity of employee through positive organizational behavior. The findings suggested that Sport and Youth offices do not neglect the reinforcing programs of humor and positive psychological skills to increase the level of creativity of the staff, and train and practice these skills to improve creativity.Keywords: Youth, Sports offices, Creativity, Positive Organizational Behavior, Psychological Capital
-
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-HMSIntroductionAs 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 methodsTo 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.
ResultsThe 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 Conclusionthroughout 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 -
انتشار غیر قابل کنترل گازهای گلخانه ای دراتمسفر به عنوان عامل اصلی و تهدید برای تغییر اقلیم مطرح شده است. این امر موجب کاهش بارش ها، افزایش درجه حرارت و وقوع پیامدهای حدی اقلیمی در آینده است. با توجه به ویژگی های جوامع و محدودیت ها می تواند پیامدهای زیا نباری به همراه داشته باشد. درک روند این تغییرات در انجام پروژه های تغییر اقلیمی در مقیاس جهانی برای فهم تغییرات اقلیمی آینده بسیار مهم است. در این پژوهش، از مدل اقلیمی ریزمقیاس نمایی آماری جهت ریز مقیاس سازی در مقیاس منطقه ای برگرفته از مدل های گردش جهانی جو استفاده شده است. این پژوهش در حوزه آبخیز کارون شمالی به بررسی روند مولفه های بارش و درجه حرارت میانگین، جهت آشکارسازی تاثیر تغییرات بر اقلیم منطقه، انجام شده است که نتایج در پیش بینی های انجام شده نشان می دهد، در بازه پیش بینی شده (2100-2020) با استفاده از دو سناریوی خوشبینانه و بدبینانه (RCP2.6 و RCP8.5) عملکرد ارزیابی مدل برای متغییر بارش (R=0/85, MAD= 0/58, MSE=0/73, RMSE=0/84) و برای متغییر درجه حرارت (R=0/93, MAD= 2/2, MSE=1/5, RMSE=1/3) می باشد. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، متوسط بارش نسبت به دوره مشاهداتی تحت سناریو RCP2.6 به میزان 35/97 میلی متر افزایش و تحت سناریوی.RCP8.5 به مقدار 73/57 میلی متر افزایش خواهد داشت. همچنین درجه حرارت در هر دو سناریو RCP2.6 و RCP8.5به ترتیب 3/01 و 4/79 درجه سانتی گراد افزایش خواهد داشت.
کلید واژگان: تغییر اقلیم, گازهای گلخانه ای, مدل گردش عمومی جو, مدل ریزمقیاس نمایی آماریUncontrolled emissions of greenhouse gases into the atmosphere have been cited as a major reason and threat to climate change. Accordingly, it causes decreasing in precipitation, increasing of temperature, and the occurrence of extreme climatic consequences in the future. Due to the characteristics of communities and limitations, it has harmful consequences. Understanding the trend of these changes in global climate change projects is crucial to understanding future climate change. In this research, based on global atmospheric circulation models has been used a statistical model for regional downscaling. This study has been carried out in the North Kroon basin in order to study the trend of precipitation components and average temperature, to reveal the impact of influence on the region's climate, that the results have been shown in the forecast range of (2100 -2020). Using both optimistic and pessimistic scenarios (RCP2.6 and RCP8.5), the model evaluation performance for the precipitation variable (R = 0.85, MAD = 0.58, MSE = 0.73, RMSE = 0.84) and for the temperature variable (R = 0.93, MAD = 2.2, MSE = 1.5, RMSE = 1.3). All in all, the average precipitation will increase 35.97 mm compared to the observation period under RCP2.6 scenarios and will increase by 73.57 mm under RCP8.5 scenarios. Also, the temperature in both scenarios RCP2.6 and RCP8.5 will respectively increase by 3.01 and 4.79 ° C.
Keywords: climate change, Greenhouse Gases, General Atmospheric circulation Model, Statistical down scaling model -
کیفیت آب رودخانهها از عوامل مهمی است که با سلامت انسان و موجودات زنده ارتباط دارد و به شدت متاثر از شرایط حاکم بر حوضه آبخیز است که این فعالیتها به صورت طبیعی یا مصنوعی و با دخالت انسان انجام میگیرد. به این منظور، پژوهش حاضر به بررسی شاخصهای هیدرولوژیکی و ادافیکی رودخانه قرهسو پرداخته است. در مورد روند دادههای سلامت به دست آمده از نرمافزار، روند در هر ایستگاه به صورت جداگانه بررسی شد. با توجه به نتایج به دست آمده از ایستگاههای مطالعه شده، سه ایستگاه روند کاهشی و دو ایستگاه دارای روند افزایشی است. ایستگاه نهارخوران روند کاهشی در سطح 95/0 داشته و دو ایستگاه پل اردوگاه و غاز محله روند کاهشی در سطح 99/0 داشتهاند. نتایج به دست آمده نشان میدهد ایستگاه یساقی کمترین میزان سلامت را داشته و ایستگاه غاز محله نیز در بین دیگر ایستگاهها دارای بیشترین امتیاز شاخص سلامت بوده است. ایستگاه غاز محله با امتیاز 86/0 بیشترین امتیاز سلامت را در بین ایستگاههای مورد مطالعه دارد و سالمترین ایستگاه از نظر سلامت هیدرولوژیکی است و ایستگاه یساقی با امتیاز 72/0 کمترین امتیاز را در بین ایستگاهها داشته است. سلامت در ایستگاههای نهارخوران، پل اردوگاه و غاز محله دارای روند کاهشی در سطح 99 درصد هستند و ایستگاههای یساقی و ورودی سد کوثر روند افزایشی داشتهاند. ایستگاه غاز محله بیشترین شیب کاهشی را دارد.
کلید واژگان: رودخانه, سلامت, Flow Health, من کندال, کیفیت آبRiver water quality is one of the important factors related to human health, living organisms and is strongly influenced by the prevailing conditions in the watershed. These activities are performed naturally or artificially with human intervention. In this regard, the present study assess the hydrological and edaphic indexes of the Ghareh Sou river. The trend of health data obtained from the software in each station was examined separately. According to the results obtained from the stations, three stations had a decreasing trend and two stations had an increasing trend. Nahar Khoran station had a decreasing trend at the level of 0.95 and the two stations, Pol Ordughah and Ghaz Mahale had a decreasing trend at the level of 0.99. The results of Tables show that Yasaghi station had the lowest level of health and Ghaz Mahale station had the highest health index score among the other stations. Ghaz Mahale station with a score of 0.86 has the highest health score among the studied stations and is the healthiest station in terms of hydrological health and Yasaghi station with a score of 0.72 has the lowest score among the stations. Health in Naharkhoran, Pol Ordughah and Ghaz Mahale stations had a decreasing trend at 99% , Yasaghi and Sade Kosar stations had an increasing trend. The Ghaz Mahale station has the highest downward slope.
Keywords: river, Flow Health. water quality, Man kendal -
آبشستگی یک پدیده طبیعی است که در نتیجه عامل فرسایش دهنده جریان آب رخ می دهد. در اثر برخورد آب به پایه اسکله گرداب هایی موسوم به گرداب نعل اسبی به وجود می آید. گرداب های نعل اسبی بیشتر در جلو پایه فعالیت دارند که عامل اصلی پدیده آبشستگی است. در این تحقیق اثر کاربرد سازه های مثلثی بر کاهش آبشستگی اطراف پایه های اسکله ساحلی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. این پژوهش در یک فلوم آزمایشگاهی با قوس 90 درجه استفاده شد. سازه های محافظ مثلثی با زوایای 15، 30، 45 و 60 درجه و یک سازه مثلثی دارای انحناء در نظر گرفته شد. آزمایشات با دبی های 6، 5/7، 5/8 و 10 لیتر بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان داد که نصب سازه های محافظ مثلثی در دبی حداکثری 10 لیتر بر ثانیه، می تواند در در بالادست و پایین دست جریان عمق آبشستگی را به ترتیب تا 84 و 78 درصد کاهش دهد. بهترین عملکرد مربوط به سازه محافظ 15 درجه در بالادست جریان و هم چنین سازه محافظ 60 درجه در پایین دست جریان می باشد. نتایج حاکی از آن است که با افزایش عدد فرود عمق آبشستگی افزایش می یابد. همچنین سازه محافظ دارای انحناء در بالا دست جریان عملکرد بسیار مطلوب و در پایین دست جریان عملکرد ضعیف تری نسبت به سایر سازه های محافظ داشت.
کلید واژگان: فرسایش, گرداب های نعل اسبی, رسوب, سازه های محافظScouring is a natural phenomenon that occurs as a result of the erosive factor of water flow. Due to the impact of water on the base of the pier, vortices called horseshoe vortices are formed. Horseshoe vortices are more active in front of the base, which is the main cause of scouring. In this study, the effect of using triangular structures on reducing scour around the pier bases was investigated in a laboratory. This research was used in a laboratory flume with a 90-degree arc. Triangular protective structures with angles of the 15, 30, 45 and 60 degrees and a curved triangular structure were considered. Experiments were performed at the 6, 7.5, 8.5 and 10 liters per second. The results showed that the installation of triangular protective structures at a maximum flow rate of the 10 liters per second, can reduce the scour depth flow up to 84 and 78 percent, respectively, upstream and downstream. The best performance is for the 15° upstream protection structure as well as the 60° downstream protection structure. The results show that the scour depth increases with increasing landing number. Also, the curved protective structure had a benign performance current upstream and a lower performance current downstream than other protective structures.
Keywords: Dock Basement, Sediment, Scouring, Triangular Protective Structures -
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, SDSMThe 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
-
حقابه محیط زیستی ترکیبی از کمیت، کیفیت و زمان بندی آب موردنیاز برای پایداری اکوسیستم آبی است. رودخانه کرج یکی از پنج رودخانه حفاظت شده کشور است که منبع مهم تامین کننده آب آشامیدنی تهران و کرج، آب کشاورزی و منبع تامین برق کشور است. این رودخانه درگذشته نیازهای محیط زیستی پایین دست را تامین می کرده ولی در سال های اخیر و به دلیل رشد مصرف آب کلان شهر تهران و کرج بخش عمده آب این رودخانه برای مصرف شرب تخصیص می یابد و این مسئله حیات زیستمندان وابسته به آن را درخطر قرار داده است. مقاله حاضر باهدف تعیین دامنه قابل قبول حقابه محیط زیستی رودخانه کرج و مقایسه آن با مقدار برآورد شده توسط وزارت نیرو صورت گرفته است. بدین منظور، ابتدا با استفاده از روش های منحنی تداوم جریان (Q90 و Q95) و شاخص های تغییرپذیری جریان، حقابه زیست محیطی رودخانه در سطح زیرحوزه و در مقیاس زمانی ماهانه محاسبه گردید که به این ترتیب سهم زیرحوزه های مختلف در تامین حقابه مشخص شده و می تواند جهت مدیریت حوزه های آبخیز مدنظر قرار گیرد. نتایج نشان داد که روش منحنی تداوم جریان Q95 بالاترین و تنانت اصلاح شده وزارت نیرو کمترین مقادیر را برآورد می کنند، برای مثال در آخرین ایستگاه (سیرا-کرج) مقدار Q95 میانگین ماهانه 5/75 m3/s است درحالی که مقدار میانگین برآورد شده از تنانت m3/s 2/35 می باشد. درنهایت، مقادیر به دست آمده به وسیله روش منحنی تداوم جریان به عنوان حد بالا و شاخص تغییرپذیری جریان به عنوان حد پایین حقابه رودخانه کرج به صورت ماهانه پیشنهاد شد.
کلید واژگان: آستانه حقابه محیط زیستی, روش های هیدرولوژیکی, IHA, FDC. حداقل جریان یک روزهEnvironmental flow (EF) is the quantity, quality and timing of water needed for ensuring the sustainability of aquatic ecosystems. The Karaj River is one of the five protected rivers in Iran. It provides drinking water for the cities of Tehran and Alborz, water needed for agriculture, and is also an important power supply source for the country. While the river has fulfilled for a long time environmental requirements of downstream areas, this has been threatened in recent years by increasing demands of the rapidly growing population in Tehran and Karaj. In the present study, we tried to find an acceptable environmental flow range by using Flow Duration Curve (FDC) and Indicators of Hydrological Alteration and compared the results with the Tennant method which has been officially used by the Energy Ministry of Iran. Results are presented in monthly resolution and at the scale of sub-watersheds to provide a spatio-temporal EF analysis that can be used in watershed management planning. Based on the results, highest and lowest amounts of EF were calculated by FDC-Q95 and Tennant methods, respectively. For instance, the monthly mean Q95 in last gauge (Sira-Karaj) equals 5.75 m3/s, while the mean value estimated by Tennant is just 2.35 m3/s. Eventually, this study suggests a range of the EF values obtained by the FDC method as the upper monthly threshold and the Indicators of Hydrological Alteration as lower monthly threshold for Environmental Flow in Karaj River.
Keywords: Environmental Flow threshold, hydrological methods, IHA, FDC, Minimum one day flow -
واضح و مبرهن است که پدیده ENSO بر رژیم هیدرولوژیکی و اقلیمی نقاط مختلف کره زمین موثر می باشد اما اینکه شدت این تاثیر در نقاط مختلف به چه اندازه است، هنوز پاسخی به آن داده نشده و لذا این تحقیق در جهت پاسخ به این سوال مهم انجام شده است. در این پژوهش با استفاده از شاخص نینوی اقیانوسی (ONI)، تاثیر فاز مثبت النینو-نوسانات جنوبی اقیانوس آرام (ENSO) بر فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار (FDSD) در 12 ایستگاه سینوپتیک واقع در دو استان خوزستان و سیستان و بلوچستان در بازه زمانی 40 ساله (2019-1980) بررسی شده است. بدین منظور از داده های ساعتی گردوغبار، کدهای سازمان جهانی هواشناسی، سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی (ANFIS) و تغییرات زمانی شاخص FDSD در دو فاز خنثی و وقوع النینو استفاده شد. نتایج برآورد مدل ANFIS و مقادیر مشاهداتی شاخص FDSD نشان داد که در زمان وقوع النینو در استان های خوزستان و سیستان و بلوچستان به ترتیب در 33 و 17 واقعه، مقادیر مشاهداتی متغیر فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار کمتر از مقادیر برآوردشده آن به ثبت رسیده است. همچنین نتایج نشان داد که فاز مثبت ONI، بر طوفان های گردوغبار استان خوزستان نسبت به استان سیستان و بلوچستان تاثیرگذارتر است. از این رو، در زمان وقوع فاز گرم ENSO باید اقدامات بیشتری را در زمینه کنترل و مدیریت طوفان های گردوغبار و اثرات مخرب آن در مناطقی که منشا طوفان گردوغبار آن به صورت خارجی است، اتخاذ نمود.
کلید واژگان: شاخص ONI, شاخص FDSD, گردوغبار, ANFIS, انسوIt is clear that the ENSO phenomenon affects the hydrological and climatic regimes in different parts of the world, but the extent of this effect in different parts of the world has not yet been answered. Therefore, this research has been done to answer this important question. In this research, using the Oceanic Niño Index (ONI), the effect of the positive phase of the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) on the Frequency of Dust Stormy Days (FDSD) in 12 synoptic stations located in Khuzestan and Sistan and Baluchestan provinces over a period of 40 years (2019-1980) has been reviewed. For this purpose, hourly dust data, codes of the World Meteorological Organization, Adaptive Neural-Fuzzy Inference System (ANFIS) and time changes of FDSD index in two neutral phases and the occurrence of El Niño were used. The results of ANFIS model estimation and observational values of FDSD index showed that at the occurrence time of El Niño in Khuzestan and Sistan and Baluchestan provinces, equal to 33 and 17 events, respectively, the observable values of the frequency of days with dust storm were less than the estimated values. The results also showed that the positive phase of ONI is more effective on dust storms in Khuzestan province than in Sistan and Baluchestan province. Therefore, during the hot phase of ENSO, more measures should be taken to control and manage dust storms and their destructive effects in areas where the source of dust storms is external.
Keywords: ONI Index, FDSD Index, Dust, ANFIS, ENSO -
استفاده از خروجی مدل های گردش عمومی جو برای درک شرایط آب وهوایی و جلوگیری از گسترش و پیامدهای ناشی از اثر تغییر اقلیم بر روی منابع آب زیرزمینی در همه اکوسیستم ها به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک ضروری می باشد. بنابراین تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت کرمان انجام شد. ابتدا جهت بررسی اثر تغییر اقلیم در دوره های آتی از مدل اقلیمی CanESM2 و نرم افزار SDSM4.2 تحت سناریوهای انتشار RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 و سپس از نرم افزار GMS10.0.5 برای مدل سازی کمی آب زیرزمینی دشت کرمان استفاده گردید. مدل ریاضی تهیه شده در مهرماه سال آبی 1382-1381 برای حالت پایدار، در سال های 1391-1381 در 120 گام زمانی برای حالت ناپایدار و در بازه زمانی 1394-1391 برای حالت صحت سنجی مورد واسنجی قرار گرفت. نتایج حاصل از سناریوهای اقلیمی در دوره آتی (1409-1385) نشان داد که دما به میزان 12/1، 23/1 و 37/1 درجه سانتی گراد و بارش به میزان 69/14، 19و 26/29 درصد در سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 افزایش می یابد. نتایج اعمال سناریوهای اقلیمی نشان داد که به دلیل افزایش بارندگی در این دوره، متوسط تراز سطح آب زیرزمینی در سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 در دوره آتی (1409-1395) نسبت به تراز سطح آب در سال 1382-1381 به ترتیب به میزان 19/7 و 26/7 و 33/7 متر در کل محدوده کاهش می یابد. لذا پیشنهاد می گردد مسیولین تمهیداتی را در مقابله با گرمایش جهانی حاصل از تغییرات اقلیمی و بهره برداری بیش از حد از منابع آب زیرزمینی از طریق اصلاح الگوی کشت، روش های نوین آبیاری اتخاذ نمایند.
کلید واژگان: : مدل CanESM2, دشت کرمان, سناریوهای اقلیمی, مدل GMSUse the output of atmospheric general circulation models to understand the weather conditions and to prevent the spread and consequences of climate change on groundwater resources in all ecosystems, especially in arid and semi-arid regions is necessary. The present study was conducted to investigate the impacts of climate change on groundwater level fluctuations in Kerman plain, Iran. In order to investigate the impact of climate change in future periods, the CanESM2 climate model and SDSM4.2 software were used under RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 emission scenarios. Then, GMS10.0.5 was used for quantitative modeling of groundwater in Kerman plain. The mathematical model prepared for the steady state in 2002-2003 was calibrated over 2002-2012 in 120 steps for the unsteady state condition and the 2012-2015 period for the calibration. The results of climate scenarios in the upcoming period (2006-2030) showed that temperature will increase by 1.12, 1.23 and 1.37 degrees Celsius while rainfall will increase by 14.69, 19 and 26.29 percent in RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, respectively. The results of climate scenarios showed that in spite of increased rainfall and the assumption of constant utilization of groundwater, the average groundwater level in RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios in the upcoming period would be lower than the water level compared with the base year (2002-2003), by 7.19 and 7.26, and 7.33 meter in the whole region, respectively. It is recommended that measures to deal with global warming resulting from climate change and over-exploitation of groundwater resources by reforming cropping patterns, irrigation new methods.
Keywords: CANESM2 Model, Kerman Plain, climate scenarios, GMS model -
یکی از چالش ها و موضوع های مهم در برنامه های آمایش سرزمین، رشد ساختاری شهرها در جهت های مختلف در گذر زمان است. تبدیل کردن آبخیز های برون شهری به شهری، منجر به پیداشدن چالش ها و دشواری های زیست محیطی در شهر شده است. مدیریت شهری نیازمند اطلاعات دقیق فضایی در زمان های متوالی است. فن آوری سنجش ازدور ممکن است کمک مهمی به شناسایی و یافتن تغییر کاربری زمین ها کند. هدف این پژوهش آشکارساختن تغییر کاربری زمین ها با به کاربردن تصویرهای سال 1370 و 1380 سنجنده ی تی ام ماهواره ی لندست 5 و تصویرهای 1397 سنجنده ی او ال آی ماهواره ی لندست 8 در دوره ی زمانی 27 ساله در آبخیز آبشوران کرمانشاه است. پس از کارهای مرحله ی پیش پردازش، نقشه ی آشکارسازی تغییر با طبقه بندی نظارت شده در نرم افزار انوی 5.3 با دقت پذیرفتنی تهیه شد. نتیجه ها نشان می دهد که در سال های 1370 تا 1397 نزدیک به 1/17 % از زمین های مرتعی و کشاورزی کم شد، و مساحت زمین های شهری و مسکونی از 5/92 % به 17/19% از کل رسید. بیش ترین تغییر کاربری در زمین های شهری و مسکونی بود. این روی داد ممکن است با افزایش دادن سطح های نفوذ ناپذیر، علاوه بر اثرهای منفی بر منابع طبیعی، سبب افزایش یافتن آسیب های طبیعی مانند سیل شود.
کلید واژگان: تصویرهای ماهواره یی, تغییر کاربری زمین, سنجش ازدور, طبقه بندی نظارت شده, لندستOne of the important challenges and issues in land management programs is that of physical growth of cities in different directions over time. The transformation of non-urban watersheds into urban ones has led to some environmental challenges and problems. An overall management plan needs accurate spatial information at consecutive times. Remote sensing technology offers great help in identifying and detecting land use changes. The aim of this study was to detect land use changes using images collected from 1991 and 2001 Landsat 5 satellite¢s TM sensor and 2018 images provided by the Landsat 8 satellite¢s OLI sensor over a period of 27 years on Abshuran Watershed, the Kermanshah. Following the required procedures in the preprocessing stage, a change detection map was prepared with an acceptable accuracy with supervised classification in the ENVI5.3 software environment. The results indicated that during the 2001-2018 periods, about 1.17 % of the share of the rangeland and farmland decreased and that the urban and residential lands increased from 5.92 % to 17.19 % of the total area. Most of the land use change has occurred in the urban and residential areas, thus an increase in the impermeable areas causes an increase in natural disasters such as flooding in addition to some negative effects on natural resources.
Keywords: Landsat, Land-use change, Monitored classification, Remote Sensing, satellite images -
بهره برداری از سدهای مخزنی تاکنون با تاکید بر اهداف تامین نیازهای آبی و مهار انرژی سیلاب و بهبود شرایط زیست محیطی صورت گرفته است و به مسئله ی خروج رسوبات از مخزن سد کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه به منظور تعیین روشی جهت بهبود تخلیه رسوبات، یک سازه نیم استوانه در جلوی تخلیه کننده تحتانی مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش ها با ساخت 16 مدل فیزیکی، با طول و عرض شکاف مختلف در چهار ارتفاع آب، سه قطر نیم استوانه و جمعا 208 آزمایش انجام پذیرفت. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که با کارگذاری سازه ی نیم استوانه در جلوی تخلیه کننده تحتانی، حجم رسوب شویی افزایش می یابد. به عبارت بهتر یک جفت گرداب چرخشی در داخل سازه نیم استوانه در دو طرف محور مرکزی دریچه به وجود می آید که در این صورت نصب نیم استوانه به قطرهای مختلف، باعث افزایش چند برابری حجم و طول رسوب شویی، نسبت به مدل بدون استوانه می گردد. به طوری که با افزایش چهار برابری ارتفاع شکاف، حجم و طول رسوب شویی 3/101 و 2/27 درصد افزایش نشان می دهد. نتایج این پژوهش نشان داد که نصب نیم استوانه به قطرهای7/12، 2/15 و 2/19 به طور متوسط به ترتیب 587، 732 و 829 درصد افزایش حجم رسوب شویی را نسبت به مدل بدون استوانه در پی خواهد داشت. همچنین نصب نیم استوانه به قطرهای 7/12، 2/15 و 2/19 به طور متوسط به ترتیب 94، 106 و 111 درصد افزایش طول رسوب شویی را نسبت به مدل بدون استوانه به همراه خواهد داشت.
کلید واژگان: تخلیه رسوب, جریان گردابی, سازه نیم استوانه, مخزنThe operation of reservoir dams has so far been done with emphasis on the goals of meeting water needs and controlling flood energy and improving environmental conditions, and less attention has been paid to the issue of sediment removal from the reservoir of the dam. In this study, a semi-cylindrical structure in front of the lower discharge was tested to determine a method to improve sediment discharge. The experiments were performed by constructing 16 physical models with different lengths and widths of gaps in four water heights, three half-cylinder diameters and a total of 208 experiments. The results of the experiments showed that by placing a semi-cylindrical structure in front of the lower discharge, the volume of leaching sediment increases. In other words, a pair of rotating vortices is created inside the semi-cylindrical structure on both sides of the central axis of the valve, in which case the installation of a half-cylinder with different diameters increases the volume and length of scale washing compared to the model without a cylinder. . So that by increasing the height of the gap four times, the volume and length of sedimentation increase by 101.3 and 27.2 percent. The results of this study showed that the installation of semi-cylinders with diameters of 12.7, 15.2 and 19.2 on average will result in an average of 587, 732 and 829 percent increase in sediment volume compared to the model without cylinders. Also, installing semi-cylinders with diameters of 12.7, 15.2 and 19.2 on average will increase the length of scouring by 94, 106 and 111 percent, respectively, compared to the model without cylinders
Keywords: Deposition of sediment, Eddy current, Reservoir, Semi-cylindrical structure -
پیچیدگی های محیط شهری پرداختن به تمامی مولفه های آسیب پذیر شهری را امری دشوار نموده است. از این رو، تصمیم گیری در محیط های شهری یکی از مسایل بسیار مهم در مدیریت نوین به شمار می رود. لذا، هدف از این پژوهش بررسی آسیب پذیری منطقه عظیمیه در شهر کرج در برابر سیل بر اساس روش تصمیم گیری چند معیاره می باشد. جامعه آماری کارشناسان و متخصصانی بودندکه در زمینه مدیریت آسیب پذیری حوزه های شهری دارای دانش وتجربه کافی بودند. برای انجام این پژوهش نخست با استفاده از مطالعات کتابخانه ای شناخت جامعی از عوامل تاثیرگذار در آسیب پذیری شهرها در برابر سیل به دست آمد سپس با استفاده از نتایجفندلفیاز بین شاخص های اولیه، مجموعا 11 شاخص موثر انتخاب و نقشه مربوط به هر یک از آن ها به کمک نرم افزار ArcGIS تهیه شد. سپس آسیب پذیری شهر در برابر سیل با استفاده از روش تاپسیس محاسبه گردید. محدوده مورد مطالعه بر اساس الگوی هدایت رواناب و بازدیدهای میدانی به 13 زیرحوزه تفکیک، و سپس ماتریس تصمیم گیری با توجه به 13 زیرحوزه و 11 شاخص تشکیل گردید. نتایج نشان دهنده آسیب پذیری این منطقه در برابر سیل بود، که در بین زیر حوزه های مورد بررسی، زیر حوزه های شماره 1 و 2 بیشترین و زیر حوزه شماره 13 کمترین آسیب پذیری را در برابر سیل داشتند. از علل آسیب پذیری منطقه در برابر سیل می توان به ارتباط مستقیم با حوزه های آبخیز بالادست که از نظر سنگ شناسی ناتراوا و از نظر خاک شناسی نفوذ ناپذیر هستند، تراکم ساختمان و تراکم جمعیت بالا و نبود فضاهای باز به میزان متناسب اشاره نمود.
کلید واژگان: آسیب پذیری, تصمیم گیری چند معیاره, سیلاب شهری, روش تاپسیس, کرجThe complexity of the urban environment makes it difficult to consider all the vulnerable components of the urban. Hence, decision-making in urban environments is one of the most important issues in modern management. As a result, the purpose of this study is to investigate the urban vulnerability of Azimiyeh in Karaj to flood based on multi-criteria decision-making method. The statistical population includes specialists who had sufficient knowledge and experience in the field of vulnerability management in urban areas. To this research, first, comprehensive knowledge of the factors affecting the urban vulnerability to floods was obtained using library studies, and then, the results of the Delphi technique, , was shown that among the primary indices, a total of 11 effective indicators were selected and a map of each of them was prepared using ArcGIS software. Then, the urban vulnerability to floods was calculated using the TOPSIS method. The study area was divided into 13 sub-areas based on runoff directional pattern and field observations, and then the decision matrix was made according to 13 sub-areas and 11 indicators. The results showed the vulnerability of this region to floods, which among the studied sub-areas, in sub-areas No. 1 and 2 observed the highest of flood vulnerability and the lowest of it observed in sub-area No. 13. Causes of flood vulnerability in the region include a direct connection to the upstream catchment that has lithology impermeable and geologically impermeable, high-density of building and population, and lack of proportionate open spaces.
Keywords: MCDM, Vulnerability, Urban Runoff, TOPSIS method, Karaj
- 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.