tofigh saadi
-
مقدمه
مروری بر مخاطرات طبیعی رخ داده در ایران، بیانگر این واقعیت است که این کشور همواره به دلیل داشتن ساختارهای مکانی-فضایی ویژه، بحران های طبیعی زیادی را متحمل شده و یکی از آسیب پذیرترین نقاط جهان در برابر مخاطرات محیطی بوده است. هدف از این پژوهش، مروری بر ردپای مطالعات تاب آوری مخاطرات طبیعی، ازجمله سیل، خشکسالی و تخریب اراضی (پژوهش های تک مخاطره) و مطالعات در مورد ترکیبی از این مخاطرات (پژوهش های ترکیبی) به وقوع پیوسته در مناطق مختلف ایران است.
مواد و روش هااین مطالعه با استفاده از یک روش شناسی مفهومی و به کارگیری تحلیل نظام مند پژوهش های مرتبط انجام شده در کشور در قالب مقالات، رساله ها و پایان نامه های درج شده در پایگاه های اطلاعاتی مرکز اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی (اس ای دی)، پژوهشگاه علوم و فناوری اطلاعات ایران (ایرانداک)، بانک اطلاعات نشریات کشور (مگیران)، مرجع دانش (سیویلیکا) و گوگل اسکالر انجام شد. در مطالعات قبلی، غالبا مفهوم تاب آوری را در یک چارچوب تحلیلی شناخته شده (تجزیه و تحلیل مفهوم) بررسی کرده اند، اما در این پژوهش با استفاده از تحلیل مفهومی که روشی برای بازنمایی دانش مفهومی و تجزیه وتحلیل داده ها است و به طور معمول برای روشن کردن معانی و گسترش تعاریف عملیاتی، از طریق در نظر گرفتن شواهد از چندین رشته به کار می رود، داده ها به صورت موضوعی تحلیل شدند. به کارگیری این چارچوب روش شناختی شناخته شده، رویکرد عینی تری را برای شفاف سازی مفاهیم، ممکن می سازد و به تفاوت های کاربرد تاب آوری در رشته های علمی گوناگون می پردازد.
نتایج و بحث:
اولین مطالعات صورت گرفته در زمینه تاب آوری در ایران، در غالب پایان نامه در سال 1367 در دانشگاه تربیت مدرس و در غالب مقاله نیز در سال 1384 در مجله پژوهشی حکیم صورت پذیرفته است، اما مطالعات تاب آوری در زمینه مخاطرات طبیعی، به خصوص در مناطق روستایی، از عمر کوتاهی برخوردار هستند؛ به گونه ای که آغاز نتایج به دست آمده از این مطالعات در ایران، از ابتدای دهه 1390 هجری شمسی است. بر اساس ملاک های ورود و خروج، پس از پالایش علمی تعداد 1742 سند علمی، 57 مقاله و پایان نامه وارد فرایند بررسی شد که بیشترین فراوانی مربوط به پایگاه اطلاعاتی گوگل اسکالر و کمترین فراوانی مربوط به پایگاه اطلاعاتی اس ای دی بود. بیشترین و کمترین مطالعات صورت گرفته به ترتیب در سال 1396 (12پژوهش) و سال های 1391، 1400 و 1402 (هرکدام یک پژوهش) بود. داده های اغلب پژوهش های مورد مطالعه به ترتیب با استفاده از آزمون های آماری از طریق نرم افزارهای SPSS، PLS و AMOS، فنون آماری رتبه بندی یا تحلیل سلسله مراتبی و نهایتا سنجش از دور مورد تحلیل قرار گرفته بود. برای زمین مرجع نمودن داده ها و نمایش فضایی جهت پهنه بندی در حوزه های موردمطالعه و همچنین اولویت بندی آنها، از نرم افزار ArcGIS بهره گیری شده بود. همچنین، بیشترین مطالعات صورت گرفته در زمینه تاب آوری، در حیطه خشکسالی (با 36.8 درصد فراوانی) و کمترین مطالعات صورت گرفته در حیطه مطالعات تخریب اراضی (10.5 درصد فراوانی) بود.
نتیجه گیرینتایج به دست آمده حاکی از آن است که در پژوهش های صورت گرفته در حیطه سیل، بعد اجتماعی (29.4 درصد فراوانی)، بیشترین و بعد نهادی (20.6 درصد فراوانی)، از کمترین توجه برخوردار بودند. در حیطه خشکسالی، بعد اقتصادی (35.4 درصد) و بعد نهادی (16.7 درصد)، به ترتیب از بیشترین و کمترین توجه در پژوهش های صورت گرفته در این حیطه برخوردار بودند. در پژوهش های صورت گرفته در حیطه تخریب اراضی، بعد کالبدی (33.4 درصد)، بیشترین اهمیت و سایر ابعاد نیز هرکدام با 22.2 درصد فراوانی، به این موضوع توجه داشتند. در حیطه پژوهش های ترکیبی نیز بعد کالبدی (30.8 درصد) بیشترین و بعد اجتماعی (20.5 درصد) توجه را به خود اختصاص داده اند که این نتایج با شناسایی مولفه های مهم تاب آوری جامعه در برابر مخاطرات طبیعی، می تواند امکان بهبود مدیریت بحران، کاهش آسیب ها و برنامه ریزی اثربخش پروژه های توسعه و آموزشی در سطح کشور را فراهم کند.
کلید واژگان: آسیب پذیری, بحران های طبیعی, محیط زیست, مدیریت بحران, مناطق روستاییIntroductionA comprehensive examination of natural hazards in Iran highlights the country's susceptibility to extensive damage from various natural crises. Iran's unique spatial structure has made it one of the world's most vulnerable regions to environmental hazards. This research reviews the application of “resilience” in studies of natural hazards, including floods, drought, and land degradation (single-hazard studies) as well as studies that combine these hazards (combined studies) across different regions of Iran.
Materials and methodsThis study utilized a conceptual research methodology, performing a systematic review of related research documents published in Iran, such as journal articles, dissertations, and theses. The databases used included the "Scientific Information Center of Academic Jihad (SID)", "Iran’s Research Institute of Science and Information Technology (Irandoc)", "Information Bank of Iran's Publications (Magiran)", "Knowledge Reference (Civilica)", and "Google Scholar". While previous studies have often examined resilience within an established analytical framework (concept analysis), this study employed a conceptual methodology aimed at representing knowledge and analyzing data from multiple disciplines. This approach helps clarify meanings and expand operational definitions. The data were analyzed thematically, enabling a more objective examination of resilience across various scientific fields.
Results and discussionThe first study on resilience in Iran was conducted in 1988 in a dissertation at Tarbiat Modares University, and the concept appeared in articles in "Hakim Research Journal" in 2005. However, resilience studies focusing on natural hazards, especially in rural areas of Iran, are relatively recent, mostly emerging since the early 2010s. Based on the search criteria, 1,742 scientific documents were identified, with 57 relevant articles included in the review. Most documents were found in "Google Scholar," while the fewest were retrieved from "SID." The highest number of studies was conducted in 2017 (12 studies), and the lowest in 2012, 2021, and 2022 (one study each). Data from most studies were analyzed using statistical tests with SPSS, PLS, and AMOS software, while ArcGIS was commonly used for spatial data display and zoning to prioritize study areas. Most resilience studies focused on drought (36.8%), while the fewest focused on land degradation (10.5%).
ConclusionThe results show that, in flood-related research, the social dimension (29.4%) received the most attention, whereas the institutional dimension (20.6%) received the least. In drought research, the economic dimension (35.4%) received the most attention, while the institutional dimension (16.7%) received the least. In land degradation studies, the physical dimension (33.4%) was the most frequently examined, with other dimensions receiving 22.2% of the focus. Overall, the physical dimension (30.8%) and social dimension (20.5%) received the most attention. By identifying key resilience components, these findings can improve crisis management, reduce damages, and support the planning of development and educational projects in Iran.
Keywords: Crisis Management, Environment, Natural Crises, Rural Areas, Vulnerability -
افت شدید سطح آب های زیرزمینی در اثر استخراج بی رویه در درازمدت باعث خشک شدن جریان های آب زیرزمینی می شود که به آن پدیده خشکسالی آب های زیرزمینی می گویند. بر این مبنا هدف این تحقیق بررسی روند تغییرات و کاهش سطح آب های زیرزمینی است که با پدیده خشکسالی آب های زیرزمینی مشخص می شود. در این راستا از شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI) برای ارزیابی شرایط خشکسالی آب های زیرزمینی و همچنین تجزیه وتحلیل الگوهای مکانی و زمانی آن بر مبنای داده های سطح آب زیرزمینی 21 چاه مشاهده ای در بازه سال های 1993 تا 2019 استفاده شد. جهت تولید نقشه های پهنه بندی، نرم افزار ArcGIS مورداستفاده قرار گرفت. یافته های تحقیق خشکسالی متوسط تا شدید را در مناطق خاصی از منطقه موردمطالعه از سال 2001 نشان می دهد. علاوه بر این، همان طور که توسط نقشه های پهنه بندی GRI نشان داده شد، مناطق جنوبی و جنوب شرقی آبخوان حساسیت بیشتری نسبت به خشکسالی در مقایسه با سایر بخش های آن در طول بازه زمانی تعریف شده از خود نشان دادند. الگوی تغییرات مکانی - زمانی خشکسالی آب های زیرزمینی در آبخوان نشان می دهد به دنبال یک دوره خشکسالی متوسط از سال 2001 تا 2003، وضعیت آبخوان بهبود جزئی داشت و به طورکلی از سال 2001 تا 2010 شرایط پایداری برقرار شد، اما از سال 2011، وقوع خشکسالی تشدید شد و آبخوان در شرایط خشکسالی شدید تا بسیار شدید قرار گرفت. این شرایط نیاز به توجه دقیق و اجرای اقدامات مدیریتی را برجسته می کند. یکی از توصیه های این مطالعه استفاده از داده های ماهواره ای سطح آب های زیرزمینی برای ارزیابی پیشرفت خشکسالی و مقایسه آن با یافته های این تحقیق است.
کلید واژگان: پهنه بندی, خشکسالی, GIS, GRI, چاه مشاهده ایA sharp drop in groundwater level as a result of indiscriminate extraction over a long period of time leads to the drying up of groundwater flows, which is called the phenomenon of groundwater drought. In this regard, this research aims to investigate the process of change and reduction of groundwater level, which is characterised by the phenomenon of groundwater drought. Based on this, the Groundwater Resource Index (GRI) was used to evaluate the drought condition of groundwater and analyse its spatial and temporal patterns based on groundwater level data of 21 observation wells between 1993 and 2019. ArcGIS software was used to create zone maps. The results of the research show that certain areas of the study area have experienced moderate to severe drought since 2001. In addition, the GRI zonation maps show that the southern and south-eastern regions of the aquifer have been more sensitive to drought than other parts of the aquifer during the defined period. The spatio-temporal pattern of groundwater drought in the aquifer shows that after a period of moderate drought from 2001 to 2003, the condition of the aquifer improved slightly, and generally stable conditions were established from 2001 to 2010, but since 2011, the occurrence of drought has intensified and the aquifer has been in severe to very severe drought conditions. These conditions highlight the need for careful attention and implementation of management measures. One of the study's recommendations is to use satellite data on groundwater levels to assess the progress of the drought, and compare it with the findings of this study.
Keywords: Zoning, Drought, GIS, GRI, Observation Well -
با توجه بحران آب، خشک سالی، افزایش جمعیت و کمبود منابع آب متعارف، استفاده از فناوری های جدید به منظور استفاده از آب های نامتعارف و مدیریت مصرف در بخش های مختلف به شدت مورد نیاز است. در پژوهش حاضر، به واکاوی عوامل موثر بر موفقیت و شکست پژوهش های فناورانه صنعت آب در ایران با هدف شناسایی دلایل عدم به کارگیری و اجرای طرح ها، اختراعات و پژوهش های فناورانه آب کشور پرداخته شد. بدین منظور 10 مورد از مهم ترین فناوری ها، ابداعات، اختراعات، پروژه ها و ایده های کاربردی برای بخش آب کشور از بین 70 فناوری منتخب، شناسایی شدند. برای ارائه راهکارهای اثربخشی تقویت موفقیت و جلوگیری از شکست فناوری های آب، 15 پرسشنامه بر اساس فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) توسط افراد متخصص، مجرب، خبره و مسلط به موضوع در پاییز و زمستان 1401 تکمیل و نتایج در بهار 1402 تحلیل شد. ساختار سلسله مراتبی با توجه به هدف مورد مطالعه، شامل چهار بعد فنی، اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی بود که هرکدام از بعدها چهار زیرمعیار داشتند. بعد از تکمیل پرسشنامه ها، با استفاده از نرم افزار Expert Choice وزن معیارها و زیرمعیارها تعیین شد. برای سنجش صحت پرسشنامه های تکمیل شده، نرخ ناسازگاری محاسبه و برابر 0/09 به دست آمد که از حد مجاز (0/1) کمتر بود. بررسی وزن نهایی هرکدام از زیرمعیارها نشان داد که رتبه اول تا سوم از بین تمام گزینه های مورد بررسی در چهار معیار اصلی، به ترتیب زیرمعیار های سهولت تعمیر (S1) از معیار فنی با وزن نهایی 0/243، عمر مفید (S4) از معیار فنی با وزن 0/158 و هزینه بهره برداری و نگهداری (W4) از معیار اقتصادی با وزن 0/120 بودند. به طورکلی دو گزینه اول در بعد فنی و گزینه برتر در بعد اقتصادی، به عنوان موثرترین عوامل در اثربخشی تقویت موفقیت و جلوگیری از شکست فناوری های آب نقش دارند و باید در فناوری های جدید، این زیرمعیارها تامین شود.کلید واژگان: فرآیند تحلیل سلسله مراتبی, توسعه فناوری, عوامل موفقیت, نقطه شکست, expert choiceDue to the water crisis, drought, population increase, and lack of conventional water resources, the use of new technologies to use unconventional water and manage consumption in different sectors is highly needed. In the present study, the factors affecting the success and failure of technological research in the water industry in Iran were analyzed with the aim of identifying the reasons for not applying of the country's water technological projects, inventions, and research. To provide effective solutions to strengthen the success and prevent the failure of water technologies, 15 questionnaires based on the Analytical Hierarchy Process (AHP) were completed by experts, experienced, knowledgeable, and proficient in the subject in the autumn and winter of 2022 and the results analyzed in the spring of 2023. According to the purpose of the study, the hierarchical structure included four technical, economic, social, and environmental criteria, each of which had four sub-criteria. After completing the questionnaires, the weights of criteria and sub-criteria were determined using Expert Choice software. To measure the accuracy of completed questionnaires, the inconsistency rate was calculated and equaled 0.09, which was less than the limit (0.1). The examination of the final weight of each of the sub-criteria showed that the first to third rank among all the investigated factors in the four main criteria, respectively, the ease of repair sub-criteria (S1) of the technical criteria with a final weight of 0.243, useful life (S4) from the technical criteria with a weight of 0.158 and the operation and maintenance cost (W4) from the economic criteria with a weight of 0.120. In general, the first two factors in the technical criteria and the superior factor in the economic criteria play a role as the most effective factors in the effectiveness of strengthening the success and preventing the failure of water technologies.Keywords: Analytical Hierarchy Process, Technology Development, Success Factors, Failure Point, expert choice
-
ارزیابی بیلان آب از جمله مباحث مهم پژوهشی در مناطق مختلف جهان است که به منظور تعیین یک یا تمامی اجزای معادله بیلان آب صورت می گیرد. به جهت برآورد صحیح بیلان آب، لزوم بررسی روش های رایج در الگوهای بین المللی برای بهبود برآوردها ضروری است. مطابق با روش شناسی مدنظر در مطالعه حاضر، چالش های موجود در برآورد بیلان آب زیرزمینی شناسایی شده و راه کارهایی برای افزایش دقت آن ارایه شده است. هم چنین با رویکردی نقادانه به واکاوی پیشینه محاسبات بیلان منابع آب زیرزمینی در محدوده مطالعاتی هشتگرد از سال 1366 تا 1401 پرداخته شده است. واکاوی های مذکور در سه سطح فنی، نهادی- ساختاری و زیرساخت ها صورت پذیرفت. تحلیل فنی اجزای بیلان نشان می دهد در دوره های اخیر، مجموع خروجی و ورودی آب زیرزمینی به ترتیب 257 و 245 میلیون مترمکعب محاسبه شده است. هم چنین، متوسط کسری مخزن 18 میلیون مترمکعب برآورد شده که با روندی افزایشی روبه رو بوده است. از جمله پیشنهادهای ارایه شده در راستای حل چالش ها، می توان به تجهیزنمودن محدوده مطالعاتی به امکانات سخت افزاری از جمله لایسیمتر و دیتالاگر، بازنگری و به روزرسانی شبکه پایش چاه های مشاهده ای، به کارگیری تکنیک های سنجش ازدور با دقت مناسب برای برآورد تبخیر و تعرق و یا سایر اجزای بیلان، به روزرسانی اطلاعات هیدرودینامیکی آبخوان، اندازه گیری مقدار برداشت از چاه های بهره برداری و قنوات در تواتر کم تر از پنج سال و پیشنهاد برقراری امکانات ثبت و نمایش برخط اجزای بیلان در محدوده مطالعاتی هشتگرد در مقیاس های مختلف، اشاره نمود. در این راستا، با توجه به اجزای ورودی و خروجی بیلان منابع آب و عدم قطعیت هایی که در تخمین آن ها وجود دارد، ضرورت انجام مطالعه بیلان منابع آب با هدف شناسایی منابع عدم قطعیت در محاسبه اجزای آن، دوچندان می شود.
کلید واژگان: بیلان منابع آب, تحلیل هم سنجی, راه کارها, عدم قطعیت و خطاهاWater budget evaluations are important research topics in various regions of the world, as they aim to determine one or more components of the water balance. To estimate these components accurately, it is necessary to have adequate knowledge and methods. Therefore, reviewing the common methods used in international models can help to improve the estimation of water resources budget. The present study seeks to identify the challenges of groundwater budget estimation and to propose solutions for enhancing the accuracy of calculations, based on a critical analysis of previous studies conducted in Hashtgerd from 1987 to 2022. A three-level analysis was performed at the technical, institutional-structural, and infrastructural levels. The technical analysis of water budget components indicates that in the recent periods, the total output and input of groundwater were 257 and 245 MCM, respectively. Moreover, the average storage deficit was estimated at 18 MCM, which showed an increasing trend. This research suggests several measures to address the challenges, such as: equipping the study area with hardware facilities (lysimeters and data loggers); revising and updating the monitoring network of observation wells in the region; using remote sensing techniques to estimate evapotranspiration and other water budget components; updating the hydrodynamic information of the aquifer; measuring the withdrawal amount from exploitation wells and Qanats at a frequency of less than five years with more accurate methods; and establishing facilities for recording and displaying online components of the water budget in Hashtgerd at different scales. In this regard, the need for conducting water resources budget studies is emphasized, considering the uncertainties associated with the estimation of inputs and outputs.
Keywords: comparative analysis, Uncertainty, errors, Water resources budget -
بررسی ها نشان می دهد آن طور که باید و شاید از فناوری های ساخته شده و اختراعاتی که در بخش های مختلف آب (شرب، صنعت و کشاورزی) توسعه یافته اند، در مقام اجرا استفاده نمی شود؛ بنابراین باید مشکلات موجود موشکافی شده و راه حل های علاج بخش برای ورود فناوری های جدید در صنعت آب ارایه شود. بدین منظور 10 مورد از مهم ترین فناوری ها، ابداعات، اختراعات، پروژه ها و ایده های کاربردی برای بخش آب کشور از بین 70 فناوری منتخب، شناسایی شدند. سپس پرسشنامه مورد نظر توسط 15 نفر از افراد متخصص، مجرب، خبره و مسلط به موضوع در بهار و تابستان 1401 تکمیل و در پاییز و زمستان 1401 تحلیل شد. برای سنجش پایایی پرسشنامه ها از آزمون آلفای کرونباخ استفاده شد و مقدار آن برای قسمت های مختلف پرسشنامه (قوت، ضعف، فرصت و تهدید) بین 1-85/0 بود که مورد تایید است. سپس تجزیه وتحلیل داخلی و خارجی هر فناوری، با استفاده از ابزار تحلیلی SWOT انجام و بهترین راهبرد برای هر فناوری معرفی شد. دسته بندی برترین و پرتکرارترین عوامل در هرکدام از بخش های چهارگانه بر اساس نتایج 10 فناوری مورد بحث حاکی از آن بود که گزینه افزایش راندمان و صرفه جویی قابل توجه آب (S1) از بخش نقاط قوت با 7 بار قرارگیری در رتبه اول، به عنوان مهم ترین گزینه شناسایی شد. هزینه بالای طراحی، ساخت و یا اجراء (W1) از نقاط ضعف با 7، تغییر رویکرد سیاست گذاری های کلان کشور و پذیرش فناوری جدید (O3) و ذخیره آب، قابلیت توسعه و پایداری امنیت آبی و غذایی کشور (O4) از نقاط فرصت با 3 و همچنین تاثیر کوتاه مدت فناوری و مشکلات آتی مربوط به آن (T1)، بروکراسی اداری و عدم تسریع فرایند ثبت اختراع و استفاده از فناوری (T2) و بازده اقتصادی-فنی پایین و خارج شدن از چرخه کاربرد (T5) از نقاط تهدید با 3 بار قرارگیری در رتبه اول، پرتکرارترین گزینه های هر بخش بودند. همچنین آسیب شناسی عوامل موفقیت و شکست فناوری ها نشان داد که نقطه قوت بومی سازی فناوری و اختراعات صنعت آب و تولید داده های معتبر (S5)، نقطه ضعف مشکلات مربوط به عدم سهولت در بهره برداری (W3)، نقطه فرصت توسعه دانش فنی و انتقال علم به کشورهای دیگر (O1) و نقطه تهدید بازده اقتصادی-فنی پایین و خارج شدن از چرخه کاربرد (T5) به ترتیب با 4، 4، 4 و 5 بار قرارگیری در رتبه پنجم، به عنوان کم اهمیت ترین عوامل شناسایی شدند. در مجموع راهبرد رقابتی به عنوان کارآمدترین راهبرد شناخته شد.کلید واژگان: تهدید و فرصت-قوت و ضعف, چشم انداز توسعه, فناوری های آب, SWOT, هوشمندسازیInvestigations show that the developed technologies and inventions developed in different sectors of water (drinking, industry, and agriculture) are not used in the implementation position as they should be. Therefore, it is necessary to scrutinize the existing problems and provide remedial solutions for the introduction of new technologies in the water industry. For this purpose, 10 of the most important technologies, innovations, inventions, projects, and practical ideas for the country's water sector were identified from among the 70 selected technologies. Then, this questionnaire was completed by 15 people who are experts, experienced, knowledgeable and proficient in the subject in the spring and summer of 2022. Cronbach's alpha test was used to measure the reliability of the questionnaires and its value for different parts of the questionnaire (strength, weakness, opportunity, and threat) was between 0.85-1, which is approved. Then the internal and external analysis of each technology was done using the SWOT analytical tool and the best strategy for each technology was introduced. The classification of the top and most frequent factors in each of the four sections based on the results of the 10 discussed technologies indicated that the option of increasing efficiency and significant water saving (S1) from the strengths section, became the most important option with ranked first 7 times. The high cost of design, construction, or execution (W1) from the weak points with 7, Changing the approach of the country's macro policies and adopting new technology (O3), and water storage, the ability to develop and sustain the country's water and food security (O4) from the opportunity points with 3, and as well as the short-term impact of technology and future problems related to it (T1), administrative bureaucracy and the lack of acceleration of the process of patenting and technology use (T2), and low economic-technical efficiency and exit from the application cycle (T5) from the threat points with 3 times placing in the first place, were the most important choices of each section. Also, the pathology of the factors of success and failure of technologies showed that the strong point of localization of technology and inventions of the water industry and the production of reliable data (S5), the weak point of problems related to the lack of ease of use (W3), the opportunity point of developing technical knowledge and transferring science to other countries (O1), and the threat point of low economic-technical efficiency and exit from the application cycle (T5) were identified as the least important factors with 4, 4, 4 and 5 times placing in the fifth place, respectively.Keywords: Development Perspective, smartening, Strength, Weakness-Threat, Opportunity, SWOT, Water Technologies
-
به منظور مدیریت و برنامه ریزی منابع آب، استفاده از مدل های هیدرولوژیکی به عنوان ابزاری مناسب در شبیه سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی مانند بیلان آب، می تواند بسیار موثر باشد. مدل های هیدرولوژیکی توزیعی با گسسته سازی و حل معادلات در هر سلول، شبیه سازی هر یک از اجزای بیلان آب را انجام می دهند. در مطالعه حاضر به منظور برآورد و بررسی اجزای بیلان از مدل توزیعی WetSpass-M در محدوده مطالعاتی هشتگرد واقع در استان البرز استفاده شد و مدل برای 20 سال به صورت ماهانه اجرا گردید. به منظور واسنجی و صحت سنجی مدل ابتدا از داده های دبی ماهانه ایستگاه هیدرومتری به عنوان داده های مشاهداتی استفاده شد. رویکرد سنجش از دور و الگوریتم SEBAL نیز به منظور برآورد مجدد تبخیر و تعرق استفاده شد و نتایج حاصل از دو رویکرد مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج مدل در محدوده مطالعاتی هشتگرد، میزان متوسط تبخیر و تعرق حقیقی و تغذیه آب زیرزمینی به ترتیب معادل 347/3 و 272/6 میلیون مترمکعب در سال برآورد شد. همچنین، مقادیر متوسط تبخیر و تعرق در دشت و ارتفاعات به ترتیب 241 و 106/3 میلیون مترمکعب محاسبه شد. حجم متوسط تغذیه سالانه در دشت معادل 197 میلیون مترمکعب شبیه سازی شد که این میزان برای ارتفاعات معادل 75/6 میلیون مترمکعب برآورد شده است. تحلیل تغییرات خروجی های مدل بر اساس انحراف معیار برای اجزای بیلان به تفکیک دشت و ارتفاعات نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان می دهد که پس از مولفه آبیاری، تبخیر و تعرق، تغذیه و بارندگی بیشترین تغییرات در طول دوره شبیه سازی را دارند.
کلید واژگان: بیلان آب, تحلیل تغییرات, تغذیه آب زیرزمینی, مدل WetSpass-M, الگوریتم SEBALIn management and planning of water resources, hydrological models are suitable tool that can be very effective in simulating hydrological processes such as water balance. Distributed hydrological models simulate each of the water balance parameters by discretization and solving equations in each cell. In the present study, the WetSpass-M distributed model is used to estimate and evaluate the components of the water balance in Hashtgerd study area in Alborz province. The model was implemented in monthly basis and for a 20 year period. In order to calibrate and validate the model, first the monthly flow data of the hydrometric station were used as observational data. The remote sensing approach (SEBAL algorithm) was applied to re-estimate evapotranspiration. Then, the results of the two approaches were evaluated and compared. According to the model results in the Hashtgerd study area, the mean annual values of evapotranspiration and groundwater recharge were estimated to be 347.3 and 272.6 MCM, respectively. Furthermore, the mean annual values of evapotranspiration for plains and mountains were respectively 241 and 106.3 MCM. The mean annual recharge rate in the plains was equal to 197 MCM, while it was estimated to be 75.6 MCM for mountains. The variations analysis of model outputs was performed based on the standard deviation for the water balance parameters in plains and mountains. The results showed that the most variations during the simulation period were observed respectively in the irrigation component, evapotranspiration, recharge, and rainfall.
Keywords: Water balance, Variations analysis, Groundwater recharge, WetSpass-M model, SEBAL Algorithm -
خشکسالی از جمله بلایای طبیعی است که نسبت به سایر پدیدههای طبیعی در یک بازه زمانی طولانی اتفاق میافتد که به صورت متناوب جوامع بشری را از طریق اثرات منفی بر روی منابع آب و کشاورزی و به دنبال آن اقتصاد را دچار مشکل میسازد. یکی از روش های بررسی وضعیت خشکسالی استفاده از شاخص های خشکسالی همچون SPI می باشد. در این پژوهش از شاخص SPI جهت بررسی خشکسالی و ترسالی طی دوره زمانی 2001 تا 2016 استفاده شده است. شاخص SPI صرفا مبتنی بر اساس میزان بارش بوده به همین جهت انتخاب یک منبع بارش مناسب جهت استخراج شاخص SPI در مقیاس های زمانی مختلف از اهمیت به سزایی برخوردار می باشد. ایستگاه های سینوپتیک به دلیل عدم پراکنش مناسب و همچنین وجود خلاهای آماری زیاد نمی توانند به عنوان منبع بارش مناسب در این نوع پژوهش ها نقطه قابل اتکایی باشند به همین جهت منابع بارش شبکه بندی شده که دارای قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالایی هستند می توانند به عنوان یک جایگزین مناسب برای ایستگاه های زمینی استفاده شوند، در این پژوهش از منبع بارش Era-interim که محصول مرکز پیش بینی های میان مدت جوی اروپایی است استفاده شده است. نتایج ارزیابی های اولیه حاکی از این بود که منبع بارش Era-interim می تواند به عنوان یک جایگزین مناسب برای ایستگاه های سینوپتیک در سطح کشور استفاده شود. به همین جهت از این منبع بارش جهت بررسی وضعیت خشکسالی در سطح کشور استفاده شد. برررسی وضعیت خشکسالی با توجه به شاخص SPI بود حاکی از این مساله بود که با افزایش مقیاس زمانی شاخص SPI خشکسالی ها و ترسالی ها شدیدتر شده به نحوی که خشکسالی ها و ترسالی های ملایم در اکثر ماه ها و سال های مورد بررسی تبدیل به خشکسالی های شدید و ترسالی های شدید شدند.
کلید واژگان: خشکسالی, شاخص SPI, منبع بارش شبکه بندی شده, قدرت تفکیک مکانی و زمانی, مرکز پیش بینی های میان مدت جوی اروپاییDrought is one of the natural disasters occurring over a long period of time compared to other natural phenomena which intermittently impedes human societies through the negative impacts on water and agricultural resources and subsequently the economy. One of the methods of drought monitoring is the use of drought indices such as SPI. In this study, SPI index was used to study drought over the period 2001 to 2016. The SPI index is purely based on precipitation, so it is important to select a proper precipitation source to extract the SPI index at different time scales. Synoptic stations, due to lack of proper distribution and high statistical gaps, cannot be a reliable source of precipitation in this type of research, so global precipitation datasets having high spatial and temporal resolution can be used as a viable alternative to ground stations, in this study the Era-interim precipitation product, which is the product of the European Center for Medium range Weather Forecast was used. Initial results indicated that the Era-interim precipitation product could be used as a viable alternative to synoptic stations nationwide. Therefore, this precipitation product was used to assess the drought situation in the country. The study of drought status with respect to SPI indicated that with increasing SPI time scale dry and wet conditions became more severe so that mild dry and wet conditions in most in most month and years turned into severe dry and wet conditions.
Keywords: Era-interim, Drought, SPI index, Spatio-Temporal resolution, Synoptic -
یکی از مهم ترین پیامدهای تغییر اقلیم و گرمایش جهانی، تاثیر متغیرهای اقلیمی بر متغیرهای هیدرولوژیکی و منابع آب است. سد کرج به عنوان یکی از منابع مهم آب و برق استان های تهران و البرز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لذا شناسایی عوامل موثر بر منابع آب حوضه بالادست این سد و رواناب ورودی به آن می تواند در برنامه ریزی های آتی و مدیریت منابع آب این نقطه از کشور موثر باشد. یکی از روش های شناسایی اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای هواشناسی و هیدرولوژیکی، آشکارسازی و نسبت دهی با روش انگشت نگاشت بهینه است. در این تحقیق سعی شد تا با استفاده از سیگنال های ALL، GHG و NAT مستخرج از مدل CanESM-2.0 و ریزمقیاس نمایی آنها با رویکرد MRQNBC و رواناب ناشی از متغیرهای اقلیمی برای دوره آماری (2011-1985) به کمک مدل کالیبره شده SWAT مدلسازی شود تا به وسیله انگشت نگاشت بهینه، اثرات هر یک از سیگنال ها، آشکارسازی و نسبت دهی گردد. با توجه به نتایج به دست آمده تنها سیگنال GHG که معرف شرایط جوی کره زمین تحت تاثیر گازهای گلخانه ای (بدون لحاظ کردن سایر عوامل) می باشد، آشکارسازی و نسبت دهی شد و ضریب مقیاس ساز (β) آن 76/0 به دست آمد. در حالی که دو سیگنال دیگر ALL و NAT که به ترتیب جهان را تحت شرایط عادی امروزی و شرایط صرفا طبیعی (بدون لحاظ نمودن سایر عوامل) شبیه سازی نمودند، قابل آشکارسازی و نسبت دهی نبودند. به عبارت دیگر تغییرات رواناب ورودی به سد کرج تنها با رواناب شبیه سازی شده تحت تاثیر گازهای گلخانه ای (به تنهایی) هماهنگی داشت.
کلید واژگان: آشکارسازی, انگشت نگاشت بهینه, SWAT, MRQNBC, سد کرجOne of the most important consequences of Climate Change is the changing of climatic variables and the effects on hydrological variables and water resources. Karaj Dam is one of the important sources of water and electrical energy for Tehran and Alborz province. Thus, diagnosis of affective factors on the water resources of upstream of this catchment and entered runoff to Karaj dam could be vital for planners and policy makers for the future periods. One of the best methods for diagnosing the effects of Climate Change on climatic and hydrological variables is Detection and Attribution with Optimal Fingerprint approach. In this research have been tried to detect and attribute the ALL, GHG and NAT signals by simulations from CanESM-2.0 model. Therefor every signal has been downscaled with MRQNBC method, and then simulated with SWAT calibrated model for selected signals for (1985-2011). At last those entered to optimal fingerprint method. By attention the results, just GHG signal (which shows the globe under the effects of Greenhouse gases without the other forcing has been detected and attributed and its scaling factor (β) got 0.76. While two other signals (ALL, NAT) haven’t been detected and attributed. In other words the changing of entered runoff to Karaj dam was very likely consonant with simulated runoff which affected from GHG signal only.
Keywords: Detection, Optimal Fingerprint, SWAT, MRQNBC, Karaj Dam -
هدف از این تحقیق ، تعیین سهم اثرات محرکهای مختلف تغییر اقلیم بر تغییرات بارش های حدی جنوب غرب ایران می باشد. محدوده مورد مطالعه شامل حوضه های آبریز مهمی چون حوضه های کارون بزرگ ، زهره و جراحی و کرخه می باشد. شاخص های حداکثر بارش سالانه و حداکثر مجموع بارش پنج روزه در سال ،طی دوره آماری 2005-1951 با استفاده از پایگاه داده های بارش روزانه افرودیت(APHRODITE) به عنوان مشاهدات و شبیه سازی های مدل NorESM1-M ، تهیه و بررسی شدند . با استفاده از رویکرد بزرگ مقیاس نمایی و با استفاده از روش نزدیکترین همسایگی ، میانگین سلول منطقه ی مورد مطالعه بین طول جغرافیایی 48 تا 52 درجه ی شرقی و عرض جغرافیایی 30 تا 33 شمالی محاسبه گردید . سهم محرک های خارجی پدیده تغییر اقلیم شامل اثرات ترکیبی انسانی و طبیعی (ALL) ، اثرات جداگانه طبیعی (NAT) و اثرات جداگانه گازهای گلخانه ای (GHG) بر تغییرات بارش های حدی منطقه با استفاده از روش انگشت نگاشت بهینه آشکارسازی و نسبت دهی برای اولین بار در ایران در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت . نتایج به دست آمده نشان می دهند که سهم سیگنال (ALL) در تغییرات بارش های حدی جنوب غرب ایران طی دوره آماری 2005-1951 قابل آشکارسازی و نسبت دهی هستند . اما هیچ گونه آشکارسازی برای اثرات جداگانه طبیعی (NAT) و اثرا جداگانه گازهای گلخانه ای (GHG) تایید نگردید. درصد تغییرات روند قابل نسبت دهی به اثرات ترکیبی انسانی و طبیعی برای Rx1day و Rx5day به ترتیب 64/1 درصد ( 18/0 تا 1/3) و 5/2 درصد(1 تا 4 درصد) برآورد گردید.کلید واژگان: آشکارسازی, نسبت دهی, انگشت نگاشت بهینه استاندارد, بارش های حدی, جنوب غرب ایرانUnderstanding the changes in extreme precipitation over a region is very important for adaptation strategies to climate change. One of the most important topics in this field is detection and attribution of climate change. Over the past two decades, there has been an increasing interest for scientists, engineers and policy makers to study about the effects of external forcing to the climatic variables and associated natural resources and human systems and whether such effects have surpassed the influence of the climates natural internal variability. The definitions used in the 5th assessment report were taken from the IPCC guidance paper on detection and attribution, and were stated as follows: Detection of change is defined as the process of demonstrating that climate or a system affected by climate has changed in some defined statistical sense without providing a reason for that change. An identified change is detected in observations if its likelihood of occurrence by chance due to internal variability alone is determined to be small. Attribution is defined as the process of evaluating the relative contributions of multiple causal factors to a change or event with an assignment of statistical confidence. Detection and attribution of human-induced climate change provide a formal tool to decipher the complex causes of climate change. In this study the optimal fingerprinting detection and attribution have been attempted to investigate the changes in the annual maximum of daily precipitation and the annual maximum of 5-day consecutive precipitation amount over the southwest of Iran.
This is achieved through the use of the Asian PrecipitationHighly Resolved Observational Data Integration Towards Evaluation of Water Resources Project(APHRODITE) dataset as observation, a climate model runs and the standard optimal fingerprint method. To evaluate the response of climate to external forcing and to estimate the internal variability of the climate system from pre-industrial runs, the Norwegian Climate Centers Earth System Model- NorESM1-M was used. We used up scaling to remap both grid data of observations and simulations to a large pixel. This remapped pixel coverages the area of the southwest of Iran. The optimal finger printing method needs standardized values like probability index(PI) or anomalies as input data, since the magnitude of precipitation varied highly from one region to another. The General Extreme Value distribution (GEV) is used to convert time series of the Rx1day and Rx5day into corresponding time series of PI. Then we calculated non-overlapping 5-year mean PI time series over the area study. In this research, we applied optimal fingerprinting method by using empirical orthogonal functions. The implementation of optimal fingerprinting often involves projecting onto k leading EOFs in order to decrease the dimension of the data and improve the estimate of internal climate variability. A residual consistency test used to check if the estimated residuals in regression algorithm are consistent with the assumed internal climate variability. Indeed, as the covariance matrix of internal variability is assumed to be known in these statistical models, it is important to check whether the inferred residuals are consistent with it; such that they are a typical realization of such variability. If this test is passed, the overall statistical model can be considered suitable.
Results obtained for response to anthropogenic and natural forcing combined forcing (ALL) for Rx1day and Rx5day show that scaling factors are significantly greater than zero and consistent with unit. These results indicate that the simulated ALL response is consistent with Rx1day observed changes. Also, it is found that the changes in observed extreme precipitation during 1951-2005 lie outside the range that is expected from natural internal variability of climate alone and greenhouse gasses alone, based on NorESM1-M climate model. Such changes are consistent with those expected from anthropogenic forcing alone. The detection results are sensitive to EOFs. We estimate the anthropogenic and natural forcing combined attributable change in PI over 19512005 to be 1.64% [0.18%, 3.1%, >90% confidence interval] for RX1day and 2.5% [1%,4%] for RX5day.Keywords: Detection, Attribution, Standard Optimal fingerprinting, extreme precipitation, the southwest of Iran
- 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.