به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

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

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

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « آنالیز حساسیت » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «آنالیز حساسیت» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • کامران عزیزی، مریم حافظ پرست مودت*

    شبیه سازی بارش رواناب و تولید هیدروگراف، کاربرد فراوانی در تحلیل رفتار حوضه در مقابل بارش، محاسبه حجم و پیک سیلاب، میزان تلفات و امکان طراحی ابعاد سازه ها دارد. یکی از رایج ترین مدل های شبیه ساز HEC-HMS می باشد. در این پژوهش با هدف آنالیز حساسیت پارامترهای روندیابی هیدروگراف سیل در حوضه آبریز رودخانه مرک، ابتدا با افزونه HEC-GeoHMS در محیط Arc GIS و نقشه DEM منطقه، خصوصیات فیزیوگرافی حوضه ساخته و در مدل HEC-HMS فراخوانی گردید. سپس با وارد نمودن داده های سه رخداد سیلاب و بارش متناظر آن، هیدروگراف محاسباتی ایجاد و جهت واسنجی ابتدا به روش سعی وخطا مدل در محدوده ای مطلوب قرار گرفت که بتوان با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی بهینه سازی را انجام داد. در بهینه سازی با تابع هدف به حداقل رساندن میانگین مجموع مربعات خطا، پارامترهای K و X ماسکینگام که حساسیت ویژه ای در تولید هیدروگراف دارند بهینه و کارایی مدل را در رده عالی قرار داد بطوریکه برای رخداد سیلاب تاریخ آبان 1394 معادل نوامبر2015 و با شرط توقف 50 تکرار (NSE=0.871, PBIAS=25.52, RMSE=0.4,   NRMSE=2.63)، در رخداد سیلاب فروردین 1395 معادل مارس2016 (NSE=0.731, PBIAS=28.82, RMSE=0.5, NRMSE=1.01) و در رخداد اسفند 1398 معادل فوریه2020 (NSE=0.834, PBIAS=7.96, RMSE=0.4, NRMSE=0.95) قرار گرفت که نشان از کارایی عالی مدل بعد از بهینه سازی ضرایب ماسکینگام با الگوریتم تکامل تفاضلی(DE) دارد.

    کلید واژگان: HEC-Geohms, HEC-HMS, آنالیز حساسیت, ماسکینگام, مرک}
    Kamran Azizi, Maryam Hafezparast Mavedat *

    Simulation of runoff and hydrograph production is widely used in analyzing the behavior of basin against precipitation, calculating the volume and peak of floods, the amount of losses and the possibility of designing the dimensions of structures. HEC-HMS is one of the most common simulator models In this study, with the aim of analyzing the sensitivity of flood hydrograph routing parameters in the Merk River basin, first, the physiographic characteristics of the basin were constructed with the HEC-GeoHMS plugin in the Arc GIS environment and the DEM map of the area and they were called in the HEC-HMS model. then by entering the three flood event data and its corresponding precipitation, computational hydrograph is created.  For calibration, at first by trial and error, the model was placed in a suitable range which can be optimized using differential evolution algorithm. In optimizing the target function to make the average at least of the sum of squares of error, the K and X Muskingum parameters, which are particularly sensitive to hydrograph production, placed the model optimization and its performance in the excellent category so that for the event of November 2015 floods and a stop of 50 iteration (NSE=0.871, PBias=25.52, RMSE=0.4, NRMSE=2.63), for the event of March 2016 floods (NSE=0.731, PBias=28.82, RMSE=0.5, NRMSE=1.01) and in February 2020 (NSE=0.834, PBias=7.96, RMSE=0.4, NRMSE=0.95) which indicate an excellent performance of the model after optimization of the Muskingum coefficients by differential evolution algorithm (DE).

    Keywords: HEC-Geohms, HEC-HMS, Merck, Muskingum, Sensitivity Analysis}
  • مهدی ماجدی اصل*، توحید امیدپور علویان، مهدی کوهدرق

    سرریزهای غیرخطی ضمن برخوردار بودن از مزیت های اقتصادی، قابلیت عبوردهی جریان بیشتری را نسبت به سرریزهای خطی دارند. الگوریتم های هوشمند به دلیل توانایی زیاد در کشف رابطه های دقیق پیچیده ی مخفی بین پارامترهای مستقل موثر و پارامتر وابسته و همچنین صرفه جویی مالی و زمانی، جایگاه بسیار ارزشمندی بین پژوهشگران پیدا کرده اند. در این پژوهش عملکرد الگوریتم های پشتیبان بردار ماشین (SVM) ، برنامه ریزی بیان ژن (GEP) ، نرم افزار (QNET) و شبکه هوش مصنوعی (ANN) در پیش بینی ضریب دبی سرریزهای غیرخطی تعداد 318 سری داده برای سناریو اول و سناریو دوم شامل تعداد 363 سری داده و سناریو سوم شامل ادغام داده ها (مجموع سناریو ی اول و دوم) که شامل 681 سری داده می باشند. تفاوت سناریو اول و دوم در فرم تاج سرریز ربع دایره ای و نیم دایره ای می-باشد. پارامترهای هندسی و هیدرولیکی مورد استفاده در این پژوهش شامل نسبت بار آبی کل(H_T/p) ، بزرگ نمایی (L_C/W)، زاویه دیواره سیکل(α) و ضریب دبی (Cd) می باشند. نتایج هوش مصنوعی نشان داد که تر کیب پارامترهای(Cd, H_T/p, α, L_C/W) در الگوریتم هایQNET ، ANN،GEP و SVM در مرحله ی آموزش مربوط به سناریو برتر با شاخصه های ارزیابی به ترتیب برابراست با (9960/0=(R2، (0080/0=(RMSE، (9961/0=(DC، (9980/0=(R2، (0057/0=(RMSE، (9980/0=(DC، (9837/0=(R2، (0207/0=(RMSE، (9838/0=(DC و (9902/0=(R2، (0186/0=(RMSE، (9830/0=(DC می باشد. که در مقایسه با دیگر ترکیب ها منجر به بهینه ترین خروجی شده است که نشان دهنده دقت بسیار مطلوب به ترتیب در هر چهار روش عبارت است از ANN، QNET، SVM و GEP در پیش بینی ضریب دبی سرریز غیرخطی است. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که پارامتر موثر در تعیین ضریب دبی سرریز غیرخطی در تمامی روش ها پارامتر نسبت بار آبی کل (H_T/p) می باشد. مقایسه نتایج این تحقیق با سایر محققین نشان می دهد که شاخصه های ارزیابی برای تمامی روش های تحقیق حاضر نسبت به سایر محققین نسبتا بهتر می باشد.

    کلید واژگان: آنالیز حساسیت, سرریز غیرخطی, شبکه های عصبی, ضریب دبی}
    Mahdi Majedi Asl *, Tohid Omidpour Alavian, Mehdi Kouhdaragh

    While having economic advantages, non-linear weirs have more passing flow capacity than linear weirs. These weirs have higher discharge efficiency with less free height upstream compared to linear weirs by increasing the length of the crown at a certain width. Intelligent algorithms have found a valuable place among researchers due to their great ability to discover complex and hidden relationships between effective independent parameters and dependent parameters, as well as saving money and time. In this research, the performance of support vector machine (SVM), gene expression programming (GEP), software (QNET) and artificial intelligence network (ANN) in predicting the discharge coefficient of non-linear Weirs of 318 data series for the first scenario And the second scenario includes the number of 363 data series and the third scenario includes data integration (the sum of the first and second scenario) which includes 681 data series. The difference between the first and second scenarios is in the shape of the quarter-circle and semi-circle weir crown. The geome tric and hydraulic lines used in this research include total water load ratio (H_T/p), magnification) L_C/W), cycle wall angle (α) and discharge coefficient (Cd). The results of artificial intelligence showed that the combinations (Cd, H_T/p, α, L_C/W) in QNET, ANN, GEP, SVM algorithms in the training stage related to the superior scenario are equal to the evaluation indicators respectively (R2=0.9960), (RMSE=0.0080), (DC=0.9961), (R2=0.9980), (RMSE=0.0057), (DC=0.9980), (R2=0.9837), (RMSE=0.0207), (DC=0.9838) and (R2=0.9902), (RMSE=0.0186), (DC=0.9830). Which has led to the most optimal output compared to other combinations, which indicates a very favorable accuracy in all four methods, namely ANN, QNET, SVM and GEP in predicting the weir discharge coefficient is non-linear. The results of the sensitivity analysis showed that the effective parameter in determining the nonlinear weir discharge coefficient in all methods is the total water load ratio parameter (H_T/p).

    Keywords: Sensitivity analysis, Non-Linear Weirs, Neural Networks, Discharge coefficient}
  • ساناز شکری، عبدالرحیم هوشمند، منا گلابی، ناصر عالم زاده انصاری، دن استرو

    به منظور انجام شبیه سازی میزان عملکرد و بهره وری آب گیاه خیار (Cucumis sativus L.) آزمایشی در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با سه سطح آبیاری 100، 85 و 75 درصد نیازآبی در دو فصل کشت طی سال های 1397 و  1398 اجرا و از شبکه های عصبی پرسپترون (MLP) و روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) استفاده گردید و در نهایت جهت انتخاب مدل مناسب و بهینه از شاخص های ضریب تبیین، میانگین مربعات خطا و میانگین مربعات خطای نرمال شده استفاده شد. میزان آب آبیاری،، تعداد برگ روی بوته، دما، میزان تبخیر و میزان رطوبت نسبی به عنوان داده های ورودی انتخاب شدند و به ترتیب 60، 20 و 20 درصد کل داده ها، به ترتیب برای آموزش، اعتبارسنجی و آزمون مدل اختصاص یافت. نتایج نشان داد که شبکه عصبی MLP با ورودی های میزان آب آبیاری و تعداد برگ به ترتیب با داشتن ضریب تبیین 92/0 و 86/0 دقت بیشتری در شبیه سازی میزان عملکرد میوه و بهره وری آب مصرفی در گیاه خیار داشت. نتایج آنالیز حساسیت حاکی از آن بود که پارامتر ورودی آب آبیاری به ترتیب با ضریب حساسیت 9/0 و 86/0 مهمترین پارامتر موثر بر مدل بهره وری آب مصرفی و عملکرد میوه خیار می باشد.

    کلید واژگان: پرسپترون, ماشین بردار پشتیبان, شبکه عصبی, آنالیز حساسیت, کم آبیاری}
    Sanaz Shokri, Abdolrahim Hooshmand, Mona Golabi, Naser Alemzadeansari, Dan Struve

     In order to simulate the yield and water productivity of cucumber plant (Cucumis sativus L.), an experiment was conducted in the form of a completely randomized block design with three irrigation levels of 100, 85 and 75% of the water requirement in two growing seasons during 2017 and 2018 and using perceptron neural networks (MLP) and support vector machine (SVM) methods were used and finally, to select the appropriate and optimal model, the indices of explanatory coefficient, mean squared error and normalized mean squared error were used. The amount of irrigation water, number of leaves on the plant, temperature, evaporation rate and relative humidity were selected as input data and 60%, 20% and 20% of the total data were allocated for training, validation and testing of the model, respectively. The results showed that the MLP neural network with the inputs of irrigation water and number of leaves was more accurate in simulating fruit yield and water productivity in cucumber plants with an explanation coefficient of 0.92 and 0.86, respectively. The results of the sensitivity analysis indicated that the irrigation water input parameters are the most important effective parameters on the water consumption efficiency model and cucumber fruit yield with sensitivity coefficients of 0.9 and 0.86, respectively.

    Keywords: Perceptron, Support Vector Machine, Neural Network, Sensitivity analysis, dehydration}
  • محمدجواد امیری*، مهدی بهرامی، معصومه السادات موسوی، علی شعبانی

    روش تشت تبخیر کلاس A یکی از روش های بسیار رایج تخمین تبخیر- تعرق مرجع  (ET0)است که به دلیل سادگی، هزینه به نسبت کم و توانایی تخمین تبخیر- تعرق روزانه، به طور گسترده در جهان استفاده می شود. در این تحقیق کارایی 8 معادله تجربی شامل آلن و پروییت ، کوینکا، اشنایدر، اشنایدر اصلاح شده، پرییرا و همکاران، اورنگ، راگووانشی و والندر  و فایو 56 در برآورد ضریب تشت تبخیر کلاس A و تبخیر - تعرق گیاه مرجع در ایستگاه فسا واقع در استان فارس مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور ضریب تشت محاسبه شده از معادلات فوق با ضریب تشت اندازه‏گیری شده که از نسبت تبخیر - تعرق به دست ‏آمده از روش فایو- پنمن- مانتیث به میزان تبخیر از تشت به دست آمد، مقایسه شد. نتایج نشان داد تمامی معادلات تجربی دارای دقت بسیار پایینی در برآورد ضریب تشت تبخیر هستند (0/25<nrmase< span=""></nrmase<>;0/3> R2). نتایج مقایسه بین ET0 به دست آمده از معادلات تجربی با ET0 به دست آمده از معادله پنمن- مانتیث- فایو نشان داد که معادله فایو 56 دارای بهترین عملکرد است (0/3=NRMASE;0/72=R2). به منظور افزایش دقت معادلات تجربی ضریب تشت تبخیر، این معادلات با داده های هواشناسی 8 ساله (1386-1394) ایستگاه هواشناسی فسا تصحیح شده و با داده های مستقل 2 ساله (1394-1396) اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که دقت همه معادلات تجربی افزایش یافته و معادله کوینکا با 0/16 =  NRMASE و 0/63 = R2 به عنوان مناسب‏ترین معادله برای تخمین ضریب تشت و تبخیر- تعرق مرجع (0/18=NRMASE;0/85=R2). برای منطقه فسا انتخاب شد. آنالیز حساسیت نشان داد که به ترتیب داده های سرعت باد (U)، رطوبت نسبی (RH)، فاصله تشت از پوشش گیاهی (F)، شیب منحنی فشار بخار اشباع (∆)، ساعت آفتابی (n)، و فشار هوا (P) بیشترین تاثیر را در تخمین ضریب تشت تبخیر دارد. با استناد به نتایج آماری و تحلیل حساسیت، معادله ای برای برآورد ضریب تشت در منطقه فسا و سایر مناطق دارای اقلیم یکسان با آن منطقه استخراج شد.

    کلید واژگان: ضریب تشت, معادلات تجربی, آنالیز حساسیت, پنمن- مانتیث- فائو}
    M.J Amiri*, M. Bahrami, M. Mousavi Poor, A. Shabani

    Class A pan evaporation method as one of the most common methods for reference evapotranspiration (ET0) estimation has been widely used in the world due to its simplicity, relatively low cost, and ability to estimate daily ET. In this study, the performance of 8 empirical methods consisting of Allen and Pruitt (1991), Cuenca (1989), Snyder (1992), modified Snyder, Pereira, et al. (1995), Orang (1998), Raghuwanshi and Wallender (1998), and FAO/56 were analyzed to estimate class A pan coefficient and ET0 at Fasa synoptic station located in Fars province. The calculated pan evaporation coefficients from the above equations were compared with measured pan evaporation coefficients which were obtained from the ratio of evapotranspiration calculated by the FAO-Penman-Monteith method to the rate of evaporation from the pan. The results showed that all empirical methods did not predict pan coefficient values well (R2 < 0.3 and NRMSE > 0.25). The comparison results between ET0 from empirical methods and ET0 obtained from FAO-Penman–Monteith indicated that the FAO/56 method had the best performance (R2 = 0.72 and NRMSE = 0.3). To increase the accuracy of empirical pan coefficient equations, these equations were modified with eight years (2007-2015) of meteorological data from the Fasa synoptic station and validated using two years of independent data (2015-2017). The results showed that the accuracy of all empirical models was improved and the Cuenca equation with NRMSE = 0.16 and R2= 0.63 was selected as the best equation for pan coefficient estimation and ET0 (R2 =0.85; NRMSE =0.18) in Fasa region. The sensitivity analysis revealed that the estimated pan coefficient is more sensitive to wind speed, followed by relative humidity, fetch distance, the slope of the saturation vapor pressure curve, sunshine hours, and air pressure. According to statistical results and sensitivity analysis, an equation was expanded for the Fasa region and other areas with the same climate.

    Keywords: Pan coefficient, Empirical equations, Sensitivity analysis, FAO Penman–Monteith}
  • مهنوش جناب، هادی رمضانی اعتدالی*، پیمان دانشکار
    کاهش میزان بارندگی، افزایش خشکسالی و توسعه کشاورزی در سال‎های اخیر منجر به افزایش مصرف آب زیرزمینی و افت روزافزون سطح ایستابی شده است. در این مطالعه با استفاده از نسخه 10 نرم افزار GMS، وضعیت آبخوان دشت قزوین در دو حالت پایدار برای مهر 1397 و ناپایدار از مهر 1397 تا شهریور 1398 مدلسازی گردید. آنالیز حساسیت مدل نسبت به پارامترهای هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه انجام شده و پس از واسنجی و صحت سنجی مدل این پارامترها تعیین گردید. آنالیز حساسیت مدل نسبت به این دو پارامتر نشان می‎دهد که مدل حساسیت بیش تری نسبت به تغییرات هدایت هیدرولیکی در مقایسه با تغییرات آبدهی ویژه دارد. ریشه میانگین مربعات خطا در حالت پایدار و ناپایدار به ترتیب 84/0 و 06/1 متر ، میانگین خطای مطلق به ترتیب 66/0و 75/0 متر و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده نیز به‎ترتیب 00007/0 و 0009/0 به دست آمد که نشان از دقت بالای شبیه سازی مدل دارد. مقدار متوسط هدایت هیدرولیکی در محدوده آبخوان 06/14 متر بر روز و آبدهی ویژه 064/0 تخمین زده شد. سپس سطح آب زیرزمینی در 6 سناریوی تغییر سیستم‎های آبیاری (حفظ وضعیت موجود، افزایش سطح آبیاری تحت فشار، تغییر سیستم‎ها به سطحی، تغییر سیستم‎ها به بارانی، تغییر سیستم‎ها به قطره‎ای و آبیاری با راندمان 100 درصد) شبیه‎سازی گردید. نتایج نشان داد با فرض ثابت بودن برداشت آب زیرزمینی و عدم وجود پدیده فرونشست، در سناریوی آبیاری سطحی، سطح آب زیرزمینی در بالاترین حالت خود با آب برگشتی 30 درصد و در شرایط آبیاری قطره‎ای در پایین ترین حالت خود با میزان آب برگشتی 6/3 درصد قرار خواهد گرفت.
    کلید واژگان: آب برگشتی, آبدهی ویژه, آنالیز حساسیت, هدایت هیدرولیکی, GMS}
    Mahnoosh Jenab, Hadi Ramezani Etedali *, Peyman Daneshkar
    The decrease in rainfall, the increase in drought and the development of agriculture in recent years have led to an increase in the consumption of underground water and an increasing decline in water levels. In this study, using version 10 of GMS software, the condition of Qazvin Plain aquifer was modeled in two stable states for October 2017 and unstable from October 2017 to September 2018. The sensitivity analysis of the model was performed with respect to the parameters of hydraulic conductivity and specific yield, and these parameters were determined after calibration and validation of the model. The sensitivity analysis of the model with respect to the two mentioned parameters shows that the model is more sensitive to changes in hydraulic conductivity compared to changes in specific yield. The root mean square error in stable and unstable state was 0.84 and 1.06 m, respectively, and the absolute mean error was 0.66 and 0.75 m, respectively, which shows the high accuracy of the model simulation. The average value of hydraulic conductivity in the aquifer area was estimated as 14.06 m/day and specific drainage was 0.064. Then the underground water level in 6 scenarios of changing the irrigation systems (maintaining the existing situation, increasing the irrigation level under pressure, changing the systems to surface, changing the systems to rain, changing the systems to drip and irrigation with 100% efficiency) was simulated. The results showed that assuming that the underground water extraction is constant, in the surface irrigation scenario, the underground water level will be at its highest level with 30% return water and in drip irrigation conditions at its lowest level with 3.6% return water.
    Keywords: Return Water, Specific yield, Sensitivity analysis, Hydraulic conductivity, GMS}
  • بابک سان احمدی، مجید حیدری*، سعید گوهری، سعید شعبانلو
    در این مطالعه یک مدل هیبریدی برای تخمین ضریب دبی سرریزهای جانبی واقع بر کانال های همگرا توسعه داده شد. به عبارت دیگر با استفاده از الگوریتم کرم شبتاب (FA) شبکه انفیس (ANFIS) بهینه سازی شد. سپس با استفاده از پارامترهای ورودی، شش مدل ANFIS و ANFIS-FA تعریف شد. در ابتدا بهینه ترین تعداد خوشه ها برای شبکه ANFIS محاسبه شد. همچنین در این مطالعه برای بررسی دقت مدل سازی ها از شبیه سازی مونت کارلو استفاده گردید. علاوه بر این برای صحت سنجی نتایج مدل سازی ها از روش اعتبار سنجی ضربدری بهره گرفته شد. با تجزیه و تحلیل مدل سازی های مشاهده شد که مدل های هیبریدی در مقایسه با مدل ANFIS دارای دقت بیشتری هستند. سپس مدل برتر معرفی شد که این مدل مقادیر ضریب دبی را بر حسب کلیه پارامترهای ورودی تخمین می زند. مدل برتر مقادیر ضریب دبی را با دقت مناسبی شبیه سازی کرد. به عنوان مثال مقادیر R2، MAE و RMSE برای مدل برتر به ترتیب برابر 933/، 011/0 و 015/0 محاسبه شد. همچنین حدودا 98 درصد نتایج مدل برتر دارای خطایی کمتر از 12 درصد بود. بر اساس نتایج عدم قطعیت، مدل برتر دارای عملکردی بیشتر از مقدار واقعی بود. تحلیل حساسیت نشان داد که عدد فرود جریان در پایین دست سرریز جانبی موثرترین پارامتر ورودی بود.
    کلید واژگان: انفیس, کانال همگرا, الگوریتم کرم شبتاب, ضریب دبی سرریز جانبی, آنالیز حساسیت}
    Babak Sanahmadi, Majeid Heydari *, Saeed Gohari, Saeid Shabanlou
    In this study, a hybrid model was developed in order to approximate the discharge coefficient of side weirs located on converging channels for first time. In other words, the ANFIS network was optimized by means of the Firefly Algorithm (FA). After that, six ANFIS and ANFIS-FA models were defined by input parameters. In addition, in this study, the Monte Carlo simulation was employed to study the modeling accuracy. Furthermore, the k-fold cross validation approach was implemented for validating the modeling results. By analyzing the modeling results, it was concluded that hybrid models are more accurate than ANFIS models. The superior model simulated the discharge coefficient values with reasonable accuracy. For example, the values of R2, MAE and RMSE for the superior model were calculated 0.003, 0.011 and 0.015, respectively. Also, about 98% of the superior model results have an error less than 12%. According to the uncertainty analysis results, the superior model had an overestimated performance. A sensitivity analysis indicated that the flow Froude number at the side weir downstream is the most effective input parameter.
    Keywords: ANFIS, Converging channel, Firefly Algorithm, Side weir discharge coefficient, Sensitivity analysis}
  • محسن مسلم زاده، حجت کرمی*، سعید فرزین، ایمان احمدیان فر
    سابقه و هدف

    با توجه به کمبود منابع آب و تقاضای روزافزون بشر، بهره برداری بهینه مخازن به یکی از مهم ترین موضوعات کلیدی جهان امروز تبدیل شده است. در این راستا بهره برداری صحیح و بهینه از سدها یکی از کارآمدترین ابزار مدیریت منابع آب بشمار می رود. نظر به تعداد بالای متغیرهای تصمیم، روابط و قیود موجود در مسایل، مدیریت مخازن و بهینه سازی آن ها از پیچیدگی های زیادی برخوردار است. از اینرو بسیاری از محققین در تحقیقات خود به این موضوع توجه ویژه ای داشته اند. در این پژوهش الگوریتم نوین و بهینه ساز جستجوی اتم (ASO) که برگرفته از مفاهیم دینامیک مولکولی است بر روی سامانه های منابع آب چند مخزنه توسعه داده خواهد شد. از طرفی عدم پیاده سازی سیاستهای مناسب در راستای حفاظت از خاک، پدیده مهم فرسایش را به ویژه در اراضی بالادست مخازن در پی داشته که یکی از نتایج منفی حاصل از آن رسوب گذاری خواهد بود. انتقال و انباشت رسوبات معلق، به نوبه خود منجر به کاهش حجم مفید مخزن خواهد شد که این مهم در اکثر مسایل بهینه سازی مخازن مورد غفلت قرار می گیرد. لکن در این پژوهش بهره برداری بهینه سد تک مخزنه توسط الگوریتم ASO با لحاظ آورد رسوب ماهانه مورد بررسی قرار می گیرد.

    مواد و روش ها

    در ابتدا عملکرد الگوریتم جستجوی اتم بر روی توابع محک ریاضی بررسی خواهد شد. سپس با انجام تحلیل حساسیت جهت تعیین منطقی ضرایب تاثیرگذار الگوریتم و انتخاب تعداد ذرات و تعداد تکرارهای مناسب هر عملیات، عملکرد الگوریتم بر روی سامانه های متعارف چهار و ده مخزنه تحلیل می شود. در ادامه جهت تامین آب پایین دست سد دز با رعایت موضوع مهم آورد ماهانه رسوب در مخزن، از الگوریتم جستجوی اتم و چهار الگوریتم رایج دیگر استفاده شده که نتایج آن ها با انتخاب معیارهای مقدار تابع هدف، مقادیر RMSE، MAE، NSE,PBIAS به وسیله تکنیکهای رتبه بندی تاپسیس (TOPSIS) و تاپسیس اصلاح شده (M-TOPSIS) اولویت بندی می گردد.

    یافته ها:

     عملکرد الگوریتم جستجوی اتم بر روی سامانه های متعارف چهار و ده مخزنه تحلیل شده که نتایج نزدیکی 33/95 درصدی با جواب بهینه مطلق سیستم چهار مخزنه یعنی مقدار 29/308 و نزدیکی 67/89 درصدی با جواب مطلق سامانه ده مخزنه به مقدار 44/1194 را نشان می دهد. همچنین مقایسه الگوریتم جستجوی اتم و چهار الگوریتم رایج ازدحام سالپ (SSA)، الگوریتم سینوس کسینوسی (SCA)، الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) و الگوریتم ژنتیک (GA) در سیستم تک مخزنه تحت رسوب گذاری از برتری مطلق الگوریتم جستجوی اتم (ASO) حکایت داشت.

    نتیجه گیری: 

    به کارگیری الگوریتم جستجوی اتم در حل مسایل بهینه سازی مدیریت منابع آب به ویژه با لحاظ موضوع اثرگذاری حفاظت خاک و رسوب گذاری مخازن توصیه می گردد.

    کلید واژگان: بهینه ساز جستجوی اتم (ASO), رسوبگذاری مخزن, تاپسیس, سامانه چند مخزنه, آنالیز حساسیت}
    Mohsen Moslemzadeh, Hojat Karami *, Saeed Farzin, Iman Ahmadianfar
    Background and Objectives

    Due to the scarcity of water resources and increasing human demand, the optimal operation of reservoirs has become one of the most important issues in the world. In this regard, the correct and optimal operation of dams is one of the most efficient tools for water resources management. Due to the large number of decision variables, relationships, and constraints in the problems, reservoir management, and optimization have many complexities. Therefore, many researchers in their research have paid special attention to this issue. In this research, a new algorithm namely Atom Search Optimization (ASO), which is derived from the concepts of molecular dynamics, will be developed for multi-reservoir water resource systems. On the other hand, failure to implement appropriate policies to protect the soil has led to an important phenomenon of erosion in the lands above the reservoirs, one of the negative consequences of which will be sedimentation. The transfer and accumulation of suspended sediments, in turn, will reduce the useful volume of the reservoir, which is neglected in most reservoir optimization issues. However, in this study, the optimal operation of a single reservoir dam is investigated by the Atom Search Optimization algorithm in terms of monthly sediment yield.

    Materials and Methods

    First, the performance of the atom search algorithm on mathematical benchmark functions will be investigated. Then, by performing sensitivity analysis to logically determine the effective coefficients of the algorithm and selecting the appropriate number of particles and the number of iterations of each operation, the performance of the algorithm on conventional systems of four and ten reservoirs is analyzed. In order to supply water downstream of Dez Dam, considering the important issue of monthly sediment flow in the reservoir, the atom search algorithm and four other common algorithms are used. The results are modified by selecting the objective function value criteria, RMSE, MAE, NSE, and PBIAS values and prioritized using TOPSIS and Modified-TOPSIS ranking techniques.

    Results

    The performance of the atom search algorithm on conventional systems of four and ten reservoirs is analyzed, which shows the results of 95.33% with an absolute optimal solution of four reservoirs, ie 308.29, and 89.67% with an absolute answer of ten reservoirs, 1194.44. Also, by comparing the atom search algorithm and four common Salp Swarm Algorithm (SSA), Sine Cosine Algorithm (SCA), Particle Swarm Optimization (PSO), and Genetic Algorithm (GA) in a single reservoir system under deposition, the absolute superiority of the ASO search algorithm was demonstrated.

    Conclusion

    The use of an atom search algorithm in solving optimization problems in the field of water resources management is recommended, especially in terms of the effectiveness of soil protection and sedimentation of reservoirs.

    Keywords: Atom Search Optimizer (ASO), Reservoir Sedimentation, TOPSIS, Multi-Reservoir Systems, Sensitivity analysis}
  • مهدیه لطیفی، مسعود سلطانی*، هادی رمضانی اعتدالی

    سطح بزرگی از اراضی کشور تحت تاثیر شوری و ماندابی بوده و این میزان رو به افزایش است. در مناطقی که سفره آب شور و شیرین در مجاورت هم قرار گرفته اند برداشت بی رویه منابع آب‏زیرزمینی موجب افزایش گرادیان آب شور به سمت آب شیرین و گسترش شوری می شود. شرایط مذکور در شوره زار قزوین واقع در جنوب شرقی این دشت وجود داشته و اخیرا  باعث گسترش سطح اراضی شور تا 10000 هکتار شده است. برای پیشگیری از گسترش شوری زهکش حایلی به عمق سه متر در منطقه احداث شده که وظیفه آن پایین انداختن سطح آب زیرزمینی شور و خارج ساختن آن از منطقه می باشد. در این مطالعه به منظور شبیه سازی خاک منطقه با نرم افزار هایدروس دو بعدی (HYDRUS-2D)، پارامترهای هیدرولیکی خاک (رطوبت اشباع خاک، پارامتر مرتبط با عکس مکش در نقطه ورود هوا، پارامتر شکل منحنی مشخصه رطوبتی، هدایت هیدرولیکی اشباع) و انتقال املاح (پخشیدگی طولی و عرضی املاح) با استفاده از روش حل معکوس تخمین زده شد و مدل مورد واسنجی و صحت سنجی قرار گرفت. سپس شاخص های آماری از جمله ME، NRMSE،   و CRM برای بررسی دقت واسنجی مدل محاسبه شد. نتایج این شاخص ها برای پارامترهای هیدرولیکی و انتقال املاح در مرحله واسنجی به ترتیب عبارتند از 114/0، 001/0، 7/0، 0005/0- و 29/0، 067/0، 87/0، 001/0-. میزان این شاخص ها بیانگر دقت مدل در شبیه سازی است. هم چنین تاثیر ضخامت آبخوان و میزان تبخیر در حل معکوس برای تیمارهای جداگانه مورد بررسی قرار گرفت و شاخص های آماری محاسبه شده نشان دادند که ضخامت آبخوان و تبخیر در حل معکوس مدل موثرند.

    کلید واژگان: آنالیز حساسیت, واسنجی, صحتسنجی, تداخل آب شور و شیرین, گسترش شوری}
    Mahdiye Latifi, Masoud Soltani *, Hadi Ramezani Etedali

    The recent growth in population has led to an increase in food supply requirements which, in turn, has resulted in an increase in groundwater exploitation. In areas where fresh and saline aquifers are adjacent, the overexploitation of fresh groundwater leads to a decrease in fresh ground water level and, as a result hydraulic gradient of saline groundwater towards fresh groundwater increases. Also, a decrease in fresh groundwater level leads to a decrease in the plain discharge. This way, the saline water cannot exit the plain and pressure head rises leading to extra waterlogging and salinization. Interception drain is an effective solution to intercept saline flow and discharge it out of the plain. In effect, the drainage system reduces saline water table level and prevents waterlogging and salinization. Salt marshes of Qazvin plain, located in the south-east of Qazvin, is facing the same problem and saline soil areas in the region have accordingly increased 10000 ha in recent years (Saman Abrah and Kamab Pars engineers, 2010). An interception drain system was thus implemented in the study area in order to reduce the saline water table level and prevent waterlogging and salinization. Following the construction of the drain in the region, 99 observation wells were also drilled around the drain in 9 sections (A-I) such that each row has 11 observation wells so as to monitor the groundwater fluctuation and salinity. At each section, 7 wells were located on the upslope and the remaining 4 wells were on the downslope (Sotoodehnia et al, 2014). However, it takes a lot of money and time to measure water table level and salinity from observation wells continuously. Modelling is indeed a cost-effective way to predict the water table level and salinity in future. HYDRUS is a powerful tool that can be used to simulate and monitor the drain situation reliably, but it should be calibrated for the study area. Calibration of HYDRUS means estimating soil hydraulic and solute transport parameters that can be done with HYDRUS inverse solution ability. Using HYDRUS-2D, Abbasi and Tajik (2007) estimated both soil hydraulic and solute transport parameters in the field scale. They also compared the measured and simulated values of soil moisture and salinity. Though soil moisture was almost overestimated, and salinity was almost underestimated, the results showed that the errors were small and the model was accurately calibrated (Abbasi and Tajik, 2007). The main objective of this study was thus to assess HYDRUS-2D ability for simulating solute transport in a very saline aquifer in the study area, and also to consider saturated and unsaturated regions simultaneously. Moreover, this study employed HYDRUS-2D to simulate salinity transport in the areas where the amounts of salinity was extremely high. According to Latifi et al. (2020), evaporation is an effective factor in groundwater fluctuations.This study also examines the effect of evaporation and aquifer thickness in an inverse solution. Aquifer thickness and evaporation have an important effect on the inverse solution due to the statistical indexes involved. Thus, some statistical indexes were carried out to assess the accuracy of calibration, and the results showed that the model was calibrated accurately.

    Keywords: Sensitivity analysis, Calibration, validation, Aquifer thickness, Solute expansion, Evaporation}
  • مهدی ماجدی اصل*، هیدی محمودپور، سینا صادق فام، ابراهیم ابراهیم پور
    نفوذ آب دریا یک تهدید زیست محیطی بزرگ برای منابع آب زیرزمینی در مناطق ساحلی است، در حین حال آب های زیرزمینی از منابع اصلی تامین آب شرب، کشاورزی و... می باشد و به دلیل مصرف روز افزون این منابع هر روز شاهد آلودگی بیشتر آبخوان های ساحلی هستیم. در این مطالعه از شاخص GALDIT برای ارزیابی آسیب پذیری آبخوان دشت ارومیه استفاده شد. سپس به منظور اصلاح و بهینه سازی مدل مذکور، دو پارامتر i (گرادیان هیدرولیکی) و P (نرخ پمپاژ) به GALDIT اضافه شدند. نتایج ضریب همبستگی شاخص GALDIT و شاخص اصلاح شده GALDIT-iP با پارامتر کیفی EC نشان داد که ضریب همبستگی از 42/0 به 66/0 افزایش یافت که نشان از بهبودی مدل اصلاح شده می-باشد، پس نقشه آسیب پذیری دقیق تری در اختیار ما قرار می دهد. نتایج توصیفی نیز نشان داد که در مناطق شرقی و مرکز دشت ارومیه و در حاشیه ساحلی آبخوان مورد نظر شدت آسیب پذیری خیلی زیاد تا زیاد بوده و در قسمت غربی و فاصله های دورتر از ساحل، میزان شدت آسیب-پذیری کمتر می باشد. همچنین آنالیز حساسیت حذف پارامترهای مدل نیز نشان داد، که تغییر شاخص آسیب پذیری با حذف پارامتر اثر آب شور نفوذ کرده (I) در روش GALDIT و پارامتر گرادیان هیدرولیکی (i) در روش GALDIT-iP، بیش تر از سایر پارامترهاست. در ادامه، براساس آنالیز حساسیت تک پارامتری، دو پارامتر نوع و ضخامت آبخوان در هردو روش جزء موثرترین پارامترها و علاوه بر آن ها دو پارامتر گرادیان هیدرولیکی و نرخ پمپاژ نیز جز پارامترهای موثر در ارزیابی شاخص GALDIT-iP هستند. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد، که با اصلاح روش GALDIT درصد مساحت طبقات با آسیب پذیری زیاد تا خیلی زیاد افزایش یافته است در حالی که طبقات با آسیب پذیری خیلی کم تا متوسط، کاهش یافته است.
    کلید واژگان: GALDIT اصلاح شده, آنالیز حساسیت, آب زیرزمینی, صحت سنجی, گرادیان هیدرولیکی}
    Mahdi Majedi Asl *, Hedi Mahmoudpour, Sina Sadeghfam, Ebrahim Ebrahimpour
    Sea water intrusion is a major environmental threat to groundwater resources in coastal areas, where groundwater is the main source of water supply in demotic agriculture sections, etc. Due to the over-exploitation of this source, we are witnessing increased pollution in coastal aquifers. In this study, the GALDIT method was used to assess the water vulnerability in the Urmia plain. Then, to improve the model accuracy, the two parameters i (hydraulic gradient) and P (pumping rate), were added to GALDIT. The results of the correlation coefficient between the GALDIT and GALDIT-iP indices with the parameter of EC showed that the correlation coefficient was increased from 0.42 to 0.66, which showed a significant improvement for the modified model. Therefore, the GALDIT map presents a more accurate vulnerability. The results also showed that the vulnerability index is high in the eastern and central parts of the plain and the areas near the coast of the plain, and also the index is low in the western parts and the areas distant from the coast. Also, the sensitivity analysis for removing the model parameters showed that the change of the vulnerability index by removing the status of Impact of seawater intrusion (I) in GALDIT and the hydraulic gradient (i) in GALDIT-iP is more than other parameters. Then, based on the single-parameter sensitivity analysis, the aquifer type (G) and thickness (T) are the most effective parameters in both methods, and in addition, the hydraulic gradient and pumping rate are effective parameters in evaluating the GALDIT-iP index. Overall, the results of the study showed that by using the modified GALDIT method, the percentage of areas swept by the high and very high vulnerability indices increased, while the areas with very low to medium vulnerability indices decreased.
    Keywords: Modifided GALDIT, Sensitivity analysis, Groundwater, Validation, Hydraulic Gradient}
  • حامد زاهدی خامنه، سعیدرضا خداشناس*

    شهرنشینی باعث افزایش رواناب ورودی به سیستم های جمع آوری آب های سطحی می شود. در این پژوهش با استفاده از مدل SWMM به بررسی سیستم جمع آوری آب های سطحی مناطق 10 و 11 شهر مشهد پرداخته شده است. همچنین به منظور تعیین روابط بین متغییر های مدل با یکدیگر و همچنین تعیین الویت تاثیر پارامتر ها بر خروجی مدل آنالیز حساسیت مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج مطالعات نشان می دهد که سیستم جمع آوری موجود توان عبور حدود 80 درصد رواناب سطحی دارد و به ترتیب 38.2 و 29.1 درصد از کانال در مدلسازی با دوره بازگشت 50 و 5 ساله دچار پس زدگی و آبگرفتگی می شوند. به منظور بررسی اثرگذاری پارامتر ها بر عملکرد مدل، 8 پارامتر انتخاب و تاثیر آن ها بر دبی خروجی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که به ترتیب درصد مناطق نفوذ ناپذیر، عرض معادل و ضریب زبری در اراضی نفوذ پذیر و نفوذ ناپذیر بیشترین تاثیر را بر دبی خروجی دارد. همچنین پارامتر درصد اراضی نفوذ ناپذیر بدون ذخیره سطحی کمتر اثر را دارد. با افزایش 30 درصدی مناطق تفوذ ناپذیر به تریب دبی اوج و رواناب سطحی 1/20 و 1/19 درصد افزایش می یابد. بررسی ها نشان داد که تغییر کاربری، افزایش اراضی نفوذ ناپذیر، کاهش ضریب زبری و طراحی نامناسب و قدیمی کانال های موجود از دلایل اصلی کاهش عملکرد سیستم جمع آوری آب های سطحی محدوده مورد مطالعه می باشد.

    کلید واژگان: سیلاب شهری, آنالیز حساسیت, مناطق نفوذ ناپذیر, زیر حوضه, مدل مدیریت آب باران}
    Hamed Zahedi Khameneh, Saeed Reza Khodashenas *

    Urbanization causes the increase of runoff to stormwater collection systems. In this research, using the SWMM model, the stormwater collection system of districts 10 and 11 of Mashhad has been evaluated. Furthermore, sensitivity analysis model has been used to determine the relationship between model variables as well as to determine priorities of the effect of parameters on output. The results of studies show that the existing collection system has about 80% of discharge capacity of surface runoff and in the modeling 38.2 and 29.1% of the canals with a 50 and 5 years of return period, respectively, face with waterlogging and back flow. In order to assess the effect of parameters on model performance, 8 parameters were selected and their effect on output discharge was evaluated. The results showed that the percentage of impervious surfaces, the equivalent width and the roughness coefficient in pervious and impervious surfaces, respectively, have the most effect on the output discharge. Also, the parameter of the percentage of impervious surfaces without the surface reserve has the least effect. With a 30% increase in impervious surfaces, the peak discharge and the surface runoff increase by 20.1% and 19.1%, respectively. The assessment indicated that the land use change, the increase of impervious surfaces, the decrease of roughness coefficient and unsuitable and old design of existing canals are the main reasons for decrease of performance of stormwater collection system in the study area.

    Keywords: urban floods, Sensitivity analysis, impervious surfaces, Sub-basins, Storm water management model}
  • امین ذرتی پور*، میترا چراغی

    بهم خوردن تعادل هیدرولوژی حوضه های آبریز، یکی از مهم ترین علل سیل خیزی می باشد. از آن جایی که هر قسمتی از حوضه، پتانسیل معینی را در تولید رواناب و سیل دارد، لذا تهیه نقشه های حساسیت به وقوع سیل و شناسایی مناطق مستعد، برای پیشگیری و مدیریت سیلاب بسیار مهم است. تهیه نقشه های خطر در قسمت های مختلف حوضه آبریز و اولویت بندی پارامترهای موثر در وقوع سیلاب، می تواند، نقش موثری در بهبود مدیریت سیلاب داشته باشد. در تحقیق حاضر از  یازده شاخص تاثیر گذار در وقوع سیلاب شامل ارتفاع، شماره منحنی، تندی شیب، جهت شیب، بارندگی، پوشش گیاهی، تراکم زهکشی، فاصله از آبراهه، کاربری اراضی، توان آبراهه و رطوبت توپوگرافی استفاده گردید. سپس تک تک سلول ها بر اساس معیارها و زیرمعیارها، وزن دهی شده و با استفاده از روش TOPSIS اولویت بندی شدند. نتایج نشان داد، شماره منحنی و جهت شیب به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر پتانسیل سیل خیزی حوضه آبریز داشتند. هم چنین منطقه مورد مطالعه از نظر خطر سیلاب به پنج منطقه با ریسک وقوع کم تا بسیار زیاد تقسیم شدند. بر این اساس، 45 درصد سطح حوضه در قسمت های شمالی و شرقی ، به عنوان محدوده خطر، قلمداد شده که از دلایل اصلی آن می توان به بالاتر بودن شماره منحنی و نیز کوهستانی بودن منطقه آن اشاره کرد. نتایج به دست آمده نشان داد که روش TOPSIS در محیط GIS ابزاری قوی در تهیه نقشه های خطر سیلاب با درجه مطلوبی از دقت است که در مخاطرات شهری و محیطی، کاربرد زیادی می تواند داشته باشد.

    کلید واژگان: آنالیز حساسیت, حوضه آبریز, تاپسیس, سیلاب, خوزستان}
    Amin Zoratipour *, Mitra Cheraghi
    Introduction

    Flood is one of the most common and dangerous natural disasters occurring worldwide (Samanta et al., 2018). Iran is ranked sixth in the world in terms of flooding (Khosroshahi and Saghafian, 2003) due to the disturbance of the hydrological balance of the country's watersheds, of which Abolabbas River Basin is no exception. In effect, due to the hydrological imbalance of the watershed, the river runoff cannot be transferred well (Tehrany et al., 2013). Given that each part of the basin has a certain potential in the production of runoffs and floods, once water overflows into the surrounding lands floods occur. It is thus necessary to prepare flood sensitivity maps and identify susceptible areas for flood prevention and management (Bout et al., 2018). This study was thus intended to prepare hazard maps for different parts of the watershed, and to prioritize the effective parameters in the occurrence of floods in the study area.

    Methodology

    This study considered 11 important indicators including altitude, runoff curve number, slope, slope direction, rainfall, vegetation, drainage density, distance from waterway, land use, stream power index and topographic wetness index to determine the flood potential of Abolabbas River Basin with an area of 281.23 square kilometers. For the purpose of this study, the layers were scaled and the individual pixels were weighted and then prioritized using the TOPSIS technique (Rasooli et al., 2018).

    Keywords: Sensitivity analysis, Basin, TOPSIS, Flood, Khuzestan}
  • امید رجا، فرهاد میرزایی*، مسعود پورغلام آمیجی، محمد هوشمند، محمد صالح، فرشته بالوی

    در این تحقیق به ارزیابی پتانسیل توسعه سیستم آبیاری تحت فشار در شبکه آبیاری و زهکشی دشت قزوین با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) پرداخته شد. ساختار سلسله مراتبی با توجه به هدف مورد مطالعه، شامل پنج بعد فنی، اقتصادی، اجتماعی-سیاسی، زیست محیطی و مدیریتی بود که هرکدام از بعدها دارای چند زیرمعیار هستند. تعدادی پرسشنامه توسط کارشناسان خبره تکمیل شد و بعد از تکمیل پرسشنامه ها، با استفاده از نرم افزار Expert Choice وزن معیارها و زیرمعیارها تعیین شد. در ادامه نرخ ناسازگاری برابر 0/084 به دست آمد که از مقدار (0/1) کمتر بود. بررسی وزن‏دهی نهایی هرکدام از زیرمعیارها نشان داد که اولا بعد فنی مهم ترین عامل تاثیرگذار در توسعه سیستم‏های آبیاری تحت فشار بوده و ثانیا زیرمعیار تامین نیاز آبی گیاه با وزن 0/129، امکان تحویل آب با وزن 0/099 و الگوی کشت با وزن 0/088 همگی از بعد فنی از مهم‏ترین عواملی هستند که مورد توجه ویژه کارشناسان و متخصصان بوده است. به عبارتی از شش زیرمعیار برتر، پنج مورد از بعد فنی و تنها یک مورد از بعد اقتصادی بود. نتایج آنالیز حساسیت نیز وزن کلی معیارهای فنی، اقتصادی، اجتماعی-سیاسی، مدیریتی و زیست محیطی را به ترتیب برابر با 0/43، 0/2، 0/18، 0/11 و 0/08 نشان داد که حاکی از تاثیرگذاری بیشتر معیار فنی و اتفاق نظر پژوهشگران مختلف است. همچنین تاثیر سناریوهای مختلف تامین آب شبکه بر الگوی کشت توسط الگوریتم های بهینه سازی کلونی مورچه ها (ACO)، نتایج AHP را تایید کرد.

    کلید واژگان: آنالیز حساسیت, توسعه, سیستم آبیاری, نیاز آبی گیاه, expert choice}
    Omid Raja, Farhad Mirzaei *, Masoud Pourgholam Amiji, Mohammad Hooshmand, Mohammad Saleh, Fereshteh Balovi

    In this study, the potential development of a pressurized irrigation system in the irrigation and drainage network of Qazvin plain investigated using the Analytic Hierarchy Process (AHP). The hierarchical analysis structure consisted of five technical, economic, socio-political, environmental, and managerial dimensions, each of which had several sub-criteria. Experts completed eighteen questionnaires. After completing the questionnaires, the results analyzed using Expert Choice software. The calculated incompatibility rate was 0.084, which was less than the maximum allowable (0.1). Examination of the final weighting of each of the sub-criteria showed that firstly, the technical dimension is the most critical factor influencing the development of pressurized irrigation systems. Secondly, the sub-criterion of the water supply of the plant with 0.129 weight, water delivery with 0.099 weight, and cultivation pattern with 0.088 weight, all of them from technical dimension; these most important factors have received special attention from experts and specialists. In other words, of the top six sub-criteria, five were the technical dimension, and only one was the economic dimension. Sensitivity analysis results also showed the overall weight of technical, economic, socio-political, managerial, and environmental criteria equal to 0.43, 0.2, 0.18, 0.11, and 0.08, respectively, indicating greater technical dimension effectiveness and consensus of different researchers. Also, the effect of different network water supply scenarios on cultivation pattern by ant colony optimization (ACO) algorithms confirmed the results of AHP.

    Keywords: Crop water requirement, Development, expert choice, Irrigation system, Sensitivity analysis}
  • آرزو شریفی*، حسین شیرانی، علی اصغر بسالت پور، عیسی اسفندیارپور
    سابقه و هدف

    فرسایش بین شیاری از جمله مهم ترین شکل های فرسایش است که عوامل مختلفی از قبیل خاک، روان آب و بارندگی بر روند و مقدار آن نقش دارند. در ایران در زمینه عوامل موثر بر فرسایش بین شیاری به وسیله شبکه عصبی مصنوعی مطالعات کمی صورت گرفته، و در جیرفت بررسی انجام نشده است. بنابراین هدف از انجام این مطالعه، تشخیص عوامل موثر بر فرسایش بین شیاری با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی در چهار منطقه مختلف اطراف جیرفت در استان کرمان بود.

    مواد و روش ها

    برای انجام این پژوهش از دو مرتع و دو جنگل، تعداد 100 نمونه خاک سطحی (عمق صفر تا 10 سانتی متر) در قالب یک الگوی نمونه برداری تصادفی برداشت شد. تعدادی از خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک تعیین شدند. فرسایش بین شیاری توسط باران ساز مدل کامفورست اندازه گیری شد. مدل سازی با استفاده از شبکه پرسپترون چند لایه پیش خور با روش پس انتشار خطا و قاعده آموزشی لونبرگ مارکوارت و به وسیله 11 ویژگی خاک در دو سناریو صورت گرفت. به منظور تعیین اهمیت متغیرهای ورودی، آنالیز حساسیت به روش هیل انجام شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که در مناطق مورد مطالعه ویژگی های رس، سیلت، شن (2-0.05 میلی متر)، انحراف معیار هندسی و میانگین هندسی قطر ذرات، بیشترین نقش را در فرسایش بین شیاری داشته و عوامل سیمانی کننده مانند ماده آلی و کربنات کلسیم معادل از اهمیت کمتری در این ارتباط برخوردار هستند. بررسی ها نشان داد که جنگل حفاظت شده (قرق شده) با وجود داشتن شن زیاد، و سیلت، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل کم، کمترین مقدار فرسایش را داشت (63/2 تن بر هکتار). مقدار R2 در داده های آزمون سناریوی یک (متغیرهای ورودی شامل pH، EC، چگالی ظاهری، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، ماده آلی جزیی، درصد شن، درصد سیلت و درصد رس) 81/0 به دست آمد. هم چنین این مقدار در سناریوی دوم (با متغیرهای ورودی pH، EC، چگالی ظاهری، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، ماده آلی جزیی، میانگین هندسی قطر ذرات و انحراف معیار هندسی ذرات خاک) برابر 72/0 بود. به علاوه، مقادیر جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) برای داده های آزمون سناریوهای یک و دو، به ترتیب 77/0 و 14/1 به دست آمد.

    نتیجه گیری:

     هر چند هر دو سناریو، دقت تقریبا یکسانی در مدل سازی فرسایش بین شیاری داشتند؛ لیکن با توجه به مقدار R2 و RMSE، سناریوی اول از دقت بالاتری نسبت به سناریوی دوم برخوردار بود. به طور کلی نتایج نشان داد که شبکه عصبی مصنوعی قادر است که با استفاده از متغیرهای ورودی مناسب میزان فرسایش بین شیاری را با دقت بالایی برآورد کرده و بنابراین در تخمین فرسایش بین شیاری مفید باشد.

    کلید واژگان: باران ساز, فرسایش خاک, مدل سازی, شبکه عصبی پرسپترون چند لایه, آنالیز حساسیت}
    Arezoo Sharifi *, Hossein Shirani, AliAsghar Besalatpour, Isa Esfandiarpour Borujeni
    Background and Objective

    Interrill erosion is one of the most important types of erosion, in which various factors such as soil, runoff, and rainfall influence its process and rate. Few studies have been conducted using artificial neural networks (ANNs) to determine the factors affecting interrill erosion in Iran. Furthermore, no research has been carried out in Jiroft on this matter. Therefore, this study was conducted to evaluate the factors influencing interrill erosion using ANNs in four different regions around Jiroft in Kerman province.

    Materials and Methods

    For this research, 100 soil samples were collected from two pastures and two forest land uses at depths of 0-10 cm using a random sampling method. Some physical and chemical properties were determined. The amount of interrill erosion was measured using Kamphorst rainfall simulator. Modelling was performed using feedforward multi-layer perceptrons (MLP) with the error backpropagation and Levenberg-Marquardt training algorithm along with 11 soil characteristics in two scenarios. Hill sensitivity analysis was used to investigate the significance of the input variables.

    Results

    The results revealed that in the study areas, clay, silt, sand (0.05-2 mm), geometric standard deviation (σg), and geometric mean diameter (dg) of particles play a crucial role in interrill erosion while cementing agents such as organic matter (OM) and calcium carbonate equivalent (CCE) were less important. According to the results, the protected forest with high contents of sand as well as low amounts of silt, organic matter and calcium carbonate equivalent showed the lowest erosion rate (2.63 tons /ha). The R2 values for the test datasets in the scenario 1 (with input variables including soil acidity (pH), electrical conductivity (EC), bulk density (BD), organic matter, calcium carbonate equivalent, particulate organic matter (POM), sand, silt, and clay) were 0.81. Whereas the R2 values in the scenario 2 (with input variables such as pH, EC, BD, OM, CCE, POM, the dg and σg) were 0.72. In addition, root-mean-square error (RMSE) for the testing dataset in scenarios 1 and 2 were 0.77 and 1.14, respectively.

    Conclusion

    Both scenarios had almost the same accuracy in interrill erosion modeling. However, according to the values of R2 and RMSE of the data in scenario 1, this scenario showed better accuracy than scenario 2. In general, the results showed that the ANNs can estimate the amount of interrill erosion using appropriate input variables with high accuracy, and therefore it might be considered as a useful technique to estimate interrill erosion.

    Keywords: Rainfall simulator, Soil erosion, Modelling, Multi-layer perceptrons neural network, Sensitivity analysis}
  • پریسا الماسی، علیرضا مقدم نیا **، شهرام خلیقی سیگارودی*، علی سلاجقه، سعید سلطانی کوپائی

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

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

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

    Keywords: Sensitivity analysis, WetSpa model, Uncertainty, calibration, Extended Kalman filter}
  • ندا ستار فیض آبادی، علی عباسپور، وجیهه درستکار*، روزبه موذن زاده، محمدهادی موحدنژاد
    نفوذ آب به خاک یکی از مهمترین فرآیندهای هیدرولوژیک است. هدف از این تحقیق، بررسی امکان تخمین پارامتر های مدل های فیلیپ و هورتون و سرعت نفوذ نهایی آب در خاک با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان (SVM) بود. به این منظور نفوذپذیری خاک در 100 نقطه فضای سبز شهرستان ابرکوه (استان یزد) به روش استوانه ی مضاعف تعیین گردید. در نزدیکی نقاط اندازه گیری نفوذ آب به خاک، در عمق 30-0 سانتی متری سطح خاک نمونه برداری و ویژگی های خاک از جمله چگالی ظاهری، فراوانی نسبی ذرات، ماده آلی، نسبت جذب سدیم، تخلخل، میانگین هندسی قطر ذرات و انحراف معیار هندسی اندازه گیری شد. شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) با 4 طراحی با 3، 5، 7 و 9 ورودی و ماشین بردار پشتیبان با 9 ورودی برای برآورد سرعت نهایی نفوذ و پارامترهای مدل های نفوذ به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که در برآورد پارامترهای مدل های فیلیپ و هورتون، شبکه های طراحی شده با 9 پارامتر ورودی بیش ترین ضریب تبیین، کم ترین خطا و بیش ترین کارایی را نسبت به سایر شبکه های طراحی شده داشتند. همچنین مقایسه قدرت شبیه سازی شبکه عصبی برای پارامترهای دو مدل هورتون و فیلیپ نشان داد که بیش ترین کارایی در شبیه-سازی پارامترهای نفوذ مربوط به پارامتر سرعت نهایی در مدل هورتون با ضریب تبیین 84/0 و معماری 1-5-9 بوده است. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که حساسیت بهترین مدل MLP و SVM در شبیه سازی سرعت نفوذ نهایی به دو پارامتر نسبت جذب سدیم و ماده آلی بیشتر از 7 فاکتور دیگر بوده است. همچنین مدل SVM با دقت بسیار زیاد توانایی تخمین و پیش بینی مقادیر نفوذپذیری نهایی خاک ها ر ا بر اساس پارامترهای زود یافت خاک دارد و کارایی این شبکه بیش تر از شبکه MLP در تخمین سرعت نفوذ نهایی آب به خاک بود.
    کلید واژگان: آنالیز حساسیت, شبکه پرسپترون چندلایه, مدل فیلیپ, مدل هورتون}
    Neda Satar Feizabadi, Ali Abbaspour, Vajiheh Dorostkar *, Roozbeh Moazenzadeh, Mohamad Hadi Movahednejad
    Water infiltration into the soil is one of important hydrological parameters. This study was conducted for Phillip and Horton parameters and final water infiltration rate prediction using artificial neural network and support vector machine (SVM). The soil water infiltration was measured in 100 points of Abarkouh city landscape (Yazd province) with double ring method. The samples from 0-30 cm of soil surface were analyzed for bulk density, texture, organic matter, sodium adsorption ratio, porosity, geometric mean particle diameter and geometric standard deviation of soil particle. The multilayer perceptron neural network (MLP) with 4 different scenarios with 3, 5, 7 and 9 inputs and SVM with 9 inputs were analyzed for infiltration parameters and final water infiltration rate prediction. The results showed that the network with 9 inputs had the greatest R2 and the lowest error in Phillip and Horton parameters prediction. The study of prediction ability of ANN for Horton and Phillip parameters showed that the greatest capability was related to final infiltration rate to net design as 9-5-1 with R2 equal to 0.84. The sensitivity analysis showed that the designed nets had greater sensitivity to soil sodium adsorption ratio and the organic matter than other 7 parameters. The SVM model had good ability to water infiltration rate prediction based on basic soil properties. SVM model had better ability in soil water infiltration rate prediction compared to ANN model.
    Keywords: Sensitivity analysis, multilayer perceptron neural network, Phillip Model, Horton Model}
  • عیسی اسفندیارپور*، ایرج کوچمی ساردو، حسین شیرانی، علی اصغر بسالت پور

    پایداری خاکدانه ها به عنوان یکی از کلیدی ترین شاخص های کیفیت فیزیکی خاک، بیان گر قدرت نسبی خاک در برابر نیروهای فرساینده و تخریب مکانیکی است. در این پژوهش، به منظور شناسایی یک زیرمجموعه از مهم ترین ویژگی های موثر بر شاخص میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD)، از الگوریتم ترکیبی ژنتیک-شبکه عصبی مصنوعی (GA-ANN) استفاده گردید. افزون بر آن، قابلیت شبکه های عصبی مصنوعی (ANNs) و رگرسیون چند متغیره خطی (MLR) برای کمی سازی رابطه بین شاخص MWD و ویژگی های خاک موثر بر آن، ارزیابی شد. پس از فرآیند مدل سازی، اهمیت هر یک از ویژگی های انتخاب شده در ارتباط با تغییرات مکانی پایداری خاکدانه ها بررسی گردید. به منظور دست یابی به یک مجموعه داده مناسب، شاخص MWD و تعدادی از ویژگی های خاک در نمونه های خاک جمع آوری شده از 90 نقطه مشاهداتی اندازه گیری شدند. نتایج حاصل از انتخاب ویژگی نشان داد که شش ویژگی خاک شامل رس، شن، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، قابلیت هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم، بیش ترین تاثیر را بر روی شاخص MWD خاک های مورد مطالعه داشتند. با توجه به نتایج به دست آمده از برآورد شاخص MWD، مقادیر محاسبه شده ضریب تبیین (R2)، میانگین درصد خطای مطلق (MAEP) و مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) برای عملکرد شبکه عصبی مصنوعی، به ترتیب برابر با 94/0، 39/21 و 075/0 درصد بودند. این نتایج بیان گر آن بود که مدل ANN توسعه داده شده به خوبی توانسته است روابط پیچیده و غیرخطی بین شاخصMWD  و ویژگی های خاک انتخاب شده توسط الگوریتم GA-ANN را پیش بینی و کمی سازی کند. بر اساس نتایج به دست آمده از تحلیل حساسیت، کربنات کلسیم معادل، ذرات شن و ماده آلی به عنوان فاکتورهای کلیدی برای تخمین پایداری خاکدانه ها معرفی شدند. به طور کلی، این پژوهش یک چارچوب قوی برای تخمین پایداری خاکدانه ها و شناسایی مهم ترین ویژگی های موثر بر آن در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک فراهم می کند که می تواند برای سایر مناطق با چالش های مشابه، مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: بهینه سازی, میانگین وزنی قطر خاکدانه ها, رگرسیون چند متغیره خطی, آنالیز حساسیت}
    Iraj Kouchami Sardoo, Hossein Shirani, AliAsghar Besalatpour

    Aggregate stability of soils informs about their relative strengths against erosive forces and mechanical disruption. In this research, a hybrid Genetic Algorithm-Artificial Neural Network method was used to select the best subset of features affecting the mean weight diameter (MWD. In addition, the ability of ANNs and multiple linear regression (MLR) for quantifying the relationship between the MWD index and some soil properties was assessed. After the modeling process, the importance of the selected features in relation to spatial variability of aggregate stability was investigated. In order to prepare a suitable data set; MWD index and some soil features were measured in collected soils from 90 sampling points. Feature selection results showed that six soil features including clay, sand, organic matter, calcium carbonate, electrical conductivity, and sodium adsorption ratio had the greatest effect on the aggregates stability of the studied soils. According to the MWD modeling results, the obtained values of coefficient of determination (R2), mean absolute error percentage (MAEP), and root mean square error (RMSE) for the ANN model performance were 0.94, 21.39, and 0.07% respectively. These findings indicated that the developed ANN model was able to predict the complex and nonlinear relationships between the MWD index and the soil properties selected by the algorithm. Based on the sensitivity analysis results, calcium carbonate equivalent, sand particles, and organic matter were identified as key factors in estimating aggregate stability. Overall, this study provides a robust framework for the prediction of aggregate stability and identifying the most determinant parameters influencing it in arid and semi-arid soils that could be applied to other regions with similar challenges.

    Keywords: Optimization, Mean weight diameter, Multiple linear regression, sensitivity analysis}
  • مجتبی خوش روش*، رضا نوروز ولاشدی

    سابقه و هدف:

     در سال های اخیر مدل های هیدرولوژیکی مانند مدل SWAT به عنوان ابزاری برای شناخت فعالیت های طبیعی و انسانی موثر بر سیستم هیدرولوژی حوضه و مدیریت و برنامه ریزی آنها، به طور گسترده توسط مدیران و هیدرولوژیست ها به کار گرفته شد. با توجه به اینکه دشت های شرق مازندران، تنها منطقه ممنوعه برداشت آب زیرزمینی در شمال کشور است، بنابراین با پیش بینی دقیق جریان ورودی به سد گلورد برای دوره های آتی می توان برنامه ریزی دقیقی برای تامین منابع آبی پایین دست داشت و تقاضا برای آب و توسعه کشاورزی را مدیریت نمود. لذا هدف این پژوهش بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر نوسانات دبی جریان سد گلورد در شرق استان مازندران است.

    مواد و روش ها: 

    در این پژوهش از دو مدل HadGEM2 و EC-Earth، برای تولید داده های دمای کمینه و بیشینه و بارش در دوره 2021-2040 از ترکیب داده های ایستگاه برما و داده های جهانی در محل سد گلورد استفاده شد. جهت ریزمقیاس نمودن این داده ها مدل LARS-WG6 بکار گرفته شد. همچنین برای بررسی روند پارامترهای اقلیمی از آزمون من-کندال و شیب سن استفاده شده است. سپس اطلاعات به مدل SWAT که با استفاده از داده ها و اطلاعات محلی واسنجی (از سال 1984 تا 2010 برای واسنجی و 2011 تا 2014 برای صحت سنجی) شده بود، وارد شده و تغییرات رواناب نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. دقت مدل SWAT در شبیه سازی جریان خروجی به کمک نمایه های ارزیابی بررسی شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که پدیده تغییر اقلیم تبعات منفی بر منطقه ی سد گلورد دارد که باعث افزایش کمینه و بیشینه دما به ترتیب به مقدار 40/1 و 40/2 درجه سانتی گراد می شود. مدل SWAT زمان وقوع دبی اوج و مقادیر دبی اوج را به طور مناسبی شبیه سازی کرده است به طوری که با زمان رخداد بارندگی شدید مطابقت دارد. مقایسه اثرات بارش و دمای کمینه و بیشینه بر جریان خروجی، حاکی از تاثیرات بیشتر دما نسبت به بارش بر جریان خروجی است، به طوری که در دوره پایه، کمینه دما برابر 41/1 و بیشینه دما برابر 34/2 بوده است. همچنین تغییرات دبی های متوسط ماهانه در سناریوهای RCP4.5 (01/0-) و RCP8.5 (11/0-) نسبت به دبی های مشاهداتی (16/0-) کمتر است و در ماه های گرم سال، دبی خروجی کاهش یافته است. با بررسی درصد اختلاف بیشینه و کمینه دما و بارندگی تحت سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 در مقایسه با دوره پایه مشخص شد که افزایش دما، بیشتر باعث کاهش دبی خروجی در دوره آینده شده است. به طوری که اثر تغییر اقلیم بر فرایند بارش-رواناب باعث کاهش 13 درصدی منابع آبی سد گلورد شد. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که ضریب تبخیر خاک، متوسط طول (شیب)، متوسط دمای هوا برای بارش برف (درجه سلسیوس) و شماره منحنی در شرایط رطوبتی، بیشترین تاثیر را روی دبی خروجی داشته است.

    نتیجه گیری

    نتایج به دست آمده صرف نظر از جهت تغییرات هر یک از مولفه ها، دلالت بر اهمیت الگوی زمانی تغییرات در طول سال دارد که نقش موثری در مدیریت منابع آب حوضه دارا است. نتایج پژوهش حاضر ضمن بیان اهمیت اثرات بالقوه تغییر اقلیم در وضعیت هیدرولوژی حوضه، لزوم توجه به بحث تغییر اقلیم و پیامدهای آن را در مدیریت منابع آب سد گلورد متذکر می گردد.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم, منابع آب, LARS-WG6, SWAT, آنالیز حساسیت}
    Mojtaba Khoshravesh *, Reza Norooz Valashedi
    Background and Objectives

    In recent years, hydrological models such as the SWAT model have been widely used by managers and hydrologists as a tool to identify natural and human activities affecting the basin hydrological system and their management and planning. As the eastern plains of Mazandaran is the only forbidden groundwater harvesting area in the north of the country, thus, with accurate prediction of inflow to the Gelevard dam for future periods, can provide accurate planning for downstream water supplies and manage demand for water and agricultural development. Therefore, the purpose of this study was to investigate the effect of climate change on the fluctuations of the flow discharge of Gelevard Dam in the east of Mazandaran province.

    Materials and Methods

    In this study, HadGEM2 and EC-Earth models were used to produce the minimum and maximum temperature and precipitation data for the period of 2021-4040 using a combination of Berma station data and global data at the Gelevard Dam. The LARS-WG6 model was used to fine-tune this data. Also, the Mann-Kendall and Sen Gradient tests were used to study the trend of climate parameters. Then, the data were entered to the SWAT model which was calibrated using local data and information (from 1984 to 2010 for calibration and 2011 to 2014 for validation) and the runoff changes were evaluated. The accuracy of the SWAT model in simulation of the output current was evaluated using evaluation indexes.

    Results

    The results showed that the climate change had negative effects on the climate of the Gelevard dam area which increased the minimum and maximum temperatures by 1.40 and 2.40 °C, respectively. The SWAT model appropriately simulated the time of peak discharge and the peak discharge values so that it corresponds to the time of high rainfall event. Comparison of the effects of precipitation and the minimum and maximum temperatures on the outflow indicates that the effects of temperature are more than the precipitation, so that in the basic period, the minimum temperature is equal to 1.41 and the maximum temperature is 2.34. Also, the changes of monthly mean discharges in RCP4.5 (-0.01) and RCP8.5 (-0.11) scenarios are lower than the observed discharges (-0.16) and the output discharge is reduced in the hot months of the year. With investigation of the percentage of difference between maximum and minimum temperature and rainfall under RCP4.5 and RCP8.5 scenarios compared to the base period found that increasing of temperature caused more reduction in outflow rate in the future period. So that the effect of climate change on rainfall-runoff process reduced the water resources of Gelevard dam by 13%. The results of sensitivity analysis showed that soil evaporation coefficient, average length (slope), mean air temperature for snowfall (degree Celsius) and curve number in moisture conditions had the most effect on the output discharge.

    Conclusion

    The results, irrespective of the changes in each component, indicate the importance of the temporal pattern of changes throughout the year which has an important role in the water resources management of the basin. The results of the present study, emphasize the importance of potential effects of climate change at basin hydrology status, highlights the climate change and implications in the management of water resources in the Gelevard Dam.

    Keywords: Climate Change, water resources, LARS-WG6, SWAT, Sensitivity analysis}
  • شیما نصیری*، حسین انصاری، علی نقی ضیائی

    توزیع ناهمگون زمانی و مکانی آب شیرین و رشد سریع جمعیت در دهه‏های اخیر، سبب بروز مشکلاتی در تامین منابع آب مورد نیاز مصارف مختلف شده است. از این رو مدل های ریاضی جدیدی به منظور مطالعه فرآیندهای پیچیده هیدرولوژیکی توسعه یافته اند. در این پژوهش، مدل SWAT در حوضه آبریز سملقان با مساحت 1148 کیلومترمربع برای شبیه سازی جریان مورد استفاده قرار گرفت. در فرآیند مدل سازی، حوضه به 21 زیرحوضه و 402 واحد هیدرولوژیک تقسیم گردید. به دلیل محدودیت دسترسی به داده های هیدرولوژیک کافی، مدل سازی حوضه های آبخیز دارای عدم قطعیت هایی می باشد. بدین منظور واسنجی و اعتبار سنجی مدل با استفاده از الگوریتمSUFI2 به ترتیب برای سال های 1995تا 2012 و2012 تا 2014 انجام شد. بر اساس نتایج آنالیز حساسیت، پارامترهای RCHRG_DP (مقدار نفوذ به آبخوان عمیق)، GWQMN (مقدار آب در آبخوان کم عمق)، ALPHA_BF (ضریب عکس العمل آب زیرزمینی)، SOL_AWC (ظرفیت آب قابل دسترس خاک) و CN (شماره منحنی SCS) بیشترین تاثیر را داشتند. نتایج نشان داد که مقدار شاخص نش- ساتکلیف و ضریب R2 در محدوده 65/0 تا 80/0 برای دوره واسنجی و 40/0 تا 65/0 در دوره اعتبار سنجی می باشد. از مجموع آب ورودی به حوضه، 87 درصد صرف تبخیر و تعرق، 2/3 درصد رواناب سطحی، 0/3 درصد نفوذ و مابقی مرتبط با تغییرات و ذخیره رطوبت در خاک می باشد. از آنجا که تا کنون برآوردی از مولفه های بیلان آب در این حوضه از انجام نشده است، این تحقیق میتواند اطلاعات مفیدی را در مورد بیلان آبی حوضه فراهم نموده و به برنامه ریزی دقیق تر منابع آب، در این حوضه کمک نماید.

    کلید واژگان: SUFI2, آنالیز حساسیت, واسنجی, رواناب, بیلان آب}
    Shima Nasiri *, Hossein Ansari, Ali Naghi Ziaei

    The heterogeneous temporal and spatial distribution of fresh water and rapid population growth in recent decades have led to problems in supplying required water resources for various uses. Therefore, new mathematical models have been developed to study the complex hydrological processes. In this study, SWAT model in Samalqan catchment with area of 1148 km2 was used to simulate the flow. In the modeling process, the basin was divided into 21 sub-basins and 402 hydrological units. Modeling of watersheds has uncertainties due to limited access to enough hydrological data. For this purpose, model calibration and validation were performed using SUFI2 algorithm for 1995 to 2012 and 2012 to 2014, respectively. Based on the sensitivity analysis results, the parameters RCHRG_DP (value of penetration into the deep aquifer), GWQMN (amount of water in the shallow aquifer to produce the base stream), ALPHA_BF (groundwater reaction coefficient), SOL_AWC (soil available water capacity) and CN (SCS curve number) had the most effect. The results showed that the values of Nash-Sutcliffe index and R2 coefficient were 0.65 to 0.80 for calibration period and 0.40 to 0.65 for validation period. Out of the total inflow into the basin, 87% is spent on evapotranspiration, 3.2% for surface runoff, 3% for infiltration and the rest is related to changes and moisture storage in soil. Since no estimation of water balance components in this basin has been done so far, this research can provide useful information about the water balance of the basin and help to plan water resources more accurately.

    Keywords: SUFI2, Sensitivity analysis, Calibration, run off, Water balance}
  • هیدی محمودپور، سمیه جنت رستمی*، افشین اشرف زاده

    با توجه به ناکارآمد بودن شاخص DRASTIC در مسایل مربوط به بالا آمدن آب شور در مناطق ساحلی، در این پژوهش، برای ارزیابی آسیب پذیری آبخوان ساحلی تالش، سه پارامتر کاربری اراضی، فاصله تا ساحل و اختلاف تراز سطح آب زیرزمینی با سطح آب دریا به شاخص DRASTIC اضافه شد. نتایج حاصل از صحت سنجی مدل ها با داده های EC اندازه گیری شده از چاه های کیفی در دشت تالش نشان داد که DRASTIC اصلاح شده با ضریب همبستگی 0/52 نسبت به DRASTIC با ضریب 0/45 تطابق به نسبت بیشتری با نقشه پهنه بندی EC دارد. همچنین آنالیز حساسیت حذف پارامترهای مدل نیز نشان داد، که تغییر شاخص آسیب پذیری با حذف پارامتر عمق تا سطح ایستابی (D) در روش DRASTIC و پارامتر کاربری اراضی (Lu) در روش DRASTIC اصلاح شده، بیشتر از سایر پارامترهاست. در ادامه، براساس آنالیز حساسیت تک پارامتری، موثرترین پارامترها در روش DRASTIC، عمق تا سطح ایستابی و تغذیه خالص است درحالی که در روش DRASTIC اصلاح شده، پارامترهای کاربری اراضی و عمق تا سطح ایستابی موثرترین پارامترها هستند. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد، که با اصلاح روش DRASTIC درصد مساحت طبقات با آسیب پذیری زیاد تا خیلی زیاد کاهش یافته است درحالی که طبقات با آسیب پذیری خیلی کم تا متوسط، بیشتر شده است.

    کلید واژگان: آنالیز حساسیت, آب زیرزمینی, کاربری اراضی, صحت سنجی}
    H. Mahmoudpour, S. Janatrostami*, A. Ashrafzadeh

    Given the fact that the DRASTIC index is ineffective in addressing the saltwater uprising issue in coastal plains, in the present study, three factors including land use, distance to shoreline, and differences between groundwater and sea level were added to the DRASTIC index. The proposed modification to DRASTIC was validated using the measured electrical conductivity (EC) data gathered from groundwater monitoring wells throughout the Talesh Plain. The results showed that the coefficient of correlation between the map of EC over the region and the modified DRASTIC was 0.52, while for the original DRASTIC, the coefficient was 0.45, thereby implying a stronger relationship between EC and the modified DRASTIC in the Talesh Plain. Sensitivity analysis also showed that DRASTIC and the modified DRASTIC were the most sensitive to, respectively, depth to groundwater (D) and land use (Lu). According to the single-parameter sensitivity analysis results, depth to water table and net recharge were the most effective parameters in DRASTIC,  whereas the modified DRASTIC was the most sensitive to land use and depth to groundwater. It could be concluded that modifying the DRASTIC index would result in decreasing the area of very high and high vulnerable classes, and the area classified as low and moderate vulnerable could be increased.

    Keywords: Sensitivity analysis, Groundwater, Land use, Validation}
  • حمید کاردان مقدم، سامان جوادی*، زهرا رحیم زاده

    یکی از راهکارهای برقراری تعادل زیست محیطی، بررسی و مدیریت آسیب پذیری آبخوان است. جهت تصمیم گیری و مدیریت آبخوان لزوم برنامه ریزی جهت شناسایی عرصه های آسیب پذیر بسیار مهم است. روش ها و شاخص های متعددی جهت بررسی آسیب پذیری آبخوان ها ارایه شده اند که هریک از این شاخص ها براساس مجموعه ای از فاکتورها مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه از 5 شاخص آسیب پذیری در منطقه ساحلی به منظور بررسی و مقایسه این روش ها نسبت به هم مورد استفاده قرار گرفته است. شاخص های DRASTIC، SINTACS، SI، GALDIT و GODS به بررسی وضعیت حساسیت آبخوان از نظر ذاتی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج استخراجی از این 5 شاخص با توجه به ماهیت هریک از آنها متفاوت بوده و به منظور افزایش دقت نتایج و استفاده کاربردی از این نتایج در مناطق ساحلی واسنجی وزن و رتبه ها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی و آنتروپی انجام گرفت. بدین منظور از همبستگی بین هر شاخص آسیب پذیری با غلظت TDS، نیترات و کلراید استفاده و وزن پارامترهای هر شاخص واسنجی گردید. آنالیز حساسیت پارامترهای مختلف در شاخص های آسیب پذیری نشان داد که شاخص GALDIT با توجه به در نظرگیری اثر پیشروی آب شور دریا این حساسیت را در نتایج منعکس می کند. پارامتر عمق تا سطح ایستابی در سایر شاخص ها و پارامتر فاصله از دریا معیار حساس و با اهمیتی در شاخص GALDIT بوده و پس از واسنجی مدل مشخص گردید 30 درصد آبخوان در معرض جبهه های شور نفوذ آب دریا قرار گرفته است.

    کلید واژگان: آسیب پذیری, آنالیز حساسیت, شاخص GALDIT, مدیریت آبخوان}
    Hamid Kardan Moghaddam, Saman Javadi *, Zahra Rahimzadeh

    One way to balance the environment is to study and manage aquifer vulnerabilities. In order to decide and manage the aquifer, the need for planning to identify vulnerable areas is very important. Several methods and indicators to assess the vulnerability of the aquifer are presented in each of these indicators is based on a set of factors used. In this study, 5 vulnerability indicators have been used in the coastal region to investigate and compare these methods. The characteristics of DRASTIC, SINTACS, SI, GALDIT and GODS were investigated to assess the sensitivity of the aquifer inherently. The results of these 5 indicators were different according to the nature of each of them and in order to increase the accuracy of the results and practical use of these results in coastal areas, weight and rankings were performed using hierarchical and entropy analysis method. For this purpose, the correlation between the vulnerability index concentrations of TDS, nitrate and chloride and weights of each indicator was calibrated. Sensitivity analysis of various parameters in vulnerability indicators showed that GALDIT index reflects this sensitivity in the results, considering the effect of sea salt water progress. Depth parameter to static level in other indicators and distance parameter from the sea is a sensitive and important criterion in GALDIT index and after model calibration, it was found that 30% of aquifers are exposed to the saline fronts of sea water infiltration.

    Keywords: GALDIT index, Management aquifer, Sensitivity analysis, Vulnerability}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال