جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "interpolation" در نشریات گروه "آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع"
تکرار جستجوی کلیدواژه «interpolation» در نشریات گروه «کشاورزی»-
مقدمه
اندازه گیری میزان رواناب و هدررفت خاک در واحد سطح به منظور ارزیابی وضعیت فرسایش در مناطق مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است. رواناب ناشی از وضعیت حوزه های آبخیز بالادست است که در محدوده های مکانی و زمانی مختلف یک حوزه آبخیز پاسخ متفاوتی دارد. برخی پاسخ های هیدرولوژیکی ممکن است در مناطق بالادست یک حوضه قابل توجه باشند اما همین پاسخ ها در خروجی همان حوضه قابل شناسایی نیستند. این پاسخ های متفاوت بین مناطق مختلف، معمولا اثر مقیاس نامیده می شود که شامل عدم تطابق بین پاسخ های رواناب در مقیاس های مختلف است. در این زمینه، نقش مقیاس مکانی، به عنوان عاملی که به طور مستقیم وقوع فرآیندهای مختلف تولید رواناب را تحت تاثیر قرار می دهد، مورد توجه است. بنابراین یکنواخت فرض نمودن تغییرات دبی در مقیاس های مختلف، سبب اعمال برنامه ریزی و مدیریت واحد برای کل حوزه آبخیز و عدم تحقق اهداف می شود. از سوی دیگر، برآورد دقیق وضعیت دبی حوزه های آبخیز نیز درک صحیحی از فرآیندهای هیدرولوژیکی را فراهم می سازد. همچنین درک صحیح اثر مقیاس مکانی بر رواناب، برای برآورد دقیق دبی در حوزه های آبخیز و پهنه بندی آن در سطوح مختلف مکانی ضروری است. این امر مبنای برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب و خاک، به ویژه در حوضه هایی که با چالش جدی فرسایش خاک مواجه هستند، خواهد بود. بنابراین، پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر مقیاس مکانی بر دبی ویژه و پهنه بندی مقادیر دبی در سطح حوضه کرخه بر اساس اطلاعات تعداد 28 ایستگاه هیدرومتری انجام شد.
مواد و روشدر این پژوهش داده های مورد استفاده شامل میانگین دبی سالانه آب (Q) و مساحت حوضه و زیرحوضه ها (A) است. داده های مورد استفاده از سازمان مدیریت منابع آب دریافت شد. سپس به منظور انتخاب ایستگاه های مناسب ابتدا هرگونه اختلال در روند طبیعی فرایندهای حوضه بررسی شده و ایستگاه هایی که باعث تغییر در روند هستند شناسایی شد و حذف شدند. در نهایت 28 ایستگاه دارای طول دوره آماری مناسب و همچنین فاقد اختلال در حوضه بالادست، انتخاب شدند.همچنین به منظور محاسبه مساحت بالادست هر ایستگاه، ابتدا با استفاده از افزونه Archydro و مدل رقومی ارتفاع، بر اساس موقعیت ایستگاه های هیدرومتری موجود، حوضه کرخه به تعداد 28 زیرحوضه تقسیم شد. علاوه بر این، با توجه به وضعیت توپوگرافی، ژئومورفولوژیکی و هیدرولوژیکی، حوضه کرخه به پنج ناحیه اصلی نیز منطقه بندی شد.در ادامه با توجه به مقادیر مساحت (A) و دبی ویژه (Qs) در زیرحوضه های فرعی، روابط Qs-A تحت مختصات log-log رسم شد تا با محاسبه یک معادله رگرسیون خطی یا غیر خطی بین Q وA تاثیر مقیاس بر میزان دبی در زیرحوضه های اصلی مشخص شود.در نهایت با استفاده از روش ارائه شده توسط چرچ و همکاران، مقادیر دبی ویژه تصحیح شده برای هر یک از زیرحوضه های اصلی محاسبه و از طریق درون یابی، نقشه دبی ویژه حوضه تولید شد.
نتایج و بحث:
نتایج بررسی اثر مقیاس بر دبی ویژه، حاکی از آن بود که برای کل حوضه کرخه به عنوان یک حوضه واحد، رابطه رگرسیونی مناسبی بین Qs و A وجود نداشته است (R2= 0.3). هرچند که برای زیرحوضه ها روابط رگرسیونی با ضرایب تبیین بین 7/0 تا 98/0 به دست آمد. با توجه به نتایج، ارتباط بین مساحت و دبی ویژه در بیشتر زیر حوضه ها نشان دهنده کاهش دبی ویژه با افزایش مساحت است. اما درحوضه سیمره نتایج حاکی از آن بود که با افزایش مساحت دبی ویژه نیز افزایش می یابد. دلیل این افزایش می تواند ناشی از کاهش ارتفاع و بستر عریض رودخانه باشد. با توجه به نتایج، در حوضه قره سو برخلاف دیگر حوضه ها دبی ویژه در ابتدا کم سپس افزایش و مجددا کاهش می یابد. این امر می تواند به دلیل واقع شدن این زیرحوضه در بالادست حوضه کرخه، شرایط توپوگرافیک و شیب بالای منطقه باشد.نتایج کلی حاکی از این است که در زیرحوضه های با مساحت های متفاوت یا به عبارت دیگر مقیاس های مختلف مکانی، میزان دبی ویژه نیز متفاوت است و به صورت کلی بیشترین میزان دبی ویژه مربوط به ایستگاه های نزدیک به خروجی حوضه است. که می توان علت را به شیب و شدت بارندگی زیاد در حوضه های بالادست و تفاوت آب و هوایی در پایین دست و بالادست، همچنین پوشش گیاهی ضعیف در پایین دست نسبت داد.
نتیجه گیریدرک جامع دبی رودخانه ها و اثر مقیاس مکانی بر آن، از اهمیت بسزایی در زمینه های مختلف برخوردار است. همچنین این امر، دیدگاهی عمیق نسبت به پیامدهای مرتبط با این پدیده را فراهم می کند. به طور خلاصه می توان بیان نمود که درک وضعیت دبی حوزه های آبخیز و تعیین اثرمقیاس مکانی بر تولید دبی از جنبه های مختلف از جمله مدیریت منابع آب، کاهش مخاطرات سیل، توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست دارای اهمیت است و درک صحیحی از پیامدهای ناشی از آن را فراهم می کند. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که با افزایش مساحت میزان دبی ویژه کاهش می یابد. با توجه به نتایج می توان بیان نمود که مقیاس مکانی و مساحت حوزه آبخیز بالادست می تواند روی دبی تاثیرگذار باشد. مطالعات متعددی نشان داده اند که مقیاس مکانی و وسعت حوزه آبخیز در بالادست، نقش تعیین کننده در میزان دبی رودخانه ایفا می کنند. با این وجود می توان به اثر عوامل متعددی مانند پوشش گیاهی، اقلیم، توپوگرافی، شیب زمین، نفوذپذیری خاک و شدت بارش و... بر دبی ویژه در حوضه های مختلف اشاره نمود. بنابراین در بررسی وضعیت هیدرولوژیکی حوضه های با مساحت بالا ضروریست اثر مقیاس مکانی را به عنوان یک عامل کلیدی، مورد توجه ویژه قرار داد. لازم به ذکر است که شناخت این پدیده نیازمند مطالعات عمیق تر و جامع تر در سطوح مختلف مقیاس های مکانی است.
کلید واژگان: مساحت حوضه, نقشه دبی ویژه, درون یابی, حوزه آبخیزIranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, Volume:18 Issue: 65, 2024, PP 25 -34IntroductionMeasuring the amount of runoff and soil loss per unit area is very important to evaluate the condition of erosion in different areas. The runoff is caused by the condition of the upstream watersheds, which has a different response in different time and space ranges of a watershed. Some hydrological responses may be considerable in the upstream areas of a basin, but the same responses cannot be identified in the downstream. These different responses among different regions are referred to as the scale effect, including the mismatch among runoff responses at different scales. In this context, the role of spatial scale is considered as a factor that directly affects the occurrence of various processes of runoff production. Therefore, assuming the uniformity of discharge changes on different scales leads to the application of a single plan and management strategy for the entire watershed area, which ultimately results in the failure to achieve the desired outcomes. On the other hand, an accurate estimation of the discharge status of watersheds provides a correct understanding of the underlying hydrological processes. Comprehending the accurate influence of spatial scale on runoff is essential for precise streamflow estimation in watersheds and their zoning across various spatial extents. This forms the foundation for optimal water and soil resources planning and management, particularly in basins facing serious soil erosion challenges. Therefore, the objective of the present study was to examine the effect of spatial scale on the specific discharge and zoning of discharge values within the Karkheh basin, based on data of 28 hydrometric stations.
Materials and methods :
In this research, the data used includes the average annual water discharge (Q) and the area of the basin and sub-basins (A). The data used was received from the Iranian Water Resources Management Organization. Subsequently, in order to identify the most suitable stations, any disturbances in the natural process of the basin processes were initially investigated. This process involved the identification and removal of stations that had the potential to alter the process. Finally, a total of 28 stations with an appropriate statistical period length and no upstream basin disturbances were selected. Also, in order to calculate the upstream area of each station, the Karkheh basin was divided into 28 sub-basins based on the location of existing hydrometric stations. This was achieved using the Arc Hydro extension and the digital elevation model. In addition, according to the topographical, Geomorphological and hydrological conditions, the Karkheh basin was divided into five main areas.In the following, according to the values of area (A) and specific discharge (Qs) in the sub-basins, Qs-A relationships were drawn under log-log coordinates to calculate a linear or non-linear regression equation between Q and A, the effect of the scale onthe amount the discharge in the main sub-basins should be specified. Finally, using the method provided by Church et al., the corrected specific discharge values were calculated for each of the main sub-basins and through interpolation, the specific discharge map of the basin was produced.
Results and discussionThe results of investigating the effect of scale on specific discharge indicated that there was no proper regression relationship between Qs and A for the entire Karkheh basin as a single basin (R2=0.3). However, the regression relationships with a coefficient of determination ranging from 0.7 to 0.98 were obtained for the sub-basins.Other results showed that in the majority of sub-basins, there is a negative relationship between area and specific discharge. That is, as area increases, specific discharge decreases. However, in the Seimareh basin, the increase in area leads to an increase in specific discharge. The observed increase in discharge can be attributed to the reduction in the basin elevation and the broadness of the riverbed. In contrast to other sub-basins, the discharge in the Qarasu sub-basin exhibits a low initial value, followed by an increase and subsequent decrease. This phenomenon can be attributed to the location of the Qarasu sub-basin in the upstream region of the Karkheh basin, the topographical conditions, and the high slope of the area. In general, the results indicated that the specific discharge varies across sub-basins with different areas and spatial scales. So that, the highest specific discharge was observed in the vicinity of the Karkheh basin outlet. This can be attributed to a number of factors, including the high slope and rainfall intensity in the upstream areas, as well as the difference in climate conditions and vegetation cover between the downstream and upstream areas.
Conclusion :
A comprehensive understanding of river discharge and the impact of spatial scale on it is of paramount importance in various fields. It provides a profound insight into the consequences associated with this phenomenon. To sum up, it is critical to understand river discharge patterns and how spatial scale affects them in a variety of contexts, including water resource management, flood risk reduction, sustainable development, and environmental preservation. It gives us a thorough awareness of the resulting effects. The findings of this study indicate that as the area increases, the specific discharge tends to decrease. Based on these results, it can be inferred that spatial scale and the upstream watershed area can exert an influence on discharge. A substantial body of research has demonstrated that spatial scale and the upstream watershed area play a pivotal role in determining river discharge. However, it is crucial to acknowledge the influence of a multitude of factors, including vegetation cover, climate, topography, slope, soil infiltration, and precipitation intensity, on specific discharge across diverse watersheds. Therefore, when evaluating the hydrological conditions of large-scale watersheds, it is essential to pay particular attention to the impact of spatial scale as a crucial factor. It is noteworthy that recognition this phenomenon necessitates more in-depth and comprehensive investigations across various spatial scale levels.
Keywords: Area Of Basin, Special Discharge Map, Interpolation, Watershed -
سفره های آب زیرزمینی از مهمترین منابع تامین آب به ویژه برای مناطق خشک و کم آب هستند. افزایش بهره برداری از سفره های آب زیرزمینی باعث افت چشمگیری در ذخیره شده است. در این مطالعه با استفاده از شاخص منابع آب زیرزمینی به بررسی خشکسالی هیدروژیولوژیک در محدوده مطالعاتی دشت گرمسار پرداخته شد. ابتدا مقدار شاخص با استفاده از داده های سطح آب در 16 حلقه چاه پیزومتری با طول دوره آماری مشترک 11 ساله (1390-1380) برای ابتدای دوره، میان دوره و انتهای دوره محاسبه شد. سپس با استفاده از روش های مختلف درون یابی شامل روش های زمین آماری از جمله کریجینگ معمولی(OK)، کریجینگ ساده (SK) روش قطعی عکس مجذور فاصله (IDW) نقشه شاخص در این سه دوره تهیه شد. از معیارهای میانگین مطلق خطا (MAE) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای ارزیابی روش های درون یابی استفاده شد. نتایج نشان داد که مقادیر معیار های MAE و RMSE برای روش کریجینگ ساده کمتر از سایر روش ها بوده و نشان دهنده مناسب بودن این روش برای پهنه بندی خشکسالی با شاخص GRI است. بیشترین خشکسالی هیدروژیولوژیک دشت گرمسار مربوط به انتهای دوره یعنی مربوط به سال 1390بود که 16/ 91 درصد از محدوده مورد مطالعه را خشکسالی شدید فرا گرفته بود . برای بررسی تاثیر خشکسالی هواشناسی بر روی سطح آب زیرزمینی از شاخص SPI استفاده شد. همبستگی بین شاخص GRI و SPI نشان میدهد که SPI با مقیاس زمانی بلند مدت 48 ماهه بیشترین همبستگی (53/0 = 2 R) را با خشکسالی هیدروژیولوژیک دارد.
کلید واژگان: خشکسالی هیدروژئولوژیک, دشت گرمسار, روش های درون یابی, زمین آمارGroundwater is important water resource supply, especially in arid and semi- arid regions. Increased utilization of the ground water aquifer leads to significant reduction in the storage of reservoirs. This study evaluates the hydrogeological drought in Garmsar plain using Groundwater Resource Index (GRI). First, we used 17 piezometric wells data over 2001-2011 statistical period to calculate GRI in the beginning, middle and end of the period. So, we used different interpolation method including geostatiscal method ordinary kriging (OK), simple kriging (SK) and deterministic methods including inverse distance weighting (IDW) to prepare the maps over three periods. The mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE) indices were used to evaluate the accuracy of simple kriging, ordinary kriging and IDW classification based on the drought maps. The results showed that the values of MAE and RMSE criteria for simple Kriging is better than the other methods and indicates the suitability of this method for zoning GRI. According to the results, the most severe hydrogeological drought in Garmsar plain was at the end of 2011, that 91.16 % of the study area was suffered from severe drought. SPI was used for considering the effects of meteorological drought in the time scale of 3, 6, 9, 12, 24 and 48 months on groundwater. The correlation between SPI and GRI showed long-term timescale of 48 monthly has the greatest correlation with groundwater level.
Keywords: Hydrogeologic, Drought, Garmsar plain, Geostatistics, interpolation -
مجله مدیریت بیابان، پیاپی 25 (بهار 1402)، صص 95 -116تغییر نوع استفاده از زمین از موضوع های اساسی سیاست های حفاظت از منابع آبی است. هدف از پژوهش حاضر بررسی ارتباط وضعیت کمی و کیفی آبخوان دشت ایسین با روند تغییرات الگوی کشت طی دوره 1399-1382 است. به منظور بررسی وضعیت آبخوان اقدام به درون یابی کمیت و کیفیت آب زیرزمینی برای شناسایی مناطق با کمینه افت سطح ایستابی و بیشینه هدایت الکتریکی گردید. همگام با درون یابی، از الگوریتم طبقه بندی بیشینه احتمال نظارت شده و داده های ماهواره ای چند طیفی لندست 8-5 و سنتینل 2 در سال های 1399-1382 برای تحلیل رقومی و نمایش نوع استفاده از زمین استفاده شد. نتایج بیانگر هم خوانی بیشینه میانگین کاهش سطح ایستابی به مقدار 18.53m- سینتینل 2، 17.15m- لندست 8 با موقعیت مکانی کاربری کشاورزی بخصوص باغ ها و کاربری زمین های شور در دشت ایسین شرقی بود و در دشت ایسین غربی بیشینه میانگین کاهش سطح ایستابی به مقدار 25.67m- سینتینل 2، 25.62m- لندست 8 با کاربری سبزیجات انطباق داشت. نتایج برآمده از داده های لندست 8 و تغییرات مکانی هدایت الکتریکی بیانگر این بود که در دشت ایسین شرقی بیشترین میانگین هدایت الکتریکی به مقدار 4610µS/cm در کاربریProsopis Cineraria and Juliflora و در دشت ایسین غربی بیشترین میانگین هدایت الکتریکی به مقدار 5151.15µS/cm در کاربری نواحی مسکونی و صنعتی وجود داشت. همچنین در داده های حاصل از سینتینل 2 میانگین هدایت الکتریکی در کاربری زمین های بایر- ایسین شرقی به مقدار 4475.22µS/cm و در کاربری زمین های شور - ایسین غربی به مقدار 5155.61µS/cm چشمگیر است. بنابراین افزایش وسعت کاربری کشاورزی بخصوص باغ ها و سبزیجات و هم خوانی با پهنه هایی با بیشینه افت سطح ایستابی نشان دهنده استخراج بی رویه آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی است. از طرفی وسعت قابل توجه زمین های بایر و روند افزایشی زمین های شور و نواحی مسکونی و صنعتی و هم خوانی با پهنه هایی با هدایت الکتریکی بالا و انطباق میانگین بیشینه هدایت الکتریکی با کاربری گونه های Prosopis Cineraria and Juliflora می تواند هشداری برای وضعیت نامناسب آبخوان دشت ایسین باشد.کلید واژگان: سطح ایستابی, هدایت الکتریکی, لندست, سنتینل 2, الگوریتم بیشینه احتمال, درون یابیStudy of The Relation Between the Status of The Isin Bandar Abbas Plain Aquifer and Land Use ChangesIntroductionGroundwater is among the most precious natural resources for human health, economic development and environmental diversity. Since the measurement of groundwater parameters and water quality is difficult, costly and far from being available, interpolation techniques are an easy solution. At the same time, there is a strong correlation between groundwater quality and land use in areas with sensitive aquifers. Changes in land use caused by factors such as rapid growth and expansion of urban centers, rapid population growth, and the lack of land, the need for increased production and the evolution of technologies are important concerns. The literature review shows that the quantitative and qualitative decline in groundwater is a global crisis. As a result, the factors affecting the quantitative and qualitative decline in groundwater range from climate factors to socio-economic factors.In the current research, find an answer to the poor condition of the Isin Plain aquifer by looking at the relationship between some hydrological factors and changes in cultivation pattern of the region is the main goal. For this purpose, the water table and EC of groundwater were interpolated using geostatistical methods. Using satellite imagery, the trend of culture pattern changes over time was obtained. Finally, the relation between the factors on the Isin plain was established. Material and MethodsFor this purpose, the quantity and quality of groundwater in eastern and western Isin plains were interpolated using the Kriging and IDW methods, during the four statistical years of 2004, 2011, 2018, and 2021 and the time series of 2004-2021. The RMSE statistic was used to evaluate the performance of the methods.Then, satellite images and ground truth data was used for land use change classes to investigate the land use changes during the cropping season, along with the determination of changes in the quantity and quality of groundwater in the eastern and western Isin plains for the mentioned years. Satellite data including Landsat 5 multi-temporal satellite images in 2004, 2011, and 2018 and Landsat 8 and Sentinel 2 images for February 2021 were obtained from the USGS.Following preparation of the related images using the flash module, atmospheric and radiometric corrections were performed. Then, the corrections information was extracted into the text file appended to each image. With field survey, the coordinates of the representative pixels were determined and seven land use classes of gardens, vegetables, bare lands, residential and industrial areas, saline lands, and Prosopis Cineraria and Juliflora species were determined. The maximum likelihood classification method was used to separate seven main land use classes based on 127 training samples. For the purpose of assessing accuracy, an error matrix was created for the producer's accuracy, the user's accuracy, the overall accuracy, and the kappa coefficient calculation. Finally, to examine the relationship, the land use map and the groundwater and EC interpolation maps were overlapped into the Arc Map software environment. Results and DiscussionBy comparing the interpolation methods of IDW and Kriging with the RMSE validation technique, it was found that the best interpolation method for estimating water table and EC is Kriging, followed by the IDW method. A review of the land use maps of the Eastern and Western Plains of Isin showed the increase and decrease of different land use categories over the years under study. The overall accuracy and Kappa coefficient were over 82% and 0.79, indicating the acceptable accuracy of the classification and maps obtained. The results of overlapping land use maps and spatial changes in ground water indicate that the location of agricultural land, especially gardens in the eastern Isin plain and vegetables in the western Isin plain, is compatible with the areas of having low water table. The results of overlapping the land use map obtained from Landsat 8 data and EC spatial changes showed the highest amount of EC in can be observed in Prosopis Cineraria and Juliflora species and residential and industrial uses in eastern and western Isin plain. The results obtained from Sentinel2 indicate that the value of EC was significant in the bare lands of eastern Isin and in the saline lands of western Isin. However, the increase in agricultural use, especially for gardens and vegetables, and the pairing with areas with the lowest water table indicates an over-extraction of groundwater for agricultural purposes. On the other hand, the significant extent of bare lands and the upward trend of saline lands, residential and industrial areas, and matching with areas with high EC and the adaptation of maximum EC with Prosopis Cineraria and Juliflora species uses may be a warning for poor condition of the Isin plain aquifer.Keywords: Water table, Electrical conductivity, Landsat, Sentinel2, maximum likelihood algorithm, Interpolation
-
منبع اصلی آب دشت ارسنجان آب زیرزمینی بوده که در گذشته با کاریز و اکنون با چاه های پرشمار در حال بهره برداری است. برای آگاهی از شرایط کیفی این منابع، روش های تحلیل آماری چندمتغیره و میان یابی در سه سال با بارندگی متفاوت به کار گرفته شد. تحلیل عاملی شاخص های کلیدی کیفیت آب زیرزمینی را تعیین نمود و نقشه سازی با روش های میان یابی انجام شد. نقشه های تولید شده با استفاده از روش بهینه سازی جنک طبقه بندی و مساحت هر طبقه در هر سال محاسبه شد. بر اساس نتایج تحلیل عاملی، هدایت الکتریکی (EC)، سختی کل (TH) و غلظت سدیم به ترتیب با بار عاملی 843/0، 889/0 و 991/0 انتخاب شدند. روش میان یابی RBF برای پارامتر سدیم، در هر سه سال مورد مطالعه مناسب بود. برای پارامترهای قابلیت هدایت الکتریکی و سختی کل در سال های 1394 و 95 روش RBF-MQ و در سال 1397 روش LIP کمترین خطا را داشتند. نقشه سازی تغییرات مکانی سه پارامتر یاد شده نشان داد در سال 1395 که بارندگی کمتر از میانگین بوده، مساحت مناطق با مقادیر کم کاهش یافته است. پارامتر غلظت سدیم بدلیل کمیت و کیفیت تغییرات آن پتانسیل مناسبی برای کاربرد به عنوان نشانگر تغییرات کیفیت آب زیرزمینی در پاسخ به عوامل اقلیمی یاا مدیریتی دارد. به طور کلی پیشنهاد می شود در تحلیل کیفیت آب زیرزمینی دشت ارسنجان، عامل مجاورت با دریاچه شور بختگان، علاوه بر عوامل مرتبط با اقلیم و حوزه آبخیز باید در نظر گرفته شود.
کلید واژگان: سختی کل, غلظت سدیم, هدایت الکتریکی, میان یابی, کریجینگThe main source of water in the Arsanjan plain is underground water, which has been exploited in the past with Aqueduct and now with numerous wells. For knowing about the quality conditions of these sources; multivariate statistical analysis and interpolation methods were used in three years with different rainfall. Factor analysis determined the key indicators of underground water quality and mapping was done with interpolation methods. The maps were classified using the Jenks optimization method of classification and the area of each class in each year calculated. Based on the results of factor analysis, EC, TH and Sodium concentration were selected with factor loadings of 0.843, 0.889 and 0.991, respectively. The RBF interpolation method for the sodium parameter was suitable in all three years of the study. For parameters of EC and TH, RBF-MQ method and LIP method had the least error in 2014 and 2015. Mapping spatial changes of the three mentioned parameters showed that in 2015, when the rainfall was lower than the average, the area of the regions with low values decreased. Due to the quantity and quality of its changes, sodium concentration parameter has a good potential to be used as an indicator of changes of the quality of underground water in response to climatic or management factors. In general, it is suggested that in assessment of the groundwater quality of Arsanjan Plain, the proximity factor to Bakhtegan Salt Lake, in addition to factors related to climate and watershed, should be considered.
Keywords: total hardness, Sodium Concentration, Electrical conductivity, interpolation, Kriging -
Groundwater is known as the most important source of fresh water and its management is extremely important in arid and semi-arid regions, where there is a scarcity of surface water due to the lack of enough rainfall. Excessive water harvesting and improper water management can cause a decline in groundwater levels, which can lead environmental, social and economic crises. Therefore, this valuable resource must be exploited correctly and accurately. To achieve this aim, it is necessary to know the extent of its changes. Hence, in this study, the groundwater level changes in Semnan and Damghan plains, Iran have been investigated. For this purpose, Piezometric well data from 1994 to 2018 were used. Groundwater level zoning in two study regions was carried out using Inverse Distance Weighting (IDW), Kriging, and Co-kriging methods and the best zoning method was selected by Taylor diagram and Nash-Sutcliffe Model Efficiency Coefficient (NSE). Results of these two methods indicated that IDW and Kriging models are the most accurate way to zoning the groundwater level in Semnan and Damghan plains, respectively. The results of groundwater level maps showed that both plains have a decreasing trend in groundwater level over the time. Most of the water level dropping has been occurred in the east and south of Semnan plain and the eastern parts of Damghan plain which may be due to the concentration of agricultural areas in these parts. In Semnan plain, the depletion of groundwater is from 1.59 to 33.56 meters in April and from 1.55 to 35.40 meters in October, while in Damghan plain is from 3.76 to 30.97 and from 3.85 to 30.60 in April and October, respectively.Keywords: Groundwater, Semnan, Damghan, Taylor Diagram, interpolation
-
مقدمه و هدف
با توجه به تعداد محدود ایستگاه های هواشناسی بخصوص در مناطق کوهستانی، استفاده از داده های ماهواره ای برای استخراج میزان بارندگی از اهمیت زیادی برخوردار است. از سوی دیگر عدم وجود داده های با توزیع مناسب مکانی بارندگی از چالش های مهم در پیش بینی وقوع سیل یا خشکسالی و هشدار به موقع در این مورد است. یکی از راه کارهای ارایه شده در این مورد، اندازه گیری بارندگی از فضا است.
مواد و روش هااین تحقیق با هدف بررسی دقت و صحت داده های بارندگی حاصل از تصاویر ماهواره TRMM در حوزه آبخیز طالقان در مقیاس زمانی ماهانه و سالانه طی دوره 2009 تا 2015 انجام شد. برای این منظور تصاویر TRMM با قدرت تفکیک مکانی سه ساعته طی دوره آماری مورد نظر برای منطقه مورد مطالعه دریافت شد. سپس با ادغام بارندگی های سه ساعته، بارندگی روزانه برآورد شد. در ادامه ضرایب تعدیل به منظور کاهش خطا داده های بارندگی ارایه، و در نهایت دقت داده های تصاویر ماهواره ای با دو روش معمول درون یابی، عکس فاصله وزنی و کریجینگ مقایسه شد.
یافته هانتایج شاخص های خطا نشان داد که بارندگی تصاویر TRMM ارتباط مناسبی با داده های ایستگاه های زمینی به خصوص ایستگاه جوستان دارد، اما در برخی ماه ها مشکل کم تخمینی و بیش تخمینی وجود دارد. به همین دلیل ضرایب اصلاحی برای رفع این مشکل اعمال شد که به طور میانگین در اکثر ماه ها این ضریب کمتر از یک محاسبه شد که بیانگر بیش تخمینی داده های بارش تصاویر TRMM بود. بررسی داده های اصلاح شده نشان داد که با اعمال ضرایب تخمین علاوه بر رفع مشکل بیش تخمینی، میزان خطا نیز کاهش پیدا کرد و نمایه کارایی نش- ساتکلیف تا حدودی بهبود یافت. همچنین در بارندگی سالانه با اعمال ضرایب تعدیل مقدار جذر میانگین مربعات خطا در ایستگاه گراب از 88 به 26 میلی متر کاهش پیدا کرد که نشان از افزایش کارایی داده ها پس از اعمال ضرایب اصلاحی است. نتایج مقایسه داده های اصلاح شده با روش های درون یابی نشان داد که در همه شاخص های خطا داده های اصلاح شده TRMM کارایی بالاتری در تخمین بارندگی دارد.
نتیجه گیریدر مجموع می توان گفت بارندگی حاصل از تصاویر TRMM در صورت اعمال ضرایب تعدیل می تواند نتایج رضایت بخشی را به دست دهد و در مناطقی با کمبود ایستگاه هواشناسی و داده، می تواند منبع قابل اطمینانی برای داده های بارندگی باشد.
کلید واژگان: اعتبار سنجی, ایستگاه زمینی, توزیع مکانی, درون یابی, سنجش ازدور, شاخص های خطاIntroduction and ObjectiveDue to the limited number of meteorological stations especially in mountainous areas, the use of satellite data to extract rainfall is very important. On the other hand, the lack of spatial appropriate rainfall data is one of the major challenges in flood or drought prediction and timely warning in this case. One of the available solutions in this case is to measure rainfall from space.
Material and MethodsThe aim of this study was to investigate the accuracy of rainfall data obtained from TRMM satellite images in Taleghan watershed on a monthly and annual time scale during the period 2010 to 2015. For this purpose, TRMM images with three-hour spatial resolution were received during the statistical period for the study area. Then using the sum of three hours rainfall, daily rainfall was estimated. In the following the adjustment coefficients were also presented to reduce the error of rainfall data, and finally the accuracy of satellite image data was compared with two common interpolation methods i.e. invers distance weighting and Kriging.
ResultsThe results of error indices showed that the rainfall of TRMM images is well correlated with the data of ground stations, especially Joestan station, but in some months, there is a problem of under-estimation and over-estimation. For this reason, correction coefficients were applied to solve this problem, which on average in most months; this coefficient was calculated less than one, which indicates the overestimation of TRMM image precipitation data. Examination of the corrected data showed that by applying the estimation coefficients, in addition to solving the overestimation problem, the error rate was also reduced and the Nash-Sutcliffe performance index was somewhat improved. The root mean square error (RMSE) at Garab station also decreased from 88 to 26 mm in annual rainfall time scale by applying the adjustment coefficients, which indicates an increase in data efficiency after the application of correction coefficients. The results of comparing the modified data with interpolation methods showed that in all error indices, the modified TRMM data is more efficient in estimating rainfall.
ConclusionOverall, it can be said that rainfall from TRMM images can give satisfactory results if adjustment coefficients are applied, and in areas with a shortage of meteorological and data stations, it can be a reliable source of rainfall data.
Keywords: Error indices, Ground station, Interpolation, Remote sensing, Spatial distribution, Validation -
آگاهی از توزیع زمانی و مکانی بارندگی یکی از مهمترین عوامل در اجرای طرحهای حفاظت آب و خاک، مهار سیلابها و مبارزه با خشکسالی و یکی از مهمترین پارامترها برای برنامهریزی منابع آب است. با توجه به تغییر قابل ملاحظه بارندگی از یک سو و کم بودن ایستگاههای بارانسنجی برای ثبت میزان بارندگی از سوی دیگر، ضرورت همبستگی مدل تخمین بارندگی در مکان اجتناب ناپذیر است. در همین راستا، زمین آمار یکی از مهمترین روشهای برآورد توزیع مکانی بارش میباشد. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی روشهای زمین آماری در برآورد مقدار بارندگی سالانه، ماهانه و حداکثر بارش 24 ساعته در حوزهآبخیز هراز واقع در استان مازندران و بررسی تغییرات مکانی آنها در محدوده زمانی سال آبی 1356-1355 تا 1393-1392 میباشد. در این تحقیق، بهمنظور مقایسه روشهای زمین آماری کریجینگ، کوکریجینگ، معکوس وزنی فاصله و تابع پایهای شعاعی در تهیه نقشه همباران حوزه آبخیز هراز، از 40 ایستگاه هواشناسی در داخل و اطراف حوزه آبخیز مذکور با طول دوره آماری 38 ساله استفاده شد. برای این منظور با استفاده از روش اعتبارسنجی حذفی، با حذف تک تک ایستگاهها مقادیر بارش آنها تعیین و با مقادیر مشاهدهای مقایسه شد. نتایج نشان داد که تابع شعاعی برای بارش سالانه، کریجینگ ساده برای حداکثر بارش 24 ساعته و روشهای کریجینگ ساده و معمولی، کوکریجینگ، تابع پایهای شعاعی و معکوس وزنی فاصله برای ماههای مختلف، مناسبترین روش میباشند. ضمنا همبستگی مکانی مقدار بارندگی در مقیاس ماهانه از 11/6 تا 99/2 کیلومتر و در مقیاس سالانه 35/9 کیلومتر و برای حداکثر بارش 24 ساعته 3/21 کیلومتر است. این نتایج میتواند بهمنظور طراحی فواصل ایستگاههای هواشناسی برای اندازهگیری بارندگی مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: زمین آمار, درون یابی, حداکثر بارش 24 ساعته, نقشه هم باران, رودخانه هرازKnowing the temporal and spatial distribution of rainfall is one of the most important factors in implementing soil and water conservation, flood control, and drought management projects and one of the most important parameters for water resource planning. Given the significant variation in rainfall on the one hand and the shortage of rain gauge stations to record rainfall, on the other hand, the requirement of correlating the rainfall estimation model to the spatial is inevitable. In this regard, geostatistics is one of the most important methods for estimating the spatial distribution of rainfall. The purpose of this study was to evaluate the geostatistical methods in annual, monthly and maximum 24-h rainfall estimations in the Haraz Watershed in Mazandaran province and to study their spatial variations in the time period of the water year 1976-1977 to 2013-2014. In this research, 40 meteorological stations with 38-year statistical period into and around the mentioned watershed were used to compare the geostatistical methods including Kriging, Co-kriging, inverse distance weighting and radial basis function in the isohyetal map for the Haraz Watershed. For this purpose, using the cross-validation method, by removing the individual stations, their precipitation values were determined and compared with the observed values. The results showed that radial basis function for annual rainfall and simple Kriging for maximum 24-hour rainfall, and simple and ordinary Kriging, Co-kriging, inverse distance weighting and radial basis function for different monthly rainfall is the most appropriate method. There is the spatial rainfall dependency on a monthly scale from 11.6 to 99.2 km, annual scale with 35.9 km and maximum 24 hour rainfall with 21.3 km. These results can be used to design distance among meteorological stations for rainfall measurement.
Keywords: Geostatistics, Interpolation, Maximum 24-hour rainfall, Isohyetal map, Haraz river -
مدیریت خشکسالی به منظور بهره برداری از منابع آب بسیار ضروری است. در این مطالعه، برای پایش خشکسالی، از آمار بارندگی ماهانه مربوط به 35 ایستگاه سینوپتیک استان قزوین طی دوره های آماری30 ساله استفاده شد. در این تحقیق، دو شاخص خشکسالی شامل شاخص بارش استاندارد اصلاح شده (MSPI) و شاخص بارش استاندارد (SPI) محاسبه و با چهار شاخص دیگر محاسبه شده در تحقیق های قبل در این منطقه، مقایسه شد. نتایج برای پایش خشکسالی نشان داد که دقت شاخص بارش استاندارد اصلاح شده (MSPI) از شاخص بارش استاندارد (SPI) و دیگر شاخص ها بیش تر است. بعد از محاسبه وضعیت خشکسالی در ایستگاه ها، با استفاده از روش های درونیابی نظیر IDW ، Kriging ,GPI ,RBF وضعیت خشکسالی منطقه پهنه بندی گردید. نتایج نشان داد که روش IDW با توان یک برحسب مقدار میانگین خطا، از عملکرد بهتری برخوردار است. علاوه براین، برای پهنه بندی خشکسالی از رویکرد دیگری استفاده شد. در این رویکرد، ابتدا مقدار بارش ماهانه درون حوضه را با روش Kriging درونیابی، سپس مقدار MSPI بارش ماهانه برای هر سلول محاسبه می شود. نتایج نشان می دهد که اگر ابتدا مقدار بارش ماهانه را پهنه بندی و سپس مقدار MSPI برای هر سلول محاسبه شود نسبت به روشی که ابتدا شاخص خشکسالی ایستگاه ها محاسبه و سپس پهنه بندی شود، از دقت بیش تری برخوردار است. به منظور ارزیابی دقیق تر خشکسالی، شاخص وضعیت پوشش گیاهی (VCI) با استفاده از محصول ماهانه شاخص پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده (NDVI) سنجنده MODIS محاسبه گردید. همبستگی بین MSPI و VCI نشان می دهد، شاخص MSPI تا حدود زیادی نتایج شاخص VCI را تایید می کند .پس می توان نتیجه گرفت، در صورت فقدان یا کمبود ایستگاه باران سنجی از شاخص VCI مبتنی بر سنجش از دور ماهواره ای با صحت قابل قبولی می توان استفاده کرد.
کلید واژگان: پایش خشکسالی, پهنه بندی, شاخص بارش استاندارد (SPI), شاخص بارش استاندارد اصلاح شده (MSPI), شاخص وضعیت پوشش گیاهی(VCI)Drought management is an essential task to exploit water resources. In this study, the monthly rainfall of 35 synoptic stations in Qazvin province during 30-year were considered for drought monitoring. In this study two drought monitoring indices including modified standard Precipitation index (MSPI) and Standardized Precipitation Index (SPI) are accomplished and compared to the reports of four indices in the study area. The obtained results showed that the MSPI is more accurate than the SPI and other indices. Having the drought conditions in the stations, zoning of drought were calculated by Interpolation methods such as IDW, Kriging, GPI, and RBF.The obtained results demonstrated that IDW method with first power is the best method in terms of average error. Moreover, zoning of the precipitation is conducted using Kriging interpolation then the MSPI value for each cell is computed for monthly precipitation. The results show that if the precipitation interpolation is conducted firstly, the drought index is calculated more accurately than the method that drought index calculated in the stations. In order to assess the drought condition more accurately, the vegetation condition index (VCI) is computed using monthly NDVI product of MODIS. The correlation between VCI and MSPI was calculated that the results illustrated that MSPI confirms the results obtained by VCI. As a result, VCI can be used to monitor drought in the watersheds which suffer from sufficient ground stations.
Keywords: Drought monitoring, Interpolation, MSPI, SPI, VCI -
فرسایندگی باران معمولا در قالب شاخص های فرسایندگی مبتنی بر خصوصیات بارندگی بیان می شود. تاکنون شاخص های مختلفی ارائه شده اند که از میان آن ها عامل فرسایندگی باران (R) در معادله جهانی هدررفت خاک(RUSLE)از مقبولیت بیشتری در دنیا برخوردار اس..هدف از تحقیق حاضر، محاسبه و مدل سازی عامل فرسایندگی باران در کشور با استفاده از داده های 27 ایستگاه سینوپتیک طی 64 سال آماری 1330 تا 1393 با روش های میان یابی و تحلیل زمانی روند آن با آزمون من- کندال می باشد. با مرور مطالعات و تحقیقات انجام شده در سطح جهان و با توجه به محدود بودن ایستگاه های مجهز به باران نگار و برخی عوامل دیگر، شاخص فورنیه اصلاح شده که براساس آمار بارندگی ماهانه قابل محاسبه است، مورد استفاده قرار گرفت پس از محاسبه عامل فرسایندگی باران برای ایستگاه های مورد نظر، نقشه فرسایندگی باران ترسیم گردید و برای نشان دادن همبستگی مکانی بین داده های فرسایندگی باران از ترسیم نیم تیغیرنما با نرم افزار GS+ استفاده گردید که واریوگرام خطی با میزان صفر بهترین همبستگی بین داده ها را مدل کرد. هم چنین، برای بررسی میزان عامل فرسایندگی باران از روش های میان یابی روش عکس فاصله، میان یابی چند جمله ای جهانی، میان یابی موضعی و کریجینگ استفاده شده و برای انتخاب بهترین روش میان یابی از شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا استفاده شد. نتایج نشان داد که روش کریجینگ با ریشه میانگین مربعات خطا برابر با 28/94 و میانگین قدر مطلق خطا برابر با 20/96 بهترین روش می باشد. بر این اساس، می توان کشور را به پنج منطقه از نظر فرسایندگی باران تقسیم بندی نمود و مناطق نیمه خشک بالا ترین فرسایندگی باران را دارند. هم چنین این مناطق دارای روند افزایشی عامل فرسایندگی هستند.
کلید واژگان: زمین آمار, واریوگرام, میان یابیRainfall erosivity is usually expressed in terms of erosion indices based on rainfall characteristics. Various indices have been presented so far, among which the erosive factor (R) in the global soil loss equation (RUSLE) is more popular in the world. The aim of this study is modeling of rainfall erosivity index using 27 sinoptic station and trend analysis with Mann-Kendal test during 1951-2014. A modified Fornier index, which can be calculated on the basis of monthly rainfall, was used by reviewing worldwide research and also by the lack of stations. After calculating the rainfall erosivity factor, the rainfall erosivity map was mapped and semi-variogram map with GS+ software was used to show the spatial correlation. For interpolation of erosivity index was used from IDW, GPI, LPI and Krigging. Root mean square error indices and mean absolute error values were used to select the best mediation method. The results showed that the Kriging method with root mean square error of 0.8 and absolute mean error of 0.8 is the best method. Thus, the country can be divided into five regions which semi-arid regions have the highest rainfall erosivity. Also, these regions have a increasing trend of rainfall erosivity
Keywords: Geostatistical, Variogram, Interpolation -
نیترات از جمله مهم ترین آلاینده های منابع آب سطحی و زیرزمینی می باشد، که اثرات نامطلوبی بر سلامت مصرف کنندگان دارد. بدلیل نبود زمان کافی و بودجه مورد نیاز، در عمل امکان نمونه برداری کامل و به موقع از تمام چاه های موجود در هر منطقه ممکن نیست. بنابراین تخمین میزان نیترات در نقاط مشخص براساس اطلاعات نقاط هم جوار از اهمیت ویژه ای در مطالعات آب های زیرزمینی برخوردار است. در این پژوهش از داده های 55 حلقه چاهک مشاهده ای در سطح 902 کیلومتر مربع از اراضی دشت قائم شهر- جویبار استفاده شد. دقت روش های قطعی و زمین آمار به منظور تعیین مناسب ترین روش برای تعیین تغییرات مکانی نیترات مورد ارزیابی قرار گرفت. از میان تمامی روش های میان یابی، کوکریجینگ ساده با متغیر کمکی کلسیم، مناسب ترین روش تشخیص داده شد. مقدار RMSE در این روش، 45/7 میلی گرم در لیتر، MAE معادل 95/5 میلی گرم در لیتر و ضریب تعیین 47/0 حاصل شد. مدل نیم تغییرنما J-Bessel نیز از قوی ترین ساختار مکانی برخوردار بود. استفاده از نقشه کاربری اراضی استان مازندران در محدوده مورد پژوهش نیز، نشان از مقادیر بالای نیترات در محدوده شهری دارد. یافته ها نشان داد، بیشترین آلودگی نیترات در شهر بهنمیر و از نواحی ساحلی دریای خزر می باشد و در تمامی نواحی در حد مجاز قرار دارد.
کلید واژگان: درون یابی, کریجینگ, کاربری اراضیNitrate is one of the most important pollutants of surface water and underground water resources which has adverse effects on the health of consumers. Due to lack of sufficient opportunity and budget, in practice, full and timely sampling of all wells in each area is not possible. So the amount of nitrate in certain parts according to the adjacent groundwater is of particular importance in studies. In this study, data from 55 observation wells at 902 Km2 of Ghaemshahr-Jouyar plain were used. The accuracy of deterministic methods and geomorphology were evaluated to determine the most suitable method for determining spatial variations of nitrate. Among all the methods of interpolation, simple co-krigination with auxiliary calcium was identified as the most appropriate method. RMSE value was obtained 7.45 mg/l, MAE equal 5.95 mg/l and The coefficient of determination 0.47 . J-Bessel variogram model has the most powerful spatial structure. Using the land use map of Mazandaran province in the Research area also showed that the highest nitrate values were observed in the urban area. The results showed that the highest nitrate pollution was in Behnamir and from the coastal areas of the Caspian Sea and in all areas it is within the permitted limits.
Keywords: Interpolation, Kriging, Land Use -
رشد شهری و افزایش آلاینده های آب، کاهش کیفیت و کمیت منابع آبی را در پی دارد. در این پژوهش تلاش شده است که کیفیت و کمیت آب زیرزمینی دشت نورآباد بررسی شود. بدین منظور هایتوگراف بارش اردیبهشت ماه از سال 1376 تا سال 1396 ترسیم گردید. با توجه به هایتوگراف ترسیمی، سال های 1383 و 1389 به عنوان سال های پربارش و سال های 1393 و 1396 به عنوان سال های کم بارش انتخاب شدند. نقشه پراکنش مکانی غلظت پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی و همچنین سطح آب زیرزمینی با استفاده از روش کریجینگ و انتخاب بهترین مدل با توجه به معیارهای ارزیابی (RMSES، RMSE، ASE و MSE) برای سال های مذکور ایجاد شد، سپس با تقسیم حاصل ضرب رتبه هر پارامتر در وزن میانگین آن بر تعداد کل پارامترها، شاخص GQI جهت بررسی کیفیت آب زیرزمینی در سال های موردمطالعه (1383، 1389، 1393 و 1396) تهیه شد. نتایج نشان داد کیفیت آب این منطقه در سال های بررسی شده در درجه ی مناسب قرار دارد. در کل سال های موردبررسی، ناحیه شمالی و جنوب شرقی دشت نورآباد دارای کیفیت مناسب تری نسبت به دیگر نواحی است. با بررسی نقشه های کمیت و کیفیت مشاهده شد که با افزایش فاصله سطح آب زیرزمینی از سطح زمین، کیفیت آب مناسب تر می شود.کلید واژگان: لرستان, کریجینگ, میان یابی, GQI, GISResults of urban growthing and increasing pollutants water leads to decreasing of quality and quantity of water resources. Quality and Quantities groundwater at Noorabad Plain are conducted in this study. For this purpose, traced the hitographs of rainfall from April 1997 to 2017. According to the drawn hitograph, the years 2004, 2010 and years 2014, 2017 were selected as rainy years and low rainfall years respectively. Spatial distribution’s map for concentration of groundwater quality parameters and groundwater level by Kriging method were created. In addition, the best of selection of model according to the assessment criteria (RMSES, RMSE, ASE and MSE) were created for these years. By dividing the product by the rank of each parameter in its average weight on the total number of parameters, the GQI index was prepared to study the groundwater quality in the years studied. The results show that: the water quality of this area is in a good grade during the studied years. In all of the examined years, the northern and southeast areas of the noorabad plain have better quality than other areas. By investigating of quantitative and qualitative maps, it was noted that, by increasing the distance of groundwater level from the ground, water quality becomes more appropriate.Keywords: GIS, GQI, Interpolation, Kraiging, lorestan
-
انرژی فرسایندگی باران، فاکتوری مهم و تاثیرگذار بر جداسازی ذرات خاک و انتقال آن ها می باشد و نقش مهمی در پتانسیل فرسایش منطقه دارد. شاخص های متفاوتی به منظور محاسبه فرسایندگی باران ارائه شده اند که بر مبنای ویژگی های باران از جمله مقدار، شدت، مدت، اندازه قطر قطره، انرژی جنبشی و یا ترکیبی از آن ها می باشند. همچنین تغییرات زمانی و مانی آن در برآورد مناطق حساس ضروری می باشد و به منظور مدیریت و حفاظت خاک در حوزه های آبخیز، آگاهی از میزان فرسایندگی باران در شرایط مختلف اقلیمی و تهیه نقشه فرسایندگی در هر دوره ضروری می باشد. در این پژوهش با هدف تعیین تاثیر شرایط متفاوت اقلیمی بر فرسایندگی باران در حوزه آبخیز فشند واقع در استان البرز، ابتدا از شاخص SPI به منظور تعیین دوره های خشکسالی، ترسالی و سال نرمال آبی هر ایستگاه استفاده شد. سپس اقدام به محاسبه شاخص EI30 در چهار ایستگاه باران سنج ثبات و محاسبه شاخص فورنیه اصلاح شده در یازده ایستگاه باران سنج معمولی و باران سنج ثبات در دوره های مختلف اقلیمی شد و روابط همبستگی بین EI30 با بارش 24 ساعته، بارش سالانه و فورنیه اصلاح شده برقرار شد. از این بین، بهترین رابطه بین شاخص EI30 و بارندگی سالانه با R2 =0.71 انتخاب شد. سپس روش های مختلف درون یابی زمین آماری مورد مقایسه قرار گرفت و نقشه های پهنه بندی فرسایندگی باران در دوره های خشکسالی، ترسالی، سال نرمال آبی و در کل دوره آماری 91-79 تهیه شد. نتایج نشان می دهد، نقشه های خروجی مطابق با الگوی تغییر پذیری اقلیمی نشان دهنده بیشترین میزان فرسایندگی باران در دوره ترسالی و کمترین میزان آن در دوره خشکسالی می باشند. البته نتایج نشان دادند که فرسایندگی در فصل تابستان در دوره خشک بیشتر از دوره تر است و این مسئله به دنبال کاهش پوشش حفاظتی زمین در سال های خشک خود موجب تشدید فرسایش در سال های خشک می شود. در حالی که تصور عمومی بر این است که به دلیل خشکسالی فرسایش نیز کمتر خواهد شد.کلید واژگان: تغییرات اقلیمی, درون یابی, فرسایندگی باران, فورنیه اصلاح شده, SPIRainfall erosivity (RE) energy is an important factor on the soil detachment and transition of them implying an important role on the regional potential region erosion. . In this study SPI index was used in order to determine the climate condition and its consequent effects on RE in Fashand watershed, Elburz province. At first the drought, wet and normal periods were determined for four rain gage station and then, both EI30 and modified Fournier index (MFI) were calculated at each gauge station. The regression analysis was used to investigate the relationship between EI30, MFI and 24-hour rainfall as well as annual rainfall of data-logging rainfall stations. After that through applying the regression equation the EI30 was extrapolated for eleven typical rain gauges over the different climate periods. The best correlation was obtained between EI30 and annual rainfall (R2 = 0.71). The spatial zonation RE maps were extracted through Geostatistical analysis for drought, wet and normal condition . According to the findings the effects of climate variability on the amount of RE are significant. Maximum and minimum RE are related to the wet and dry period respectively. However the RE on the summer season of dry condition is more than the wet condition and such condition together with low vegetation cover related to the drought condition lead to complicated situation. Despite the popular thought that the low RE can be addressed into the drought condition the rainfall pattern affect the erosivity potential and not the amount of precipitation.Keywords: Rain Erosivity, Interpolation, Continental Change, SPI, Modified Fournier
-
نظارت مستمر بر میزان تخلیه از چاه ها، میزان تغذیه به چاه ها و تغییرات سطح و کیفیت آب زیرزمینی در مدیریت منابع آب زیرزمینی بسیار حائز اهمیت است. شبکه پایش آب زیرزمینی، می تواند ارائه دهنده اطلاعات مربوط به تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی باشد و از این رو می توان به پیش بینی رفتار آبخوان در آینده پرداخت. طراحی شبکه پایش، یعنی تعیین تعداد چاه های مشاهداتی موجود در شبکه پایش و نحوه توزیع و تراکم آن ها در منطقه از مسائل قابل تامل در آب زیرزمینی می باشد. در این تحقیق، روشی بر پایه بهینه سازی برای طراحی شبکه پایش سطح آب زیرزمینی ارائه شده و در آبخوان دشت اشتهارد مورد استفاده قرار گرفته است. برای بهینه سازی موقعیت چاه های مشاهداتی دو سناریوی: 1) انتخاب چاه های بهینه از بین چاه های مشاهداتی موجود در منطقه مطالعاتی و 2) افزودن چاه های پایش بهینه به مجموعه چاه های مشاهداتی موجود در منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شده است. به منظور تهیه بانک اطلاعات مورد نیاز برای شبیه سازی وضعیت آبخوان، از درون یابی کریجینگ استفاده شده است. بهینه سازی دو هدفه شبکه پایش سطح آب زیرزمینی با اهداف کمینه نمودن مقدار ریشه مربعات میانگین خطا (RMSE) و کمینه نمودن تعداد چاه ها (معرف کمینه نمودن هدف هزینه احداث، نگهداری و قرائت چاه ها) به وسیله نسخه دوم الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب (NSGA-II) اجرا شده است. نتایج نشان داد که به کمک روش پیشنهادی می توان در یک شبکه پایش موجود با دقت قابل قبولی تعدادی از چاه های مشاهداتی اضافی را حذف کرد یا در صورت کمبود چاه در شبکه موجود، تعدادی چاه به شبکه اضافه نمود.کلید واژگان: بهینه سازی دو هدفه, تغذیه چاه, درون یابی, مدیریت منابع آب زیرزمینی, NSGA-IIIn groundwater resources management, continuous monitoring of wells discharge and charge and groundwater quantitative and qualitative variations are very important. Groundwater monitoring network could provide information on quantitative and qualitative variations in groundwater situations. Hence it would be used to predict the behavior of the aquifer in the future. This study describes an optimizing method to design the optimum groundwater-level monitoring network in aquifer of Eshtehard. Two scenarios were considered to optimize the locations of the observation wells: (1) exploring optimal locations of existing observation wells and (2) adding optimal observation wells to existing well network. Kriging method was utilized to estimate groundwater-level for preparing the database. Optimization of groundwater monitoring network with two objectives (1) minimizing root mean square error and (2) minimizing number of wells, was implemented by non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II). The results show that by using this method it is possible to remove redundant wells in a monitoring network or to add new wells in case of shortage of observation wells in a network having acceptable accuracy.Keywords: Two-Objective Optimization, Monitoring Network, Groundwater-Level, Interpolation, NSGA-II
-
این تحقیق با هدف بررسی تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی ناشی از توسعه کشاورزی در شدت بیابان زایی دشت درگز در شمال خراسان رضوی انجام شد. برای آنالیز کمی، از شاخص افت سطح تراز آب و برای بررسی کیفی، از شاخص های هدایت الکتریکی آب، نسبت جذب سدیم و کلر استفاده شد. مبنای اطلاعات آماری، داده های بیش از 124 حلقه چاه پیزومتر بود که برای مدت زمانی 20ساله از 1375 تا 1395 و در چهار دوره 5 ساله، به روش زمین آمار کریجیگ در محیط نرم افزاری GIS پهنه بندی و طبق مدل ایرانی ارزیابی پتانسیل بیابان زایی (IMDPA) طبقه بندی شدند. نتایج نشان داد میزان افت سطح آب در بخش های غربی و شمال غربی منطقه، بیشترین مقدار بوده که علت آن حفر چاه های عمیق غیرمجاز و برداشت بیش از حد آب است. از بعد تغییرات کیفی هدایت الکتریکی، بخش های شرقی در کلاس شدید و گاه خیلی شدید بیابان زایی قرار دارد؛ به طوری که در مدت 20 سال گذشته، از 14 به 23درصد رسیده و این نشان دهنده وضعیت هشدار در مقدار شوری آب آبیاری و به تبع آن، افزایش شدت بیابان زایی است. به نظر می رسد در شرایط فعلی، مدیریت منابع آب زیرزمینی دشت درگز باید به عنوان یک اولویت مدیریتی مورد توجه قرار گیرد.کلید واژگان: آبیاری, بیابان زایی, درون یابی, شوری, مدیریت منابع آبIntroductionA lot of part of Iran is covered by dry and semi-arid climate. In these regions, due to the lack of rainfall, agriculture is heavily dependent on groundwater resources. The continuing drought in recent decades and the excessive withdrawal of groundwater aquifers for agricultural development, has led to more land degradation and desertification. Understanding the quality and quantity of groundwater as one of the most important and most vulnerable sources of water supply in recent decades which is so necessary. For optimal groundwater management, it is necessary to collect sufficient information from a set of quantitative and qualitative characteristics of aquifers in different regions and to be evaluated in appropriate ways. Therefore, due to the importance of this issue (non-systematic use of water resources for agricultural activities), the present study aims to assess the process of ground water changes due to the agricultural activities in Dargaz county of Khorasan Razavi province along with the presentation and proposal of management plans for risk reduction Desertification was carried out. Demir et al. (2009) investigated the spatial variation of depth and salinity of groundwater in agricultural areas in northern Turkey using the statistical method of the earthquake. The results of their research showed that the eastern part of agricultural lands in the middle parts of the Black Sea, which has poor drainage, has the highest salinity risk. Akbari et al. (2009), using the Geographic Information System, studied the groundwater level in Mashhad Plain during the twenty years and estimated the average annual loss of 60 centimeters. Their results indicated that the increase in the number of wells in the area and drought, were the main causes of groundwater subsidence decline.MethodologyThe study area is located in northeastern part of Iran and in the north of Khorasan Razavi province. Dargaz County has an area of about 376459 ha. Dargaz Plain is considered as one of the agricultural poles in Khorasan Razavi province. In order to study the process of water change, two sub-criteria of groundwater quantity such as the groundwater table index, and quality indices were used such as water conductivity, sodium adsorption ratio, and chlorine index. For evaluation and zonation of quantitative indices of groundwater level, 124 wells and 111 aqueducts were used and the analyzed using geo-statistical interpolation such as Kriging method in GIS software environment. In addition, groundwater quality criteria has evaluated during the 20 years period of 1996-2016 and in the 5 years’ time period.
Validation and verification of the modelThe non-parametric Mann-Whitney Test (Mann and Whitney, 1947) in the Minitab environment was employed to test the model validity. The non-parametric Mann-Whitney test is used to compare two independent categorical groups. The Mann-Whitney test relies on these null and alternative hypotheses: H0: There is no difference between the two groups, H1: There is a difference between the two groups. In the Mann-Whitney test, N is the number of samples randomly selected from the map and sampled in the field. The Mann-Whitney value is compared with the value identified by consulting the significance tableResultsThe results showed that the highest rate of groundwater was in the northwestern part of this region. The research area was not badly affected by changes in chlorine concentration and sodium absorption ratio in groundwater, and classified into very low and low. Finally, two quantitative and qualitative indicators of groundwater in the severity of the risk of desertification, the region is located in three low, moderate and severe risk classes, respectively.Discussion and ConclusionsAt present, uncontrolled management of underground water utilization, the development of agricultural land in the traditional way, and the release of lands, have made these areas one of the centers of the erosion crisis. The amounts of changes in the electrical conductivity index in the eastern parts of this region fluctuated from extreme to very intense. It has risen from 14 percent in 1996 to 32 percent in 2011 and finally reaches 23 percent at the end of the year (2016). This condition indicates an early warning stage for the salinity of irrigation water in this area. The results indicate that the rate of groundwater loss in the western and northwest parts of the study region is the highest, mostly, due to the deep and unannounced drilling of wells and the excessive removal of groundwater. Given the current situation and recent droughts, Dargaz Plain Underground Water Management should be considered as a priority for crisis management by officials and experts in executive agencies.Keywords: Irrigation, Desertification, Interpolation, Salinity, Water Resources Management -
در این تحقیق، به ارزیابی اثر تغییرات کاربری اراضی بر منابع آب زیرزمینی و پایش تغییرات مکانی و زمانی پارامتر های کمی و کیفی آب زیر زمینی در حوضه غرب تالاب جازموریان پرداخته شد. به طوری که به منظور بررسی روند تغییرات کاربری اراضی از تصاویر ماهواره لندست، سنجنده ها2002 TM و 2015OLI با استفاده از روش حداکثر احتمال، استفاده گردید، همچنین جهت ارزیابی پارامتر های کمی و کیفی آب زیر زمینی نیز از اطلاعات چاه های آب زیر زمینی در سال های 1381 تا 1394 استفاده شد. در این راستا نقشه پهنه بندی تغییرات مکانی و زمانی پارامتر های کمی و کیفی آب زیر زمینی با استفاده از بهترین روش درون یابی در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه گردید. نتایج بدست آمده از ارزیابی بهترین روش درون یابی نشان داد که روش کریجینگ دارای کمترین خطا می باشد. بر طبق نتایج بدست آمده، طی سال های مطالعاتی در منطقه مورد نظر، افزایش وسعت کاربری های مسکونی و کشاورزی و نیز کاهش وسعت کاربری های خشکه رود، سد، مراتع و اراضی بایر و کوهستانی در سال 1394 نسبت به سال 1381رخ داده است که این تغییرات نشان دهنده افزایش تخریب و وضعیت ناپایدار در منطقه است و از عوامل مستقیم اثر گذار بر منابع آب زیرزمینی می باشد و در پی این تغییرات، در قسمت های جنوبی حوزه مطالعاتی، کمیت و کیفیت آب زیر زمینی کاهش یافته است که از علل آن می توان به احداث سد جیرفت بر روی رودخانه دائمی هلیل رود، و رها نکردن حق آبه و افزایش وسعت کاربری های شهری و کشاورزی اشاره کرد که باعث شده است تا به تبع آن کمیت و کیفیت آب زیرزمینی در این بخش ها با گذشت زمان کاهش یابد.کلید واژگان: آب زیر زمینی, تغییر کاربری, حوضه غرب تالاب جازموریان, درون یابی, کریجینگIn this study, the effect of land use changes on groundwater resources as well as monitoring of spatial and temporal changes of groundwater quantitative and qualitative parameters were assessed in west basin of Jazmoryan Wetland. Landsat satellite images of TM 2002 and OLI 2015 sensors by applying of Maximum Likelihood Method were used to investigate land use changes trend. Also, information related to wells in years of 2002 to 2015 was used to assess groundwater quantitative and qualitative parameters. To do this, zoning maps of spatial and temporal changes of groundwater quantitative and qualitative parameters were prepared using the best interpolation method in ArcGIS software. The results related to evaluation of the best interpolation method showed that Kriging method had the least error. According to the results of this study, the area of agricultural and urban land uses has been increased, while the area of ephemeral stream, dam, rangelands, bare and mountain land uses has been decreased in 1394 compared to 1381.These changes indicate the increased degradation as well as unstable conditions of the region that adversely affect groundwater resources. As a result of these changes, groundwater quality in southern parts of the study area has been declined. Among the factor causing this declined groundwater quality are construction of Jiroft dam on Halil-rood permanent river, lack of water right and expanded urban and agricultural lands which have caused decrease in groundwater quality over time.Keywords: Groundwater, Land use change, West Basin of Jazmoryan Wetland, interpolation, Kriging
-
شور شدن اراضی از معضلات مهم و مخرب در بخش کشاورزی است که بایستی با تدبیر و مدیریت صحیح علمی این روند کنترل شود. اولین گام در این راه، شناسایی و تهیه نقشه مناطق شور است. در چند دهه گذشته استفاده از روش های زمین آمار و سنجش از دور برای تهیه نقشه شوری خاک و پایش تغییرات آن توسعه پیدا کرده است. هدف از این مطالعه مقایسه قابلیت روش های زمین آماری مختلف برای تهیه نقشه شوری خاک سطحی در بخشی از دشت میامی واقع در شهرستان میامی استان سمنان می باشد. برای انجام این کار تعداد 2 25 نمونه خاک از عمق 30-0 سانتی متری خاک سطحی از محل تقاطع خطوط شبکه منظم به ابعاد 600 * 600 متری با کمک GPS انجام شد و EC، pH و درصد رس نمونه های خاک اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان داد که روش کریجینگ با میانگین مطلق خطا 29/2 از دقت بالاتری نسبت به سایر روش های میانیابی برخوردار بود و در مقابل روش spline Thin plate با میانگین مطلق خطای 38/4 کمترین دقت را داشته است. بر اساس نقشه تهیه شده در منطقه مورد مطالعه بیشترین مقدار شوری 69/15 ds/m و کمترین مقدار شوری 02/2 ds/m و میانگین شوری در دشت میامی24/5 ds/m می باشد.کلید واژگان: دشت میامی, میانیابی, کریجینگ, شوریLand salinization is a major and destructive problem in the agricultural sector, which must be controlled by proper scientific management. The first step in this way is to identify and map the saline areas. Over the past few decades, the use of geostatistics and remote sensing techniques has been developed to map the soil salinity and monitor its changes. The purpose of this study was to compare the capability of different geostatistics methods to prepare soil surface salinity maps in a part of the Meyami plain, Semnan province. To do this, 225 soil samples were taken from a depth of 0-30 cm of soil from the intersection of regular grid lines of 600 * 600 meters using GPS. EC, pH and clay of soil samples were measured. The results showed that the Kriging method with an average absolute error of 2.29 was more accurate than other interpolation methods and, vice versa, the Spline Thin plate method with an average absolute error of 4.38 had the lowest accuracy. According to the map prepared, the highest, lowest and mean salinity in the Meyami plain were recorded to be 15.69 ds/m, 2.12 ds/m, and, 5.24 ds/m, respectively.Keywords: Miamey plain, Interpolation, Kriging, Saline
-
تغییرپذیری بارندگی و تاثیر آن بر منابع آب یک مساله اقلیمی مهم است. تغییرات بارندگی بین ماه های سال به عنوان شاخص تمرکز بارندگی تعریف می شود. ویژگی دیگر بارندگی که ارتباط مستقیمی با تمرکز بارندگی دارد، فرسایندگی باران است. هدف از این تحقیق بررسی شاخص های تمرکز بارندگی (PCI) و فرسایندگی باران (شاخص فورنیه اصلاح شده MFI) و تهیه نقشه تغییرات مکانی آنها است. لذا با استفاده از داده های بارندگی 55 ایستگاه هواشناسی استان خوزستان، شاخص های تمرکز بارندگی و فورنیه اصلاح شده محاسبه شد. به منظور تهیه نقشه تغییرات مکانی، اطلاعات نقطه ای شاخص ها با استفاده از روش های مختلف قطعی و زمین آماری به اطلاعات ناحیه ای تبدیل گردید. نتایج نشان داد که روش کریجینگ معمولی با نوع گوسی، دارای بیشترین دقت برای میان یابی شاخص تمرکز بارندگی است و روش کریجینگ ساده با نوع گوسی بیشترین دقت برای میان یابی شاخص فورنیه اصلاح شده داشته است. بر اساس نقشه تغییرات مکانی شاخص تمرکز بارندگی بیشترین مقادیر شاخص تمرکز بارندگی در جنوب منطقه مورد مطالعه دیده می شود و کمترین مقادیر در شمال و شمال شرق استان خوزستان وجود دارد. شاخص تمرکز بارندگی از 20 تا 31 متغیر بود که نشان دهنده فصلی شدید بودن بارندگی است. شاخص فورنیه اصلاح شده بین 49 تا 224 متغیر است که در شمال شرق استان خوزستان بیشترین مقدار و در جنوب و جنوب غربی کمترین مقدار را داراست. بطور کلی بارندگی در استان خوزستان محدود به چند ماه بوده و پراکنش یکنواختی ندارد.کلید واژگان: میان یابی, تمرکز بارندگی, فورنیه اصلاح شده, زمین آمارRainfall variability and its impact on water resources are important climatic issues. Intra-annual variations in rainfall are characterized as precipitation concentration index (PCI). Another feature that directly correlates with the concentration of precipitation is the rain erosivity (Modified Fournier Index MFI). The aim of this study is to investigate the PCI and MFI indices and map their spatial variations. The Modified Fournier and precipitation Concentration indices were calculated using rainfall data from 55 meteorological stations located in Khuzestan province. To produce the spatial variations map, point information is converted to regional using geostatistical and deterministic methods. The results indicated that the ordinary and simple Kriging with Gaussian type have highest accuracy for interpolation of the PCI and MFI indices, respectively. According to the spatial variation map of the PCI, the highest values of that index are seen in the southern region and the lowest values are in the north and northeast of the Khuzestan province. The PCI values ranged between 20 and 31 indicating severe seasonality. The MFI values vary from 49 to 224 in which the highest values are for the northeast region of the province and the lowest ones are for the south and southwest zones. Generally Rainfall limited in a certain months.alues are for the northeast region of the province and the lowest ones are for the south and southwest zones. Generally Rainfall limited in a certain months.Keywords: Geostatistics, Interpolation, Precipitation Concentration, Modified Fournier
-
پهنه بندی و مقایسه ویژگی های موثر بر کیفیت چاه های آب آشامیدنی در محدوده شهر یزد با کاربرد زمین آمارپهنه بندی کیفی منابع آب آشامیدنی یکی از ضرورت های مدیریت این ماده حیاتی در مناطق خشک و فراخشک می باشد. در این پژوهش تغییرات مکانی 11 شاخص یا ویژگی کیفیت آب (هدایت الکتریکی، سدیم، پتاسیم، منیزیم، کلسیم، نیترات، سولفات، قلیائیت، کلر، سختی کل و کل مواد جامد محلول) 55 حلقه چاه عمیق آب آشامیدنی واقع در دشت یزد مربوط به سال 1394 مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی و انتخاب بهترین روش درون یابی از روش های کریجینگ ساده، کریجینگ معمولی، عکس مجذور فاصله و شاخص آماری RMSE استفاده گردید. نقشه های پهنه بندی به دست آمده نشان داد که آب های زیرزمینی منطقه یزدگرد و چرخاب که به ترتیب در دو بخش جنوب شرقی و شمال غربی محدوده مطالعاتی واقعند و متاثر از جریانات رودخانه های مهریز و تفت می باشند، از کیفیت مطلوبتری نسبت به چاه های بخش میانی برخوردار می باشند. دامنه تغییرات شاخص های اصلی کیفیت از جمله TDS از کمتر از 500 تا بیش از 2500 میلی گرم در لیتر و شاخص EC از کمتر از 700 تا بیش از 3500 میکروموس بر سانتی متر متغیر است که این دستاورد بیانگر ضرورت مدیریت حساس بهره برداری و آماده سازی آب با کیفیت جهت ورود به شبکه آشامیدنی می باشد. ضمنا چاه های بخش میانی از جمله چاه های 16 سیلو، 12 دهنو، 13 دهنو و 24 دهنو از لحاظ پارامترهای کیفی TDS، TH، EC و Cl بیش از دو برابر حد مجاز استاندارد ملی می باشد که پیشنهاد می گردد نسبت به حذف و یا تعدیل بهره برداری از آن ها در شبکه آب آشامیدنی یزد اقدام لازم اعمال گردد.کلید واژگان: پهنه بندی, درون یابی, زمین آمار, کریجینگ, کیفیت آب آشامیدنی, GISZonation of quality of drinking water sources is necessary for Water Management in Arid and Hyper Arid areas. In this research, spatial variations of quality characteristics of water (EC, Na, K, Mg, Ca, NO3, SO4, Alkalinity, Cl, TH and TDS were investigated in one-year period (2015-2016) based on the data collected from 55 drinking deep wells of Yazd Plain. In order to evaluate and select the best method of interpolation was used Simple kriging, Ordinary kriging and Inverse Distance Weighted and RMSE. Zoning maps showed that groundwater of Charkhab and Yazdgerd respectively are in the Southeast and Northwest of study area, which are affected by flow of the Mehriz and Taft river, that are higher quality than the middle part of study area.The changes in the main indicators of quality such as TDS are from less than 500 to more than 2500 mg/lit and EC from less than 700 to more than 3,500 micromhos/cm that this achievement reflects the need for utilization management and preparation of drinking water with best quality to enter the network. Also the wells in the center of study area such as 16 Silo, 12 Dehno, 13 Dehno and 24 Dehno in terms of quality parameters such as TDS, TH, EC and Cl have more than double the national standard limit, that is recommended to remove them or adjustment operation of wells in drinking water network.Keywords: Zonation, Interpolation, Geostatistic, Kriging, drinking water of quality, GIS
-
تحقیقات دانشمندان اقلیم شناسی نشان می دهد که دمای هوای سطح کره زمین تا 6/0 درجه سانتی گراد در طول قرن بیستم گرم تر شده است. این گرما به دلیل افزایش غلظت گازهای گلخانه ای بوده که همراه با تغییرات در روند بارش و چرخه هیدرولوژی می باشد. در این پژوهش روند تغییرات بارش ماهانه، فصلی و سالانه ایستگاه های باران سنجی شمال ایران در سه دوره 30، 40، 50 ساله و در سه سطح اطمینان 90، 95 و 99 درصد با آزمون ناپارامتری من-کندال مورد بررسی قرار گرفت. جهت شناخت بهتر تغییرات و نوسانات مکانی در منطقه مورد مطالعه،روندهای مشاهده شده با استفاده از روش درون یابی وزنی مجذور عکس فاصله (IDW) انجام شد. نتایج نشان داد که روند تغییرات، هم از لحاظ زمانی و هم مکانی در منطقه مورد مطالعه متفاوت می باشد. مقدار RMSE برای متغیرهای مختلف با استفاده از روش IDW کمتر از 2/0 بدست آمده است که نشان دهنده کارآمد بودن این روش در درون یابی بارش است. نتایج روندیابی نشان داد که در فصول سرد سال، روندهای نزولی و در فصول گرم سال، روندهای صعودی وجود دارد که حاکی از اهمیت تغییراقلیم در منطقه مورد مطالعه می باشد. همچنین روند تغییرات در دوره 30 و 40 ساله برای میانگین بارش سالانه در شرق استان اغلب مناطق نزولی و در غرب استان، اغلب صعودی می باشد. برای دوره 40 ساله نیز، روند نزولی در شرق استان وجود دارد. به طوری که روند نزولی معنی دار در سطح اطمینان 90 درصد در حوضه تالار در بالادست حوضه حاکم می باشد. برای غرب استان، روند صعودی در سطح اطمینان 99 درصد تقریبادر همه زیرحوضه های حوضه چالوس رود، به چشم می خورد.نتایج این پژوهش نشان می دهد که تغییر اقلیم در منطقه مورد مطالعه مشهود می باشد، که لزوم شناخت هر چه بیشتر تغییرات متغیرهای اقلیمی و تاثیر آن بر منابع آب، محیط زیست و سایر بخش های مرتبط را می طلبد.کلید واژگان: تغییر اقلیم, تحلیل روند سری های زمانی, درون یابی, IDW, استان مازندرانClimate scientists have concluded that the air temperature of earths surface warmed to 0.6 during the 20th century, and that warming induced by increasing concentrations of greenhouse gases accompanied by changes in the precipitation and hydrologic cycle. Monthly, seasonal and annual precipitation trends of meteorological stations have been analyzed and interpolated in the northern part of Iran for three periods (30, 40, 50 years). The Mann-Kendall trend test was applied to examine the monthly precipitation data. Significant positive and negative trends at the 90, 95, and 99 percent confidence levels were detected for numerous stations. The detected trends were spatially interpolated by applying the inverse distance weighted (IDW) interpolation method. The amount of RMSE for different variables obtained using IDW less than 0.2, indicating the effectiveness of this method in the interpolation of rainfall. The results showed that the trend of variation, both in terms of time and spatial is different in the study area, as has experienced downward trend in cold season and upward trend in warm season which indicates the importance of climate change in the study area. The spatial variation trends results for mean annual precipitation of 30 and 40 years period showed that the east of region have downward trend and the west of region have the upward trend. For the 40-years period, downward trend of station nearly are situated in eastern part of region, as downward trend at 90% confidence level are evident for Talar basin. The western part of region experienced upward trend at 99% confidence level especially in Chaloos-roud basin. The results of this study indicated that the region has experienced the severe climatic change which the better understanding of the climate variation and its impacts on water recourses, natural environment and other related sector are necessary.Keywords: Climate change, Analysis of the time series, Interpolation, IDW, Mazandaran state
-
یکی از مهم ترین پیامدهای پدیده ی فرسایش خاک، رسوبدهی است که شناسایی و بررسی نوع و مقدار رسوب تولید شده به دلیل اثرات آن بر محیط زیست، شبکه های آبیاری، سدها و مخازن آب از درجه ی اهمیت بالایی برخوردار است. این پژوهش با هدف تعیین چگونگی تاثیر چرخه فرسایندگی باران بر تغییرات رسوبدهی معلق در حوزه آبخیز سرخاب واقع در استان لرستان انجام شد. ابتدا، شاخص فرسایندگی باران (EI30) 15 روزه و ماهانه، با تحلیل آمار 13 ایستگاه موجود در داخل و اطراف حوضه محاسبه و پس از انجام درون یابی به روش کریجینگ، نقشه های فرسایندگی برای هر یک از بازه های زمانی فوق تهیه شد. در نهایت، میانگین 15 روزه و ماهانه فرسایندگی باران در حوضه به دست آمد. در مرحله بعد رسوبدهی ایستگاه کشور (خروجی حوضه) با استفاده از روش برون یابی تلفیق منحنی سنجه رسوب و آمار جریان روزانه برآورد شد. پس از محاسبه ی شاخص فرسایندگی و رسوب خروجی از حوضه در بازه های 15روزه و ماهانه، همبستگی و روند بین این دو، مورد بررسی و تحلیل قرارگرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که بیشینه و کمینه رسوبدهی معلق حوضه به ترتیب با مقدار حدود 246216 و 1272 تن در ماه های آذر و شهریور رخ داده است. همچنین در بررسی ماهانه ی چرخه ی فرسایندگی در حوضه سرخاب، بیشینه و کمینه فرسایندگی باران به ترتیب در ماه دی و فصل تابستان (ماه های تیر، مرداد و شهریور) با میزان حدود 182 و 01/0 مگاژول میلی متر بر هکتار.ساعت بوده است. بیش ترین مقادیر عامل فرسایندگی باران و رسوبدهی 15 روزه، در نیمه دوم دی و آذر به ترتیب حدود 104 مگاژول میلی متر بر هکتار.ساعت و 148241 تن رخ داده است. رسوبدهی و فرسایندگی باران ماهانه در این حوضه، هر یک دارای دو اوج هستند، که دو اوج رسوبدهی در ماه های آذر و فروردین و فرسایندگی باران در ماه های دی و فروردین اتفاق افتاده است.کلید واژگان: بار معلق, تغییرات فصلی فرسایندگی, دبی اوج, سرخاب, میان یابی, EI30One of the most important consequences of soil erosion is sedimentation. The detection and surveying the type and amount of sediment is important because of its effects on irrigation networks, environment, and reservoirs. This study was performed in order to investigate the suspended sediment changes under the influence of rainfall erosivity cycle in Sorkhab- Keshvar watershed in the Lorestan province. For estimating the suspended sediment, we used a combination of sediment rating curve of mean loads within discharge classes and average daily discharge data. Monthly and semi-monthly EI30-based erosivity indices were calculated in 13 rain gauging stations inside and around of the watershead. In the next stage, erosivity maps based on kriging interpolation were produced in order to calculate the average monthly and semi-monthly rain erosivities. After calculating monthly and semi-monthly sediment loads, their correlations with corresponding erosivities were investigated. The results show that the maximum and minimum of suspended sediment occured in Azar and Shahrivar (Iranian month equal to Nov. 22 to Dec. 21 and Agu. 23 to Sep. 22) with the values of 246216 and 1272 ton, respectively. Also, the maximum and minimum of rainfall erosivity occured in Dey (Iranian month equal to Dec. 22 to Jan. 20) and summer respectively with the values of 182 and 0.01 MJmm ha-1 h-1.The highest values of semi-monthly erosivity and sediment observed in second half of Dey and Azar (Iranian month equal to Dec. 22 to Jan. 20 and Nov. 22 to Dec. 21) with the values of 104 MJmm ha-1 h-1 and 148241 ton, respectively.Sediment and erosivity showed two peaks in the watershed, two peaks of sediment occured in Azar and Farvardin (Iranian month equal to Nov. 22 to Dec. 21 and Mar.21 to Apr. 20) and for the reosivity occurred in Dey and Farvardin (Iranian month equal to Dec. 22 to Jan. 20 and Mar.21 to Apr. 20).Keywords: EI30, Erosivity, Interpolation, Peak discharge, Season variation, Sorkhab, Suspended load
- 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.