فهرست مطالب

سامانه های سطوح آبگیر باران - سال چهارم شماره 3 (پیاپی 12، پاییز 1395)

مجله سامانه های سطوح آبگیر باران
سال چهارم شماره 3 (پیاپی 12، پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/09/30
  • تعداد عناوین: 7
|
  • پریسا پهلوانی، محمدتقی دستورانی *، جواد طباطبایی، مهدی وفاخواه صفحات 1-10
    باران جزء پاکترین منابع آب موجود در طبیعت است، چنانچه رواناب حاصل از آن جمع آوری و مورد استفاده قرار بگیرد باعث صرفه جویی در مصرف آب و مدیریت بهتر در منابع آب کشور خواهد شد. از آنجا که سطح وسیعی از مساحت شهرها راپشت بام منازل مسکونی تشکیل می دهد، حجم آب استحصالی از سطح پشت بام منازل قابل توجه است و می تواند بخشی از نیاز آبی ساکنان را فراهم کند. در این تحقیق وقایع بارش و رواناب در شهر مشهد که دارای اقلیم خشک و نیمه خشک است و شهر نور که دارای اقلیم معتدل است، مورد اندازه گیری قرار گرفت. سطح مورد نظر برای جمع آوری آب باران سطوح عایق پشت بام در نظر گرفته شد. پس از آماده سازی پشت بام ها، منبع آب قرار داده شد و بعد از هر بارش میزان رواناب اندازه گیری شد. اطلاعات مربوط به بارش از نزدیک ترین ایستگاه سینوپتیک به منطقه دریافت شد. با استفاده از تجزیه و تحلیل های آماری لازم، مقادیر ضریب رواناب و حجم رواناب ناشی از بارندگی به ازای مقادیر متفاوت عمق و شدت بارندگی بعد از هر واقعه تعیین گردیده است. بر اساس نتایج این تحقیق ضریب رواناب در وقایع بارندگی منجر به رواناب به طور متوسط برای فصل پاییز در مشهد 66/0 و نور 75/0، برای فصل زمستان در مشهد 69/0 و نور 76/0 و برای فصل بهار در مشهد 62/0 و نور 69/0 می باشد. احتمال آستانه ظهور رواناب در شهر نور 3/0 میلی متر و در شهر مشهد 7/0 میلی متر است. ارتفاع کل بارش و رواناب در مشهد به ترتیب 5/217 و 9/139 میلی متر و در نور 8/496 و 1/356 میلی متر است. بیشترین مقدار متوسط رواناب تولید شده در شهر مشهد مربوط به فصل بهار و در شهر نور مربوط به فصل پاییز است.
    کلیدواژگان: آستانه ظهور رواناب، بارش، جمع آوری آب باران، شدت، ضریب رواناب
  • علی شهیدی، مهندس مهدی کلانکی *، مهندس جعفر قره سوفلو صفحات 11-20
    بحران کمی و کیفی آب یکی از دغدغه های اساسی و روزافزون جوامع بشری می باشد. از طرف دیگر وقوع تغییر اقلیم به علت انتشار گازهای گلخانه ای موجب تشدید شرایط و پیچیدگی تصمیم گیری های مدیریتی شده است. به گونه ای که مناطق مرطوب نیز از این مساله مستثنی نیستند. بر این اساس پژوهش حاضر به بررسی روند تغییرات نسبت جذب سدیم در چاه های عمیق حوضه آبریز قره سو استان گلستان در شرایط تغییر اقلیم پرداخته است. مدل گردش عمومی مورد استفاده HadCM3 بوده که طی سال های 2100-2011 و تحت سه سناریوی A1B، A2 و B1 اجرا شد. در گام بعدی 16 حلقه چاه عمیق واقع در این حوضه مورد مطالعه قرار گرفت که بر مبنای میانگین میزان SAR دوره پایه به چهار دسته تقسیم گردیده و به مدل Anfis معرفی شدند. سپس بهترین توابع عضویت برای آن ها به دست آمده و مدل بر اساس آن ها برای سال های آینده طی ماه های آوریل و اکتبر اجرا شد. نتایج این پژوهش حاکی از آن بود که میزان SAR در گروه چهارم در تمامی دوره ها نسبت به دوره پایه در هر دو ماه افزایشی، گروه سوم در ماه آوریل افزایشی و در ماه اکتبر تنها در سناریو A1B افزایشی و در دو سناریو دیگر کاهشی، گروه دوم در ماه آوریل کاهشی و در ماه اکتبر افزایشی و گروه اول غالبا در سی ساله اول کاهشی و در مابقی دوره ها افزایشی بوده است. در کل می توان دریافت که نحوه تغییرات آتی درصد SAR نسبت به دوره پایه متاثر از میزان اولیه آن و همچنین تغییرات پارامترهای اقلیمی بوده است.
    کلیدواژگان: استان گلستان، کیفیت آب، مدلHadCM3، مدل LARS، WG، مدل ANFIS
  • مرضیه مکرم، سعید نگهبان * صفحات 21-38
    در این مطالعه هدف تعیین کیفیت آب شرب با استفاده از روش Fuzzy-AHP در حوضه دارنجان در جنوب فیروزآباد فارس می باشد. به منظور تعیین کیفیت آب شرب منطقه مورد مطالعه پارامترهایی از قبیل سختی کل، کلسیم، منیزیم، سدیم، هدایت الکتریکی، سولفات و کل مواد جامد محلول بررسی شد. در این مطالعه ابتدا با استفاده از روش کریجینگ (مدل های گوسی، کروی، دایره ای و نمائی) نقشه پهنه بندی هر یک از پارامترها تعیین و سپس با استفاده از توابع عضویت نقشه فازی هر یک از پارامترهای موثر در کیفیت آب شرب تهیه شد. در مرحله بعد با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی (AHP) وزن هر یک از لایه ها مشخص و در نهایت در محیط GIS نقشه کیفیت آب تهیه گردید. نتایج نشان داد که فقط 38/4 درصد از منطقه دارای کیفیت بسیار خوب، 33/23 کیفیت خوب، 01/64 کیفیت متوسط و 29/8 درصد دارای آب با کیفیت نامناسب می باشند. از طرفی به منظور تعیین میزان ارتباط کیفیت آب با ویژگی های توپوگرافی در منطقه مورد مطالعه، با استفاده از شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI) نقشه لندفرم ها تهیه گردید. همچنین مشخص گردید که بیشترین کیفیت آب در لندفرم های رودخانه، دره ها، زهکش های بالا دست و خط الراس ها می باشد. در حالی که کمترین کیفیت آب شرب در دشت ها و دشت سرها منطقه مورد مطالعه واقع شده است.
    کلیدواژگان: کیفیت آب شرب، Fuzzy-AHP، لندفرم
  • مهدی بی نیاز *، ام البنین بذرافشان صفحات 39-50
    کمبود آب و پایین بودن میزان رطوبت قابل دسترس گیاه در خاک موضوعی است که در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا موجب شکننده شدن شرایط زیستی شده است. پراکنش مکانی و به ویژه زمانی نامناسب از خصوصیات بارش در این گونه مناطق است. با توجه به وقوع بارش در زمان های محدود در این مناطق، ارائه راهکارهایی برای بهره برداری از آب باران دغدغه بسیاری از سکنه و مدیران این مناطق می باشد. بنابراین لزوم اجرای پروژه هایی با همین هدف و در مکان مناسب اهمیت بسیاری دارد. از این رو، در این مطالعه به بررسی امکان اجرای شش پروژه ذخیره نزولات (پخش سیلاب، پیتینگ، کنتورفارو، بانکت با پروفیل طبیعی، بانکت کشت غلات، ریپر) پرداخته شد. روش کار بدین صورت بود که بعد از بررسی منطقه و نمونه برداری و استفاده از آمار مربوطه، وضعیت مربوط به عوامل (فاکتور) محیطی (شیب، وضعیت بارش، وضعیت خاک، وضعیت پوشش گیاهی) موثر بر اجرای این پروژه ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس به مقایسه شرایط فعلی این فاکتورها در منطقه و شرایط و استلزامات مورد نیاز هر کدام از این فاکتورها برای اجرای هر یک از شش روش (پروژه اصلاحی ذخیره نزولات) اقدام و در نهایت از این طریق، نقشه مناطق مناسب اجرای این پروژه ها تهیه گردید. نتایج نشان می دهد که از میان چهار فاکتور کلیدی تاثیرگذار بر مکان یابی اجرای پروژه ها، سه فاکتور (بارش، وضعیت خاک، وضعیت پوشش گیاهی) تغییراتی در خود نداشتند و دارای یک وضعیت یکنواخت (دارای یک حالت (طبقه)) بودند از این رو نقشه نهایی (نقشه مناطق مناسب اجرای پروژه ها) تنها متاثر از فاکتور شیب به دست آمد. به طور کلی بر اساس نتایج به دست آمده و نیز توجه به تمامی جوانب و شرایط منطقه، می توان گفت که، در منطقه مورد مطالعه تنها امکان اجرای پروژه های پیتینگ و کنتور فارو وجود دارد.
    کلیدواژگان: اجرا، اصلاح مراتع، پروژه های جمع آوری آب، مناسب، نقشه
  • علی بصیرپور، مهدی حاجیان نژاد، مینا بکی * صفحات 51-60
    یکی از راه کارهای موجود برای استفاده بهینه از منابع آب در شرایط بحرانی وضعیت منابع آب زیرزمینی و سطحی موجود، اجرای طرح های تغذیه مصنوعی می باشد. این سیستم ها با هدف ذخیره آب های سطحی مازاد در آبخوان های آب زیرزمینی به منظور بهبود کمی منابع آب و همچنین بهبود کیفیت آب در طی گذر از لایه های مختلف خاک صورت می پذیرد. اجرای طرح های تغذیه مصنوعی بنا بر روش های جدید در استان اصفهان قدمت چندانی ندارد و از سال 1366 آغاز شده است. در این مدت 17 طرح تغذیه مصنوعی توسط شرکت آب منطقه ای اصفهان در استان اجرا شده است. با توجه به هزینه های هنگفت طراحی و اجرای این طرح ها، ارزیابی این پروژه ها به منظور شناسایی نقاط قوت و ضعف آن ها اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش به ارزیابی کلی این طرح ها بر اساس 5 پارامتر اساسی موثر در عملکرد پروژه های تغذیه مصنوعی پرداخته شده است. بر اساس این ارزیابی طرح های مذکور از نظر مکان یابی در مناطق مناسبی احداث شده اند، اما در اکثر موارد از نظر مطالعات قبل از اجرای طرح شرایط مناسبی نداشته اند. تعداد زیادی از طرح های اجرا شده از نظر اجرا و عملکرد وضعیت نسبتا مناسبی دارند اما در مورد نحوه نگهداری و بهره برداری از آن ها لازم است تمهیدات مناسبی در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: تغذیه مصنوعی، ارزیابی کلی، تعیین محل، اجرا، بهره برداری
  • بابک محمدی *، محمدعلی قربانی صفحات 61-72
    انتخاب ورودی های مناسب برای مدل های هوشمند از اهمیت به سزایی برخوردار است. زیرا باعث کاهش هزینه و صرفه جویی در وقت و افزایش دقت و کارایی مدل ها می شود. هدف از این مطالعه، کاربرد آزمون گاما برای انتخاب ترکیب بهینه متغیرهای ورودی که شامل تاخیر های بارش، در مدل سازی سری زمانی بارش می باشد. سری زمانی ماهانه بارش در دوره زمانی 1383تا 1393 برای ایستگاه سینوپتیک رشت مورد استفاده قرار گرفت. پارامتر بارش با تاخیرهای مختلف به عنوان ورودی به آزمون گاما در نظر گرفته شد. نتایج این آزمون نشان داد که سری زمانی با سه تاخیر، نتایج بهتری را برای مدل سازی ارائه می دهد. شبیه سازی با استفاده از دو مدل شبکه بیزین و رگرسیون خطی چند متغیره انجام گرفت. کارایی مدل ها با استفاده از سه معیار: ضریب تبیین (R2)، ریشه جذر میانگین خطا (RMSE) و شاخص پراکندگی (SI) محاسبه گردید. شبکه عصبی بیزین توانست بارش با سه ماه تاخیر را با مقدار ضریب تبیین 82/0 و ریشه جذر میانگین مربعات خطای 84/17 و شاخص پراکندگی 17/0 مدل سازی کند. از میان این دو مدل با ساختار ورودی های یکسان، مدل شبکه عصبی بیزین عملکرد بهتری برای شبیه سازی سری زمانی بارش در مقایسه با رگرسیون چند متغیره داشته است. نتایج تحقیق نشان داد که آزمون گاما در انتخاب ترکیب ورودی مناسب در مدل های هوشمند می تواند کارایی بهتری داشته باشد.
    کلیدواژگان: آزمون گاما، رگرسیون خطی چند متغیره، سری زمانی، شبکه بیزین، مدل سازی بارش
  • محدثه رحیم پور، محمد تاج بخش *، هادی معماریان صفحات 73-83
    روش استحصال آب با استفاده از رواناب ها از جمله راهکارهایی است که از عامل ریسک در کشور کاسته و از پایداری و ثبات بیشتری در عملکرد محصول در مناطق خشک و نیمه خشک برخوردار می باشد. در این مقاله سعی شده پتانسیل استفاده از رواناب های مناطق توده سنگی بالای 90 درصد در منطقه زشک – ابرده برای آبیاری تکمیلی نهال های قابل کشت تحلیل شود. بر اساس این بررسی اگر میزان رواناب های حاصله فقط در 4 ماه (خرداد، تیر، مرداد، شهریور) در سال از مجموع اراضی توده سنگی بالای 90 درصد که 433 هکتار از کل حوضه را پوشش می دهد، جمع آوری و مورد بهره برداری قرار گیرد، 866000 متر مکعب آب قابل استحصال خواهد بود که سبب کاهش اتکا به منابع زیرزمینی حوضه می گردد و می تواند بخش معنی داری از کمبود آب آبیاری را در فصول خشک تامین نماید. ضمن اینکه کارکردهای اکوسیستمی حاصل از استحصال آب از سطوح سنگی در حوضه آبخیز زشک-ابرده حداقل 650 دلار به ازای هر هکتار خواهد بود که نشان از توجیه پذیری اقتصادی اینگونه تکنیک ها است.
    کلیدواژگان: استحصال آب باران، آبیاری تکمیلی، سامانه سطوح آبگیر، سطوح سنگی، رواناب
|
  • Parisa Pahlavani, Professor M.T. Dastorani *, Javad Tabatabaee, Mahdi Vafakhah Pages 1-10
    Rainfall is a source of water with the best quality in the nature. Therefore, harvesting and using of the runoff resulted from rainfall, can help better management of water resources in our country. As a considerable part of urbanized areas are building roofs, quantity of water harvested from roof catchments will be considerable and can prepare a part of water required for the residents. In this study, rainfall and runoff events were measured in cities of Mashhad (with arid and semi-arid climatic condition) and Noor (with sub-humid and humid climatic condition). The surfaces selected to collect rainwater were two roof catchments (one in each city) with almost the same conditions. After preparing the rooftops, the required storages and the related equipments were established and the amount of runoff was measured after each rainfall event for whole the rainy seasons of the year. Information of precipitation events was received from the closest meteorological synoptic stations. Using appropriate statistical analysis, the volume of runoff as well as runoff coefficient for different levels of rainfall depth and intensity was determined after each event. The results of this research show that average runoff coefficient for the fall season in Mashhad is 0.66 and is 0.75 in Noor, for the winter it is 0.69 and 0.76 respectively in Mashhad and Noor, and for the spring season, the average runoff coefficient was measured 0.62 in Mashhad and 0.69 in Noor. The threshold values (minimum values) of rainfall for runoff generation 0.3 mm in Noor and 0.7 mm in Mashhad. The total depth of rainfall and runoff for the measured period in Mashhad were 217.5 and 139.9 mm, respectively, and in the Noor they were 496.8 and 356.1 mm. The highest amount of seasonal runoff generated in Mashhad belongs to the spring but in Noor it has been occurred in autumn season.
    Keywords: Run off generation threshold, Precipitation, Rainwater harvesting, Intensity, Run off coefficient
  • Dr. Ali Shahidi, Mahdi Kalanaki *, Jafar Gharaseflu Pages 11-20
    The water crisis in terms of quantity and quality has become one of the growing concerns in human societies. In other hand, climate changes due to greenhouse gas emissions exacerbate conditions and the complexity of management decisions. So that the wet areas are not exempt from this problem. Accordingly, in this study sodium adsorption ratio trend were investigated in deep wells Gharesoo basin in Golestan province under climate changes conditions. HadCM3 model has been used during 2011-2100 under three scenarios (i.e. A1B, A2 and B1). In the next step 16 deep wells located in this basin were studied on the basis of the average SAR during the base period which divided into four categories and were introduced to the Anfis model. After that the best membership functions and a model has been selected during the months of April and October was run for next years. The results showed the SAR in the fourth group in all periods was increased in comparison to the baseline in both months. The third group was additive in April and just in scenario in A1B was increased in October and in two other scenarios was decreased. The second group was decreased in April and was increased in October. The first group is often decreased in the first thirty years and was increased in the remaining periods. Finally, we can find how future changes of SAR percent will affect to the baseline by an initial value as well as changes in climate parameters.
    Keywords: ANFIS, Golestan province, HadCM3, LARS-WG, Water quality
  • Dr Marziye Mokaram, Dr Saeed Negahban * Pages 21-38
    This study examines the quality of drinking water using Fuzzy-AHP south of Firozabad, in the Darenjan watershed Fars province. The study area to determine water quality parameters such as total hardness, calcium, magnesium, sodium, conductivity, sulfate and total dissolved solids were examined. In this study, using the Kriging (Gaussian models, spherical, circular and exponential) each parameter zoning map was, determined and then, using the fuzzy membership function map of each of the parameters affecting the quality of drinking water was prepared. Then, the weight of each layer was determined by using Analytical Hierarchy Process (AHP), and finally water quality map was prepared in GIS. The results indicated that only 4.38 percent of the area has very good quality, good quality 23.33%, 64.01% and 8.29% percent of the average quality of water has poor quality. On the other hand, to determine the relationship between water quality and topographic features in the study area, landforms map was prepared by using topographical position indicator. It was also found that the highest water quality is available in the river landforms, valleys, ridges and upstream drainage. While the lowest quality of drinking water in the plains and piedmont of the study area is located.
    Keywords: Water quality, Fuzzy-AHP, Landforms
  • Mahdi Biniaz *, Omolbanin Bazrafshan Pages 39-50
    The lack of sufficient and available moisture for the plant is a common problem that resulted in sensitivity of arid and semi-arid environments. In these regions, inappropriate temporal and spatial variation in rainfall is a serious issue. Thus, Showing a series a series of solutions for harvesting of the rainfall is essential. Therefore, the implementation of projects is very important. Based on the noted key matter, this study was carried out to find appropriate places for six method of the rain harvesting. In this research, first, we investigated the conditions of environmental factors(slope, rainfall, soil, vegetation) affecting on of these projects by sampling and using of the related data. Then, current and implications conditions of these factors for each of six projects were compared. Finally, the map of the appropriate places to perform these projects were produced. The results show that among of four factors affecting on implementation, just slope has a significant effect, because other factors (rainfall, soil, vegetation) had a homogeneity condition all over the region. So, the final map(map of the appropriate places to perform projects) obtained only based on the slope map. Generally, as respects to the obtained results and the regional conditions; the implementation of pitting and contour furrowing projects is only possible.
    Keywords: Implementation, Rain harvesting projects, Rangeland reclamation, Map, Hormozgan
  • Ali Basirpour, Mahdi Hajian Nejad, Mina Bagi * Pages 51-60
    The groundwater recharge is one of the methods of desirable utilization of water resources. These systems are performed with the purpose of storage of excess surface water in groundwater aquifers for the improvement of quantity and quality of water by passing through the soil layers. The Performing groundwater recharge projects with the novel techniques does not have a long history in Isfahan and has been started since 1987. In this period of time, 17 projects are designed and performed in this province by Isfahan regional water company. But these projects are too expensive, so it is important to assess them in order to recognize their positive and negative characteristics. In this research, according to general assessment, 5 important parameters in the operation of these projects are assessed. Based on threse parameters, these projects are located in appropriate locations, but there are some issues in the studies done before the performing of these projects. Most of the projects have good state, according to operation and performance, but it is necessary to pay more attention to their maintenance.
    Keywords: Ground water recharge, General assessment, Selecting location, Operation, Maintenance
  • Babak Mohammadi *, Mohammad Ali Ghorbani Pages 61-72
    Choosing the appropriate inputs for intelligent models is important. Because it can reduce costs and save time and increase accuracy and efficiency of the models. This work aims at the use of gamma test to select the optimum combination of input variables including delayed records of in time series modeling precipitation. Monthly time series of rainfall for the period 1383 to 1393 was used for Rasht station Rainfall data as with different lags were employed as input to gamma test. Results showed that time series with three delays (lags), provides better results. The simulation was performed using Bayesian network and multivariate linear regression. The performance of models was assessed using three criteria, i.e. coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE), and dispersion index (SI). Bayesian neural network using a three-month delay the coefficient of determination of 0.82, root mean square error of 17.84 and a diffusion index of 0.17 showed better performance as compared with multivariate regression. The results established the significant role of the gamma test integrated with intelligent models in the appropriate selection of input variables..
    Keywords: Bayesian network, Gamma test, Precipitation modeling, Multivariate linear regression, Time series
  • Mohadese Rahimpour, Mohammad Tajbakhsh *, Hadi Memarian Pages 73-83
    Water harvesting using runoff is one of the approaches that reduces risk factors in the country and leads to a stability and sustainability in agricultural activities of arid and semi-arid regions. This work aims to assess the potential of rock outcrops (more than 90% of rock fragment) for supplementary irrigation in the Zoshk-Abardeh watershed. Results showed that runoff volume extracted from rock outcrops with an area of 433 ha in only four month (June, July, August, and September) will be around 866000 m3, which would decrease the reliance on watershed groundwater resources and compensate a significant part of water deficiency in dry season. Ecosystem function of rainwater harvesting in the studied watershed was estimated to be 650$/ha, which can establish the economic justification of these techniques.
    Keywords: Rainwater harvesting, Supplementary irrigation, Rainwater catchment system, Rock outcrops, Runoff