فهرست مطالب
نشریه پژوهش های آبخیزداری
پیاپی 127 (تابستان 1399)
- تاریخ انتشار: 1399/05/05
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 2-19آب عنصر اصلی آمایش سرزمین و توسعه ی پایدار است، و شناخت و تحلیل ظرفیت های منابع آب، پیش نیاز برنامه ریزی آمایش سرزمین است. در این تحقیق، با بررسی داده های آب دهی روزانه ی ایستگاه های آب سنجی استان کرمان، 43 ایستگاه با دوره ی مشترک داده برداری سال های 1355-1390 انتخاب شد. مهم ترین مولفه های منابع آب سطحی شامل اندازه و پراکندگی فراوانی آب پایه، شاخص های تداوم جریان، آب دهی های سیلابی، آستانه ی شروع روان آب، شدت سیل خیزی، ارتفاع توان خط برف و مولفه های بارش محاسبه و تحلیل شد. میانگین شاخص جریان پایه در حوزه های استان 0/61 است و شاخص جریان پایه در حدود 78% از حوزه ها بیش از50/0 است. میانگین ضریب تغییر شاخص های تداوم جریان 0/11 است. روند تغییر توان خط برف در همه ی حوزه های منطقه یکی است. دامنه ی آستانه ی شروع روان آب از 0 تا 25 میلی متر است که بیش ترین فراوانی طبقه ی صفر تا پنج با 44/9% پوشش سطحی است. بیش از 50% از زمین های استان در طبقه ی شدت سیل خیزی کم است. تعداد روزهای بارانی در حدود 50% از حوزه های این منطقه بیش از 50 است، و بارش متوسط سالانه ی 45% از حوزه ها در بازه ی 200-300 میلی متر است. نتیجه ی شاخص های دست رسی به آب پایدار از جمله جریان پایه، ضریب تغییر تداوم جریان و توان خط برف توانایی مناسب حوزه های استان کرمان را برای بهینه سازی طرح های مرتبط با آب و مهارکردن فشار بر منابع آب های زیر زمینی در مناطق خشک نشان داد.کلیدواژگان: آبخیز، آستانه ی روان آب، آمایش منابع آب، جریان پایه، فراوانی سیل، منحنی تداوم جریان
-
صفحات 20-30زمین لغزش یکی از انواع ویرانگر فرسایش در دامنه ها است که موجب واردشدن زیان های مالی و جانی فراوانی می شود. شناسایی عامل های موثر در رخ داد زمین لغزش و تهیه ی نقشه ی پهنه بندی حساسیت آن از ابزارهای اساسی کاهش دادن زیان های احتمالی است. در این مقاله خطر زمین لغزش در آبخیز بار نیشابور با روش های ماشین بردار پشتیبان، بیشینه ی آنتروپی و الگوریتم جنگل تصادفی پهنه بندی شد. با جمع آوری اطلاعات از پراکندگی زمین لغزش ها در منطقه ، نقشه ی پراکنش زمین لغزش ها، و 12 لایه ی اطلاعاتی شامل درجه ی شیب، جهت شیب، انحنای سطح، انحنای نیمرخ، ارتفاع، کاربری زمین، زمین شناسی، فاصله از جاده، فاصله از آب راه، فاصله از گسل، شاخص رطوبت پستی وبلندی و تراکم زه کشی در سامانه ی اطلاعات جغرافیایی تهیه شد. نقشه ی حساسیت زمین لغزش منطقه با سه روش جنگل تصادفی، بیشینه ی آنتروپی و ماشین بردار پشتیبان تهیه و با منحنی تشخیص عمل کرد نسبی و 30% نقطه های لغزشی به کارنرفته در فرآیند مدل سازی، صحت سنجی شد. نتیجه ی ارزیابی مدل ها نشان داد که دقت نقشه های برآوردشده با روش های ماشین بردار پشتیبان، بیشینه ی آنتروپی و الگوریتم جنگل تصادفی به ترتیب 86، 75 و 82% است. نقشه های داده شده ممکن است در شناخت منطقه های ناپایدار و نیز در اجرای برنامه های عمرانی به خصوص جاده سازی نقش بسزایی داشته باشد. توانمندی گردشگری در حوزه ی بار زیاد است، و توجه به امکان زمین لغزش در آن ضروری به نظر می رسد.کلیدواژگان: حساسیت زمین لغزش، پهنه بندی، جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان، منحنی تشخیص عمل کرد نسبی
-
صفحات 31-51این پژوهش برای پیش بینی کردن تغییر کاربری زمین و تاثیر آن بر اندازه ی روان آب آبخیز بیدگل استان فارس در چشم انداز سال 1411 انجام شد. مدل آب شناسی سوات (ابزار ارزیابی خاک و آب) با داده های آبی-اقلیمی سال های 1383 تا 1392 برمبنای الگوریتم SUFI-2 واسنجی، و با داده های 1393 تا 1397 اعتبار سنجی کرده شد. سنجه های آماری ضریب نش- ساتکلیف، ضریب تبیین، ضریب تغییر مکان جانبی و ضریب رفتار در مرحله ی واسنجی به ترتیب 0/74، 0/77، 0/8، 0/83 و برای مرحله ی اعتبار سنجی به ترتیب 0/68، 0/66، 0/72 و 1/3 به دست آورده شد. تصویرهای سال های 1383 و 1397 ماهواره ی لندست پردازش و به شش رده ی کاربری رده بندی شد. با روش زنجیره ی مارکوف و سلول های خودکار و برپایه ی نقشه ی کاربری زمین سال های 1383 و 1397، نقشه ی پیش بینی کاربری زمین سال 1411 تهیه شد. نقشه های کاربری زمین به مدل واسنجی شده ی سوات وارد و تاثیر تغییر کاربری زمین در دوره ی 1397 تا 1411 بر اندازه ی روان آب حوزه پیش بینی کرده شد. نتایج نشان داد که بیش ترین تغییر کاربری در تبدیل مرتع به زمین کشاورزی، و بیش ترین درصد تغییر در کاربری مسکونی بود. در پاسخ به این تغییر، در سال 1411 مقدار متوسط سالانه ی روان آب سطحی 19% کاهش نسبت به سال 1397 نشان می دهد.کلیدواژگان: آبخیز بیدگل، زنجیره ی مارکوف، کاربری زمین، مدل سوات
-
صفحات 52-65آتش سوزی باعث تغییر در ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک مانند تخلخل، وزن مخصوص، نفوذ آب، روان آب و فرسایش، پی اچ و چرخه ی عنصرهای غذایی می شود. در این پژوهش به کمک چهارچوب های 0/09 مترمربعی و شبیه ساز باران مدل Eijkelkamp تغییر زمانی روان آب، فرسایش، مواد معلق و مقدار نیتروژن کل، فسفر کل و پتاسیم استخراج شدنی خاک سطحی بررسی، و وضعیت بازگشت شرایط عرصه های سوخته به حالت طبیعی در آبخیز دریاچه ی زریبار از 1393 تا 1396 تحلیل شد. نتایج در تراز اطمینان 95% بیانگر افزایش دو برابری روان آب در کوتاه مدت و روند کاهشی آن در بلندمدت بود. غلظت مواد معلق خروجی از چهارچوب ها با افزایش سه برابری در کوتاه مدت مواجه شد. آتش سوزی باعث 70، 286 و 48% افزایش معنی دار به ترتیب در نیتروژن کل، فسفر کل و پتاسیم استخراج شدنی خاک در سال اول شد. اما در بلندمدت تنها پتاسیم استخراج شدنی به حالت طبیعی بازگشت. بنابراین مشخص شد که چهار سال پس از آتش سوزی در جنگل های بلوط در آبخیز دریاچه ی زریبار، متغیرهای بررسی شده به جز غلظت مواد معلق و پتاسیم استخراج شدنی خاک به حالت طبیعی قبل از آتش سوزی برنگشته است.کلیدواژگان: پتاسیم قابل استخراج، جنگل بلوط، فسفر، مریوان، نیتروژن
-
صفحات 66-81تغییر اقلیم یکی از مهم ترین چالش هایی است که بر زیست بوم های طبیعی و جنبه های مختلف زندگی انسان تاثیر دارد. تاثیر گرم شدن جهان بر آب شناسی و چرخه ی آب در طبیعت بسیار جدی است و شناخت کمی این اثرها آمادگی بیش تری برای مقابله با تبعات آن ایجاد می کند. در این پژوهش براساس روش کار ریز مقیاس گردانی SDSM بارش و دما در دوره ی 2006-2100 با مدل بزرگ مقیاس 2CanESM پیش بینی و اثرهای تغییر اقلیم بر شرایط آب شناسی آبخیز کن با مدل سوات و ANN بررسی شد. برای واسنجی و بررسی بی قطعیتی سوات نرم افزار سوات کاپ به کاربرده شد و براساس الگوریتم 2 SUFI در سوات کاپ مقدار سنجه ی موثر و بهینه شناسایی کرده شد. نتیجه ی بررسی کارآیی هر چهار مدل SDSM و 2CanESM در شبیه سازی های اقلیمی و SWAT و ANN در شبیه سازی آب شناسی را تایید کرد و نشان داد که در شرایط اقلیمی آینده برای دوره ی زمانی 2006-2100 افزایش بارندگی و دما محتمل است، به طوری که دما 0/8 تا 5/6 درجه ی سانتی گراد و بارش 4 تا 55% افزایش می یابد. کارکرد ANN با توجه به نوع ساختار بهتر از سوات است، و نتیجه ی بررسی روان آب نشان می دهد که در دوره ی آینده (2006-2040) در مدل 2 تا 4 درصد ANN کاهش در حالت 5/2RCP و 5/8RCP، و 25% افزایش در حالت 5/4RCP و در سوات به ترتیب در حالت 5/2RCP، 5/4RCP و 5/8RCP افزایش 42، 43 و 49% مشاهده شد. بیش ترین تغییر در بهار دیده شد. براساس داده های بیشینه ی سیلاب های لحظه یی تیر 1394 و فروردین 1398 به اندازه ی 90 تا 140 مترمکعب بر ثانیه باعث زیان جانی و مالی فراوان می شود، همه ی 250 سازه ی آبخیزداری از رسوب پر می شود، و اثربخشی سازه ها در مهار سیلاب در 20 سال گذشته بی تاثیر می شود. بنابراین 49% افزایش در روان آب تا اندازه ی 200 مترمکعب بر ثانیه علاوه بر افزایش دادن شدت گل آلودگی رود کن، همه ی روستاهای امام زاده داود، رندان، کیگا، سنگان، سولقان و کشار را در زیر رسوب دفن و زیان های جانی و مالی بسیار شدیدی به بار می آورد.کلیدواژگان: سناریوهای RCP، شبکه عصبی مصنوعی، شبیه سازی بارش- رواناب، مدل آب شناختی SWAT، مدل آماری SDSM
-
صفحات 82-93وابستگی کشاورزی دشت سروستان به آب های زیرزمینی، اعمال سیاست های مناسب را برای بهره برداری پایدار از این منابع به عنوان یک ضرورت مطرح ساخته است. در این راستا، ارزیابی کمی و کیفی وضع موجود منابع آب زیرزمینی دشت، و بررسی تاثیر برداشت های بی رویه بر آن ها از اهمیت ویژه ای بر خوردار است. هدف این پژوهش بررسی روند تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی در دشت سروستان-استان فارس است. این تحقیق با کاربرد روش اسنادی، و با تجزیه و تحلیل آمار و اطلاعات نوسان های سطح آب زیرزمینی و کیفیت شیمیایی آبخوان دشت، که به ترتیب از 24 حلقه چاه های مشاهده ای از سال 1370 تا 1395 و 24 حلقه چاه های انتخابی از سال 1377 تا 1394 جمع آوری شده بود انجام شد. نتایج نشان دادند که سطح آب زیرزمینی در دراز مدت به طور متوسط cm/yr 47 کاهش یافته، اندکی تندتر از روند سطح آب در پنج سال اخیر (cm/yr39)، که بیانگر کاهش نرخ افت سطح آب در این سال ها است. پیش بینی عمق سطح آب در سال 1410، بر اساس روند سطح آب در پنج سال گذشته، نشان می دهد که در مناطقی نظیر کوهنجان، ده نو و شمال سروستان افت عمق آب زیاد و به بیش از 80 متر خواهد رسید. نتایج همچنین نشان دادند که متوسط نرخ شور شدن آب های دشت در این مدت 100 میکروزیمنس بر سانتی متر در سال است. مقایسه ی متوسط روند سطح آب زیرزمینی و روند شوری در کل دشت نشان می دهد که با افزایش عمق آب زیرزمینی شوری آب نیز افزایش یافته است، لیکن افت سطح آب زیرزمینی در همه ی مناطق لزوما با افزایش شوری همراه نبوده است.کلیدواژگان: آبخوان، افت سطح آب، تجزیه و تحلیل روند، شوری آب
-
صفحات 97-105
فرایند نفوذپذیری از مهمترین اجزاء چرخه ی آب شناسی خاک است. در اوایل میوسن، سازند گچساران و در اواخر میوسن تا پلیوسن سازند آغاجاری یک سطح وسیعی را در غرب و جنوب غرب ایران را پوشاند و که آن را برای بررسی فاکتورهای موثر در میزان نفوذپذیری بویژه در کاربری های مختلف بسیار مستعد می کند. در این پژوهش به منظور تعیین مهمترین عوامل موثر بر میزان نفوذپذیری کاربری های مختلف نهشته های سازند های گچساران و آغاجاری، بخشی از آبخیز مرغا و کوه گچ شهرستان ایذه به ترتیب با مساحت 1609 و 1202 هکتار انتخاب گردید. به منظور تعیین رابطه ی بین میزان نفوذ آب باریده با کاربرد باران ساز با برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مانند درصد ماسه خیلی ریز ، شن، رس، لای (سیلت)، اسیدیته، قابلیت هدایت الکتریکی، رطوبت، کربنات کلسیم و ماده آلی در کاربری های مختلف سازند های گچساران و آغاجاری انجام گرفت. سپس نمونه برداری میزان نفوذ در شش نقطه و با سه بار تکرار در سازند گچساران و هفت نقطه و با سه بار تکرار در سازند آغاجاری در شدت های مختلف بارش 0/75، 1 و 1/25 میلیمتر بر دقیقه در سه کاربری مرتع، منطقه ی مسکونی و اراضی کشاورزی با استفاده از دستگاه باران ساز کامفورست انجام شد. به منظور بررسی عوامل موثر بر نفوذپذیری، نمونه برداری از خاک در لایه ی 20-0 سانتی متری نیز به همان تعداد برداشت نفوذ صورت گرفت. مهمترین عوامل موثر بر میزان نفوذ به کمک وایازی چند متغیره شناسایی شدند. نتایج نشان داد که میزان نفوذ در کاربری های مختلف دو سازند در شدت های مختلف، دارای اختلاف معنی داری با هم هستند. مدل های وایازی به دست آمده نشان دادند که در هر دو سازند مقادیر آهک، سیلت، ماسه خیلی ریز، شوری، اسیدیته خاک و ماده آلی بیشترین نقش مثبت را در میزان نفوذپذیری داشته اند و در مجموع در هر دو سازند مقدار آهک خاک بیشترین نقش مثبت را در میزان نفوذپذیری داشت.
کلیدواژگان: باران ساز، سازند آغاجاری، سازند گچساران، کاربری اراضی، نفوذپذیری
-
Pages 2-19Water is a key element of land use planning and sustainable development, and recognizing and analyzing of water resources capacity is a prerequisite for land use planning. By analyzing the daily stream flow data collected at the hydrometric stations, 43 stations with the common period between 1976 and 2011 in the Province of Kerman were selected. The most important components of the surface water resources including base flow, flow duration curve (FDC) indices, flood discharges, runoff threshold, flood intensity, potential snowfall elevation, and the rainfall components were analysed. The average base flow index in the catchments of the province was 0.61. About 78% of the catchments had a base flow index of more than 0.50. The mean coefficient of variation of the FDC indices was 0.11. Changes in the snow line potential in every catchment of the region followed the same trend. The runoff threshold range was 0 to 25 millimeters and a class of 0 to 5 with 44.9% of the surface coverage was the most frequent, covering the north and northeast of the province. More than 50% of the province land is in the low flood intensity. About 50% of the catchments had more than 50 rainy days and 45% of the catchments were in the range of 200-300 millimetres of average annual precipitation. Results of the sustainable water access indices including base flow index, coefficient of variation of FDC indices and snow line potential showed proper capability of watersheds of the Province of Kerman to optimize the water-related projects and control the overexploitation of the groundwater resources in the arid regions.Keywords: Base Flow Index, Catchment, Flood frequency, Flow Duration Curve, Runoff threshold, water resources planning
-
Pages 20-30Landslide is one of the most destructive types of erosion of slopes, causing substantial financial losses. Identification of causative factors in the landslide occurrence and providing a zoning map of the susceptible areas is one of the basic tools for minimizing the possible damages. In this research, the landslide susceptibility map in the Neyshabur Watershed was prepared using three algorithm including, Support Vector Machine, Maximum Entropy, and Random Forest Algorithm. A map of landslide distribution was prepared along with 12 thematic layers including slope, aspect, plan curvature, profile curvature, elevation, land use, geology, distance from the road, distance from the rivers, distance from the fault, topographic wetness index, and drainage density in the GIS environment. The landslide susceptibility map of the studied area was prepared using three methods of random forest algorithm, maximum entropy, and support vector machine algorithm, and using Receiver Operating Characteristics and 30% of unused landslide points in the modeling process. The results of an assessment of the models indicated that the accuracy of the estimated maps prepared by the Support Vector Machine, Maximum Entropy, and Random Forest Algorithm were 86, 75, and 82 percent, respectively. Therefore, it can be stated that the presented maps can play an important role in identifying the slide-prone areas as well as in the implementation of development plans, especially road construction in the studied area. Given the potential of tourism in the catchment area, it is necessary to pay attention to the landslide potential in the catchment.Keywords: Landslide susceptibility, zoning, random forest, Support Vector Machine, receiver operating characteristics curve
-
Pages 31-51The present study was conducted to predict land use change and its impact on runoff of the Bidgol Watershed in the Fars province in 2032. The SWAT hydrological model was first calibrated using the hydrometeorological collected data during the 2004 to 2013 period based on the SUFI-2 algorithm and validated using the 2014 to 2018 data. The values of the statistical parameters of the Nash – Sutcliffe model efficiency coefficient (NS), coefficient of determination (R2), deflection amplification factor (P-factor) and the response modification factor (R-factor) at the calibration stage were 0.74, 0.77, 0.8, 0.83, respectively while for the validation stage, the obtained values were 0.68, 0.66, 0.72 and 1.3, respectively. Then Landsat satellite images of 2004 and 2018 were used and following the necessary steps, the images were classified into six main land use classes. Using the Markov Chain method and Cellular Automata based on the land use maps of 2004 and 2018, the land use forecasting map of 2032 was prepared. The land use maps were imported into the SWAT calibrated model and the impact of land use change from 2018 to 2032 on the basin runoff was predicted. The results showed that the highest change of land use will be related to the conversion of rangelands into agricultural land, and the highest percentage of change will be related to the residential land use. In response to these changes, the annual average runoff value of 2032 represents a 19% decrease as compared to that of 2018.Keywords: Bidgol watershed, land use, Markov Chain, SWAT model
-
Pages 52-65Fires cause physical, chemical and biological changes in the soil such as porosity, specific gravity, infiltration rate, runoff, erosion, pH and nutrient cycling. The Eijkelkamp rainfall simulator and 0.09 m2 plots were used to investigate the temporal variations of runoff, erosion, suspended load concentration and the amount of total nitrogen, total phosphorus, and extractable soil potassium, and finally, how the burned areas in the Zarivar Lake Watershed returned to the previous conditions from 2014 to 2017 were analyzed. Results at the 95% confidence level showed a two-fold increase in the runoff in the short term, and a decreasing trend in the long term. The suspended load removed from the plots increased threefold in the short term. The fire also significantly increased total nitrogen, total phosphorus, and extractable potassium in the first year by 70, 286 and 48%, respectively. But in the long term, only the extractable potassium returned to the normal condition. Therefore, it was found that, after four years of fire in the oak forests of the Zaribar Lake Watershed, except for the suspended load concentration and extractable potassium, the other variables did not return to the normal conditions.Keywords: extractable potassium, Marivan, nitrogen, oak forest, Phosphorus
-
Pages 66-81Climate change is among the most important challenges affecting the natural ecosystems and various aspects of the human life. The global warming imposes serious impacts on the hydrology and water cycle in the nature, and quantitative evaluation of such impacts provides further preparedness for confronting their anticipated consequences. The so-called statistical downscaling model (SDSM) was used to forecast the trends of precipitation and temperature during the 2006 – 2100 period based on the CanESM2 large ensembles. The impact of climate change on hydrologic conditions on the Kan Watershed was evaluated using the SWAT and ANN models. The results indicated that an increase in precipitation and temperature are probable in the forecasted future period (2006 – 2100). In general, it can be stipulated that the temperature will rise by 0.8 – 5.6℃ and the precipitation will increase by 4 – 55%. Given its structure, the ANN exhibited a superior performance over the SWAT. The results of the runoff studies indicated that for the forecasted future period (2006 – 2100), the ANN model predicts 2% and 4% decrease under the RCP2.6 and RCP8.5 scenarios, respectively, and a 25% increase under the RCP4.5 scenario. However, the SWAT model forecasted 42%, 43%, and 49% increase under the RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 scenarios, respectively. A 49% increase in the runoff to 200 m3/s will not only add to the suspended sediment load of the Kan River, but also will bury the Emamzadeh Davood, Rendan, Kiga, Sangan, Suleghan, and Keshar villages under sediment, but also will cause extensive financial and life damages.Keywords: Artificial Neural Network, precipitation- runoff simulation, RCP scenario, SDSM statistical model, SWAT hydrological model
-
Pages 82-93Dependence of agriculture on groundwater in the Sarvestan Plain has necessitated the implementation of appropriate policies for sustainable utilization of this resource. An assessment of the quantity and quality of groundwater in the plain, and evaluating the effect of overdraft on them, is of paramount importance. The purpose of this research was to investigate the long-term impact of groundwater overdraft in the Sarvestan Plain on its quantity and quality. Water-level and salinity data collected from 24 observation wells from 1991 to 2016, and from 24 operational wells from 1998 to 2015 were analyzed. Results indicated that water-level in the long-term has dropped 47 cm/yr, which is slightly faster than the water-level trend in the last five years (39 cm/yr) indicating a lower rate of water-level drop in the recent years. Forecasting water-level in 2030, based on the last five years' trend, indicated that the drop in water-level will be very high in areas such as Kohenjan, Dehnow and north of the city of Sarvestan, reaching a depth of more than 80 meters. Results also indicated that the salinity has increased by an average rate of 100 microsiemens per centimeter per year. Furthermore, the average water-level and salinity trends in the plain indicated that water salinity has increased with an increase in depth to groundwater; however, this has not been the case everywhere in the plain.Keywords: Aquifer, trend analysis, water level drop, Water salinity
-
Pages 97-105
Infiltration is the most important process in soil hydrology. As the early Miocene Gachsaran Formation (GF), and the late Miocene to Pliocene Aghajari Formation (AJF) cover a substantial area in western and southwestern Iran, it is very desirable to investigate the effective factors that determine their infiltrability, particularly in different land uses. Therefore, two sub water-sheds of the Margha (AJF, 1609 ha) and the Gach Mountain (GF, 1202) in the vicinity of the City of Izeh, were selected. Infiltration rate (IR) was measured in seven plots on the AJF and in six plots on the GF, both with three replication (rangeland, farm field, residential areas). A comforts’ (?) rainfall simulator, which delivered the intensities of 0.75, 1.00 and 1.25 mm per minute was used on both formation. The 0-20 cm of soil was sampled at each plot on which the IR had been determined. Percentage of the very fine sand, sand, clay, silt, pH, EC, soil moisture, %CaCo3 and %OM were determined using common laboratory procedures.A multivariate regression was performed to identify the characteristics which affect the determined IR. It was observed that silt, very fine sand, EC, pH, %OM and %CaCo3 demonstrated the most important roles in the runoff production. However, the CaCo3 content of each formation had the highest positive role in the IR.
Keywords: Aghajari formation, Gachsaran formation, infiltration, land use, Rain simulator
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.