فهرست مطالب
مجله ترویج و توسعه آبخیزداری
پیاپی 30 (پاییز 1399)
- تاریخ انتشار: 1399/07/19
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 1-9
برآورد رواناب حاصل از بارش های جوی و درک کمی فرآیندهای مختلف تولید آن به عنوان یکی از مباحث مهم و بنیادی در دانش هیدرولوژی به شمار می رود. از آن جا که عوامل متعددی روی رواناب در حوزه آبخیز آن تاثیرگذار گذاشته، تخمین آن مساله پیچیده ای است. لذا برآورد آن اساس بسیاری از پژوهش ها، مطالعات و طرح های مختلف توسعه، بهره برداری از منابع آب و سازه های آبی را تشکیل می دهد. با توجه به موارد ذکر شده از داده های بارش و دبی حوزه آبخیز بار-اریه نیشابور واقع در استان خراسان رضوی به منظور بررسی تغییرات زمانی از روش شماره منحنی استخراج شده از سرویس حفاظت خاک آمریکا استفاده شد. بدین منظور از دادههای بارش و دبی ایستگاه بار- اریه در یک بازه زمانی 56 سال و در مقیاس روزانه رواناب و مقدار شماره منحنی در سه حالت رطوبت پیشین در حالت کم، متوسط و زیاد خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیش ترین و کم ترین مقدار متوسط شماره منحنی برای ماه های فروردین و بهمن برابر با 93 و 76 درصد به دست آمد. همچنین بیش ترین و کم ترین میزان متوسط رواناب مربوط به ماه فروردین و شهریور با مقدار عددی 12/45 و 0/12 میلیمتر در دوره آماری مورد بررسی محاسبه شد. علاوه بر این که حداکثر، حداقل و میانگین مقدار شماره منحنی در تابستان و پاییز برابر با 93، 91 و 92 و 85، 81 و83 درصد و در بهار و زمستان برابر با 81 و 79 و 80 و 78، 76 و 77 درصد در حوضه مورد بررسی به دست آمد. باتوجه به تغییرات زمانی و مکانی شماره منحنی و اهمیت این شاخص با توجه به اطلاعاتی که در مورد تبدیل بارش به رواناب ارایه می دهد، توجه مسوولین، سیاست گذاران و دست اندرکاران در راستای مدیریت منابع آب، توسعه پایدار و در نهایت توجه به بهبود زندگی ساکنین حوزه آبخیز را می طلبد.
کلیدواژگان: بارش-رواناب، تغییرات زمانی شماره منحنی، حوزه آبخیز بار-اریه -
صفحات 10-18
رودخانهها سیستمهای اکوهیدرولوژیک پویایی هستند که نقش مهمی در کشاورزی، صنعت، گردشگری و پایداری محیطزیست دارند. با این وجود، منابع آب و دبی جریان آن ها متاثر از تغییر کاربری اراضی، فاضلاب های خانگی و صنعتی، پسماندهای کشاورزی، سدسازی های بیرویه و خشکسالی دستخوش تغییر و آلودگی است. هدف از انجام این پژوهش بررسی میدانی تغییرکاربری حوضه بالادست و تخریب پوشش گیاهی حاشیه رودخانه و عوامل موثر بر آن بود که در هفت بازه مختلف رودخانه دینور در استان کرمانشاه (سرشاخه ای از بالادست کرخه) طی سال های 97-1395 انجام یافت. نتایج این تحقیق نشان داد که به دلیل نهشته های حاوی سیلت و رس کواترنر در چهار بازه دشتی، رودخانه حالت میاندری و شریانی داشته که در نتیجه برداشت نامناسب شن و ماسه و تغییر کاربری و حذف پوشش دایمی، به ویژه بیشه و چمنزارها و جایگزینی آنها با گز رودخانه ای به همراه تشدید فرسایش شده است. همچنین در این بازه ها رودخانه توسط رهاسازی انواع زباله و پسماندهای پلاستیکی و فضولات دامی و کشاورزی آلوده می گردد. در سرشاخه رودخانه برداشت شدید خاک برای فعالیت های عمرانی و راهسازی به همراه شخم بیرویه منشاء رسوبات ریزدانه است که در حین بارش توسط رواناب سریعا وارد سیستم رودخانه شده و گل آلودگی آب را سبب می گردد. بهطورکلی مورفولوژی رودخانه دینور در حال تغییر است و منابع آب آن نیز دستخوش تغییرات و آلودگی جبران ناپذیر ناشی از تغییر کاربری، شخم نامناسب، فعالیت های بیرویه عمرانی، گردشگری محلی و ریختن انواع زباله در حریم رودخانه است که با روندی شتابدار ادامه دارد
کلیدواژگان: بازه های رودخانه، تغییر کاربری، سد جامیشان، گز رودخانه ای، شخم موازی شیب -
صفحات 19-26
بهدلیل چالشهای لجستیکی بارانسازهای بزرگمقیاس، در اغلب مطالعاتی که تاکنون صورت پذیرفته از بارانسازهای کوچک مقیاس با ارتفاع نازل کمتر از 3 متر و سطح کرت کمتر از 5 مترمربع بهره گرفته شده است. اجرای این قبیل مطالعات کوچک مقیاس برای بررسی مقدار فرسایشپذیری خاک، نفوذ خاک، تاثیر پوشش گیاهان علفی و بوتهای بر فرسایش آبی و رواناب بسیار ارزشمند میباشد، اما برای درک بهتر و عمیقتر فرایند چرخه آب و اثرات متقابلی که در مقیاس بزرگتر حادث میشود نیاز به بارانسازهای بزرگتر را توجیه میکند. بارانساز باید طوری طراحی شود که بتواند باران را از ارتفاع بالای تاج پوشش شبیهسازی نماید، در این حالت قطرات باران نیز میتوانند به سرعت نهایی خود برسند. بدینمنظور یک دکل حداقل 15 متری لنگربندی (برای برپا نگه داشتن دکل بارانساز از کابلهای مهار استفاده میشود که به این کار لنگربندی گفته می شود) شده که امکان نصب چند نازل در راس آن وجود داشته باشد نیاز است. مهمترین جز هر بارانساز نوع نازلی است که به کار میرود. معمولترین نوع نازل، نازل صفحهای چرخنده با زوایه دوران 360 درجه در دو الگوی نصب خطی و H میباشد که در راس دکل نصب میشود. نازلها از طریق یک لوله پلاستیکی بهصورت عمودی به مخزن آب و موتور پمپ متصل میشوند. پس از راهاندازی سامانه و واسنجی بارانساز، از یک مخزن جمع آوری کننده بادبزنی به شعاع پنج متر (حدود 80 مترمربع) از جنس نایلون ضخیم، میلههای نازک و بست برای جمعآوری ساقاب و تاجبارش استفاده میشود. در رابطه با فرسایش آبی خاک، مهمترین مرحله ای که در آن هدررفت خاک حادث میشود، مرحله شیاری شدن است. در باران سازهای کوچکمقیاس، ابعاد کم کرت ها مجال فرسایش شیاری را به رواناب نمی دهد و لذا نمی توان درک درستی از فرسایش پذیری خاک داشت.
کلیدواژگان: شبیه سازی باران، نازل، لنگربندی، فرسایش آبی، تاج بارش -
صفحات 27-34
کاهش و یا مهار هدررفت خاک اهمیت زیادی در حفاظت از منابع آب و خاک دارد. بر همین اساس، روش های مختلفی برای مهار هدررفت خاک به کار برده می شود. بررسی ها نشان داده است که کاربرد خاک پوش های آلی و شیمیایی از روش های موجود و مفید جهت حفاظت آب و خاک می باشد. از این رو در پژوهش حاضر به ارزیابی اثرات بقایای لوبیاروغنی (به عنوان یک خاک پوش آلی) با سطح های 25، 50 و 75 درصد و پلی وینیل استات (به عنوان یک خاک پوش شیمیایی) با سطح سه درصد بر مولفه های هدررفت خاک و غلظت رسوب پرداخته شد. آزمایش ها در شرایط آزمایشگاهی و تحت شبیه ساز باران با شدت 80 میلی متر بر ساعت در مدت زمان 10 دقیقه انجام شد. نتایج تحلیل آماری با روش GLM نشان داد که اثرات تیمارهای مورد استفاده بر تغییرات غلظت رسوب معنی دار نبود. هم چنین نتایج نشان داد که درصد حفاظتی بقایای لوبیاروغنی بر هدررفت خاک از 30/37 تا 60/99 درصد و غلظت رسوب نیز از 12/87 تا23/11 درصد متغیر بود. اثر پلی وینیل استات در سطح سه درصد بر کاهش هدررفت خاک و غلظت رسوب به ترتیب 56/02 و 16/14درصد اندازه گیری شد. در نهایت کاربرد پلی وینیل استات و بقایای لوبیاروغنی در سطوح استفاده شده با توجه به این که اثرات سوء محیط زیستی ندارند، میتوانند در جهت کاهش هدررفت خاک پیشنهاد شوند.
کلیدواژگان: بقایای لوبیاروغنی، خاک پوش غیرآلی خاک، رسوب، شبیه ساز باران، هدررفت خاک -
صفحات 35-43
احداث سدهای زیرزمینی یکی از راهکارهای مفید و موثر در تامین آب در مقیاس کوچک و بهبود ذخیره آب زیرزمینی است. این سازهها در اقلیم خشک و نیمهخشک برای تامین آب و مقابله با کم آبی و خشکسالی در بسیاری از درهها و رودهای فصلی با هزینه کم قابلاجرا هستند. احداث این سدها میتواند به بهبود وضعیت آبخوانها و حفظ محیطزیست منجر گردد. در این پژوهش روشهای احداث سد زیرزمینی بهعنوان طرح بهینه آبخیزداری مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور از مطالعات دفتری و اطلاعات موجود استفاده شده است. بررسی محققان در مناطق مختلف حاکی از این واقعیت است که ذخایر آب زیرزمینی با بحرانی جدی در ارتباط با منابع آب روبرو شده است. از این رو اتخاذ روشهای اصولی و سیاستهای صحیح در زمینه حفاظت و بهرهبرداری از منابع آب و مدیریت این منابع امری اجتنابناپذیر خواهد بود. احداث سدهای زیرزمینی در ایران موضوعی نسبتا جدید است که میتواند در اقدامات آبخیزداری مورد استفاده قرار گیرد. اجرای این سازهها میتواند باعث جلوگیری از خروج جریان زیرسطحی از حوضههای آبخیز گردد.
کلیدواژگان: سد زیرزمینی، آبخیزداری، آبخوان، کم آبی، جریان زیرسطحی -
صفحات 44-56
بارش یک متغیر هواشناسی است که بهطور عمده در مقیاسهای روزانه،فصلی، ماهانه و سالانه مورد مطالعه قرار میگیرد و درک تغییرات بارش در بازههای زمانی مختلف و همبستگی آنها برای ارزیابی خطر سیلاب و استفاده از منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار است. درصد بالای تمرکزکل بارش سالانه، در چند روز بسیار بارانی میتواند خطر بروز سیل و فرسایش خاک را افزایش دهد. لذا در این پژوهش الگوی مکانی تمرکز بارش، با استفاده از شاخص تمرکز بارندگی روزانه CI و شاخص تمرکز بارندگی ماهانه PCI در مقیاس سالانه و فصلی در 26 ایستگاه بارانسنجی استان آذربایجان غربی در مدت 41 سال (1397-1356) ارزیابی شد. سپس نقشه پهنهبندی تمرکز بارندگی در مقیاسهای سالانه و فصلی با استفاده از روش کوکریجینگ معمولی با متغیر کمکی ارتفاع تهیه شد. نتایج پهنهبندی تمرکز بارندگی نشان داد که بر اساس شاخص CIدر مقیاس سالانه ایستگاه آلاسقل در جنوب شرقی استان و ایستگاههای بدوی، سیاهچشمه و رازی در غرب استان دارای تمرکز بارندگی یکنواخت بوده، اما بر اساس شاخص PCIقسمتهای شمال و شمالغرب استان دارای توزیع یکنواختتری از بارندگی ماهانه نسبت به سایر مناطق مورد مطالعه در استان آذربایجان غربی بوده است. شاخصهای تمرکز بارندگی در سایر ایستگاهها دارای مقادیر نسبتا نزدیکی بوده و تفاوت زیادی نداشته که نشان از همبستگی مثبت بین دو شاخص است، که شاخص CIمتناسب با PCIبوده است همچنین نتایج نشان داد که تغییرات سالانه مقادیرCI با درصد بارشهای سالانه که طی 15درصد از روزهای بارانی رخ میدهد بیشترین ارتباط را دارد. بنابراین، ناهمگنی روزانه بارندگی در طول یکسال با بهترین میزان درصد بارندگیهای 15درصد از روزهای بارانی در منطقه مورد مطالعه دارای ارتباط است و فصلی بودن توزیع بارندگی در طول یکسال را میتوان با ناهمگنی بارندگی روزانه توجیه کرد.
کلیدواژگان: بارش، شاخص تمرکز بارندگی، منحنی لورنز، استان آذربایجان غربی -
صفحه 57
در سالهای اخیر روند رو به رشد جمعیت و بهرهبرداری بیش از حد از سفرههای آب زیرزمینی و به دنبال آن رخداد رویدادهای حدی از جمله خشکسالی خسارتهای جبران ناپذیری را به زیرساختهای اجتماعی-اقتصادی کشور وارد میکند. بدینمنظور هدف مقاله پیشرو تاثیرپذیری سطح آب زیرزمینی از نوسانات بارش در دشت رفسنجان در سالهای 1371 تا 1395 می باشد. دوره های خشکسالی بر اساس نمایه خشکسالی هواشناسی (SPI) و آب زیرزمینی (GRI) در سه مقیاس زمانی (12، 24 و 48 ماه) و همبستگی و روند به ترتیب با استفاده ازضریب پیرسون و آزمون من-کندال تعیین گردید. نتایج بررسی خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی حاکی از آن است که بیشترین کلاس خشکسالی در این دو نمایه در کلاس نسبتا نرمال بهترتیب در مقیاس 12، 24 و 48 ماهه به میزان 33/56، 41/87 و 49/01 برای نمایه SPI و 29/75، 29/96 و 29/64 برای نمایه GRI رخ داده است بررسی اثرات خشکسالی هواشناسی بر روی تغییرات سفره های آب زیرزمینی بیانگر آن بوده است که خشکسالی در بازه 48 ماهه بیشترین همبستگی را با نمایه GRI به میزان 0/414 را نشان داد به گونه ای که این مقیاس از سال 1382 بیشترین انطباق را با تغییرات افت آبخوان از خود نشان داده است و پس از آن بیشترین همبستگی در مقیاس 24 ماه به میزان 0/256 را از خود به نمایش گذاشته است مقادیر نسبتا بالای ضرایب همبستگی بین نمایههای SPI و GRI نشان میدهد که سطح آب های زیرزمینی تحت تاثیر تغییرات بارندگی قرار دارند. همچنین نتایج نشان داد که روند افت آب زیرزمینی دشت رفسنجان در سطح 99 درصد معنی دار بوده است و تمامی آمارههای آزمون من-کندال بیانگر آن هستند که تغییرات سطح آبخوان این مناطق روند نزولی و منفی داشته به گونه ای که سطح آب زیرزمینی این دشت در طی 25 ساله به میزان 20/75 متر افت داشته است.
کلیدواژگان: خشکسالی، دشت رفسنجان، نمایه SPI، نمایه GRI، همبستگی
-
Pages 1-9
Estimating runoff from atmospheric precipitation and its quantitative understanding of various production processes is considered as one of the important issues in hydrology knowledge. Since runoff in the watershed, due to several factors influencing it, is a complex issue, therefore, it is estimated that many researches, studies and various plans for development, use of water resources and hydrostructure. According to the above mentioned it was used, rain and discharge daily data of the Bar-Ariyeh area of Razavi Korasan province were used to estimate runoff from the extracted number curve method from the Natural Soil Conservation Service (SCS-CN). For this purpose, rainfall and discharge data of Bar and Ariyeh stations during the period of 56 years and in the daily scale, the value of the curve number in the three conditions of previous moisture in low, medium and high antecedent moisture conditions of soil was evaluated. The results showed that the maximum, minimum and average values of the curve number in summer and autumn were 93, 91, 92 and 85, 81, 83 percent, and in the spring and summer were 81, 79, 80 and 78, 76 and 77 percent in The domain was studied. The highest and lowest monthly average number of curve number for April and January were 93 and 76 respectively. In addition, the maximum and minimum amount of runoff was calculated for April and September with a numerical value of 12.45 and 1.29 mm in the statistical period.
Keywords: Bar- Ariyeh watershed, Curve number, Rainfall-Runoff, Temporal variation -
Pages 10-18
Rivers are eco-hydrological dynamic systems contribute to agriculture, industry and tourism activities as well as environmental sustainable. However, rivers and their flow are impacted and contaminated through landuse change, urban sludge, agricultural waste, reservoir dam building and drought impacts. The objective of this research was to assess factors affecting the catchment landuse change and riverside plant removal seven different reaches of Dinavar river (upper sub-catchment of Karkheh basin), Kermanshah province, Iran during 2016-18. The results explored that due to dominant clay and silt deposits of Quaternary in the plain areas, meander and riparian are the dominant morphology in four reaches improper sand and gravel harvesting and converting river bank and its groves (willow and spruce) to arable lands cause development of Tamarix. Sp and some unpalatable plant species in the river bed and furthermore river bank erosion. In these reaches, the river is contaminated by disposal of rubbish, plastic, animal manure and agricultural waste. In upper River branched, severe soil disturbance through improper civil activities, road construction and up-down the slope tillage practice attributed in considerable siltation phenomenon which quickly delivered to river system by runoff during rainfall occurrence. The upper reach (upper Jamishan Dam that was built in 2018) urban and industrial wastes are main river water pollutant sources. It is concluded that the Dinavar river morphology is changed and its water also is contaminated through improper tillage practice (up to down slope), landuse change, improper civil activities, local tourism as well as waste, and rabbles disposal that are being accelerated.
Keywords: Improper tillage, Jamishan dam, Landuse change, River reach, Tamarix arceuthoides -
Pages 19-26
Due to the logistical challenges of large-scale rainfall simulator, most studies to date have used small scale rainfall simulator with a nozzle height of less than 3 m and a plot area of less than 5 m 2. Performing such small-scale studies is valuable for investigating the rate of soil erodibility, soil infiltration, the impact of herbaceous and shrub cover on water erosion and runoff. But there is a need for larger rainfall simulator to better understand and deepen the water cycle process and the interactions that occur on a larger scale. The rainfall simulator should be designed to simulate rain from top of canopy. In this case, raindrops can reach their final speed. For this purpose, a 15-meter anchored tower (controlling tower by several cable is called anchoring) with multiple nozzles is need. The most important component of any rainfall simulator is the type of nozzle used. The most common type of nozzle is a rotating plate nozzle with a 360 ° rotation angle in two linear mounting patterns and H mounted on top of the mast. The nozzles are connected vertically to a water tank and pump motor via a plastic pipe. After setting up the system and calibrating the rainwater, a windmill collector with a radius of 5 meters (about 80 m 2) of thick nylon, thin rods and zippers is used to collect throughfall, interception, and stemflow. In water erosion of soil, the most important stage that the soil is washed is rutting stage. In small-scale rainfall simulator, the low dimensions of plots causes runoff doesn’t have enough time to rut the soil, so in this condition true knowledge about soil erodibility cannot be achieved.
Keywords: Rainfall simulator, Nozzle, Anchoring, Water erosion, Interception -
Pages 27-34
The reduction and or control of soil erosion has the very important in the conservation of soil and water resources. Accordingly, various methods is being used for control of soil erosion. Studies have shown that the application of organic and chemical mulches is the available and useful methods for soil and water conservation. Therefore, in the present study was conducted the effects evaluation of bean straw mulch (as an organic mulch) with levels of 25, 50 and 75 percent, polyvinyl acetate (as a chemical mulch) with level of 3 perecnt on parameters of soil erosion and sediment concentration. The experiments were conducted in laboratory conditions and under rainfall simulator with rainfall intensity of 80 mm h-1 in duration of 10 min. The results of statistical analysis with GLM method showed that the treatments effects of used mulches were not siginificant on changes of soil erosion and sediment concentration. Also, the results showed that the concentration present of bean straw mulch was variable on soil erosion from 30.37 to 60.99 percent and sediment concentration from 12.87 to 23.11 percent. The polyvinyl acetate effect in level of 3 percent on reduction of soil erosion and sediment concentration measured 56.02 and 16.14 percent, respectively. Finaly, Application of polyvinyl acetate and bean residues in used levels, given that, these have not the effects of adverse environmental, and these can be suggested to reducing the soil erosion.
Keywords: Bean residual, Inorganic soil mulch, Sediment, Soil loss, Rainfall simulator -
Pages 35-43
Building underground dams is one of the most effective and effective ways to provide small-scale water supply and improve groundwater storage. These structures can be used in arid and semi-arid climates to provide water and cope with dehydration and drought in many valleys and seasonal rivers at low cost. The construction of these dams can lead to improved aquifer status and environmental protection. In this research, the methods of underground dam construction as an optimal watershed design have been studied. Office studies and existing information have been used for this purpose. Investigations by researchers in various areas indicate that groundwater reserves have faced a serious crisis with water resources. Therefore, it is inevitable to adopt sound methods and policies for the conservation and management of water resources. Implementation of underground dams in Iran is a relatively new topic that can be used in watershed management activities. Implementation of these structures can prevent subsurface flow from catchments.
Keywords: Underground dam, Watershed management, Aquifer, Dehydration, Subsurface flow -
Pages 44-56
Rainfall as a meteorological variable is studied in daily, quarterly, monthly and annual time scale, therefore understanding the changes in rainfall over different time periods is important to assess the risk of flooding and water resources managemnet. Occurance of a high percentage of rainfall in a short rainy day can increase the risk of flooding and soil erosion. Therefore, in this study, the spatial pattern of rainfall concentration was evaluated using daily rainfall concentration index (CI) and monthly rainfall concentration index (PCI) on an annual and seasonal scale in 26 rainfall stations of West Azerbaijan province for 41 years (1397-1356). Then, the zoning map of the concentration index on annual and seasonal scales were prepared using the Co-Kriging method and elevation data. According to the annual CI index, Alasgal station in the southeast of the province and primitive stations, Siah Cheshmeh and Razi in the west of the province had a uniform rainfall concentration, but according to PCI index, the northern and northwestern parts of West Azerbaijan province have more uniform distribution of monthly rainfall than the other study areas. The CIs at other stations had relatively similar values and did not differ much, indicating a positive correlation between the CI and PCI. The results also showed that annual changes in CI values are most associated with the percentage of annual rainfall that occurs during 15% of rainy days. Therefore, the daily heterogeneity of rainfall during a year is related to the best percentage of rainfall of 15% of rainy days in the study area, and the seasonal distribution of rainfall over a year can be justified to some extent by the heterogeneity of daily rainfall.
Keywords: Rainfall, Rainfall concentration index, Lorenz curve, West azerbaijan province -
Page 57
In recent years, the growing trend of population and overuse of groundwater aquifers and subsequent events such as droughts are causing irreparable damage to the country's socio-economic infrastructure. Therefore, the purpose of this article is to investigate the impact of groundwater level on rainfall fluctuations in Rafsanjan plain from 1992 to 2016. Drought periods were determined based on meteorological drought index (SPI) and groundwater (GRI) at three time scales (12, 24 and 48 months) and correlation and trend were determined using Pearson correlation and Mann-Kendall test, respectively. The results of meteorological and groundwater drought analysis showed that the highest drought classes in these two indices in the relatively normal class were 12, 24 and 48 months at 33.56, 41. 87 and 49.01 for SPI and 29.75, 29.96 and 29.64 for the index, respectively. GRI occurred The study of the effects of meteorological drought on the changes in groundwater aquifers indicated that the drought showed the highest correlation with the GRI index of 0.414 in the 48 month period, so that this scale is the most consistent since 2003. With the aquifer drop variations, and then showed the highest correlation on a 24 month scale of 0.256. The bottom is relatively high doses correlation between SPI and GRI indicators show that groundwater levels are influenced by significant changes. The results also showed that the Rafsanjan plain groundwater loss trend was significant at 99% level and all Mann-Kendall test statistics indicated that the aquifer level changes in these areas had a negative and negative trend such that the groundwater level during this plain The 25 year old dropped 20.75 meters.
Keywords: Drought, Rafsanjan plain, SPI Index, GRI Index, Correlation