فهرست مطالب

مجله تحقیقات منابع آب ایران
سال شانزدهم شماره 3 (پیاپی 54، پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/11/01
  • تعداد عناوین: 27
|
  • معصومه السادات هاشمی، حامد مازندرانی زاده*، پیمان دانش کار آراسته، مهدی ضرغامی صفحات 1-17

    بحران آب ناشی از رشد سریع جمعیت، توسعه اقتصادی نامتوازن، تغییر اقلیم و همچنین مدیریت ناکارآمد منابع آب مهم ترین تهدید در قرن حاضر شناخته شده است. منابع آب زیرزمینی به عنوان یکی از مهم ترین منابع آب در دسترس، در سال های اخیر با چالش های زیادی مواجه شده است، به گونه ای که از 609 دشت کشور، 404 دشت به عنوان دشت ممنوعه اعلام شده است. بخش کشاورزی به عنوان مهم ترین مصرف کننده منابع آب دشت ها، نقش زیادی در شکل گیری این بحران داشته است. در این تحقیق نقش محصولات زراعی غیر استراتژیک مختلف در افت سطح آبخوان و همچنین بر درآمد کشاورزان در دراز مدت با استفاده از مدل سیستم دینامیک بررسی شده است. آبخوان دشت قزوین که از سال 1342 به عنوان دشت ممنوعه اعلام شده است به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد. بدین منظور بعد از جمع آوری سری زمانی داده ها و رفع نقایص آن، مدل شبیه سازی 15 ساله علت و معلولی با استفاده از نرم‏افزار Vensim PLE توسعه یافت و با استفاده از الگوریتم ژنتیک کالیبره گردید. نتایج نشان داد آب انتقالی از سد طالقان به دشت قزوین باعث کاهش مقدار افت سطح آبخوان در طول 15 سال به اندازه 10 متر شده است. حساسیت سطح ایستابی و درآمد خالص کشاورزان به تغییرات سطح زیر کشت 17 محصول در دشت قزوین بررسی گردید و نتایج نشان داد درآمد کشاورزان بیشترین حساسیت را به کشت انگور با ردپای بالای اقتصادی دارد و از طرف دیگر سطح ایستابی نیز بیشترین حساسیت را به کشت محصول گندم دارد. در ادامه اثرات حذف برخی محصولات زارعی با نیاز آبی بالا و غیراستراتژیک از الگوی کشت بر درآمد کشاورزان و سطح ایستابی ارزیابی گردید. نتایج نشان می دهد سناریو عدم کشت محصولات زراعی غیراستراتژیک به عنوان سناریوی تعادلی توسط هر چهار روش حل اختلاف در حالت متقارن انتخاب گردید.

    کلیدواژگان: افت سطح ایستابی، درآمد کشاورزان، آبخان دشت قزوین، سیستم دینامیکی
  • مهسا شیخ کاظمی، محمدابراهیم بنی حبیب*، جابر سلطانی، عباس روزبهانی، میترا تنهاپور صفحات 18-30

    پیش بینی سیلاب واریزه ای جهت کاهش خسارات ناشی از آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف این تحقیق پیش بینی غلظت رسوبات سیلاب (واریزه ای و معمولی) توسط مدل های شبکه بیزین و شبکه عصبی در حوضه های امامه، ناورود و کسیلیان است که به ترتیب در استان های تهران، گیلان و مازندران واقع شده اند. بدین منظور، متوسط ارتفاع، شیب حوضه، مساحت حوضه، بارش فعلی، بارش پیشین (به مدت 3 روز قبل) و دبی 1 روز قبل به عنوان متغیرهای ورودی انتخاب شدند. سپس برای تعیین موثرترین عوامل بر غلظت رسوبات سیلاب، 32 سناریو ارزیابی شد. برای سناریو حاصل از کلیه عوامل منتخب، شاخص های R2</sup> و MAPE در مرحله آزمون، به ترتیب 97/0 و %55/8 برآورد گردید. ارزیابی اثر متغیرهای مختلف نشان داد موثرترین عوامل بر دقت پیش بینی شبکه بیزین به ترتیب ارتفاع حوضه، بارش فعلی، دبی روز قبل، مساحت حوضه و بارش پیشین یک روز قبل می باشند. شاخص های R2</sup> و MAPE برای این سناریو 91/0 و %01/11 است که به دلیل داشتن کمترین تعداد عوامل ورودی و بالاترین دقت به عنوان بهترین سناریو انتخاب گردید. مقایسه عملکرد مدل بیزین با مدل شبکه عصبی نشان داد مدل شبکه بیزین دقت پیش بینی بالاتری دارد. موثرترین عوامل شناسایی شده می تواند برای پیش بینی سیلاب واریزه ای در حوضه های مشابه استفاده گردد.

    کلیدواژگان: سیلاب واریزه ای، غلظت رسوب، مدل شبکه بیزین، شبکه عصبی
  • حسین یوسفی، مونا جمال امیدی، علی مریدی * صفحات 31-46

    پایش کمی و کیفی آب های زیرزمینی قسمت جدانشدنی سیستم اطلاعات محیط زیستی است. روش های مختلفی برای طراحی شبکه پایش آب زیرزمینی وجود دارد. در تحقیق حاضر سعی بر این بود تا روشی نوین جهت طراحی منعطف شبکه پایش تدوین شود. منظور از منعطف این است که نتایج حاصل از این تحقیق به تصمیم گیرنده این امکان را می دهد تا با در نظر گرفتن سطح بودجه اختصاص یافته به طرح، تعداد محدودی از چاه های با اولویت بالا را انتخاب کند. همچنین این امکان وجود دارد تا این روش به راحتی برای چاه های در دست مطالعه یا احداث نیز استفاده گردد. همینطور در این روش طراحی منحصر به پایش فقط یک پارامتر (در تحقیق حاضر غلظت EC) نیست و به سادگی می توان یک یا چند پارامتر را جایگزین نمود. برای محاسبه آسیب پذیری آبخوان مدل DRASTIC استفاده شده است که از هفت لایه مربوط به آبخوان شامل عمق آب زیرزمینی، تغذیه خالص، مصالح تشکیل دهنده آبخوان، نوع خاک، توپوگرافی، ماهیت منطقه غیر اشباع و هدایت هیدرولیکی مصالح آبخوان تشکیل شده است. که وزن لایه های آن با استفاده از الگوریتم تکاملی تفاضلی (DE) به منظور یافتن بیشترین همبستگی بین نقاط آسیب پذیر و نقاطی که غلظت بالایی از هدایت الکتریکی دارند، بهینه شده اند. در نتیجه ی این بهینه سازی مقدار تغذیه آبخوان (نفوذ واقعی آب به آبخوان) بیشترین همبستگی را دارد که این موضوع با استفاده از مقایسه نقشه های تغذیه و هدایت الکتریکی صحت‏سنجی می گردد. سطح حوضه به سلول هایی با ابعاد 60 متر تقسیم شد. در استراتژی  اول سلول هایی که حداقل در 60 درصد حالات مقدار آسیب پذیری آن ها بیشتر از میانگین است و در استراتژی دوم سلول هایی که حداقل در 25 درصد حالات مقدار آسیب‏پذیری آن ها بیشتر از میانگین به علاوه انحراف معیار است، مشخص شده اند. با کمک مدل WhAEM2000 حریم حمایتی (10 ساله) چاه های آب شرب موجود محاسبه شد و در نهایت چاه های پایش به وسیله تعداد سلول های محصور در حریم هر چاه اولویت بندی شدند.

    کلیدواژگان: WhAEM2000، الگوریتم، DE DRASTIC، MODFLow
  • محمدرضا شکفته، محمدرضا جلیلی قاضی زاده *، جعفر یزدی صفحات 47-62

    یکی از مزیت های طراحی شبکه های توزیع آب به صورت نواحی مجزا، شناسایی نشت موجود در هر ناحیه با کنترل جریان ورودی و خروجی می باشد که البته این کار نیازمند مجزاسازی و نصب دبی سنج بین لوله های رابط هر ناحیه است. با توجه به اینکه اکثر شبکه های موجود به صورت سنتی و غیرمجزا گسترش یافته اند، تبدیل آنها به نواحی مجزا نیازمند هزینه های زیاد و حتی گاهی غیراجرایی است. در مقاله حاضر برای شناسایی نشت بین نواحی، ایده ی نظری نواحی مجزای مجازی ارایه شده است. نوآوری این مقاله، امکان تبدیل شبکه ها به نواحی مجزا با استفاده از ترکیب تیوری گراف و شبکه عصبی مصنوعی برای یافتن نشت بدون استفاده از دبی سنج می باشد. روش پیشنهادی علاوه بر کاهش هزینه های لازم برای دبی سنجی، باعث افزایش سرعت در شناسایی محدوده های نشت می شود. علاوه بر این، نیازی نیست تعداد گره های نشت، قبل از شروع عملیات نشت یابی مشخص باشد. روش پیشنهادی برای شبکه ی توزیع آب شهر Balerma در اسپانیا با 443 گره و 454 لوله برای دو، سه و چهار نشت همزمان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مقاله حاضر نشان می دهد که نظریه ی پیشنهادی در روش ارایه شده، قادر به شناسایی نشت در هر ناحیه می باشد و با این روش می توان تعداد نواحی مجزای بهینه برای هر شبکه را تعیین کرد. در تمامی مثال ها، ناحیه ی نشت به درستی پیش بینی شد و حداکثر خطای تعیین مقدار نشت حدود 5/6 درصد بود.

    کلیدواژگان: نشت، تئوری گراف، نواحی مجزای مجازی، شبکه توزیع آب، شبکه عصبی مصنوعی
  • سید احمدرضا شاهنگیان، مسعود تابش*، هانیه صفرپور صفحات 63-79

    سیاست های مدیریت آب شهری، اثرات مستقیم و غیرمستقیم و نیز مثبت و منفی گسترده ای بر جنبه های مختلف دارند و می توانند با اثرگذاری بر اجزای مختلف سیستم، شدت و گستره این تبعات را تحت تاثیر قرار دهند. همچنین اعمال این سیاست ها بر سیستم های اجتماعی که از عامل های انطباق پذیر با رفتارهای پیچیده تشکیل شده اند (اثرات غیرمستقیم) و در مقیاس میکرو با یکدیگر در تعامل اند، موجب بروز پدیده های نوظهور در سطح سیستم (مقیاس ماکرو) می شوند. علاوه بر پیچیدگی های ناشی از ماهیت درونی سیستم های اجتماعی- اکولوژیکی و چرخه تامین- تقاضای آب شهری، رفتارهای پیچیده زیرساخت های شهری نیز چالش دیگری را در این حوزه پدید می آورد. بنابراین سیستم آب شهری، به عنوان یک سیستم انطباق پذیر پیچیده شناخته می شود که نیازمند ارزیابی یکپارچه و مدل سازی پیچیدگی های سیستم در ابعاد مختلف است. لذا این مقاله به مروری بر دو مفهوم اصلی پیرامون ارزیابی و مدل سازی سیاست های زیست محیطی از جمله سیاست های مدیریت آب شهری، یعنی (1) مدل سازی سیستم های انطباق پذیر پیچیده و (2) ارزیابی و مدل سازی یکپارچه و انواع رویکردهای رایج در آنها می پردازد. با مرور این مفاهیم و تحقیقات پیشین در حوزه مدیریت آب شهری، چرخه تعاملاتی و فرآیند مدل سازی در این حوزه استخراج می شود. این مقاله با مقدمه ای در رابطه با اهمیت مدیریت آب شهری به ویژه مدیریت تقاضا، آغاز و با مروری بر الزامات و مفاهیم اساسی در ساختار ارزیابی و مدل سازی سیاست های زیست محیطی ادامه می یابد. سپس چارچوب پیشنهادی بر مبنای تحقیقات گذشته ارایه و در نهایت مدل سازی عامل بنیان، به عنوان رویکردی قدرتمند در ارزیابی و مدل سازی مدیریت آب شهری به کمک دو رویکرد فوق مورد بررسی قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: مدیریت تقاضا، مدل سازی عامل بنیان س، یستم های انطباق پذیر پیچیده، رفتارهای نوظهور، ارزیابی یکپارچه
  • توحید علیقلی نیا *، خلیل قربانی، حسین رضایی، قربان قربانی نصرآباد صفحات 80-97

    پدیده تغییر اقلیم یکی از مهمترین چالش های زیست محیطی است که بر روی منابع پایه از جمله منابع آب تاثیرات بسزایی دارد، لذا ارزیابی این پدیده و پیش بینی تاثیر آن بر محیط زیست،  منابع زیست محیطی، کشاورزی و منابع آبی، امری لازم و ضروری است. در این تحقیق، به شبیه سازی پارامترهای اقلیمی  با مدل گردش عمومی جوی اقیانوسی GFDL-CM3 تحت دو سناریوی پرکاربردRCP4.5  و RCP8.5 در دو دوره زمانی 2040-2021 و 2060-2041 در شش اقلیم مختلف ایران پرداخته شده و با استفاده از نتایج آن، محاسبات پیش بینی ردپای آب محصولات کشاورزی در دو جزء ردپای آب آبی و آب سبز انجام گردید. برای این منظور ابتدا 31 ایستگاه از سطح کل ایران انتخاب و با اقلیم بندی یونسکو در شش کلاس اقلیمی طبقه بندی گردیدند و سپس داده های 30 ساله آماری هواشناسی آنها وارد مدل ریزمقیاس کننده‏ی  LARS-WG گردیده و با تولید 200 سری داده به تولید داده های هواشناسی در دوره های زمانی مورد نظر پرداخته شد. نتایج نشان داد که در طی دوره های آتی دما در بین مناطق مورد مطالعه از 5/0 درجه تا 03/2 درجه افزایش پیدا می‏کند و تغییرات بارندگی نیز از 16- میلیمتر کاهش تا 2/100 میلیمتر افزایش خواهد داشت و این سبب تغییرات ردپای آب سبز و آبی محصولات در اقلیم های مختلف ایران به ترتیب از 44/13- درصد تا 53/37 درصد در ردپای آب سبز و 77/18- درصد تا 20/38 درصد در ردپای آب آبی می گردد. در بین اقلیم های مورد بررسی نیز دو اقلیم SA-K-W (نیمه خشک سرد گرم) و PH-C-W (خیلی مرطوب خنک گرم) با بیشترین کاهش ردپای آب سبز و بیشترین افزایش ردپای آب آبی مواجه خواهند شد و بیشتر از سایر اقلیم ها تحت تاثیر تغییر اقلیم و عواقب ناشی از آن قرار خواهند گرفت.

    کلیدواژگان: اقلیم بندی یونسکو، آب آبی، آب سبز، تغییر اقلیم، ردپای آب
  • حسین تقی زاده رنجبری*، محسن شوکت فدایی، ابو الفضل محمودی، فاطمه علیجانی، غلامرضا یاوری صفحات 96-108

    طی سال های اخیر برنامه های سیاستی متعددی مانند احداث سدها و بندهای ذخیره ای بر روی منابع آب سطحی در مناطق بالادست، سهمیه بندی نهاده آب در بخش زراعی، کنتورگذاری چاه های استحصال آب زیرزمینی و پلمپ چاه های بهره برداری غیرمجاز جهت رفع مشکلات کم آبی در زیربخش کشاورزی استان کرمان به کار گرفته شده اند. تحقق این برنامه های سیاستی در طرف عرضه منابع آب، آثار و پیامدهای متعددی را بر الگوی کشت و بازده درآمدی کشاورزان در جنوب استان کرمان داشته و برنامه ریزی مناسبی را برای مدیریت منابع آب و تولیدات کشاورزی در این منطقه ایجاب می کند.به همین منظور، در این مطالعه با استفاده از اطلاعات آماری مربوط به سال زراعی 1397-1396 و الگوی برنامه ریزی اقتصادی پیشرفته PMP، ابتدا ارزش اقتصادی نهاده های زمین و آب کشاورزی در جنوب استان کرمان برآورد و سپس آثار بالقوه سیاست گذاری های طرف عرضه منابع آب بر زیربخش کشاورزی این منطقه ارزیابی شد. نتایج نشان داد که با اعمال سیاست های طرف عرضه منابع آب، الگوی زراعی به سمت توسعه سطح زیرکشت محصولات غله ای و کم آب سوق می یابد و محصولات پیاز، پنبه و سبزیجات بیشترین کاهش سطح زیرکشت را تجربه می کنند. در چنین شرایطی، کشاورزان کرمانی حدود یک سوم ارزش اقتصادی نهاده آب کشاورزی را در قالب هزینه های استحصال و انتقال آب پرداخت و کشش قیمتی تقاضای آبی معادل با 175/0 را به خود اختصاص می دهند. براساس نتایج حاصله، اعمال سیاست گذاری طرف عرضه منابع آب علی رغم تشویق کشاورزان به صرفه جویی در مصرف آب آبیاری، مجموع بازده ناخالص حاصل از الگوی کشت را حدود 92/0- تا 46/3- درصد نسبت به شرایط سال پایه کاهش داد. در پایان جهت مدیریت بهینه منابع آب تحت شرایط سیاست گذاری طرف عرضه، به کارگیری این سیاست ها با برنامه های تعدیلی در طرف تقاضای آب (قیمت گذاری های متعادل)، حذف محصولات با نسبت سود به آب مصرفی پایین (پیاز، پنبه و سبزیجات) از الگوی کشت و تخصیص تولید محصولات استراتژیک (مانند سیب زمینی) به مناطق با شرایط و سودآوری مناسب در زیر بخش کشاورزی استان کرمان پیشنهاد شد.

    کلیدواژگان: عرضه و تقاضای آب، برنامه ریزی اقتصادی، قیمت های سایه ای، ماکسیمم آنتروپی، تحلیل سیاست
  • جواد رحمانی، محمد دانش یزدی*، مسعود تجریشی صفحات 109-119

    تبخیر- تعرق یکی از مولفه های مهم بیلان آب در یک حوضه ی آبریز می باشد. در دهه های اخیر، روش ها و مدل های زیادی برای تخمین نرخ تبخیر- تعرق واقعی بر اساس داده های حاصل از سنجش از دور توسعه داده شده است. در این راستا، استفاده از معادله بیلان انرژی در سطح زمین منجر به توسعه ی مدل های بیلان انرژی سطح (SEB) از قبیل SEBAL و METRIC شده است. با وجود استفاده گسترده از این الگوریتم ها، کماکان در به کارگیری آن ها چالش هایی از قبیل پیچیدگی الگوریتم و فرآیند زمان بر انتخاب پیکسل گرم و سرد توسط کاربر با تجربه، وجود دارد. هدف از این پژوهش، توسعه و معرفی جعبه ابزاری جدید در محیط MATLAB برای تخمین نرخ تبخیر- تعرق واقعی با استفاده از الگوریتم METRIC و تصاویر Landsat 8 است که بر خلاف مدل های قبلی توسعه داده شده، انتخاب پیکسل گرم و سرد به صورت خودکار انجام می پذیرد. همچنین به کمک این جعبه ابزار، تبخیر- تعرق ماهانه برای دشت ارومیه در سال 2016 میلادی تخمین زده شده و با نتایج مطالعات پیشین در این دشت با استفاده از تصاویر سنجند ه مودیس مقایسه گردیده است تا کارایی استفاده از تصاویر با قدرت تفکیک مکانی بالا در مطالعات کاربردی مربوط به مدیریت آب و کشاورزی تبیین گردد.

    کلیدواژگان: تبخیر-تعرق، الگوریتم METRIC، ماهواره Landsat، سنجش از دور، دشت ارومیه
  • محمدحسین مشایخی، محمود ذاکری نیری * صفحات 120-132

    پیش بینی خشکسالی نه تنها یکی از چالش های اساسی کشور بلکه چالشی برای کشورهای دارای فناوری مدلسازی دینامیکی پیش بینی ماهانه است. با توجه به خسارت های سنگینی که توسط بروز پدیده ی خشکسالی به بشر تحمیل می گردد، پیش بینی هرچه دقیق تر خشکسالی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش تلفیقی موجک- شبکه عصبی یکی از روش های بسیار دقیق برای این مهم می باشد. یک عامل مهم و تاثیر گذار در نتایج تبدیلات موجک، استفاده از موجک مادر مناسب می باشد. هدف از این پژوهش تعیین موجک مادر بهینه برای پیش بینی دقیق تر انواع خشکسالی می باشد. بدین منظور به ترتیب از داده های بارش روزانه، دبی روزانه و تصاویر ماهواره ای مربوط به شهر تهران از سال 1969 تا سال 2016 به عنوان داده های خام برای محاسبه ی سری زمانی خشکسالی هواشناسی، هیدرولوژیکی و کشاورزی استفاده گردید. برای پیش بینی خشکسالی ها از روش تبدیلات موجک WT1</sup> و شبکه عصبی PNN2</sup> توامان استفاده شد. از هر سری زمانی خشکسالی تبدیلات موجک با استفاده از موجک haar و bior1.1 گرفته شد و پیش بینی توسط شبکه ی عصبی انجام پذیرفت. نتایج پیش بینی با استفاده از موجک مادر haar نشان داد ضریب همبستگی برای خشکسالی های هواشناسی، هیدرولوژیکی و کشاورزی به ترتیب 68039/0، 76271/0 و 92697/0 می باشد. سپس، پیش بینی هر نوع خشکسالی با موجک مادر bior1.1 انجام پذیرفت و مشخص شد ضریب همبستگی برای خشکسالی هواشناسی، هیدرولوژیکی و کشاورزی  به ترتیب 71169/0، 74147/0 و 82049/0 می باشد. نتایج کلی نشان داد که موجک مادر bior1.1 برای پیش بینی خشکسالی هواشناسی بهتر ظاهر شده و نتایج بهتری را در اختیار ما قرار می دهد. اما در خصوص پیش بینی دو نوع خشکسالی هیدرولوژیکی و کشاورزی موجک مادر haar نتایج بهتری در اختیار ما قرار می دهد.

    کلیدواژگان: تبدیل موجک، شاخص رواناب استاندارد(SRI)، شاخص پوشش گیاهی(NDVI)، موجک مادر haar، موجک مادرbior1.1
  • مهدیه جانباز فوتمی، مجید خلقی*، عبدالنبی عبده کلاهچی، مه آسا روستایی صفحات 133-147

    برداشت بیش از حد از سفره‏های آب زیرزمینی در کشور سبب افت شدید سطح ایستابی آبخوان و از بین رفتن لایه های آبدار زمین گردیده است که از آثار آن پدیده فرونشست می باشد. دقیق ترین راه برای آسیب شناسی پدیده فرونشست، عملیات صحرایی است که بسیار پرهزینه و زمان بر است. از این رو امروزه از روش جدید داده های سنجش از دور استفاده می شود که ابزاری قدرتمند، ارزان و با دقت مناسب جهت سنجش بزرگ مقیاس و سریع فرونشست می باشد. هدف از این پژوهش، اندازه گیری میزان فرونشست استان قزوین با استفاده از روش تداخل سنجی تفاضلی راداری و سنجش اثرات تخلیه آب زیرزمینی و لایه‏بندی خاک بر این پدیده است. جهت ارزیابی بلندمدت فرونشست از  ترکیب داده های ماهواره های Envisat،  Alos Palsarو Sentinel از سال های 2003 تا 2017 استفاده شده است. تغییرات تراز سطح ایستابی آبخوان قزوین نیز با استفاده از داده های 180 چاه مشاهده ای مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش میانگین سالانه فرونشست سال های 2003 تا 2017 در محدوده آبخوان قزوین 9/39 میلیمتر و در استان قزوین این مقدار کمتر و حدود 33 میلیمتر بوده است. با مشاهده محدوده فرونشست در سطح استان قزوین دیده شد بیشترین فرونشست ها در محدوده آبخوان رخ داده است و در آنجا ضخامت لایه ریزدانه بیشتر بوده است. همچنین بیشینه فرونشست مربوط به شمال بویین زهرا و مرز تاکستان می باشد که بیشترین تخلیه آب زیرزمینی و سطح زیر کشت را دارا هستند. در نهایت نتایج این پژوهش همبستگی بین افت سطح ایستابی و ضخامت لایه ریزدانه با وقوع پدیده فرونشست در استان قزوین را نشان داده است.

    کلیدواژگان: فرونشست، تداخل سنجی تفاضلی راداری، تغییرات سطح ایستابی، ضخامت لایه ریز دانه، استان قزوین
  • محمدرضا خادیان *، جابر صالح پور صفحات 148-171

    کیفیت آب در آبیاری قطره ای برای جلوگیری از رسوب گذاری و خوردگی اجزای سامانه بسیار مهم است. در کشور بیشتر از منابع آب زیرزمینی در آبیاری قطره ای استفاده می شود. استان قزوین یکی از استان هایی است که با مشکل کم آبی مواجه شده است. لذا استفاده از آبیاری قطره ای مورد توجه کشاورزان قرار گرفته است. هدف از مطالعه حاضر بررسی کیفیت آب های زیرزمینی با توجه به دو خاصیت رسوب گذاری و خورندگی است. برای این منظور از شاخص های لانژیلیر (LSI)، رایزنر (RSI) و پوکوریوس (PSI) برای تعیین خاصیت رسوب </sub>گذاری و خورندگی آب های زیرزمینی منطقه مورد مطالعه استفاده شد. سپس از زمین آمار برای تهیه نقشه های پهنه بندی از شاخص ها استفاده شد. در ادامه روند زمانی تغییرات این شاخص ها بررسی شد. با توجه به نتایج شاخص LSI با استفاده از کریجینگ معمولی، بیشتر مساحت محدوده دشت قزوین در بازه 0 تا 2 قرار دارد که نشان از رسوبگذاری کم، متوسط و در برخی از سال ها رسوبگذاری زیاد آب های زیرزمینی می باشد. همچنین با توجه به نتایج شاخص RSI بیشتر مساحت محدوده دشت در بازه 6 تا 7 قرار دارد که نشان از خورندگی کم آب های زیرزمینی می باشد. بر اساس نتایج کریجینگ شاخص با توجه به شاخص LSI، مساحت 80 تا 100 درصد منابع آب زیرزمینی قزوین بیش از حد آستانه می باشد. همچنین نتایج شاخص RSI، بیش ترین درصد مساحت محدوده مطالعاتی، 80 تا 100 درصد بیش از حد آستانه قرار دارد. بنابراین، در پهنه هایی که مشکل رسوب گذاری وجود دارد برای جلوگیری از گرفتگی قطره چکان ها اقداماتی نظیر اسیدزنی به آب آبیاری یا آبشویی دوره ای با اسید توصیه می شود.

    کلیدواژگان: تحلیل روند، پهنه بندی، شاخص لانژیلیر
  • حمیدرضا عزیزی، حسین ابراهیمی*، حسین محمد ولی سامانی، ویدا خاکی صفحات 172-187

    هدف از این مطالعه بررسی شدت اثر تغییر اقلیم با استفاده از مدل های گروه CMIP5 تحت سناریوهای انتشار RCP بر منابع آب زیرزمینی دشت ورامین می باشد که خروجی این مدل ها توسط نرم افزار  LARS-WGریزمقیاس و واسنجی شد. برای این منظور از دوره (2005-1989) به عنوان دوره پایه جهت انتخاب مدل مناسب منطقه و دوره (2050-2021) جهت بررسی شاخص NISTOR در آینده استفاده گردید. نتایج نشان داد که مدل EC-EARTH در شبیه سازی دما و بارش در منطقه مطالعاتی از سری CMIP5 تحت سه سناریوی RCP2.6، RCP4.5 و  RCP8.5 برای دوره آینده عملکرد بالایی دارد. بطور میانگین دمای متوسط در منطقه مطالعاتی، تحت سناریوهای خوشبینانه و حد واسط به ترتیب RCP2.6 و RCP4.5، افزایش 1 تا 2/1 درجه سانتیگراد را نسبت به دوره پایه پیش بینی کرد در حالیکه همین افزایش دما بر اساس بدبینانه ترین سناریو یعنی RCP8.5 در دوره 2050 -2020 بطور متوسط افزایش حدود 5/1 درجه سانتیگراد نسبت به دوره پایه پیش بینی گردید. همچنین در دوره های آتی، افزایش بارش در فصل بهار و کاهش بارش در فصل پاییز مشاهده گردید. بطور کلی سناریوی RCP4.5 بیشتر از دو سناریوی دیگر افزایش بارش سالانه در 30 سال آینده نسبت به دوره پایه را نشان داد. همچنین نتایج ماتریس استنتاجی NISTOR با درنظر گرفتن بارش موثر و شاخص اقلیمی De-Martone نشان داد که در هر سه سناریو شدت اثرات تغییر اقلیم بر روی منابع آب زیررمینی دشت ورامین در سه دهه آینده قابل توجه (شدید) می باشد که نشان دهنده کاهش مقدار تغذیه منابع آب زیرزمینی است.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، LARS-WG، دشت ورامین، آب زیرزمینی، NISTOR
  • همایون مقیمی صفحات 188-197

    اکوسیستم دریاچه ارومیه، در سال‏های اخیر با بحران کاهش فزاینده سطح آب به دلیل از دست رفتن منابع تغذیه کننده آب سطحی خود روبرو بوده است. در این پژوهش به منظور بررسی تاب آوری ناحیه ای در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، در مقابل تخریب تراکم شبکه آبراهه ای، اقدام به توسعه ماتریس تابع عملکرد در روش احتمالاتی مرتبه اول قابلیت اطمینان (FORM) شده است. پایه محاسبات در محیط برنامه‏نویسی پایتون بر اساس تغییرات لایه تجمع جریان، به عنوان عامل مهم تغذیه آب سطحی دریاچه ارومیه می باشد. تهیه لایه تجمع جریان، بر اساس مدل رقومی ارتفاع 30 متری سنجنده Aster  در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی و ملاک تغییرات آن بر مبنای لایه های تراکم شبکه آبراهه ای مختلف و با آستانه های ترتیب توانی معین، در روش استخراج خودکار مسیر جریان طبیعی بوده است. تابع عملکرد در روش FORM با تخمین انحراف استاندارد، میانگین و همبستگی خطی، بین دو دسته تراکم شبکه جریان، با آستانه های 100، 300 و 1000 و همچنین 1000، 3000 و 10000 و به صورت کسر دو مجموعه، نقاط مختصاتی تهیه شد. نتایج حاکی از آن است احتمال شکست در حوضه آبریز، بدون احتساب محیط دریاچه، بین دو رقم 28 تا 72 درصد متغیر است. برای نوار مرزی نمایش آسیب‏پذیری دریاچه، کم ترین تاب آوری در بخش های غربی، شمال غربی و جنوبی است. آسیب‏پذیری با تخریب شبکه آبراهه ای مطابق با روش FORM در بیشترین مقدار خود با رقم 86 درصد در محدوده میانه غربی مساحت دریاچه رخ می دهد.

    کلیدواژگان: روش FORM، قابلیت اطمینان، دریاچه ارومیه، تراکم آبراهه ای
  • بهنام فرید گیگلو*، رضا قضاوی، سیامک دخانی صفحات 198-211

    وجود تغییر اقلیم و آثاری که بر روی دما، بارش و آورد رودخانه ها برجای می گذارد، مورد تایید بسیاری از مطالعات در سراسر جهان بوده است. این تحقیق با هدف ارزیابی اثرات ناشی از تغییر اقلیم بر میزان آورد رودخانه ارس در مقیاس های مختلف زمانی انجام پذیرفته است. در این تحقیق برای تحلیل آینده و پیش بینی حداقل و حداکثر تغییرات آینده از سناریوهایRCP2.6 ، RCP4.5 و RCP8.5 برای دوره زمانی آینده نزدیک (2017-2036) از مدل HadGEM و مدل ریز مقیاس گردانی LARS-WG استفاده شد. به منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب و بررسی مقدار آورد رودخانه ارس در دوره‏های آتی، خروجی های سناریوهای اقلیمی به مدل  SWATکه برای دوره پایه واسنجی و صحت سنجی شده است، وارد شده و نتایج آن مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. برای این منظور از داده های ماهانه بارش ایستگاه سینوپتیک پارس آباد در طی دوره 2005-1985 به عنوان داده های شاهد استفاده شد. جهت ارزیابی و مقایسه دقت داده های ریز مقیاس شده، مقایسه داده های دوره پایه و داده های تاریخی تولید شده توسط مدل با استفاده از پارامترهای خطاسنجی انجام شد که به عنوان مثال مقدار شاخص NSE برای بارش، دمای حداقل و دمای حداکثر به ترتیب 695/0، 624/0 و 054/2 به دست آمد. طبق نتایج به دست آمده هر سه سناریو افرایش بارندگی را برای ماه های آگوست و دسامبر و کاهش بارندگی را برای ماه های آپریل و نوامبر پیش بینی نموده اند، لیکن به طور کلی مجموع بارش متوسط سالانه در دوره 2017-2036 حوزه آبخیز ارس روند کاهشی خواهد داشت. همچنین هر سه سناریو افزایش دمای حداقل و دمای حداکثر را در تمامی ماه ها و فصول سال پیش بینی کرده اند. نتایج بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر آورد رودخانه ارس نیز حاکی از کاهش 7/30، 2/30 و 2/22 درصدی دبی ورودی به رودخانه تحت سناریوهای RCP8.5، RCP4.5 و RCP2.6 می‏باشد. به طور کلی و با توجه به نتایج به دست آمده از مدل های استفاده شده، در منطقه مورد مطالعه دما افزایش و بارش کاهش خواهند داشت که بر آورد رودخانه ارس تاثیر منفی خواهد داشت و نیازمند مدیریت صحیح و اصولی بهره برداری از منابع آبی می باشد.

    کلیدواژگان: RCP دبی، مدلSWAT، منابع آب
  • حلیمه سلیمی راد، عبدالحمید دهواری، هادی گلوی *، محبوبه ابراهیمیان صفحات 212-221

    کارآیی مدل های هیدرولوژیکی در شبیه سازی رفتار یک حوضه به برآورد دقیق و اعتبار داده های خروجی مدل بستگی دارد. از آنجایی که مدل های هیدرولوژیکی توزیعی به دلیل جامعیت در تحلیل پدیده های چرخه هیدرولوژی دارای پارامترهای متعددی هستند، در معرض عدم قطعیت خواهند بود. بنابراین، شناسایی و تجزیه و تحلیل عدم‏قطعیت پارامترهای حساس مدل ضروری می باشد. در این مطالعه عدم قطعیت ناشی از پارامترهای مدل SWAT در برآورد رواناب حوضه آبخیز کارده بررسی شد و واکنش مدل به تغییر در پارامترهای آن با روش آنالیز حساسیت فراگیر ارزیابی گردید. واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل با استفاده از آمار ماهانه رواناب خروجی حوضه در بازه زمانی 2006-2000 انجام و همچنین عملکرد مدل در بازه 2012-2008 اعتبارسنجی شد. با توجه به مقادیر ضریب کارآیی نش- ساتکلیف در دوره های واسنجی (64/0) و اعتبارسنجی (68/0)، مدل توسعه یافته SWAT کارآیی خوبی برای شبیه سازی جریان رودخانه کارده نشان داد. همچنین در دوره های واسنجی و اعتبار سنجی به ترتیب 68 و 93 درصد داده های مشاهداتی در باند عدم قطعیت تولید شده توسط الگوریتم GLUE قرار گرفتند. این نتایج ضمن تایید نکویی برازش مدل به شرایط حوضه آبخیز سد کارده، نشان داد که بازه عدم قطعیت تولید شده در تحلیل اثر عدم ایستایی پارامترهای مدل بر رواناب شبیه سازی شده می تواند بخش وسیعی از سناریوهای محتمل آبی در حوضه مطالعاتی را در برگیرد. در نتیجه، با شناخت بازه آماری تغییرات قابل قبول پارمترهای حساس مدل و کمی سازی اثر این تغییرات بر خروجی مدل توسط الگوریتم GLUE، قابلیت اجرایی مدل واسنجی شده SWAT در شرایط مختلف عدم قطعیت در حوضه مطالعاتی تضمین می گردد.

    کلیدواژگان: عدم قطعیت پارامتری، GLUE، آنالیز حساسیت، مدل سازی معکوس
  • آناهیتا جباری*، باقر حسین پور صفحات 222-244

    رشد سرسام آور اطلاعات در شاخه های علمی و عدم امکان تعقیب اطلاعات توسط اندیشمندان و نیاز مبرم به مطالعات مروری از سویی و اهمیت استراتژیک مدیریت منابع آبی از سوی دیگر و ایضا با عنایت به شکل گیری دیسیپلین علمی جدیدی با عنوان "هیدرولوژی اجتماعی" که تاکید بر باهم‎نگری عوامل اجتماعی و طبیعی برای برطرف نمودن ضعف روش های هیدرولوژیک جاری دارد و نهایتا نیاز دانشجویان و شاید بخشی از جامعه علمی کشور به کسب آگاهی از توسعه رو به تزاید مفاهیم در این دیسیپلین جدید، انگیزه مطالعه مروری جامعی پیرامون فعالیت های علمی صورت گرفته از ابتدای طرح عنوان هیدرولوژی اجتماعی تاکنون، شکل گرفت. برای انجام مطالعه و تامین اعتبار علمی اطلاعات، از پایگاه های داده ای معتبر استفاده و تقریبا اغلب منابع اعم از مقاله، کتاب، و یا اسناد علمی، مورد بررسی قرار گرفته اند و با استفاده از روش مرور روایتی، اطلاعات تولیدشده در چهار گروه؛ 1. مفهوم سازی، 2. کاربرد در کشاورزی، 3. مطالعات سیلاب و خشک سالی و 4. مطالعات مدل سازی و حوضه های آبریز، طبقه بندی شدند. طبق بررسی های صورت گرفته، علی رغم رشد سریع این دیسیپلین در محافل علمی، هنوز چالش های مهمی بر سر راه توسعه آن وجود دارد که نیاز به انجام مطالعات بیشتر مفاهیم پایه ای، روش شناختی و هستی شناختی در هیدرولوژی اجتماعی را ضروری می نماید.

    کلیدواژگان: هیدرولوژی اجتماعی، بین رشته ای، جامعه شناسی، هیدرولوژی، مدل سازی
  • معصومه زینعلی، محمد انصاری قوجقار، یاسر مهری، سید موسی حسینی * صفحات 245-256

    به منظور مدیریت و بهره برداری بهینه از منابع آب زیر زمینی آگاهی از تغییرات مکانی- زمانی سطح ایستابی و لزوم پیش بینی و مدل سازی آنها به‎منظور شناخت دقیق تر رفتار آبخوان نسبت به محرک های طبیعی و انسانی، امری ضروری است. با توجه به توسعه روزافزون فرامدل ها و ترکیب آنها با الگوریتم های بهینه سازی به منظور مدل سازی و پیش بینی متغیرهای هیدروژیولوژیکی، این سوال که استفاده از مدل های ترکیبی چقدر می تواند عملکرد فرامدل ها را بهبود بخشد، مطرح می شود. به منظور تلاشی در جهت یافتن پاسخ، در این پژوهش، چهار الگوریتم بهینه سازی فراکاوشی ازدحام ذرات (PSO)، ژنتیک (GA)، کلونی مورچگان (ACOR</sub>) و تکاملی تقاضلی (DE) با مدل سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی (ANFIS) ترکیب شد. عملکرد چهار مدل ترکیبی توسعه داده شده با مدل ANFIS و مدل سری زمانی (SARIMA) به عنوان مدل مرجع، جهت تخمین سطح آب زیرزمینی متوسط ماهانه آبخوان دشت صحنه در استان کرمانشاه، در بازه زمانی 19 سال آبی ارزیابی شد. به‎منظور مقایسه بهتر نتایج مدل ها، متغیرهای ورودی یکسان از تراز آب زیرزمینی در گام های زمانی مختلف (حداکثر 4 ماه بر اساس تابع خودهمبستگی تراز آبخوان) برای آنها درنظر گرفته شد. نتایج شاخص های نکویی برازش در مرحله آموزش و آزمون نشان داد اختلاف معنا داری بین مدل سری زمانی SARIMA نسبت به سایر مدل های ترکیبی مورد استفاده، وجود ندارد. اما با توجه به اینکه SARIMA فرآیندهای میانگین متحرک، اتورگرسیون، تغییرات فصلی و تاخیر را در مدل سازی اعمال می کند، در مدل سازی سطح آب زیرزمینی می تواند بیشتر مورد توجه قرار گیرد. مقادیر RMSE برترین مدل ترکیبی (ANFIS-GA) و SARIMA به ترتیب 0950/0 و 1012/0 متر به دست آمد. همچنین نتایج به دست آمده نشان داد که ترکیب الگوریتم های بهینه سازی درنظر گرفته شده با مدل ANFIS نتایج مدل را نسبت به مدل انفرادی ANFIS به صورت معنی داری بهبود نمی بخشد. نتایج این تحقیق می تواند محققان را در انتخاب آگاهانه مدل مناسب در پیش بینی زمانی سطح ایستابی آبخوان با توجه به معیارهای کارآیی، زمان و هزینه محاسبات و آماده سازی داده ها جهت ورود به مدل ها کمک نماید.

    کلیدواژگان: مدل سازی سطح آب زیرزمینی، SARIMA، ANFIS، الگوریتم های تکاملی
  • کوهزاد رئیس پور*، رباب رزمی صفحات 257-271

    ابرناکی از اهمیت ویژه ای در میان سایر عناصر اقلیمی برخوردار است و از جمله مباحث مهم در پیش بینی تغییرات اقلیمی در مقیاس جهانی و منطقه ای می باشد. هدف از این پژوهش بررسی توزیع مکانی و برآورد میانگین بلندمدت ابرناکی در مقیاس زمانی فصلی و ماهانه در محدوده ی جغرافیایی جو ایران است. بنابراین از فراورده های ابر سنجنده ی MISR در طول سال های 2019-2001 استفاده گردید. فراورده های ابر مورد استفاده با گام های زمانی ماهانه و مکانی0.5° x 0.5° استخراج و پس از کنترل کیفی و پیش پردازش، برای ساخت لایه های شبکه ای به کار گرفته شد. جهت بررسی صحت داده های ابرناکی سنجنده ی MISR از داده‎های پوشش ابر 44 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک استفاده گردید. براساس نتایج؛ میانگین درصد ابرناکی در جو ایران حدود 25 درصد است که در مقایسه با میانگین ابرناکی جهانی (50 درصد) ایران کشوری کم ابر می باشد. در بررسی بلندمدت، بیشینه ی ابرناکی در سواحل جنوبی و غربی دریای خزر و پس از آن در نواحی مرتفع آذربایجان، زاگرس و خراسان برآورد گردید. از سویی دیگر کمترین مقدار ابرناکی در گستره ی وسیعی از ایران مرکزی، شرق و جنوب شرق ایران مشاهده شد. در میان فصول بیشترین درصد ابرناکی در فصل زمستان و کمترین مقدار آن در فصل تابستان به دست آمد. در مقیاس زمانی ماهانه مشخص گردید که بیشترین/کمترین درصد ابرناکی مربوط به ماه‎های فوریه/سپتامبر (بهمن/شهریور) است. این تفاوت ها نشان‎دهنده ی تغییرات وضعیت آب وهوایی در طول ماه های مختلف سال است. از دیگر نتایج، روند کاهشی درصد ابرناکی در طول سری زمانی مورد مطالعه است که بررسی آن از منظر گرمایش جهانی و تغییر اقلیم مهم می باشد.

    کلیدواژگان: درصد ابرناکی، سنجنده ی MISR، توزیع زمانی مکانی، جو ایران
  • حسین دهبان، کیومرث ابراهیمی*، شهاب عراقی نژاد، جواد بذرافشان، فرشته مدرسی صفحات 272-281

    پیش بینی جریان در مقیاس زمانی ماهانه برای مدیریت و برنامه ریزی بهینه منابع آب ضروری است. در این مقاله با استفاده از پیش بینی های حاصل از مدل اقلیمی ECMWF، پیش بینی جریان ماهانه در زیر حوضه شاهرود واقع در حوضه آبریز سفیدرود در شمال غرب کشور انجام شد. برای این منظور با استفاده از پیش بینی بارش ماهانه حاصل از مدل اقلیمی ECMWF و مدل سازی داده محور SVR به عنوان مدل بارش- رواناب، بارش پیش بینی شده به جریان تبدیل شد. ابتدا نتایج مربوط به پیش بینی بارش در دوره تاریخی حاصل از مدل اقلیمی ECMWF تا افق پیش بینی 3 ماهه برای محدوده مورد مطالعه، از درگاه اینترنتی Climate Data Store دریافت شد. سپس با استفاده از مدل داده محور SVR، مدل ترکیب شده اقلیمی- داده محور برای پیش بینی جریان تا افق پیش بینی 3 ماه آینده توسعه داده شد. نتایج نشان داد که پیش بینی جریان مبتنی بر مدل های پیش بینی اقلیمی برای افق پیش بینی 1 ماه آینده نسبت به دو افق پیش بینی 2 و 3 ماه آینده دقیق تر است. به طوری که افق پیش بینی 1 ماه آینده بیشترین ضریب نش- ساتکلیف در واسنجی مساوی 77/0 و در مرحله صحت سنجی 48/0، بیشترین ضریب همبستگی در واسنجی 87/0 و در صحت سنجی 69/0، کمترین مقدار جذر میانگین مربعات خطا در واسنجی 8/6 میلیون مترمکعب و صحت سنجی 3/6 میلیون مترمکعب و بهترین مقدار اریبی نسبی برای واسنجی 96/0 و صحت سنجی 1/1 را داشته است. همچنین نتایج نشان داد که بر اساس دو شاخص ارزیابی احتمالاتی POD و FAR، مدل پیش بینی توسعه یافته، توانایی بالایی در تشخیص وقایع مختلف جریان به خصوص جریان های کم و زیاد را دارد.

    کلیدواژگان: مدل های اقلیمی، SVR، مدل سازی بارش-رواناب
  • هادی مدبری*، علیرضا شکوهی صفحات 282-305

    برقراری تعادل بین نیازهای اکوسیستم های آبی و سایر مصارف، بخصوص کشاورزی، در یک حوضه آبریز از اصلی ترین دغدغه ها در مدیریت کلان آب در سطح ملی و بین المللی است. بهره برداری گسترده از منابع آبی جهت مصارف کشاورزی منجر به عدم تامین حقابه های زیست محیطی، تضعیف، تخریب و ناپدید شدن اکوسیستم های آبی به ویژه تالاب ها شده است. در این پژوهش تالاب بین المللی امیرکلایه به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و برای تعیین نیاز آبی زیست محیطی آن از یک روش جامع مبتنی بر سناریوسازی استفاده گردید. مدل ارزیابی جامع نگر توسعه یافته در این تحقیق شامل بخش های بیوفیزیکی، اقتصادی- اجتماعی، توسعه سناریو و تلفیق است. در بخش های بیوفیزیکی و اقتصادی- اجتماعی ارزیابی جامعی از کلیه شاخص های فیزیکوشیمیایی، اکولوژیکی، بیولوژیکی، اقتصادی- اجتماعی انجام گرفت و در نهایت برداشت آب از تالاب برای مصارف کشاورزی به عنوان شاخص اقتصادی- اجتماعی و گونه ی جانوری شنگ به عنوان شاخص اکولوژیکی انتخاب شدند. در بخش توسعه سناریو، سناریوهایی به منظور حفظ مطلوبیت زیستگاه برای شاخص منتخب به صورت شرایط حداقل و مطلوب در مقایسه با شرایط وضع موجود برای ذینفعان تالاب تعیین شد. در انتها در بخش تلفیق، نیاز آبی زیست محیطی تالاب امیرکلایه جهت تامین آب موردنیاز برای شاخص های منتخب بر اساس سناریوهای هدف گذاری شده در دو دوره زمانی شش ماهه اول و شش ماهه دوم سال آبی تعیین گردید. نتایج نشان داد که مقدار حجم آب زیست محیطی تالاب امیرکلایه در شرایط مطلوب در شش ماهه اول و دوم سال آبی به ترتیب برابر 25/7 و 74/6 میلیون مترمکعب است. نیاز آبی زیست محیطی تالاب امیرکلایه در شرایط حداقل برای تمام سال 36/5 میلیون مترمکعب به دست آمد. بیلان آبی تالاب امیرکلایه نشان داد که احجام محاسبه شده برای شرایط حداقل و مطلوب اکولوژیکی با مدیریتی اصولی قابل دستیابی در همین شرایط کنونی بوده و مبنای مناسبی برای مدیریت جامع منابع آب حوضه و تالاب فراهم می آورند.

    کلیدواژگان: تالاب، نیاز زیست محیطی، رویکرد جامع، شاخص اکولوژیکی، شاخص اقتصادی- اجتماعی
  • عرفان ناصری، علیرضا مساح بوانی*، توفیق سعدی، سامان جوادی صفحات 306-321

    یکی از مهم ترین پیامدهای تغییر اقلیم و گرمایش جهانی، تاثیر متغیرهای اقلیمی بر متغیرهای هیدرولوژیکی و منابع آب است. سد کرج به عنوان یکی از منابع مهم آب و برق استان های تهران و البرز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لذا شناسایی عوامل موثر بر منابع آب حوضه بالادست این سد و رواناب ورودی به آن می تواند در برنامه ریزی های آتی و مدیریت منابع آب این نقطه از کشور موثر باشد. یکی از روش های شناسایی اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای هواشناسی و هیدرولوژیکی، آشکارسازی و نسبت دهی با روش انگشت نگاشت بهینه است. در این تحقیق سعی شد تا با استفاده از سیگنال های ALL، GHG و NAT مستخرج از مدل CanESM-2.0 و ریزمقیاس نمایی آنها با رویکرد MRQNBC و رواناب ناشی از متغیرهای اقلیمی برای دوره آماری (2011-1985) به کمک مدل کالیبره شده SWAT مدل‎سازی شود تا به وسیله انگشت نگاشت بهینه، اثرات هر یک از سیگنال ها، آشکارسازی و نسبت دهی گردد. با توجه به نتایج به دست آمده تنها سیگنال GHG که معرف شرایط جوی کره زمین تحت تاثیر گازهای گلخانه ای (بدون لحاظ کردن سایر عوامل) می باشد، آشکارسازی و نسبت دهی شد و ضریب مقیاس ساز (β) آن 76/0 به دست آمد. در حالی که دو سیگنال دیگر ALL و NAT که به ترتیب جهان را تحت شرایط عادی امروزی و شرایط صرفا طبیعی (بدون لحاظ نمودن سایر عوامل) شبیه سازی نمودند، قابل آشکارسازی و نسبت دهی نبودند. به عبارت دیگر تغییرات رواناب ورودی به سد کرج تنها با رواناب شبیه سازی شده تحت تاثیر گازهای گلخانه ای (به تنهایی) هماهنگی داشت.

    کلیدواژگان: آشکارسازی، انگشت نگاشت بهینه، SWAT، MRQNBC، سد کرج
  • محمد مومنی اصفهانی*، امیرشاهرخ امینی صفحات 322-333

    ماده آلی محلول رنگی (CDOM)1</sup> یکی از اجزای اصلی DOM2</sup> در آب های سطحی است و شاخصی مهم در کیفیت آب، وضعیت بیوشیمی و محتوای مواد مغذی است و نقش مهمی در چرخه کربن در آب های سطحی دارد. در این پژوهش به تحلیل ماده آلی محلول رنگی (CDOM) در دریاچه ها با استفاده از تصاویر لندست 8 در سال های 2013 تا 2016 در دریاچه های شمال سیبری پرداخته شده است. از مدل بهینه رگرسیون بردار پشتیبان (GA-SVR) برای انتخاب مناسب ترین باند در تعیین ضریب جذب CDOM استفاده شده است و با استفاده از مدل ماشین بردار پشتیان (SVM) به منظور طبقه بندی و مقایسه تغییرات میزان  (ضریب جذب CDOM در طیف 440 نانومتر) نقشه مکانی پراکندگی CDOM در سال های 2014 و 2015 بدست آمده است. بر اساس نتایج حاصله، با توجه به ضریب همبستگی (71/0=) و میزان خطاها  (610/1MSE=،  0775/1RMSE= و  9464/0MAE=) نتیجه گرفته شد که استفاده از نسبت باندهای سبز به قرمز در ماهواره ی لندست 8 مناسب ترین انتخاب برای تعیین ماده آلی محلول رنگی در طول موج 440 نانومتر در منطقه مطالعاتی است. نقشه پراکندگی نمایانگر افزایش مقدار ماده آلی محلول رنگی در دریاچه های شمال- شرقی منطقه در سال 2015 نسبت به سال 2014 است.

    کلیدواژگان: ماده آلی محلول رنگی، رگرسیون بردار پیشتیان، ماشین بردار پشتیبان، لندست 8
  • علیرضا مشایخی، آزیتا بهبهانی نیا *، سید مصطفی خضری، آزاده نکویی صفحات 334-343

    با افزایش جمعیت، پیشرفت تکنولوژی و توسعه صنایع مختلف، توسعه کشاورزی، استفاده روزافزون از سوخت های فسیلی موجب گردیده است تا میزان زیادی از فاضلاب های صنعتی و شهری که دارای ترکیبات شیمیایی مختلف هستند، وارد اکوسیستم های آبی گردند. هدف از انجام این تحقیق تعیین غلظت و پراکنش هیدروکربن های آروماتیک حلقوی و منشا این ترکیبات در رودخانه حفاظت‎شده سرد آبرود در استان مازندران است. نمونه‎برداری رسوبات سطحی بستر رودخانه توسط گرب ون وین در 4 ایستگاه (کریم آباد، گیل‎کلا، عباس‎کلا و مصب‎رود سردآبرود) انجام شد. استخراج و آنالیز ترکیباتPAHs ، باروش استاندارد سوکسله، طی دو مرحله کروماتوگرافی ستونی و دستگاه کروماتوگرافی گازی- طیف‎سنجی جرمی انجام شد. بیشترین میزان کل این ترکیبات در مصب رودخانه با غلظت ng.g-1</sup> 40/173± 89/1059 و کمترین، در ایستگاه کریم‎آباد در بالادست رودخانه با غلظت ng.g-1</sup> 22/39 ± 42/141 مشاهده شد. روند تجمع ترکیبات PAH در رسوبات نشان داد که از بالادست رودخانه به پایین دست، غلظت ترکیبات PAHs افزایش می‎یابد. تعیین منشا ترکیبات در رسوبات با استفاده از نسبتهای تشخیصی ایزومری نشان داد که ترکیبات PAHs عمدتا اختلاطی از منابع پتروژنیک و پایروژنیک هستند. رسوبات سطحی رودخانه سردآبرود بر اساس رهنمود کیفیت رسوب NOAA از نظر غلظت هیدروکربن های پلی آروماتیک در سطح متوسط آلودگی قرار دارند. برداشت شن و ماسه در مسیر رودخانه، ورود پسابهای کشاورزی مزارع اطراف، افزایش شهرنشینی، تردد و ترافیک اتومبیل ها در منطقه و میزان نسبتا بالای بارندگی و رواناب‎های شهری باعث ایجاد آلودگی حاصل از ترکیبات هیدروکربن های آروماتیک در رسوبات رودخانه شده است.

    کلیدواژگان: منشایابی، رودخانه سردآبرود، رسوب سطحی. هیدروکربن های آروماتیک حلقوی
  • حسین عساکره، نسرین ورناصری قندعلی * صفحات 344-364

    در این پژوهش تلاش شد تا جنبه های پنهان بارش در ناحیه خزری مورد بررسی و واکاوی قرار گیرد. بدین منظور از داده های روزانه 385 ایستگاه همدید، اقلیم شناسی و باران سنجی سازمان هواشناسی کشور و ایستگاه های باران سنجی وزارت نیرو طی بازه زمانی 2016-1966 (51 سال) استفاده شد. نقشه های بارش روزانه با تفکیک مکانی 3 × 3 کیلومتر ایجاد شد. برای هر پیکسل ایجاد شده در نقشه افت و خیز سینوسی بارش 12 ماه سال براساس روش همسازها بررسی گردید. بارش های 1، 2، 3، 4/2، 4، 5 و 6 تناوبی در هر سال استخراج گردید. به منظور شناسایی الگوهای مکانی بارش براساس سهم تناوب های مختلف و نیز پهنه بندی آن از شگرد تحلیل خوشه ای براساس فاصله اقلیدسی و روش ادغام "وارد" استفاده شد. نتایج نشان داد که، در نواحی ای که بارش های یک تناوبی وجود داشته، سیستم های بزرگ مقیاس و در نواحی با بارش های دو تناوبی، سیستم های بزرگ مقیاس و عوامل محلی و در نواحی با بارش های سه، چهار، پنج و شش تناوبی، عوامل محلی هم چون رشته کوه های البرز، دریای خزر و جلگه ای بودن ناحیه منجر به نزولات جوی شده است. بیش ترین سهم بارش های حاصل از سامانه های بزرگ مقیاس در جنوب غربی دریای خزر و شرق ناحیه و بیش ترین سهم بارش های محلی در ارتفاعات البرز مشاهده شد. این خود بیانگر این است که، در بخش های ساحلی و جنوب غرب دریای خزر و شرق ناحیه، بارش متمرکز و در ارتفاعات البرز نامتمرکزتر بوده است. نتایج حاصل از تحلیل خوشه ای نشان داد که، در ناحیه خزری سه طبقه پراش بارش متمایز را می توان شناسایی نمود. پراکندگی جغرافیایی این طبقات نشانگر این بود که تفاوت این طبقات متاثر از عرض جغرافیایی و فاصله از دریای خزر است.

    کلیدواژگان: اقلیم شناسی بارش، سیستم های بزرگ مقیاس، عوامل محلی افت و خیز، ناحیه خزری
  • علیرضا نوری، بهرام ثقفیان*، مجید دلاور، محمدرضا بازرگان لاری صفحات 365-375

    یکی از عواملی که پایداری منابع زیرزمینی کشور را تهدید می کند، برداشت غیرمجاز از آبخوان ها است که به طور عمده توسط کشاورزان انجام می پذیرد. یکی از راهکارهای مقابله با این پدیده وضع سیاست جریمه توسط مراجع ذی صلاح است. از آنجا که کشاورزان تحت شرایط خاص اجتماعی، اقتصادی و کشاورزی منطقه اقدام به اضافه برداشت می نمایند، سنجش بازخورد الگوهای جریمه بر پایه یک شبیه سازی اجتماعی- اقتصادی الزامی است. این تحقیق با ارایه یک چارچوب عامل‎بنیان به بررسی وضعیت سه عامل کشاورزی، زیست محیطی و تنظیم کننده در محیط کشاورزی پرداخته است. در این تحقیق رفتار بخش کشاورزی در دو لایه یکی کشاورزان به عنوان زیرعامل های کشاورزی در راستای بیشینه‎کردن سود فردی تحت قیود فیزیکی و رفتاری که به کمک سیستم استنتاج فازی و برنامه ریزی ریاضی شبیه سازی شده و دیگری شبکه اجتماعی کشاورزان به عنوان گروه عامل های کشاورزی در راستای بیشینه نمودن سودبخش کشاورزی تحت قیود مطلوبیت های فردی با تلفیق الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب (NSGA-II) و روش شمارش بردا، مدل سازی شده است. چارچوب ارایه شده در واحد هیدرولوژیکی نجف آباد اصفهان به کار رفت. نتایج نشان داد که سطح آبنمود واحد آبخوان در حالتی که جریمه 2، 3 و 4 هزار ریالی به ازای هر متر مکعب اضافه برداشت توسط عامل تنظیم کننده وضع شد، به ترتیب 82/21، 18/17 و 54/10 متر از حالتی که به کشاورزان اجازه اضافه برداشت داده نشده بود پایین تر قرار گرفت.

    کلیدواژگان: مدل سازی عامل بنیان، سیستم استنتاج فازی، اعمال الگوی جریمه، اضافه برداشت، روش شمارش بردا
  • پوریا محیط اصفهانی، رضا مدرس * صفحات 376-387

    برآورد دبی طراحی به وسیله فرآیند تحلیل فراوانی با پیش‎شرط کلیدی ایستایی داده ها انجام می گیرد. امروزه عواملی مانند تغییر کاربری، مدیریت نامناسب و تغییر اقلیم منجر شده است که ماهیت ایستایی حداکثر دبی لحظه ای سیلاب ها تحت تاثیر قرار گیرد. بنابراین چنانچه داده ها دچار عدم ایستایی شوند برآوردهای حاصل از تحلیل فراوانی با فرض ایستایی غیرقابل اطمینان و دارای خطای زیادی خواهد بود و خسارات و تلفات بسیار شدیدی را ممکن است حادث شوند. از اینرو در پژوهش حاضر برای تحلیل فراوانی ناایستای سیل ضمن معرفی روش های آماری و چشمی برای ارزیابی شرایط ایستایی داده ها، استفاده از مدل های تعمیم‎یافته جمعی برای پارامترهای موقعیت، مقیاس و شکل (GAMLSS) به منظور تحلیل فراوانی داده های ناایستا و برآورد چندک های طراحی در شرایط ناایستایی تشریح می شود. بدین منظور شش ایستگاه هیدرومتری از استان های مختلف شمال کشور انتخاب شدند. پس از آن فرآیند تحلیل فراوانی با و بدون درنظر گرفتن پیش‎فرض ایستایی برای هر ایستگاه انجام شد. نتایج نشان داد که در مدل های دارای روند برای پارامترها، هر دو پارامتر موقعیت و مقیاس دچار ناایستایی به فرم خطی و حتی درجه دو شده‎اند. از سوی دیگر نتایج نشان داد که دبی طراحی برآورد شده در شرایط ناایستایی با روند افزایشی تا سه برابر بیشتر از دبی طراحی برآورد شده با پیش‎فرض ایستایی در ایستگاه نوده خرمالو می باشد. همچنین نتایج نشان داد که در ایستگاه هایی که روند ناایستایی افزایشی وجود دارد دوره بازگشت سیلاب های بزرگ رو به کاهش است و برای دوره بازگشت های یکسان مقادیر چندک های سیل رو به افزایش است.

    کلیدواژگان: تحلیل فراوانی نا ایستا، سیل، روند، GAMLSS، ریسک سیل
  • مسعود پارسی نژاد*، امید رجا، بهداد چهره نگار صفحات 388-393

    در سال‏های گذشته، مطالعات متعددی برای برآورد تبخیرتعرق گیاهان به روش‏های مختلف در سطح حوضه آبریز دریاچه ارومیه و یا به صورت موضعی انجام شده است. در بسیاری از این مطالعات امکان‏سنجی برآورد مصرف واقعی آب با الگوریتم‏های مختلف مورد بررسی قرار گرفته شده است. در حالیکه هدف از انجام این مطالعه استخراج یک نتیجه کاربردی در راستای تحقق اهداف احیای دریاچه ارومیه بود. مقادیر تبخیرتعرق برآورد شده از تصاویر ماهواره ای با استفاده از الگوریتم SEBAL و مقایسه آن با مقادیر بارندگی در پهنه‏ های مختلف به منظور مکان‏یابی مناطق تحت آبیاری انجام شد. از نتایج این بررسی مناطق با مصرف بالای آب (Hot_Spots) در سطح حوضه استخراج شد. این مناطق می‏تواند معرف مناطق با حداکثر پتانسیل صرفه‏جویی آب باشند. مقادیر برآورد شده تبخیرتعرق واقعی (ETa</sub>) با استفاده از تصاویر ماهواره‏ای در مقایسه با مقادیر بارندگی (P-ETa</sub>=باران مازاد بر مصرف (+) یا نیاز خالص آبیاری (-)) برای سال های زراعی 2014-2013 و 2015-2014 در پهنه‏های مختلف حوضه استخراج شد. بررسی ها نشان داد در نواحی غربی (دشت ارومیه) و جنوب شرقی دریاچه (دشت‏های میاندوآب و مهاباد) و در قسمت هایی از مناطق شمال شرقی و شمال غربی (سراب و سلماس) مقادیر مصرف واقعی به‏مراتب بیشتر از میزان بارندگی بوده که بیانگر سطح بالای اراضی تحت آبیاری در این مناطق است. بررسی نقشه‏های کاربری اراضی نیز تراکم بالای اراضی تحت آبیاری را در این مناطق نشان می‏دهد. درنتیجه، شناسایی مناطق تحت آبیاری و دارای پتانسیل بالای صرفه‏جویی می‏تواند برای پیاده‏سازی و اجرای طرح‏های الگویی (pilot) صرفه‏جویی مصرف آب و در راستای تامین حقابه از دست رفته دریاچه راهگشا باشد.

    کلیدواژگان: تبخیرتعرق، SEBAL، مناطق پرمصرف، صرفه ‏جویی، حوضه آبریز دریاچه ارومیه
|
  • Masoumeh Hashemi, hamed mazandarani zadeh *, Peyman Daneshkare Arasteh, mahdi zarghami Pages 1-17

    The water crisis caused by rapid population growth, unbalanced economic development, climate change, and inefficient water resources management is recognized as the most significant threat in recent century. Groundwater resources, one of the most important available water resources, have faced many challenges in recent years as 404 out of 609 plains have been declared. The agricultural sector, as the main consumer of groundwater, has played a major role in creating this crisis. In the research, the impacts of different non-strategic crops on groundwater level and farmers’ income have been investigated using long term system dynamics. The Qazvin Aquifer, which has been declared a prohibited plain since 1962, was picked as a case study. After collecting time series data and preparing it, the 15- year causality model was built up using VENSIMPLE software, which calibrated using a genetic algorithm. The results showed that the transfer of water from Taleghan dam to Qazvin Plain helped to reduce ten meters of drawdown during a 15- year period. The impact of 17 different crops on groundwater level and farmers’ net income were researched for Qazvin Plain. The results showed that farmers’ income is most impacted by the grape crop with a high economic water footprint, while groundwater level is most affected by the wheat crop. Next, the influence of the removal of non-strategic crops with high water requirement was evaluated in the plain. The results showed that removing non-strategic crops is selected as optimal scenario by applying four conflict resolution methods in symmetric conflicts.

    Keywords: Groundwater Drawdown, Farmers' Income, Qazvin Plain Aquaculture, Dynamic system
  • Mahsa Sheikh Kazemi, MohammadEbrahim Banihabib*, Jaber Soltani, Abbas Roozbahani, Mitra Tanhapour Pages 18-30

    It is important to predict debris flood for reducing its damages. The aim of this study is the prediction of sediment concentration of debris floods and ordinary floods using bayesian network (BN) and artificial neural network (ANN) models in Ammameh, Navrood and Casilian basins which were located in Tehran, Gilan and Mazandaran provinces, respectively. Accordingly, average basin elevation (EL), average basin slope (S), watershed area (A), current day rainfall (R), antecedent rainfall (AR) of three-days ago and discharge of one-day ago were selected as input variables. Then, 32 scenarios were tested to determine the most effective factors on the sediment concentration of flood. For the scenario derived from all selected factors, indices R2 and MAPE in the test stage were obtained 0.97 and 8.55%, respectively. Assessment of the effect of different factors shows that the most effective factors on the BN model’s prediction accuracy are EL, R, PQ, A and AR one-day ago. Indices R2 and MAPE for this scenario were obtained 0.916 and 11.01%, respectively. It was selected as the best scenario because the least number of predictors and the highest accuracy. The most effective factors identified in this study can be used to predict debris flood in similar basins.

    Keywords: Debris flood, Sediment Concentration, Bayesian network model, Artificial Neural Network
  • Hossein Yousefi, Mona Jamalomidi, Ali Moridi* Pages 31-46

    Monitoring the quantity and quality of groundwater is a non-separable part of the environmental information system. There are several ways to design a groundwater monitoring network. In the present study, we attempted to develop a new method for flexible design. Flexible means that the results of this study allow the decision maker to select a limited number of high-priority wells, taking into account the budget level allocated to the project. It is also possible to use this method easily for wells under study or construction. Also, in this design method, monitoring is not limited to just one parameter (in the present study, EC concentration) and one or more parameters can be easily replaced. The DRASTIC model was used to calculate the aquifer vulnerability, which consists of seven layers of aquifer, including groundwater depth, net recharge, aquifer media, soil type, topography, impact of vadose zone, and the hydraulic conductivity of aquifers. The layers were optimized using differential evolutionary algorithm (DE) to find the highest correlation between the vulnerable points and the points with the highest concentration of EC. As a result of this optimization, the amount net recharge (the actual infiltration of water into the aquifer) had the highest correlation, which was confirmed by comparing net recharge and EC maps. With the help of WhAEM2000, 10-year capture zone of existing wells was calculated. The final priority of the wells was calculated by linking of these models.

    Keywords: WhAEM2000, DRASTIC, DE algorithm, MODFLOW
  • MohammadReza Shekofteh *, Mohammadreza Jalili Ghazizadeh, Jafar Yazdi Pages 47-62

    One of the advantages of designing water distribution networks (WDNs) as a district metered areas (DMAs) is to identify the leakage in each area by controlling the input and output flow, which of course requires the separating areas and installation of flowmeters between the interconnect pipes of areas. Considering that the most existing WDNs have been expanded traditionally and not as DMA, turning them into DMAs would require huge costs and might not be even practical in some networks. In this paper, a theoretical idea of virtual DMA is presented to identify the leakage in each areas. The innovation of this paper is the ability to transform networks into DMAs using a combination of the graph theory and artificial neural network to find leaks without using a flowmeter. The proposed method, in addition to reducing costs for the flowmeters, also increases the speed of detection of leakage areas. In addition, there is no need to specify the number of leakage nodes before the leak operation begins. The proposed method has been applied for the Balerma WDN in Spain with 443 nodes and 454 pipes for two, three and four simultaneous leaks. The results of this paper show that the proposed theory in this method is able to detect leakage in each area, and this method can determine the number of optimal virtual DMA for each network. In all examples, the leakage area was correctly predicted and the maximum leakage error was about 6.5%.

    Keywords: Leakage, Graph theory, Virtual District Metered Areas, Water Distribution Network, Artificial Neural Network
  • Seyyed Ahmadreza Shahangian, Massoud Tabesh *, Haniyeh Safarpour Pages 63-79

    Water demand management policies have widespread positive and negative effects on various aspects and can affect the severity and extent of these effects by affecting various components of system. Also, the application of these policies to social systems, which are composed of adaptable factors with complex behaviors (indirect effects) and interact with each other on micro-scale, causes emerging phenomena at system-level (macro-scale). In addition to the complicates of inner nature of socio-ecological systems and urban water supply-demand cycle, the complicates of urban infrastructure behaviors also present another challenge in this area. Therefore, urban water system is known as a complex adaptive system that requires integrated evaluation and modeling of system complexities in different dimensions. So, this article reviews the two main concepts regarding evaluation and modeling of environmental policies, including urban water management policies, namely (1)modeling of complex adaptive systems and (2)integrated evaluation and modeling and the types of common approaches of them. By reviewing these concepts and previous researches in the field of urban water management, the interactive cycle and modeling process in this field is extracted. This paper begins with an introduction to the importance of urban water management, especially demand management, and continues with an overview of the basic requirements and concepts in the structure of assessment and modeling of environmental policies. The proposed framework is then presented based on past researches. At the end, agent-based modeling as a powerful tool in evaluation and modeling of urban water management has been investigated using the two approaches above.

    Keywords: Demand management, Agent-based modelling, Complex adaptive systems, Emergent behaviour, Integrated assessment
  • tohid aligholinia *, Khalil Ghorbani, Hossien Rezaie, Gorban Gorbani nasr abad Pages 80-97

    Climate change is one of the most important environmental challenges that has a significant impact on basic resources, including water resources, so it is necessary to assess this phenomenon, agriculture and water resources. In this study, due to this importance, the simulation of climatic parameters with the general ocean circulation model GFDL-CM3 under two commonly used scenarios RCP4.5 and RCP8.5 in two time periods of 2021-2040 and 2041-2060 in six different climates of Iran has been investigated and Using its results, the prediction calculations of the water footprint of agricultural crops were performed in two components, blue water and green water footprints. For this purpose, 31 stations from all over Iran were selected and classified by UNESCO classification into six climate classes and then their 30-year meteorological statistics data are entered into the LARS-WG model. meteorological data were generated over the desired time periods. The results showed that during future periods the temperature in the study areas will increase from 0.5 ° C to 2.3 ° C and rainfall changes will increase from -16 mm to 100.2 mm. This causes changes in green and blue water footprints in different climates of Iran from -13.44% to 37.53% in green water footprint and -18.77% to 38.20% in blue water footprint, respectively. Among the climates studied, the two climates SA-K-W and PH-C-W will have the largest reduction in green water footprint and the highest increase in blue water footprint, and will be most affected by climate change and its consequences.

    Keywords: UNESCO Climate, Blue water, Green water, climate change, water footprint
  • hosein taghizade ranjbari *, mohsen shokat fadaee, Abolfazl Mahmodi, fateme alijani, Qolamreza yavari Pages 96-108

    In recent years, numerous policy programs such as the construction of dams on surface water resources in upstream areas, rationing of water input in the agricultural sector, installation of meters on groundwater wells and seal of the unauthorized exploitation wells to solve water deficit problems in agricultural sector of Kerman province used. Implementation of these policies on the water supply side have many effects on the cropping pattern and farmers’ gross profit of in south of Kerman province and so it requires proper planning to water resources management and agricultural production in the region. For this purpose, in this study to estimate the economic value of agricultural land and water inputs and then to evaluate the potential impact of water supply policies on the agricultural sector in the south of Kerman province using of the statistical data related to crop years of 1996-1997 and the PMP advanced economic planning model. The results showed that by applying the water supply policies, the cropping pattern leads to the development acreage of low water and grain products and onions, cotton and vegetables experience the greatest reduction in acreage. Under these conditions, Kerman farmers pay about one-third of the economic value of agricultural water in the form of costs of extraction and water transfer. The farmers also receive a price elasticity of water demand of 0/175. The water resources supply polices decrease the total gross margin of cropping pattern 0/92 to 3/46 percentage compared to the base year conditions,

    Keywords: Water Supply Demand, Economic Planning, Shadow Prices, Maximum Entropy, Policy analysis
  • Javad Rahmani, Mohammad Danesh Yazdi *, Massoud Tajrishy Pages 109-119

    Evapotranspiration is one of the key components of water balance in a basin. In recent decades, several methods and models have been developed for estimating evapotranspiration using remotely sensed data. In this context, utilizing the surface energy balance equation has led to the development of Surface Energy Balance (SEB) models, such as SEBAL and METRIC. Despite the extensive usage of these models, their application is still challenging due to the underlying algorithm complexity and the time consuming process of selecting cold and hot pixels by an experienced user. The goal of this study is to develop and introduce a new toolbox within the MATLAB environment for estimating actual evapotranspiration using the METRIC algorithm and Landsat 8 imagery. Unlike the previously developed models based on the METRIC algorithm, the selection of hot and cold pixels has been made automatic in this new toolbox. The toolbox was also used to estimate actual monthly evapotranspiration of the Urmia plain in 2016, and the results were compared with those obtained from the MODIS images to highlight the applicability of high spatial resolution imagery in water and agricultural management studies.

    Keywords: evapotranspiration, Landsat. METRIC Algorithm, Remote Sensing, Urmia Plain
  • MohammadHosein Mashayekhi, Mahmoud Zakeri Niri* Pages 120-132

    According to the heavy damage caused to humans by the occurrence of drought, it is important to predict the drought as accurately as possible.The wavelet-neural network integration method is one of the most accurate methods for this important.There are several categories of drought, including meteorological,hydrological,and agricultural drought.In this study,authors was tried to determine the optimal wavelet for predicting different types of drought.daily precipitation data,daily discharge,and satellite imageryrelated to Tehran from 1969 to 2016 were use as raw data to calculate the indicators.The wave transformations (WT) conversion method and PNN neural network have been used to predict droughts.From each time series of drought, wavelet transformations were performed using haar and bior1.1waves,and the prediction was make by neural network.It was found that the regression coefficient and error concentration for meteorological drought using haar wave are 0.68and 0.033and regression coefficient and error concentration for hydrological drought using haar wave are 0.76and0.066and regression coefficient and error concentration for agricultural drought using haar wave are 0.9269and0.1515.Then, the prediction of any kind of drought was done with bior1.1wave and it was found that the regression coefficient and error concentration for meteorological drought using bior1.1wave are 0.7116and 0.992.and the regression and concentration coefficientThe error for hydrological drought using bior1.1wave is0.14147and 0.0329and the regression and error concentration coefficient for agricultural drought using bior1.1 wave are0.82049and0.0016.The results showed that for meteorological drought, the bior1.1wave appeared better and gave us better results.But in two types of hydrological and agricultural droughts,it was found that the haar wave gives us better results.

    Keywords: Wavelet Transform (WT). standardized runoff index (SRI), Normalized Difference Vegetation Index(NDVI), Haar Wave Bior1.1 Wave
  • mahdieh janbaz fotamy, majid Kholghi *, Abdolnabi Abdeh Kolahchi, MahAsa Roostaei Pages 133-147

    Excessive harvesting of groundwater has caused a decrease in the water table, and as a consequence increasing in the phenomenon of the land-subsidence. Although, field inspection is the most accurate way to measure land subsidence and water table variation, it is less attractive due to the costs and being time consuming. Instead, the low cost and accurate remote sensing techniques are implemented for the large scale land subsidence measurement. The purpose of this study is to quantify the land subsidence in Qazvin province by using synthetic aperture radar interferometry and evaluating the effect of the groundwater depletion and soil profile on this phenomenon. For a long time land-subsidence evaluation, the combination of the outcomes of Envisat, Alos palsar-1, and Sentinel-1 satellite data between 2003 to 2017 are employed. Water table variation of Qazvin’s aquifer was studied using 180 data points of the pizometric wells. Annually averaged land-subsidence in this years was obtained as 39.9 mm/year for aquifer zone and this value was 33 mm/year for Qazvin province. According to the land-subsidence zone in Qazvin province it was revealed that most of the land-subsidence occur in the region of the aquifer whose fine-grained layer thickness would be larger than other areas. The maximum of Land subsidence was obtained at the northern parts of Buin-Zahra and near the Takestan borderline. This area has the highest cultivated area and groundwater depletion. The results of this study showed a strong correlation between the groundwater water table variations and land subsidence values in Qazvin province.

    Keywords: Land subsidence, Differential Interferometric Synthetic Aperture, Radar, groundwater exploration, fine-grained layer thickness, Qazvin province
  • Jaber Salehpoor Pages 148-171

    Water quality in drip irrigation is crucial to prevent scaling formation and corrosion of system components. Groundwater resources are mostly used in drip irrigation. Qazvin province is one of the provinces facing water shortage. Therefore, the use of drip irrigation has attracted the attention of farmers. The purpose of the present study is to investigate the quality of groundwater with regard to sedimentation and corrosion properties. For this purpose, Langelier (LSI), Ryznar (RSI), and Puckorius (PSI) indices were used to determine the scaling formation and corrosion properties of groundwater in the study area. Then, the geostatistical methods were used to prepare zoning maps of the indices. The temporal trend of changes in these indices is then examined. According to the results of LSI index using Ordinary kriging, most of the area of Qazvin plain is in the range of 0 to 2 indicating low, moderate, and in some year high groundwater deposition. Also, according to the results of RSI index, most of the province is in the range of 6 to 7, indicating low corrosion of groundwater. Indicator kriging results according to the LSI index, showed that the area of 80 to 100% of Qazvin groundwater resources is higher than the threshold. Also the results of the RSI index, the highest percentage of study area, are 80% to 100% above the threshold. Therefore, in areas where there is a problem with scaling formation, measures such as acidification of irrigation water or periodic acid flashing are recommended to prevent emitter clogging.

    Keywords: Trend Analysis, Zoning maps, Langelier index
  • Hamidreza Azizi, Hossein Ebrahimi *, Hossein Mohamad vali samani, Vida Khaki Pages 172-187

    The aim of this study was to investigate the Intensity of the effect of climate change using CMIP5 group models under RCP scenarios on groundwater resources in Varamin plain. The output of these models was downscaled by LARS-WG .For this purpose, the period(1989-2005)was used as a base period to select the regional model and the period 2050-2021 to study the NISTOR index in the future. The results showed that the EC-EARTH model has a high performance in simulating temperature and precipitation in the study area of CMIP5 series under three scenarios RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 for the next period. On average, the average temperature in the study area, under the scenarios RCP2.6 and RCP4.5, respectively, predicted an increase of 1 to 1.2 ° C compared to the base period, while the same temperature increase based on the most pessimistic scenario That is, RCP8.5 in the period 2050-2020, an average increase of about 1.5 degrees was predicted compared to the base period. Also in future periods, an increase in precipitation was observed in the early months of the year to late spring and a decrease in precipitation in autumn. Overall, the RCP4.5 scenario showed slightly more annual precipitation increase over the next 30 years than the base period over the other two scenarios. Also, the results of the NISTOR index, considering the effective rainfall, and De-martone index showed in all three scenarios, the intensity of effects of climate change on the groundwater resources of Varamin plain in the future is significant

    Keywords: climate change, LARS-WG, Varamin plain, Groundwater, NISTOR
  • Homayoun Moghimi* Pages 188-197

    In this study, in order to investigate the resilience of the area in the catchment of Lake Urmia, in contrast to the destruction of the density of the stream network, a performance function matrix was developed in the probabilistic First Order Reliability Method (FORM). The basis for calculations in the Python programming environment was the changes in the flow accumulation layer, as an important factor in the surface recharge of Lake Urmia. Preparation of flow accumulation layer, based on the digital elevation model of 30 meter’s altitude of Aster Landsat satellite in the geographic information system environment, and the criterion for its changes, according to the different layers of the stream network density and with certain thresholds of sequential power, has been the natural flow path in the automatic extraction method. The performance function in the FORM method was prepared by estimating the standard deviation, mean and linear correlation between the two categories of current stream network density, with thresholds of 100, 300 and 1000, as well as 1000, 3000 and 10000, and by deducting two sets of coordinate points. The results show that the failure probability in the catchment area, without taking into account the lake environment, varies between 28% and 72%. For the boundary strip, the lake's vulnerability display is the least resilient in the western, northwestern and southern parts. Vulnerability occurs with the destruction of the stream network in accordance with the FORM method in its maximum value with 86% in the western part of Lake area.

    Keywords: FORM Method, reliability analysis, Urmia Lake, River Density
  • Behnam Farid Giglou *, Reza Ghazavi, Siamak Dokhani Pages 198-211

    The purpose of this study was to evaluate the effects of climate change on Aras River catchment discharge at different time scales. In this study, RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios for the near future (2017-2036) were used to analyze the future and predict the minimum and maximum future changes of Aras discharge. Climate scenario outputs were entered into SWAT model for calibration and validation period and their results were analyzed. Monthly rainfall data of Pars Abad Synoptic Station during the period of 1985-2005 were used as control period. To evaluate and compare the accuracy of finely scaled data, comparison of baseline data and historical data produced by the model was performed using the calibration parameters. According to the results, all three scenarios predicted an increase in precipitation for August and December and a decrease for April and November, but the average annual precipitation in the Aras watershed during the period 2017-2036 will decrease. All three scenarios also predict an increase in the minimum and maximum temperatures. Although according to SWAT model results, the inlet discharge of Aras River should decrease by 30.7, 30.2, and 22.2% under scenarios RCP8.5, RCP4.5 and RCP2.6 respectively. In general, and based on the results of the models used, the temperature in the study area will increase and precipitation will decrease, which will have a negative impact on the Aras River discharge and will require proper and principled management of water resources utilization.

    Keywords: RCP, Discharge, SWAT model, Water resources
  • Halime SalimiRad, ABDOLHAMID DEHVARI, Hadi Galavi *, MAHBOUBEH EBRAHIMIAN Pages 212-221

    Distributed hydrological models have a large number of parameters in their structure. Such models produce different results using different sets of parameters’ value resulting in model uncertainty. This study, therefore, analyzes the model uncertainty induced by its parameters instability. The soil and water assessment tool (SWAT)—a powerful semi-distributed hydrological model—is employed here to simulate the Kardeh river flow, in Iran. The model parameter sensitivity was assessed using the global sensitivity analysis method; and the generalized likelihood uncertainty estimation (GLUE) technique was used for uncertainty analysis. GLUE performs the uncertainty analysis and calibration of the model through inverse modeling. Thus, observed streamflow data of 2000-2006 and 2008-2012 were respectively used at uncertainty-analysis/calibration and validation periods. Consulting the Nash-Sutcliffe efficiency coefficient values obtained in calibration (0.64) and validation (0.68) steps, the developed SWAT model showed good performance for simulating Kardeh river flow. The produced uncertainty band was also able to encompass 68 % and 93 % of the observations during calibration and validation steps, respectively. Results, while confirming the model goodness of fit, showed that the generated uncertainty interval by GLUE covers a large spectrum of the probable streamflow scenarios in the study area. Therefore, the model applicability in the study area is confirmed under different uncertainty scenarios and it can be applied for its river basin planning and management. Then, the calibrated model can be reliably forced by climate change scenario driven data to assess the hydrological impacts of climate change in the study area.

    Keywords: Parameter Uncertainty, GLUE, Sensitivity analysis, Inverse modeling
  • Anahita Jabbari *, Bagher Hoseinpour Pages 222-244

    Due to staggering growth of information in all scientific branches and the impossibility of pursuing them by researchers and thereof the urgent need to write review articles on one hand and strategic globally importance of water resources management on the other hand, and also with regard to emergence of a new scientific discipline called Socio-hydrology in most important scientific circles which addresses the inability of current hydrological methods and emphasizes on consideration of social and natural factors in water resources management, and even the relative ignorance of Iranian scholars to growing socio-hydrological concepts, it was motivated to write a comprehensive review on the issue from the time Socio-hydrology established up to the present time.To ensure the validity of information, scientific databases were applied and in almost information and resources reviewed including articles, books, or scientific documents. Using the Narrative Review method, information classified in four categories; 1. Conceptualization 2. Applications in agriculture 3. In flood and drought studies and 4. Modeling. As it is shown, despite rapid growth of discipline in scientific circles, there are still significant challenges in development of this branch that requires further studies on basic concepts, methodology and ontology of Socio-hydrology.

    Keywords: Socio-hydrology, Inter-disciplinary, Sociology, Hydrology, modelling
  • masoumeh zeinalie, mohammad ansari ghojghar, yaser mehri, seiyed mossa hosseini* Pages 245-256

    To optimize the management and optimal use of groundwater resources, it is necessary to be aware of the temporal-spatial changes of the stagnant level . For modeling and predicting hydrogeological variables, the question remains:To what extent these hybrid models can be effective compared to the individual model?, in this study four algorithms of particle overvoltage optimization (PSO) genetics (GA) ant colony (ACOR) and demand evolution (DE) were combined with the model of adaptive fuzzy-neural inference system (ANFIS).The four combined models performance developed with the ANFIS model and the time series model (SARIMA) as the reference model to estimate the average monthly groundwater level of the Sahneh plain aquifer in Kermanshah province was evaluated over 19 years.To better compare the results of the models, the same input variables of the groundwater level in different time steps (maximum four months based on the self-correlation function of aquifer level) were considered for them. The results of fitness indicators in the test and test phase showed that there was no significant difference between the SARIMA time series model compared to other combined models used.However, given that SARIMA applies average moving processes, authorization, seasonal changes, and delays in modeling, groundwater leveling can be given more attention in modeling. The RMSE values of the best hybrid model (ANFIS-GA) and SARIMA were 0.950 and 0.1012, respectively. The results also showed that the combination of optimization algorithms considered with the ANFIS model does not improve the model's results compared to the individual ANFIS model in terms of significance.

    Keywords: Modeling, groundwater level, SARIMA, ANFIS, evolutionary algorithms
  • Koohzad Raispour*, Robabeh Razmi Pages 257-271

    Cloudiness is of particular importance among other climatic elements and is one of the important issues in predicting climate change on a global and regional scale. The purpose of this study is to investigate the spatial distribution and estimate the long-term average of cloudiness on a seasonal and monthly time scale in the geographical area of Iran's atmosphere. MISR products were used during the years 2001-2019. The cloud products used were extracted with monthly temporal resolution and spatial resolution of 0.5° x 0.5° and after quality control and preprocessing, were used to build network layers. Cloud cover data from 44 synoptic meteorological stations were used to verify the accuracy of the cloud data of the MISR sensor.Based on the results; The average percentage of cloudiness in Iran's atmosphere is about 25%, which is a with few cloud country compared to the global average cloudiness (50%) of Iran. In the long-term study, the maximum cloudiness was estimated on the southern and western coasts of the Caspian Sea and then in the highlands of Azerbaijan, Zagros and Khorasan. Among the seasons, the highest cloud fraction was estimated in winter and the lowest in summer. On a monthly time scale, it was found that the highest/ lowest amount of cloud fraction is related to February/September. These differences indicate changes in the weather during different months of the year. Another result is the decreasing trend of cloud fraction the study period, which is important in terms of global warming and climate change.

    Keywords: Cloud Fraction, MISR Sensor, temporal spatial distribution, Atmosphere of Iran
  • Hossein Dehban, Kumars Ebrahimi *, Shahab Araghinejad, Javad Bazrafshan, Fereshteh Modaresi Pages 272-281

    Stream flow forecasting on a monthly time scale is essential for optimal water resources management and planning. In this paper using the predictions obtained from the ECMWF climate model, monthly stream flow forecast was made in Shahroud river Subbasin, part of Sefidrood basin northwest of Iran. To achieve this aim, using monthly precipitation forecasts from ECMWF climate model in tandem with SVR data-driven modeling, as a rainfall-runoff model, the stream flow was predicted based on the predicted precipitations. First, the results of precipitation forecast, for the desired historical period, up to a 3-month forecast horizon for the study area were obtained from the Climate Data Store. Then, by using the SVR driven model, a linked Climate-Data-driven model was developed to predict the flow up to a 3-month forecast horizon. The results showed that flow forecasting based on climate forecasting models is more accurate for the forecast horizon of the next month than two and three months. So that the forecast horizon of the next month has the highest Nash-Sutcliffe coefficient, in calibration 0.77 and in validation 0.48. The highest correlation coefficient in calibration 0.87 and validation 0.69, the lowest root mean square error in calibration 6.8 and validation 6.3 million cubic meters and also has the best relative bias value for calibration 0.96 and validation 1.1. Also the results, based on the POD and FAR probabilistic indices, showed that the developed predictive model has a high ability to detect different states of stream flow events, especially for extreme flows event.

    Keywords: Climate Models, SVR, Rainfall-runoff modeling
  • hadi modabberi *, Alireza Shokoohi Pages 282-305

    Extensive exploitation of water resources for agricultural purposes has led to a lack of environmental water supply, weakening, destruction and disappearance of aquatic ecosystems, especially wetlands. In this study, Amirkalayeh International Wetland was selected as a case study, and a comprehensive scenario-based method was used to determine its environmental water needs. The holistic model developed in this research includes biophysical, socio-economic, scenario development, and integration sections.In the biophysical and socio-economic sectors, a comprehensive evaluation of all physicochemical, ecological, biological, economic, and socio-economic indicators was performed, and finally, water withdrawal from the wetland for agricultural purposes was selected as a socio-economic index and Sheng animal species as an ecological index. In the scenario development section, scenarios were determined to maintain the habitat suitability for the selected index in terms of minimum, optimum conditions in comparison with the current condition for wetland stakeholders. Finally, in the integration section, the environmental water requirement of Amirkalayeh Wetland to supply the required water for the selected indicators was determined based on the targeted scenarios in the first and second half of the water year. The results showed that the amount of environmental water volume in Amirkalayeh wetland in the first and second half of the water year in optimum condition was equal to 7.25 and 6.74 million cubic meters, respectively. Furthermore, the minimum environmental water demand of Amirkalayeh wetland for the whole water year was obtained as much as 5.36 million cubic meters.

    Keywords: wetland, Environmental water requirement, Holistic approach, Ecological index, Socio-economic index
  • Erfan Naseri, Tofigh Saadi, Saman Javadi Pages 306-321

    One of the most important consequences of Climate Change is the changing of climatic variables and the effects on hydrological variables and water resources. Karaj Dam is one of the important sources of water and electrical energy for Tehran and Alborz province. Thus, diagnosis of affective factors on the water resources of upstream of this catchment and entered runoff to Karaj dam could be vital for planners and policy makers for the future periods. One of the best methods for diagnosing the effects of Climate Change on climatic and hydrological variables is Detection and Attribution with Optimal Fingerprint approach. In this research have been tried to detect and attribute the ALL, GHG and NAT signals by simulations from CanESM-2.0 model. Therefor every signal has been downscaled with MRQNBC method, and then simulated with SWAT calibrated model for selected signals for (1985-2011). At last those entered to optimal fingerprint method. By attention the results, just GHG signal (which shows the globe under the effects of Greenhouse gases without the other forcing has been detected and attributed and its scaling factor (β) got 0.76. While two other signals (ALL, NAT) haven’t been detected and attributed. In other words the changing of entered runoff to Karaj dam was very likely consonant with simulated runoff which affected from GHG signal only.

    Keywords: Detection, Optimal Fingerprint, SWAT, MRQNBC, Karaj Dam
  • Mohammad Momeni Esfahani *, AmirShahrokh Amini Pages 322-333

    Colored dissolved organic matter (CDOM), one of the main constituents of DOM in surface water, is an important indicator of water quality, the biochemical status, and the nutritious material content and plays an important role in the carbon cycle of surface water. In this study, we have analyzed colored dissolved organic matter (CDOM) in lakes using Landsat 8 images in the period of 2013 to 2016 in the watershed area of North Siberia. The support vector regression model was used for selecting the most desirable band in determining the CDOM absorption coefficient, and using the support vector machine model to classify and compare the changes in the amount of〖 α〗_CDOM (440), the CDOM scatter plots for the years of 2014 and 2015 were obtained. Based on the results, regarding the correlation coefficient (R2=0/71) and the amount of errors (MSE=1/60 m-1, RMSE=1/0775 m-1, and MAE=0/9464 m-1), it was concluded that the application of green/red band ratio in Landsat 8 satellite was the most desirable choice for measuring colored dissolved organic matter at a wavelength of 440 nm in watershed resources of North Russia. The scatter plot indicates an increase in colored dissolved organic matter in the lakes in the northeast of the area in 2015 compared to 2014.

    Keywords: Colored Dissolved Organic Matter, SVR, SVM, Landsat 8
  • Alireza Mashayekhi, Azita Behbahaninia *, Mostafa Khezri, Azadeh Nekoee Pages 334-343

    The purpose of this study is to determine the concentration and distribution of cyclic aromatic hydrocarbons and the origin of these compounds in the protected river Sardabrood in Mazandaran province. Sampling of surface sediments of the riverbed was done from different stations (Karimabad, Gil Kola, Abbas Kola and the estuary of Sardabroud). To extract and analyze PAH compounds, by Soxhlet method, column chromatography and gas chromatography-mass spectrometry was performed in two stages. The highest total amount compounds was observed in the estuary 109.89 17 173.40 ng.g-1 and the lowest concentration in Karimabad station ng.g-1 of 141.39 ± 42.22 ng. The trend of accumulation of PAH in sediments showed that from upstream to downstream PAH concentration increases. Determining the origin of compounds in sediments using isomeric diagnostic ratios showed that PAH are mainly a mixture of petrogenic and pyrogenic sources. Surface sediments are in the average level of pollution in terms of polyaromatic hydrocarbon concentration according to NOAA sediment quality guidelines. The presence of a sand factory along the river, the entry of agricultural effluents into the surrounding fields, increased urbanization; car traffic and the relatively high amount of rainfall and urban runoff have caused the pollution of aromatic hydrocarbon compounds in the river sediments.

    Keywords: origin, Sardabroud River, Surface Sediment, PAH
  • Hossein Asakereh, Nasrin Varnaseri ghandali* Pages 344-364

    In current research, attempts was made to analyze the hidden aspects of precipitation in the Caspian region. To this end, the daily data of 385 stations, under Meteorological Organization and the Ministry of Energy's supervision was used for the period of 2016-1966 (51 years). These stations were used in order to create maps with a spatial resolution of 3 × 3 km. Sinusoidal behaviors of monthly Precipitation in each map's pixels were investigated. Accordingly, first to sixth harmonics were extracted. Finally, to identify the spatial patterns of precipitation based on the contribution of different periodic and its zoning, the cluster analysis method was used based on the Euclidean distance and the "Ward" method of linkage. The results showed that large-scale systems, and local factors such as the Alborz Mountains, the Caspian Sea have led to different patterns of atmospheric precipitation. The largest share of precipitation from large scale systems in the southwest of the Caspian Sea and the eastern region and the highest share of local precipitation in the Alborz highlands is seen. This suggests that precipitation is concentrated in the coastal and southwest parts of the Caspian Sea and east of the region, and is less concentrated in the Alborz highlands. The results of cluster analysis indicate that in the Caspian region three classes of distinct precipitation diffraction can be identified. The geographical dispersion of these classes shows that the difference between these classes is affected by latitude and distance from the Caspian Sea.

    Keywords: Precipitation Climatology, Large-scale Systems, Local factors, Rise, Fall, Caspian Region
  • Alireza Nouri, Majid Delavar, MohammadReza Bazargan Lari Pages 365-375

    One way to deal with this phenomenon is to impose a fine policy by the competent authorities. Since farmers are over-exploitation under specific socio-economic and agricultural conditions, evaluation of the effects of penalty patterns based on a socio-economic simulation is required. This research has provided an agent based simulation framework to study the status of three agricultural, environmental and regulator agent in agricultural environment. In this research, agricultural sector behavior has been modeled in two layers, one is agricultural sub-factors in order to maximize individual profit under physical and behavioral constraints by using fuzzy inference system and mathematical programming, and other is the group-agricultural agents in order to maximize agricultural profitability under the constraints of individual preferences by combining non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) and social chose method. The proposed framework was applied to the Najafabad hydrological unit in Isfahan. The results showed that the level of unit hydrograph’s aquifer was drawdown 21.82, 17.18 and 10.5, respectively, while the fines of 2, 3, and 4 thousand Rials per cubic meter were imposed by regulator agent.

    Keywords: Agent Based Modeling, Fuzzy inference system, Imposing Penalty Pattern, Over-exploitation, Borda Count Method
  • Poria Mohit Isfahani, Reza Modarres* Pages 376-387

    Flood control and management is a fundamental issue for hydrology researchers and managers. Regarding the design and construct of different hydrologic structures such as reservoirs and dams as effective techniques for flood control, the appropriate estimation of the dimension and resilience of these structures needs correct estimation of the magnitude and return periods of flood for which the design flood in different return periods or probability level is applied. Design flood estimation is done through frequency analysis with the key stationary assumption. Nowadays the factors such as land use change, inappropriate management and climate change has influenced stationary conditions of flood peaks. Therefore, in the existence of non-stationary, the estimation based on stationary assumption is not confident and may have large errors. In this regard, this study for non-stationary flood frequency analysis the GAMLESS model for location, scale and shape parameter estimation as well as visual inspection of non-stationary are introduced and developed for quantile estimation in non-stationary conditions. Six hydrometery stations from different provinces in the North of Iran were selected. Frequency analysis with and without stationary assumptions was done for each station. Results indicated that location and scale parameters have trend with the linear and quadratic manner. In addition, results indicated that design flood estimated by non-stationary procedure has increased around 3 times higher than stationary estimation in Nodekhormalo station. Results also demonstrated that in a station with increasing non-stationary trend, return period of big floods is decreasing and for the same return periods, flood quantiles has increased.

    Keywords: Non-stationary Frequency Analysis, flood, Trend, GAMLSS, Flood Risk
  • Masoud Parsinejad *, omid raja, Behdad Chehrenegar Pages 388-393

    In recent years, several studies have been carried out to estimate evapotranspiration of crops in different ways at Urmia Lake basin or locally. In many of these studies, the feasibility of estimating the actual water-use has been investigated with different algorithms. The purpose of this study was to extract a practical result in order to achieve the aims of restoring Lake Urmia. Estimated evapotranspiration values using SEBAL algorithm were compared with rainfall values in different zones to locate irrigated areas. From the results of this study, areas with high water consumption “Hot spots” were extracted at the basin. These areas can represent areas with maximum water saving potential. Estimated actual evapotranspiration (ETa) values using satellite images compared with rainfall values (P-ETa = (+) rainfed or = (-) net irrigation requirement) for the years 2013-14 and 2014-15 were extracted in different zones at basin. The results showed that actual evapotranspiration values in the western (Urmia plain), south-eastern lakes (Miandoab and Mahabad plains), and in parts of the northeast and northwest (Sarab and Salmas) were much higher than the amount of rainfall. Which indicates the high concentration of irrigated lands in these areas. Land use maps also showed high density of irrigated land in these areas. In result, identifying irrigated areas with high water saving potential can be to implement water saving pilot schemes and to provide the lost water of the lake.

    Keywords: evapotranspiratio, n SEBAL, High Conservation Areas, Saving, Urmia Lake Basin