فهرست مطالب

تحقیقات منابع آب ایران - سال شانزدهم شماره 4 (پیاپی 55، زمستان 1399)

مجله تحقیقات منابع آب ایران
سال شانزدهم شماره 4 (پیاپی 55، زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/01/29
  • تعداد عناوین: 21
|
  • مونا جمال امیدی، علی مریدی* صفحات 1-14

    در دهه های اخیر، افزایش نیازهای آبی در ایران منجر به برداشت بیش از حد آب، به ویژه آب زیرزمینی شده است لذا مدیریت آب زیرزمینی و برداشت ها باید طوری باشد که علاوه بر رفع نیاز مصرف کنندگان و رسیدن به نفع عادلانه، پایداری آبخوان و نیاز آیندگان نیز مور توجه قرار گیرد. این تحقیق با هدف مدیریت و کاهش برداشت از آبخوان حاجی آباد واقع در استان هرمزگان انجام شده است. ابتدا مدل جریان آب زیرزمینی به وسیله نرم افزار MODFLOW شبیه سازی و صحت سنجی شده سپس با استفاده از روش همکارانه (روش ورشکستگی)، مقادیر جدید برداشت آبخوان محاسبه گردید و این مقادیر به مدل شبیه سازی وارد و نتایج آن با وضع موجود مقایسه گردید. در این پژوهش از 5 روش ورشکستگی نسبی (P)، ورشکستگی مقید به سود یکسان (CEA)، ورشکستگی مقید به ضرر یکسان (CEL)، تالمود (Talmud) و پینایل (Piniles) به منظور مدیریت برداشت چاه های بهره برداری استفاده شده است. مقادیر برداشت سالانه چاه های بهره برداری از آبخوان به عنوان تقاضای ذینفعان و مقدار تغذیه آب زیرزمینی محاسبه شده توسط مدل شبیه سازی در هر پلیگون به عنوان مقدار آب موجود است. در این 5 روش مقادیر سطح آب زیرزمینی آبخوان افزایش و وضعیت کلی آبخوان بهبود نسبتا خوبی داشته است. در نهایت شاخص پایداری ورشکستگی (BASI) برای 5 روش محاسبه و مقایسه گردید.

    کلیدواژگان: MODFLOW، روش ورشکستگی، پایداری آبخوان، رویکرد همکارانه
  • محمد حب وطن، نادر حیدری*، بهیه جعفری، محمد ارشدی، سارا لطفی، مهدی ضرغامی صفحات 15-30

    شورایعالی آب با هدف ایجاد بسترهای نهادی و سازمانی لازم جهت هماهنگی سیاست های تامین، توزیع و مصرف آب در سال 1379 وفق ماده 10 قانون تشکیل وزارت جهاد کشاورزی ایجاد شده است. هدف از این مقاله ارایه نتایج و دستاوردهای حاصل از بررسی های انجام شده در زمینه شناسایی، بررسی و تحلیل نقاط قوت وضعف و فرصت ها و تهدیدهای فراروی شورا و در نهایت شناخت و ارایه راهبردها و راهکارهای اجرایی برای ارتقای اقتدار و اثربخشی بیشتر شورایعالی آب کشور می باشد. روش شناسی بکار رفته در این پژوهش بر مبنای تشکیل کارگروه کارشناسی و برگزاری جلسات برای دریافت ایده ها و نظرات و در نهایت استفاده ترکیبی از فنSWOT) به مقادیر امتیازهای موزون محاسبه شده برای عوامل درونی و بیرونی (به ترتیب برابر 2/342 و62/ 2) نقطه تلاقی این دو مقدار در نمودار SWOT در منطقه WO قرار گرفته که نشان داد راهبرد محوری انتخابی برای ارتقای اقتدار شورای عالی آب، بایستی راهبرد محافظه کارانه باشد. برای اثربخشی و اقتدار بیشتر شورا همچنین چشم انداز و ماموریت جدیدی برای شورایعالی آب تعریف و پیشنهاد گردید. همچنین پنج راهبرد اصلی برای بهبود عملکرد شورای عالی آب و نیز 21 برنامه اقدام برای بهبود عملکرد و اقتدار شورای عالی آب شناسایی و اولویت بندی شدند.

    کلیدواژگان: شورای عالی آب، حکمرانی آب، راهبرد، مدیریت آب، تحلیل SWOT
  • سید احمدرضا شاهنگیان، مسعود تابش*، مسعود یزدان پناه، طاهره زبیدی صفحات 31-46

    تامین امنیت آب در مواجهه با رشد جمعیت و کمبود منابع، سیاست گذاران را با چالش بزرگی در مناطق شهری مواجه کرده و آنها را به سمت رهیافت های مدیریت تقاضای آب سوق داده است. حفاظت از آب به عنوان عاملی اساسی در مدیریت تقاضا، راهکاری موثر در تامین پایدار آب شهری است که دو دسته رفتارهای صرفه جویی و افزایش بهره وری را شامل می شود. با توجه به انجام داوطلبانه این رفتارها توسط افراد، درک فرآیندهای روانشناختی تبیین کننده این رفتارها جنبه مهمی در طراحی سیاست ها و مداخلات کارآمد در این حوزه است. لذا هدف این تحقیق، بررسی عوامل موثر بر تمایل و رفتارهای حفاظت از آب ساکنان شهر تهران به کمک تیوری رفتار برنامه ریزی شده بود. داده های تحقیق، به کمک پرسشنامه ساختاریافته ای که روایی آن به کمک نظر متخصصان و پایایی آن با ضریب آلفای کرونباخ مورد تایید قرار گرفت، از شهروندان تهرانی به دو روش آنلاین و آفلاین (820=N) جمع آوری شد. همچنین برای تجزیه و تحلیل داده ها، از مدل سازی معادلات ساختاری استفاده شد. براساس نتایج، تیوری رفتار برنامه ریزی شده قادر است به ترتیب 83% و 40% از واریانس تمایلات و رفتارهای صرفه جویی و به ترتیب 57% و 37% از واریانس تمایلات و رفتارهای افزایش بهره وری را تبیین نماید. همچنین نتایج نشان داد، نگرش و کنترل رفتاری درک شده بر تمایل به انجام هر دو رفتار تاثیرگذار است؛ اما هنجار ذهنی، تاثیری بر تمایل به انجام این رفتارها ندارد. به علاوه، نتایج حاکی از تاثیرگذاری تمایل و کنترل رفتاری درک شده بر انجام هر دو رفتار است. درنهایت براساس نتایج، دلالت هایی برای ارتقای حفاظت از آب خانگی و پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده، ارایه شده است.

    کلیدواژگان: حفاظت از آب، تئوری رفتار برنامه ریزی شده، رفتار صرفه جویی، رفتار افزایش بهره وری مصرف آب، مدیریت تقاضای آب
  • سید مجتبی موسوی، علیرضا شکوهی* صفحات 47-64

    یکی از ابعاد معیشت پایدار بخصوص در جوامع روستایی توجه به اقتصاد کشاورزی و میزان درآمد ناشی از تولیدات کشاورزی می باشد. در تحقیق حاضر به منظور ارزیابی اثرات خشکسالی بر جوامع کشاورزی و روستایی، شاخص خشکسالی اقتصادی- اجتماعی روستایی معرفی گردیده است. این شاخص برای درنظر گرفتن شرایط اقتصادی و اجتماعی جوامع در مواجهه با خشکسالی از درآمد حاصل از سطوح زیر کشت، هزینه خانوار و توانایی مالی مقابله با تبعات خشکسالی استفاده می نماید. با توجه به اهمیت حوضه ی زاینده رود به عنوان یکی از حوضه های پر تنش، مناطق این حوضه در دو استان اصفهان و چهارمحال و بختیاری به عنوان محدوده ی مورد مطالعه انتخاب گردیده اند. دوره ی مطالعاتی شامل 29 سال از سال آبی 69-1368 تا 96-1395 است. طبقه بندی شاخص خشکسالی اقتصادی - اجتماعی با الگوریتم شکست طبیعی جنکز انجام و منطقه بر اساس انعطاف پذیری و توانایی مقابله با عوارض خشکسالی از منظر تاثیر بر درآمد خانوار به زون های بحران کم تا شدید تقسیم شد. نتایج نشان می دهد مناطق فلاورجان، خمینی شهر، اصفهان و نجف آباد به ترتیب 18، 15، 12 و 8 سال در بحرانی ترین شرایط در بین مناطق نه گانه حوضه ی زاینده رود قرار داشته اند. حداکثر شدت خشکسالی اقتصادی- اجتماعی روستایی در مناطق خمینی شهر و فلاورجان به ترتیب با 77/6 و 37/6 واحد بدست آمد. نتایج کاربرد این شاخص تطابق خوبی با یافته های میدانی داشت و آن را شاخص مناسبی برای ارزیابی خشکسالی اقتصادی- اجتماعی معرفی می نماید.

    کلیدواژگان: خشکسالی اقتصادی- اجتماعی روستایی، معیشت کشاورزی، آسیب پذیری، تاب آوری، بحران
  • رضا رفیعی آتانی، فرزین نصیری صالح*، نیلوفر نجفی توه خشکه صفحات 65-76
    کمبود آب یکی از مهم ترین و تاثیرگذارترین عوامل در الگوی کشت و سود کشاورزان است. این تحقیق برای ارزیابی اثرات کاهش بارش بر الگوی کشت و سود کشاورزان در حوضه آبریز طشک- بختگان انجام شد. برای این منظور، از یک مدل تلفیقی که شامل دو بخش هیدرولوژیکی و اقتصادی است، استفاده گردید. در بخش هیدرولوژیکی، مدل برنامه ریزی و ارزیابی منابع آب (WEAP) و در بخش اقتصادی، مدل برنامه ریزی مثبت ریاضی (PMP) استفاده شدند. در این تحقیق اثرات کاهش بارش در دو سناریوی کاهش 20 و 40 درصدی، بر بخش کشاورزی از طریق تعیین میزان آب تحویلی به این بخش تعیین شد و سپس عکس العمل کشاورزان از طریق الگوی کشت و سود آن ها بررسی گردید. این مدل سازی به صورت منطقه ای در 5 ناحیه مجزا از حوضه طشک- بختگان و نسبت به سال پایه (2007-2006) انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد با اجرای سناریوی 20 درصد کاهش بارش، سطح زیر کشت و سود کشاورزان به ترتیب 33 و 29 درصد کاهش یافتند و با سناریوی 40 درصد کاهش بارش، میزان کاهش سطح زیرکشت و سود کشاورزان به ترتیب 36 و 32 درصد بود. در بین محصولات مختلف، بیش ترین تغییرات سطح زیرکشت مربوط به یونجه بود و سطح زیرکشت محصول برنج به دلیل سود بالای آن تغییری نکرد.
    کلیدواژگان: مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP)، مدل برنامه ریزی و ارزیابی منابع آب (WEAP)، تابع تولید با کشش جانشینی ثابت (CES)
  • امیرحسین عقیلی، محمدحسین گل محمدی*، علیرضا نیکویی صفحات 77-97

    مدیریت منابع آب، نیازمند درک درستی از مدیریت همزمان منابع غذا و نیز مدیریت منابع انرژی به خصوص در بخش کشاورزی است. چارچوب هم بست آب-غذا-انرژی با رویکرد پایداری منابع و مصارف، به تحلیل مدیریت و بهره برداری ترکیبی از منابع آب، غذا و انرژی به کمک سناریو نگاری می پردازد. همچنین علاوه بر مفاهیم پایداری، هزینه های زیست محیطی همچون انتشار کربن دی اکسید از سوخت فسیلی و تاثیر آن بر محیط زیست نیز مطرح می شود. در این تحقیق، باتوجه به شش شاخص تعریف شده و برمبنای پتانسیل استفاده از انرژی خورشیدی و امکان بهره برداری از منابع انرژی تجدیدپذیری همچون انرژی خورشیدی، سناریوهای مدیریتی مختلف توسعه داده شده است. پس از بررسی مدل مدیریتی WEAP توسعه یافته در حوضه لنجانات به عنوان مطالعه موردی، توسعه مدل بارش-رواناب و کالیبراسیون آن، هشت سناریوی مختلف اعم از: 1- سناریوی پایه (ادامه روند موجود) 2- سناریوی اول (تغییر سطح زیر کشت) 3- سناریوی دوم (افزایش راندمان آبیاری) 4- سناریوی سوم (استفاده از پنل خورشیدی) و سه سناریوی ترکیبی از این سناریوها و نیز سناریوی افزایش راندمان پمپ ها به همراه سناریوی سوم در مدل مذکور توسعه یافت و براساس معیارهای پایداری بررسی وارزیابی شدند. براساس نتایج تحقیق، به دلیل استفاده تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی، ترکیب سناریوهای دوم و سوم به عنوان سناریوی برتر انتخاب و پیشنهاد شده است. همچنین سناریوی ادامه روند موجود به عنوان آخرین سناریوها رتبه بندی شده است که حاکی از بدترشدن شرایط موجود در صورت ادامه روند فعلی است. با توجه به نتیجه رتبه بندی سناریو ها استفاده از ترکیب سناریوهای سوم و چهارم از دیگر سناریوهای برتر انتخاب شده است.

    کلیدواژگان: هم بست آب-انرژی-غذا، شاخص پایداری، تصمیم گیری چندمعیاره، سناریونویسی
  • رویا کلاچیان، بهرام ثقفیان*، صابر معظمی صفحات 98-111

    پیش بینی مناسب بارش و دما با افق یک ماهه می تواند فرصتی استثنایی برای برنامه ریزی منابع آب و مقابله با سیل و خشکسالی در اختیار مدیران قرار دهد. اعمال روش های پس پردازش و اصلاح اریبی مناسب می تواند کارایی پیش بینی های عددی هواشناسی را تا حد قابل قبولی ارتقا بخشد. در این تحقیق ضمن ارزیابی پیش بینی های خام بارش و دمایS2S مرکز ECMWF در یکی از حوضه های آبریز مهم کشور، روش های متنوعی برای پس پردازش و اصلاح اریبی این پیش بینی ها مورد استفاده قرار گرفت و نتایج با معیارهای ارزیابی مختلف مقایسه گردید. تکنیک های نگاشت چندک (QM)، میانگین گیری مدل بیزین (BMA)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)، رابطه تجربی اصلاح اریبی دما و روش های ترکیبی بر روی پیش بینی ها اعمال شد که از بین آن ها روش BMA هم در بهبود پیش بینی های دما و هم بارش اندکی موثرتر از سایر روش ها عمل نمود. در حالت خام، پیش بینی های بارش و دما تنها در 2 یا 3 ماه سال قابل استفاده ارزیابی شدند ولی اعمال روش های پس پردازش توانست دقت پیش بینی های بارش را در نیمی از ماه ها، به ویژه ماه های پرباران تا حد قابل قبولی ارتقا دهد و اعمال روش ترکیبی معادله تجربی-میانگین مدل بیزین در 10 ماه از سال با پیش بینی هایی بهتر از تخمین دمای ماه آتی با استفاده از آمار بلندمدت همراه بود.

    کلیدواژگان: پس پردازش پیش بینی های هواشناسی، اصلاح اریبی، میانگین گیری مدل بیزین، نگاشت چندک، رگرسیون بردار پشتیبان
  • کریم رجبی خمسه، علیرضا نیکبخت شهبازی*، حسین فتحیان، نرگس ظهرابی صفحات 112-126
    فرونشست ساختار دشت ها، می تواند مستقیما بر اثر افت سطح آب زیرزمینی و تخریب بافت آبرفتی آبخوان صورت پذیرد. در این مطالعه در دشت ایذه مدل ریاضی MODFLOW، با استخراج نقشه رستری فرونشست آبخوان اشباع در دوره ده ساله از 2008 تا 2019 و دوره پیش بینی سه سناریو اقلیمی بین سال های 2019 تا 2029 انجام شد. مدل فرونشست با توسعه پکیج SUB در ساختار کد عددی تفاضل محدود MODFLOW صورت پذیرفت. مدل کمی جریان آب زیرزمینی با استفاده از کد خودکار PEST واسنجی و تحلیل حساسیت شد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که مدل ریاضی استفاده شده جهت شبیه سازی آبخوان ایذه دارای خطای نسبی NRMSE مطلوب می باشد که موید مدل سازی ایده آل پس از بررسی فرآیند صحت سنجی است. بررسی تغییرات عمودی ساختار زمین نشان داد که در بلند مدت 20 ساله با فرضیات اقلیمی مطرح شده سطح آبخوان مجموعا حداکثر تا 5/1 متر و حداقل 9/0 متر فرونشست رخ می دهد. در صورت تخریب ساختار آبرفتی آبخوان این مقدار ممکن است کمتر از این ارقام بوده اما در مقابل برابر با شرایط بدون بازگشت تعذیه سفره آب زیرمینی باشد.
    کلیدواژگان: مدلMODFLOW، آبخوان ایذه، فرونشست
  • محمدحسین متین جو، حسین علیزاده* صفحات 127-142

    این تحقیق به بررسی چگونگی تخصیص و مبادله آب بین کشاورزان منطقه مجن می پردازد و در ادامه، با استفاده از نتایج تحقیقات میدانی و مصاحبه با تعداد قابل توجهی از کشاورزان منطقه و همچنین تهیه و توزیع پرسش نامه بین آن ها، مدلی عامل بنیان برای بازارآب منطقه مذکور پیشنهاد می گردد. باوجود آنکه بازارهایی مانند بازار منطقه مجن، فاصله زیادی از بازارهای مدرن کشورهای پیشرفته دارد، نتایج مدل نشان می دهد که با تلاش در جهت ترفیع مشکلات و فراهم آوردن محیطی مناسب برای مبادله آب، می توان تا حدود مطلوبی از این نوع بازارهای آب بهره برد. با برقراری بیشتر تعاملات مناسب بین کشاورزان و همکاری شرکت آبیاری مجن، بازارآب می تواند شامل نتایج سودبخشی باشد. به نحوی که با افزایش این تعاملات بین کشاورزان، میانگین تعداد کشاورزان زیرخط فقر می تواند تا %25 کاهش یابد. عملکرد بازار پیرامون جلوگیری از کاهش سطح زیرکشت در سال های نسبتا کم باران نیز مورد توجه واقع شده است؛ به صورتی که در سال های 1385 تا 1387، با کاهش چشم گیر بارش، کاهش سطح زیرکشت اندک بوده است.

    کلیدواژگان: بازارآب، مدل عامل بنیان، بازارآب غیررسمی، مجن، رابطه تعاملی بین کشاورزان
  • ساناز مقیم، مینا خسروی*، امیر مولاجو، عباس افشار صفحات 143-153
    تغییر اقلیم و اثر آن بر خشک سالی ها موجب استفاده بیش ازحد از منابع آب زیرزمینی شده و پایداری این منابع را به خطر انداخته است. مطالعات تغییر اقلیم نشان می دهد که در سال های اخیر، جهت گیری محورهای مطالعاتی این مبحث از صرف "ارزیابی اثرات" به "سازگاری" گرایش قابل توجهی داشته است. ازاین رو ارایه راهکارهای مناسب جهت افزایش سازگاری سیستم های بهره برداری تلفیقی منابع آب سطحی و زیرزمینی در مقابل اثرات نامطلوب این پدیده حایز اهمیت شده است. در مطالعه حاضر، با در نظر گرفتن سناریوهای تغییر اقلیم، سازگاری سیستم های بهره برداری تلفیقی منابع آب تحت دو رویکرد سیکلی و غیر سیکلی باهدف افزایش پایداری آب های زیرزمینی ضمن کاهش هزینه ها و کمبود آبی مقایسه گشته اند. در این راستا به منظور شبیه سازی تغییرات اقلیم حوضه آبریز ابهر رود، متغیرهای بارش و دما از نتایج سه مدل گردش کلی جو تحت سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای RCP2.6 و RCP8.5 در دوره 2031-2021 استخراج شده و ریزمقیاس سازی مکانی داده های موجود با استفاده از الگوریتم M5 درخت تصمیم صورت پذیرفته است. در گام بعدی برای پیش بینی مقادیر رواناب از مدل ترکیبی Wavelet-M5 جهت مدل سازی بارش-رواناب و همچنین از روش Kharrufa جهت محاسبه میزان تبخیر در فصول آینده استفاده شده است تا این مقادیر در گام بعدی به عنوان ورودی در اختیار مدل های بهینه سازی چندهدفه سیکلی و غیر سیکلی قرار داده شوند. نتایج نشان می دهند که اتخاذ رویکرد سیکلی به جای رویکرد رایج غیر سیکلی به طور قابل توجهی سازگاری سیستم های بهره برداری تلفیقی منابع آب را افزایش می دهد. به گونه ای که در رویکرد سیکلی حدود 18 درصد پایداری منابع آب زیرزمینی بیشتر از رویکرد غیر سیکلی تضمین می گردد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، سازگاری، پایداری منابع آب زیرزمینی، رویکردهای سیکلی و غیر سیکلی
  • هیدی محمودپور، سمیه جنت رستمی*، افشین اشرف زاده صفحات 154-173
    بهره برداری بدون برنامه ریزی و بیش از حد مجاز آب زیرزمینی در نواحی ساحلی خطر پیشروی آب شور را افزایش می دهد، بنابراین مدیریت و پایش کیفیت آب در این نواحی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه، شبکه پایش بهینه با حداقل تعداد چاه ها در آبخوان ساحلی تالش با توجه به نقشه آسیب پذیری آبخوان و ارزیابی دقت شبکه پایش طراحی شد. در این راستا، نقشه آسیب پذیری آبخوان با استفاده از شاخص DRASTIC اصلاح شده تهیه شد و از الگوریتم ژنتیک برای جستجوی بهینه شبکه پایش استفاده شد. در مدل بهینه سازی هم زمان سه هدف حداکثر کردن همبستگی بین شاخص آسیب پذیری و مقدار EC، حداقل کردن تعداد چاه های پایش و حداکثر کردن ضریب نش-ساتکلیف که بیانگر برازش بین توزیع EC محاسبه شده در شبکه پایش موجود و شبکه جدید است، مورد بررسی قرار گرفت. با اعمال ضریب وزنی w برای هدف اقتصادی، سه هدف در یک تابع هدف تعریف شد و وزن های مختلف w ارزیابی شد. نتایج نشان داد که انتخاب جواب بهینه تا حد زیادی به تعیین ضریب وزنی w بستگی دارد و بهترین وزن با توجه به متعادل ترین جواب و با توجه به شاخص آسیب پذیری و دقت شبکه پایش انتخاب شد. نتایج اعتبارسنجی نشان داد که در هر دو دوره بهینه سازی و اعتبارسنجی تخمین های قابل قبولی حاصل شده است. همچنین با توجه به تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی در درازمدت بهتر است به صورت دوره ای شبکه پایش کیفی آب زیرزمینی ارزیابی و دوباره طراحی شود تا در برنامه ریزی ها و اعمال روش هایی برای بهبود کیفیت آب زیرزمینی موثر باشد.
    کلیدواژگان: آبخوان ساحلی، DRASTIC اصلاح شده، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک
  • ابوالفضل زرقی، عبدالرضا بهره مند*، واحدبردی شیخ صفحات 174-189

    برآورد پارامتر یکی از مراحل اصلی در مدل سازی هیدرولوژیکی است. مقادیر پارامتر می تواند به صورت منطقی یا با واسنجی تعیین شود. در مدل های توزیعی مبتنی بر فیزیک، می توان پارامترها را تا حدودی با استفاده از ویژگی های حوضه آبخیز، دانش هیدرولوژیکی، خصوصیت فیزیکی پارامترها و نحوه عملکرد آنها در مدل مشخص نمود. تعیین پارامتر مبتنی بر منطق و شناخت فرآیند، تخصیص پارامتر نامیده می شود. این مطالعه تلاش کرده است تا این رویکرد را با مدل MIKE SHE انجام دهد و جریان سطحی در حوضه آبخیز زیارت را با این رویکرد، شبیه سازی و نتیجه را با رویکرد واسنجی مقایسه کند. مدل در هر دو رویکرد برای یک دوره مشخص (30/6/1393 - 4/11/1391) و در مرحله اعتبارسنجی برای دوره (30/6/1396- 27/1/1395) اجرا شد. نتایج شبیه سازی بر اساس هر کدام از رویکردها با معیارهای کارایی ناش-ساتکلیف و کلینگ-گوپتا مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس معیارهای مذکور، مدل در رویکرد تخصیص پارامتر دارای کارایی مناسبی بوده و طبق اعتبارسنجی، نتایج منطقی تر و با ثبات تری از خود نشان داده است. همین نتیجه گیری که در رابطه با نتایج بیلان آب حاصل شد بطوریکه مولفه های بیلان آبی در رویکرد تخصیص پارامتر منطقی تر و با ثبات تر می باشند. بر پایه نتایج این تحقیق می‎توان از رویکرد تخصیص پارامتر در حوضه‎های فاقد آمار استفاده کرد. با صرف زمان بیشتر برای شناخت بهتر حوضه و پارامترهای مدل می توان به نتایج قابل قبولی دست یافته و نیاز به واسنجی به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد، هرچند که در خصوص بعضی پارامترها نمی توان از واسنجی اجتناب کرد.

    کلیدواژگان: MIKE SHE، تخصیص پارامتر، کلینگ-گوپتا، واسنجی محدود
  • ستاره امینی، اصغر عزیزیان*، پیمان آراسته صفحات 190-204
    مدل‎های پیش‎بینی بارش نقش اساسی در عملکرد هر چه بهتر سامانه های پیش‎بینی هواشناسی و سیلاب ایفا می کنند. در مطالعه حاضر، عملکرد پیش‎بینی‎های پنج مدل عددی هواشناسی موجود در پایگاه TIGGE به منظور بررسی دقت پیش‎بینی‎ها طی گام زمانی‎های 1 تا 10 روزه در اقلیم های مختلف کشور ایران (در محل 38 ایستگاه سینوپتیک) طی بازه زمانی 2014 تا 2018 مورد ارزیابی و اصلاح اریبی قرار گرفتند. بررسی شاخص‎های آماری و جدولی حاکی از کاهش دقت پیش‎بینی‎ها با افزایش گام زمانی می باشد. طبق نتایج بدست آمده عمده مدلهای هواشناسی به ویژه دو مدل ECMWF و UKMO حداکثر تا افق زمانی 3 روزه از همبستگی مناسبی با داده های زمینی برخوردار بوده و در عین حال نیز دارای خطای کمتری (در تخمین مقدار بارش و پیش بینی روزهای بارانی) می باشند. با اصلاح اریبی داده های خام پیش بینی عملکرد مدلهای عددی آب و هوا به طور قابل توجهی افزایش یافت، به طوری که در گام زمانی 10 روزه در مدلهای ECMWF، JMA و KMA به ترتیب بیش از 70، 65 و 73 درصد از مقدار شاخص RMSE کاهش یافت. پس از اصلاح داده های بارش، عملکرد عمده مدلهای عددی به غیر از JMA حتی تا گام زمانی 7 روزه نیز در اکثر اقلیمهای کشور منجربه نتایج قابل قبولی گردید. مدل JMA در اقلیم های مرطوب که شامل مناطق غربی و شمالی کشور است، به دلیل ساختار مدل آشفتگی موجود در این مدل دارای اریبی زیادی بوده و نتایج غیرقابل اعتمادی ارایه نموده است.
    کلیدواژگان: پیش بینی، هشدار سیل، بارش، سنجش از دور
  • میثم فرج زاده ارنساء، حجت میان آبادی*، علی باقری صفحات 205-224
    تعریف مناقشه، به سادگی شمردن مصادیق آن نیست و در ادبیات تحقیق، تعریف واحد و جامعی برای مناقشه وجود ندارد. نبود تعریف جامع و مورد اجماع برای مناقشه یکی از چالش‏های اصلی و بنیادین در حوزه مطالعات مناقشات بصورت عام و مناقشات آبی بصورت خاص است که امروزه نیز همچنان به قوت خود باقی است. هدف از این مقاله، بازاندیشی در چیستی، ماهیت و مفاهیم اصلی مناقشه با تلاش برای تبیین کارکرد آن در مواجهه با مناقشات آبی است. بر این اساس، این مقاله با استفاده از روش تحلیلی-توصیفی، به واکاوی و بازاندیشی در چیستی و ماهیت مناقشه می پردازد و مفاهیم اصلی مناقشه در ذیل چهار سوال اصلی جمع‏ آوری و ارایه می شوند. علاوه بر این، دو زمینه عمده مورد استفاده در مطالعات مناقشات آبی، یعنی نظریه بازی‏ها و رویکرد مناقشه/همکاری، در مقایسه با مفاهیم نوین دانش مناقشه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته اند. نتایج مطالعات نشان می دهد که در مطالعات مرتبط با مناقشات آبی به ماهیت،مفاهیم و ویژگی‏های اصلی مناقشه توجه نمی‏شود و رویکردها و دیدگاه های غالب در مواجهه با مناقشات آبی، متناسب با فلسفه سنتی مربوط به اوایل قرن بیستم و ابزارهای مورد استفاده در این حوزه نیز از نظر دوره زمانی، مربوط به دوران جنگ سرد است. در حالیکه این رویکرد و استفاده از ابزارصرفا تکنیکی،پاسخ‏گوی ابعادپیچیده مناقشات در سیستم‏های درهم‏تنیده آبی نیست.نتایج مطالعات همچنان نشان می دهد که در دوره اخیر، دانش مناقشه به ابزارهای نوین تحلیل/نگاشت مناقشه متوسل شده است، مفهومی که امروزه برای مواجهه با مناقشات آبی ضروری جلوه می‏کند وکمتر مورد توجه قرار دارد.
    کلیدواژگان: بازاندیشی، مناقشات آبی، نگاشت تحلیلی مناقشه، دانش مناقشه، مفاهیم مناقشه
  • سمیه ایمانی*، سید امیرمحمد حسن لی، اشکان فرخ نیا، فاطمه جوادی، محمدسعید نجفی صفحات 225-240

    جفت شدن مناسب مدل های عددی هواشناسی با مدل های توزیعی هیدرولوژیکی و کاهش عدم قطعیت مربوط به ریزمقیاس نمایی آنها یکی از چالش های اساسی در پیش بینی دقیق سیلاب است. بنابراین در این تحقیق با هدف پیش بینی سیلاب، امکان جفت شدن مدل عددی هواشناسی WRF با مدل WRF-Hydro، که مدلی هیدرولوژیکی-هیدرولیکی، توزیعی و فیزیکی است، بررسی می‎شود. به منظور واسنجی مدل، حوضه آبریز کشکان بدلیل پتانسیل بالای سیل خیزی بعنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شده است. باتوجه به داده های هیدروگراف سیل مشاهداتی در محدوده مطالعاتی، دو واقعه سیلابی شدید در سه ایستگاه هیدرومتری برای واسنجی مدل WRF-Hydro انتخاب گردید. بر اساس تحلیل حساسیت مدل، پارامترهای کنترل نفوذ، عمق نگهداشت آب سطحی، ضریب زبری سطحی و ضریب زبری کانال بعنوان تاثیرگذارترین پارامترها در شبیه سازی جریان شناسایی شدند. استفاده از این پارامترها در فرآیند واسنجی، قابلیت واسنجی حجم و شکل هیدروگراف سیلاب را برای حصول به نتایج دقیق تر امکانپذیر خواهد ساخت. سپس با استفاده از روش گام به گام، مقادیر بهینه پارامترهای شناسایی شده در تحلیل حساسیت برای یکی از وقایع در ایستگاه هیدرومتری پلدختر در خروجی حوضه تعیین گردید. در گام بعدی مدل بر اساس پارامترهای بهینه تعیین شده برای سایر ایستگاه‎ها و وقایع سیلابی ارزیابی گردید.

    کلیدواژگان: پیش بینی سیلاب، مدل جفت شده، هواشناسی، هیدرولوژیکی، WRF-Hydro
  • مصطفی رحیمی*، رضا مدرس، سعید سلطانی صفحات 241-249
    رابطه بین مساحت و دبی پیک حوضه همواره به منظور تعیین دبی در مناطق فاقد آمار مورد استفاده قرار گرفته است. در یک منطقه با پاسخ هیدرواوژیک مشابه این رابطه در حوضه های مختلف با نسبت برابر تغییر می کند. در این حالت به این نسبت مقیاس ساده گفته می شود. اگر تغییرات این نسبت ثابت نباشد رابطه چند مقیاسی بین دبی و مساحت وجود دارد و مساحت به تنهایی نمی تواند برای برآورد دبی سیل در مناطق بدون آمار مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین لازم است در توسعه مدل های منطقه ای سیل ابتدا این مسئله مورد آزمون قرار گیرد. این مطالعه به بررسی روش آماری مقیاس مکانی در دو حوضه ی آبخیز دریای خزر و رودخانه ی کرخه می پردازد و سپس نتایج حاصل را با یکدیگر مقایسه می کند. بدین منظور دبی حداکثر لحظه ای 46 ایستگاه هیدرومتری در حوضه دریای خزر و 24 ایستگاه در حوضه کرخه انتخاب شده است. این ایستگاه ها دارای رفتار هیدرولوژیک مشابه در بین ایستگاه های موجود در حوضه خود هستند.. روش آماری مقیاس مکانی در این ایستگاه ها با استفاده از گشتاورهای وزنی احتمال دبی حداکثر لحظه ای و مساحت تحت پوشش هر ایستگاه انجام گرفت. نتایج نشان داد که در حوضه ی دریای خزر پارامتر مقیاس مکانی حالت ساده و در حوضه ی کرخه حالت چند مقیاس مکانی می باشد بنابراین می توان گفت که برای تخمین دبی در مناطق فاقد آمار حوضه ی کرخه نمی توان از روش شاخص سیلاب و رابطه توانی دبی- مساحت استفاده نمود در حالیکه در حوضه دریای خزر این عمل امکان پذیر می باشد.
    کلیدواژگان: پارامتر مقیاس مکانی، دبی حداکثر لحظه ای، گشتاور وزنی احتمال، مساحت حوضه
  • سعید دانشمند، ایمان شامرادی، وحید منفرد* صفحات 250-267
    امروزه به دلیل افزایش جمعیت، گسترش شهرها و کمبود منابع آب شیرین، کشف روش های جدید تولید آب از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش های نوین تولید آب شیرین در ظرفیت های پایین، استفاده از رطوبت هوا است که به عنوان سیستم تولید آب چگالشی شناخته می شود. در این تحقیق سیستم های تولید آب خوراکی با هدف به دست آوردن طول بهینه و ارزیابی پارامترهای موثر بر میزان آب تولید شده در سیستم های چگالشی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. نتایج عددی نشان می دهند که در لوله ای به قطر 2/0 متر، در عمق نیم متری زمین و طول پانزده متر که دمای هوای ورودی 70 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 70 درصد است، تقریبا 1/2 کیلوگرم آب در روز استحصال خواهد شد. آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای مختلف و جنس خاک نیز انجام شده است. همچنین نتایج تحلیل نشان می دهد که دمای هوا و رطوبت نسبی بیش ترین تاثیر را بر میزان آب تولید شده دارند و به ترتیب ماسه، شن، خاک مرطوب و خاک رس بیشترین آب را تولید می کنند.
    کلیدواژگان: آب چگالشی، انرژی خورشید، سرمایش زمین، هوای مرطوب، آب شیرین
  • امید زندی، بنفشه زهرایی*، محسن ناصری صفحات 268-283
    تخمین دقیق توزیع مکانی بارش در بسیاری از فرآیندهای برنامه ریزی و مدیریت بهره برداری از منابع آب و فعالیت های کشاورزی، نقش کلیدی ایفا می کند. در این تحقیق، به منظور تخمین ماهانه بارش با دقت مطلوب مکانی، مدلی بر پایه چهارچوب PRISM مبتنی بر الگوی ارتفاعی و سایر خصوصیات مکانی، توسعه داده شد و در حوضه آبریز سفیدرود و در بازه زمانی سال آبی 1379 الی 1394 پیاده سازی شد. در گام اول نتایج حاصل از این روش در مقیاس ماهانه با روش بهبود یافته معکوس فاصله وزندار2 مقایسه شد. با توجه به درجه آزادی های موجود در هر دو روش، پارامترهای این دو روش ابتدا در مقیاس زمانی سالانه با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه یابی شده و از مجموعه پارامترهای بدست آمده به منظور تخمین عملکرد آماری مدل ماهانه از طریق اعتبار سنجی3 متقابل استفاده شد. بر اساس نتایج ماهانه محاسبه شده، هر دو مدل در تخمین مقدار بارش در محل ایستگاه ها، عملکردی نزدیک داشتند. اما علیرغم این عملکرد تقریبا یکسان، توزیع مکانی بارش محاسبه شده توسط روش مبتنی بر PRISM از انطباق بهتری نسبت به الگوی توپوگرافی و شواهد موجود برخوردار است. در گام بعدی عملکرد این مدل در تخمین میانگین بارش ماهانه با روش کریجینگ معمولی مقایسه شد، نتایج مدل توسعه داده شده در ماه های پربارش و روش کریجینگ در ماه های خشک مطلوب تر ارزیابی می شود. . با توجه به حجم اندک بارش های تابستانه، PRISM ابزار مناسب تری نسبت به کریجینگ به منظور درورن یابی مکانی بارش شناخته شد.
    کلیدواژگان: درون یابی مکانی بارش، الگوریتم ژنتیک، معکوس فاصله وزن دار، حوضه آبریز سفیدرود، کریجینگ
  • حمید قاسمی، نجمه مهجوری مجد* صفحات 284-295
    در این مقاله، تعیین سهم اثر اقلیم و اثر مستقیم عوامل انسانی بر کاهش رواناب بر اساس سه رویکرد رگرسیون خطی، کشسانی اقلیمی مبتنی بر فرضیه بودیکو و رویکرد تثبیت- تغییر مبتنی بر شبیه سازی ماهانه بیلان آب انجام می شود. این رویکردها عمدتا مبتنی بر تعیین نقطه شکست آماری در سری زمانی جریان هستند. نقطه شکست آماری نشان دهنده زمانی است که از آن زمان به بعد، تغییر معنی داری در ویژگی های آماری دبی جریان رخ می دهد. در این مقاله، با تحلیل حساسیت نتایج نسبت به محل نقاط شکست در سری زمانی رواناب، تاثیر شناسایی این نقاط بر تعیین مقادیر سهم های یاد شده بررسی می شود. کارایی رویکردهای بیان شده در حوضه بالادست سد زاینده رود که دستخوش تغییرات انسان ساخت قابل توجهی مانند افزایش بی رویه سطح زیر کشت و انتقال آب بین حوضه ای بوده است، مورد ارزیابی قرار می گیرد. در رویکرد تثبیت- تغییر، مدل بیلان آب برای دوره زمانی 1984-1976 واسنجی و صحت سنجی می شود. نتایج تحلیل حساسیت نسبت به محل نقاط شکست و بررسی سری زمانی تغییرات سطح زیرکشت به دست آمده از تصاویر ماهواره ای و سری زمانی دبی انتقال آب بین حوضه ای نشان می دهد که در نظر گرفتن سال 2006 به عنوان سال رخداد نقطه شکست در سری زمانی رواناب، تخمین های واقع بینانه تری از مقادیر سهم اثرات عوامل انسانی و اقلیمی بر کاهش رواناب (به ترتیب، بیش از 90 درصد و
  • رضا نامنی، ابوالفضل فرزی*، حمید اسداللهی یزدی صفحات 296-301
    امروزه به دلیل افزایش تقاضای آب و تجدیدناپذیری و آلایندگی انرژی های فسیلی، شیرین سازی خورشیدی آب های شور، به عنوان یک گزینه ی پایدار تامین آب مطرح است. راندمان پایین آب شیرین کن های ساده خورشیدی، باعث شده است که بهبود عملکرد آنها یکی از زمینه های مورد تحقیق در سراسر جهان باشد. یکی از روش های مورد استفاده در این زمینه استفاده از مواد ذخیره کننده انرژی مانند ماسه در داخل حوضچه ی آب-شیرین کن است. در این تحقیق، اثر ارتفاع نسبی آب داخل ماسه بر عملکرد آب شیرین کن ساده ی خورشیدی مطالعه شده است. برای این منظور چهار دستگاه آب شیرین کن حوضچه ای خورشیدی در شرایط اقلیمی اسفراین، ایران (عرض جغرافیایی 36.20 و طول جغرافیایی 57.67) ساخته شد و اثر ارتفاع نسبی آب به ماسه و تاثیر مویینگی آب در داخل ماسه مطالعه گردید. ارتفاع ماسه داخل آب شیرین کن ها 10 سانتیمتر و نسبت ارتفاع آب به ماسه در 4 تیمار، 1، 0.75، 0.5 و 0.25 در نظر گرفته شد. آزمایش ها در 4 روز در اواخر تیرماه و اوایل مرداد ماه سال 1399 هر روز به مدت 16 ساعت انجام شد. نتایج حاکی از آن بود که آب شیرین کن حاوی ماسه، در حالت تماس کامل آب و ماسه (ارتفاع نسبی 1)، عملکرد و بازده حرارتی بهتری نسبت به حالت های دیگر که سطح آب نسبت به ماسه پایین تر بوده، داشته است. بنابراین، به نظر می رسد قرار دادن ماسه در حوضچه ی آب شیرین کن خورشیدی و در تماس کامل با آب، می تواند گزینه ی مناسبی برای افزایش راندمان آن باشد.
    کلیدواژگان: شوری زدایی، آب شیرین کن خورشیدی، ماسه، ارتفاع نسبی
  • مریم جمال، حسین ابراهیمی*، حبیب موسوی جهرمی صفحات 302-312

    هدف از این پژوهش، تحلیل عدم قطعیت ناشی از فرض برازش توزیع گاما بر سری زمانی داده های آبدهی در محاسبه شاخص خشکسالی هیدرولوژیکی (SDI) می باشد. با کاربرد سری زمانی داده های آبدهی ماهانه و سالانه در 30 ایستگاه هیدرومتری واقع در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، کارایی توزیع گاما در برازش داده های آبدهی بررسی شد. نتایج نشان داد توزیع گاما در برازش سری داده های آبدهی تنها در 1/5درصد کل حالات به عنوان توزیع برتر شناخته شد. بواسطه آزمون کلموگروف-اسمرینوف، اختلاف معنی دار بین توزیع تجربی داده های آبدهی و توزیع گاما در 25 درصد حالات مشاهده گردید که این میزان در ماه های ابتدایی و انتهای سال آبی تا حدود 57 درصد نیز افزایش می یابد. در مقابل توزیع Wakeby در 31 درصد حالات به عنوان برترین توزیع در برازش سری داده های آبدهی، شناخته شد. بیشترین جابه جایی طبقات خشکسالی هیدرولوژیکی با کاربرد توزیع احتمالاتی Wakeby نسبت به توزیع گاما درمقیاس ماهانه مربوط به ایستگاه قبقلو در ماه مرداد 96 درصد و در مقیاس سالانه مربوط به ایستگاه قاسملو 54 درصد، مشاهده گردید. ملاحظه گردید با محاسبه SDI بر مبنای توزیع Wakeby نسبت به توزیع گاما، بیشترین فراوانی جابه جایی در مقیاس های سالانه و ماهانه مربوط به طبقه نرمال و به ترتیب معادل 25 و 43 درصد است.

    کلیدواژگان: SDI، انتقال هم احتمال، پایش خشکسالی، توزیع گاما، عدم قطعیت
|
  • Mona Jamalomidi, Ali Moridi * Pages 1-14

    In recent decades, increasing water demand in Iran has resulted in excessive water usage, specially groundwater. Due to the increase in aquifer water usage, groundwater management should considerate to meet consumers needs and achieving a fair benefit in addition aquifer sustainability and future needs. This study aimed to manage and reduce water usage of Haji Abad aquifer in Hormozgan province. first, Groundwater simulation model was calibrated and validated by MODFLOW software and then, the new operation wells discharge values were calculated by using the cooperative method (bankruptcy) and these values were entered into the simulation model and the results were compared with the current situation. In this study, five bankruptcy methods proportional (P), Constrained Equal Award (CEA), Constrained Equal Loss (CEL), Talmud (Tal) and Piniles (Pin) are used to manage operation wells discharge, The annual discharge values of the operation wells are claimer demand and the amount of groundwater recharge which calculated by the simulation model in each polygon are the available water. In these five methods, groundwater head increased and overall aquifer status improved relatively well. Finally, the Bankruptcy Allocation stability index (BASI) for five methods was calculated and compared.compared.

    Keywords: MODFLOW, Bankruptcy Method, Groundwater sustainable development, Cooperative method
  • Mohammad Hob Evatan, Nader Heydari *, Behieh Jafari, Mohammad Arshadi, Sara Lotfi, Mahdi Zarghami Pages 15-30

    The Iran’s Supreme Water Council (SWC) was established in 2000 with the aim of creating the necessary institutional and organizational bases for the coordination of policies on water supply, distribution and consumption. However, two decades after its inception, the fact that the water management issues are becoming more complex and deeper and the discrepancies in the policies, actions, and their consequences are widening, raise the questions that; to what extent has the SWC been successful in its missions, and to what extent has it had the necessary effectiveness and authority in resolving the conflicts and applying good water governance in the country. Accordingly, the objective of this paper is to present the results and achievements in identifying, reviewing and analyzing the strengths, weaknesses, opportunities and threats facing the SWC and to conclude the strategies and action plan needed to improve the performance of the SWC. The methodology used is based on the formation of an expert working group from different disciplines and sectors and holding brain storming meetings to harvest ideas of stakeholders. Finally the study employed a combination of SWOT technology and matrix technique (IFE-EFE Matrix) to evaluate internal and external factors for analyzing the results. The study identified 11 strengths (S), 10 weaknesses (W), 9 opportunities (O) and 7 threats (T) in regards of the SWC. According to the calculated scores for internal and external factors (i.e. 2.34 and 2.62, respectively), the intersection of these two values in the SWOT diagram located in the “WO” zone, which indicated that the main strategy to be followed to improve the authority of the SWC, would be an adaptive (conservative) strategy. For greater effectiveness and authority of the SWC, a new vision and mission was developed. Also, five sub-main strategies and 21 actions were identified to improve the performance and authority of the SWC. The proposed action plan was tailored to the identified sub-strategies, and then weighted and prioritized. The results indicated that in good water governance and for coordinated policy-making, the spirit of inter-institutional cooperation between government institutions should be accepted as a fundamental principle and the social interactions of the council should be increased. It is also necessary to expand the council's cooperation with ministries within the executive branch, the judiciary branch, the legislative branch, universities, non-governmental organizations, and other stakeholders.

    Keywords: Supreme Water Council, Water Governance, Strategy, Water Management, SWOT analysis
  • Seyyed Ahmadreza Shahangian, Massoud Tabesh *, Masoud Yazdanpanah, Tahere Zobeidi Pages 31-46

    Ensuring water security in the face of population growth and resource scarcity has posed a serious challenge for policymakers in urban areas and led them to water demand management (WDM) approaches. Water conservation as a key factor in WDM is an effective solution to the sustainable urban water supply that includes two categories: water curtailment behaviors and water-efficiency behaviors. Given that the voluntary acceptance of water conservation behaviors by individuals, understanding the psychological determinant processes of these behaviors is an important aspect in designing effective policies and interventions in this area. Therefore, the purpose of this study was to investigate factors affecting water conservation intentions and behaviors among Tehran citizens using the theory of planned behavior (TPB). The data collected using both online and offline surveys (N=820) in Tehran by a structured questionnaire, which its validity was confirmed by experts, and its reliability was confirmed by Cronbach's alpha coefficient. Data analyze conducted through the structural equation modeling. Based on the results, the TPB can explain 83% and 40% of the variance in water curtailment intentions and behaviors, respectively, and 57% and 37% of the variance in water-efficiency intentions and behaviors, respectively. The results also suggested attitude and perceived behavioral control affect the intention regarding both behaviors, but subjective norm does not affect the intention for both behaviors. In addition, the results revealed that both behaviors influenced by intentions and perceived behavioral control. Finally, based on the results, implications for improving residential water conservation and suggestions for future research are provided.

    Keywords: Water conservation, Theory of planned behaviour, Water curtailment Behavior, Water-efficiency Behavior, Water Demand management
  • Seyed Mojtaba Mousavi, Alireza Shokoohi * Pages 47-64

    One of the dimensions of sustainable livelihood, especially in rural communities, is to pay attention to the agricultural economy and the amount of income from agricultural products. In the present study, to evaluate the effects of drought on agricultural and rural communities, the Rural Socio-Economic Drought Index has been introduced. The index uses income from cultivated areas, household costs, and the financial ability to deal with the consequences of drought to take into account the Socio-economic conditions of communities in the face of drought. Due to the importance of the Zayandehroud basin as one of the most stressful basins, Isfahan and Chaharmahal and Bakhtiari provinces have been selected as the study area. The course of study includes 29 years from 1989-90 to 2016-17. The classification of the Rural Socio-Economic Drought Index was performed by the Jenks natural failure algorithm, and the result was zoning of the region into low to severe crisis based on flexibility and ability to cope with the effects of drought in terms of impact on household income. The results show that Falavarjan, Khomeini Shahr, Isfahan, and Najafabad regions have been in the most critical situation among the 9 regions of the Zayandehrood basin for 18, 15, 12, and 8 years, respectively. The maximum intensity of rural socio-economic drought in Khomeini Shahr and Falavarjan regions was 6.77 and 6.37 units, respectively. The results of the application of this index were in good agreement with the field findings and it is a suitable indicator for assessing socio-economic drought.

    Keywords: Rural Socio-Economic Drought, Agricultural livelihoods, vulnerability, Resilience, Crisis
  • Reza Rafiei Atani, Farzin Nasiri Saleh *, Nilufar Najafi Tokhoshkeh Pages 65-76
    Water scarcity is one of the most important and influential factors in the pattern of crop cultivation and farmers' profits. This research was conducted to evaluate the effects of rainfall reduction on cultivation pattern and farmers' profits in the Tashk-Bakhtegan basin. To this purpose, a composed model which includes two parts, hydrological and economic was used. In the hydrological section, the water evaluation and planning system model (WEAP) and in the economic section, the positive mathematical planning model (PMP) were used. In this research, the effects of rainfall reduction at two scenarios of 20 and 40% reduction on the agricultural sector are determined by determining the amount of water delivered to this sector and then the reaction of farmers is examined through their cultivation pattern and profits. This modeling was done regionally in 5 separate zones of the Tashk-Bakhtegan basin and compared to the base year (2006-2007). The results of this research showed that with the implementation of the scenario of 20% rainfall reduction, the area under cultivation and farmers 'profits decreased by 33 and 29%, respectively, and at the scenario of 40% rainfall reduction, the amount of the cultivation area and farmers' profits decreased by 36 and 32%, respectively. Among the different crops, the most changes in the area under cultivation were related to alfalfa and the area under cultivation of rice did not changed due to its high profits.
    Keywords: Water Evaluation, Planning System Model (WEAP), Positive Mathematical Programming Model (PMP), Production function with Constant Elasticity of Substitution (CES)
  • AmirHossein Aghili, Mohammadhossein Golmohammadi *, Alireza Nikooei Pages 77-97

    Water resources management needs true understanding of food and energy management with focus on Agriculture Sector. Water-Energy-Food Framework in the basis of supply and exploitation of resources is trying to manage and operate different sources of energy, water and food together with respect to scenario analysis. In addition to sustainability concepts, environmental costs such as Co2 emission is another important factor that should be mentioned. GHG emissions generally and CO2 emission in particular that comes from the exploitation of fossil fuels and the impact that they have on ecosystem. In this research 6 Indicators due to use of solar PV farms and eight scenarios were established in combination and singular manner that focuses on sustainability and utilization of the resources. The scenarios have been implemented after simulating water and food in the WEAP software, rainfall-runoff model and calibration in Lenjanat Sub-basin as case study. Eight scenarios are: 1) Trend scenario 2) Crop pattern scenarios 3) Increasing irrigation efficiency 4) implementation of solar PV farms and three combination of these scenarios in addition to increasing pump efficiency. Exploitation of surface and groundwater resources and specifically GW resources and scenario 6 is the first rank selected among all other scenarios. In Addition, scenarios 1 that is named trend scenario is at the last scenarios selected. Water is the most precious factor in food production. In conclusion, application of scenario that combination of the scenarios 3and4 is the selected strategy based on analysis that have been made.

    Keywords: Water-Food-Energy Nexus, Sustainability Index, MCDM, Scenario Development
  • Roya Kolachian, Bahram Saghafian *, Saber Moazami Pages 98-111

    Efficient forecast of precipitation and temperature with a one-month horizon can provide managers with an exceptional opportunity to plan water resources and deal with floods and droughts. The application of proper post-processing and bias correction methods can much improve the accuracy of these predictions. In this study, the S2S (Sub seasonal to Seasonal) precipitation and temperature forecasts of ECMWF were evaluated in one of the important basins of Iran. A variety of methods were used for post-processing and bias correction of these predictions, and the results were compared with different evaluation criteria. Quantile mapping (QM), Bayesian model averaging (BMA), Support vector regression (SVR), an Empirical equation for bias correction of temperature, and some hybrid methods were applied to forecasts. The BMA outperformed the other methods in improving both temperature and precipitation forecasts. Raw precipitation and temperature forecasts were only applicable in 2 or 3 months of the year, but post-processing methods were able to accurately improve precipitation in half of the months, especially rainy months. The hybrid of empirical equation-BMA in 10 months of the year was led to better results than the estimate of the next month's temperature using climatological data.

    Keywords: Post-processing, bias correction, Bayesian model averaging, Quantile Mapping, Support vector regression
  • Karim Rajabi, Alireza Nikbakht Shahbazi *, Hosein Fathian, Narges Zohrabi Pages 112-126
    The subsidence of the plains structure can be directly due to the drop in groundwater level and the destruction of aquifer alluvial tissue. In this study, in the Izeh plain, the MODFLOW mathematical model was performed by extracting a raster map of saturated aquifer subsidence in the ten-year period from 2008 to 2019 and the forecast period for three climatic scenarios between 2019 and 2029. The subsidence model was developed by developing the SUB package in the limited numerical code structure structure of MODFLOW. The quantitative groundwater flow model was calibrated using PEST automation code and sensitivity analysis. The results show that the mathematical model used to simulate Izeh aquifer has a relative relative error NRMSE, which confirms the ideal modeling after reviewing the validation process. An examination of the vertical changes in the structure of the land showed that in the long term of 20 years, with the climatic assumptions raised, the aquifer level will occur a total of up to 1.5 meters and a subsidence of at least 0.9 meters. If the aquifer alluvial structure is destroyed, this amount may be less than these figures, but in return, it is equal to the conditions without returning the groundwater aquifer feed.
    Keywords: MODFLOW Model, Izeh aquifer, subsided
  • MohammadHossein Matinju, Hosein Alizadeh * Pages 127-142

    This study examines how water rights are distributed and traded between farmers in the Mojen region. Furthermore, based on field study and interviews with a group of farmers, an agent-based model is suggested for simulation of Mojen Water Market (MWM). Markets, such as MWM, are far different from the modern ones in developed countries; nontheless the results of the study declared that by eliminating barriers and providing an appropriate background for sbetter water right trads, water markets like MWM will be able to play a pivotal and productive role in the water resources management. We demonstrated how the increase in interactions between farmers as well as cooperation of the Mojen Irrigation Company and the farmers, lead to productive and more profitable results. We showed that as the farmers interactions increased, the average number of farmers below the poverty line would be reduced by 25%. Furthermore, we assessed the water market’s performance, from the cultivated area’s viewpoint, under dry years condition. For instance, during the sever drought of 2006-2008 period, the result showed a mild reduction in crop cultivation compared to the normal situation.

    Keywords: Agent-based modeling, Informal Water Market, Mojen region, Farmers Interactions
  • Sanaz Moghim, Mina Khosravi *, Amir Molajou, Abbas Afshar Pages 143-153
    Climate change and its effect on droughts has led to overuse of groundwater resources and endangered the sustainability of these resources. Climate change studies shows that the recent attempts are not solely concentrated on “impact assessment” and “adaptation” is winning more focus in the studies. Accordingly, presenting appropriate strategies is of importance for increasing of surface and groundwater conjunctive use system adaptability with adverse effects of this phenomenon. In the present study, the adaptability of cyclic and non-cyclic conjunctive use systems with the aim of increasing groundwater sustainability while reducing costs and water shortage have been compared by considering climate change scenarios. In this regard, in order to simulate climate change in the Basin of Abhar River, precipitation and temperature variables are extracted from the results of three global atmospheric circulation models under RCP2.6 and RCP8.5 greenhouse gas emission scenarios in the period 2021-2031. Data spatial downscaling was performed using the M5 decision tree algorithm. In the next step, the Wavelet-M5 hybrid model was used to predict runoff values for rainfall-runoff modeling. The Kharrufa method has also been used to calculate evaporation in future seasons. In the next step, these values were provided as input to the cyclic and non-cyclic multi-objective optimization models. Results showed that, CSS operation strategy improves the conjunctive use system adaptability, compared to the optimal operation strategy which employs the NCSS approach, so that in the cyclic approach, the sustainability of the groundwater resources is guaranteed by about 18% more than of the same in the non-cyclic approach.
    Keywords: climate change, adaptation, Sustainability of Groundwater Resources, Cyclic, Non-Cyclic Approaches
  • Hedi Mahmoudpour, Somaye Janatrostami *, Afshin Ashrafzadeh Pages 154-173
    Unplanned operation and excessive extraction of groundwater in coastal areas increases the risk of seawater intrusion; so water quality monitoring and management in these areas are of great importance. In this study, an optimal monitoring network with minimum number of wells in Talesh coastal aquifer is designed according to the aquifer vulnerability map and evaluation of the accuracy of monitoring network. In this regard, the aquifer vulnerability map was prepared using the modified DRASTIC index; and genetic algorithm was used to optimize the monitoring network. Three objectives were used in the optimization model including (1) maximizing the correlation between vulnerability index and EC values, (2) minimizing the number of monitoring wells, and (3) maximizing the Nash-Sutcliffe (NS) efficiency. NS, represented the match between the calculated EC distribution obtained from existing monitoring wells and those wells from the newly generated network. Applying the weighting factor w for economic objective, the three above-mentioned objectives are integrated in a single objective function and different weights of w were evaluated. The results showed that the selection of an optimal solution greatly depends on the weighting coefficient w and the best weight was selected according to the vulnerability index and the accuracy of monitoring network. Due to long-term quantitative and qualitative changes in groundwater, it is better to periodically evaluate and redesign groundwater quality monitoring network so that the network could effectively use in planning and applying methods to improve groundwater quality.
    Keywords: Coastal Aquifer, Modified DRASTIC, optimization, Genetic Algorithm
  • Abolfazl Zarghi, Abdolreza Bahremand *, Vahedberdi Sheikh Pages 174-189

    Parameter estimation is one of the main tasks in the hydrologic modeling. Parameter values can either be specified logically or blindly calibrated. In distributed physics-based models, it is arguably possible to specify parameters using catchment characteristics, hydrologic knowledge, the physics behind the parameters and how they function in the model. Such logic-based parameter specification is called as parameter allocation. This study tries to practice this modeling approach using the MIKE SHE model and simulate the overland flow in the Ziarat watershed. The model was executed using both approaches for a certain period from 01.23.2013 to 09.21.2014, and for the period from 04.15.2016 to 09.21.2017 as validation. The results of the simulation based on each of the approaches were evaluated by the Nash-Sutcliffe and Kling-Gupta efficiency criteria. Based on these efficiency criteria, the model in the parameter allocation approach has a good performance, and shows consistency in the validation period. Regarding the water balance, the results of the allocation approach are more resoanable and meaningful. Based on this, it can be concluded that spending more time to better understand the watershed charactristics and parameters of the model leads to more acceptable and consistent results that reduces the need for calibration significantly.

    Keywords: MIKE SHE, Parameter Allocation, Kling-Gupta, Limited Calibration
  • Setareh Amini, Asghar Azizian *, Peyman Arasteh Pages 190-204
    Precipitation forecasting models play important role in the performance of flood and meteorological warning systems. In this research, the efficiency of five numerical weather prediction (NWP) models, which exist in the TIGGE database, are assessed to determine the best temporal resolution of forecasted datasets at distinct climate regions of Iran, during 2014-2018. Findings show that by increasing the lead time the accuracy of all forecasts decreases significantly. Moreover, most of the NWP models, especially the ECMWF and UKMO perform well, based on correlation coefficient (CC) and RMSE metrics, up to lead time of 3 days. Also, results indicate that by removing biases from the raw forecast datasets, the performance of all NWP models in different lead times increases considerably. After bias correction, the RMSE values of ECMWF, JMA, and KMA models in the lead time of 10 days reduces about 70, 65, and 73%, respectively, and, except for JMA, all NWP models perform well in most climate regions. The JMA model in humid climate zones (north and west parts of Iran) has a high level of bias and leads to unreliable forecasts.
    Keywords: prediction, Flood warning, Rainfall, Remote-Sensing
  • Meysam Farajzade Arnesa, Hojjat Mianabadi *, Ali Bagheri Pages 205-224
    Defining conflict is not as simple as counting its instances, and there is no single, comprehensive, and agreed definition of the conflict in the research literature. It has been one of the main and fundamental challenges in the field of conflict studies in general and water conflicts in particular, which is still persisting. The aim of this paper is to rethink the nature and main concepts of conflicts by trying to explain their functions for dealing with water conflicts. Accordingly, using the analytical-descriptive method, this article analyzes and rethinks the nature of conflicts and their main concepts under four main questions. In addition, two major areas used in the studies of water conflicts, namely game theory and the conflict-cooperation approach, have been analyzed in comparison with novel concepts of conflict knowledge. The results reveal that most studies related to water conflicts do not pay attention to nature, main concepts, and features of conflicts. They also show that the applied and dominant approaches and perspectives in dealing with water conflicts are in accordance with the traditional philosophy of the early twentieth century. Furthermore, the tools used in this area are also associated with the Cold War period while the traditional philosophical approaches for water conflicts and the use of purely technical tools do not comply with the complex dimensions of conflicts in water systems. The results also show that conflict knowledge has resorted to new tools of conflict analysis/mapping, a concept that is necessary to rely on deal with water conflicts.
    Keywords: rethinking, Water conflicts, Analytical conflict mapping, Conflict knowledge, Conflict concepts
  • Somaye Imani *, Seyed AmirMohammad Hassanoli, Ashkan Farkhnia, Fatameh Javadi, MohammadSaeed Najafi Pages 225-240

    Coupling of meteorological models with distributed hydrological models and reducing uncertainties related to downscaling is one of the major challenges in flood prediction. This study with the aim of predicting floods, demonstrates possibility of coupling the WRF model with the WRF-Hydro model, which is a hydrological-hydraulic, distributional, and physical model. For calibration, the Kashkan watershed is chosen as the study area due to its high flooding potential. According to observational flood hydrograph in study area, two severe flood events in three hydrometric stations were selected for calibration. Based on sensitivity analysis, the parameters of infiltration control, surface retention depth, surface roughness, and channel Manning’s roughness are considered as the most effective parameters. The use of these parameters will make it possible to calibrate the volume and shape of flood hydrograph to achieve accurate results. Afterward, Step by step method is used for determining the optimal values of parameters are identified in the sensitivity analysis. Poldakhtar station, located at the terminus of the basin is chosen for calibration for one event. In the next step, the calibrated model was evaluated based on the optimal parameters set for other stations and events. The evaluation results of the WRF-Hydro with optimized parameters verify the capability of the WRF-Hydro for simulating flood in the steep slope watershed after calibration. Moreover, the main characteristics of hydrograph like volume, timing and peak flow rate are simulated accusatively.

    Keywords: Flood Forecast, Coupled model, Meteorological, Hydrological, WRF-Hydro
  • Mostafa Rahimi *, Reza Modarres, Saeed Soltani Koupaei Pages 241-249
    Abstact:The relationship between peak flood and watershed area has always ben used for predition at ungaged basins. In a region with homogenous hydrologic resonse this relationship changes with a similar ratio which is called simple saling. If this ratio changes it would result in multiscaling relationship between peak floos and watrshed area and therefore, basin area cannot be used for flood discharge estimation at ungagfed basin alone. Therfore it is necessary ro evalute this before developing regional flood model.This study investigates the spatial scale method in two Caspian Sea basin and Karkheh river basin and then compares the results of two basin. To this end, peak discharge for the 46 hydrometric stations in the Caspian Basin and 24 stations in the Karkheh basin have been selected. These stations have similar hydrological behavior among the stations in their basin. The statistical method of the spatial scale at these stations was performed using the probability weight moments of annual peak discharge and area covered by each station. The results showed that in the Caspian Sea basin the parameter of the spatial scale is simple and in the Karkhe basin the multiscale mode of the spatial scale exists. Therefore, it can be said that for estimating the discharge in the ungaged regions for the Karkheh basin, it is not possible to use the flood index and the discharge-area power relationship. While this is feasible in the Caspian Sea basin.
    Keywords: Spatial Scale Parameter, Peak Discharge, Probability Weight Moment, Basin Area
  • Saeed Daneshmand, Iman Shamoradi, Vahid Monfared * Pages 250-267
    Nowadays, due to population growth, urban development and lack of fresh (drinking) water resources, the discovery of new ways of water production is of great importance. One of the new methods of producing the drinking (fresh) water at low capacities is the use of air humidity, which is known as condensed water production system. In the present research, drinking water production systems have been studied with the aim of obtaining the optimal length and evaluating the parameters affecting the amount of water produced in condensed systems. The obtained results show that 2.1 Kg water/day will be approximately extracted with considering D=0.2 m,y=0.5 m,L=15m,T_i=70 ℃,H_r=70 %. Sensitivity analysis has been also performed on various parameters and soil type. The obtained results of this analysis also show that air temperature and relative humidity have the greatest effect on the amount of produced water, and also sand, gravel, wet soil and clay produce the highest amount of water respectively. So, this research work may be beneficial and useful for human comfort and convenience. Finally, suitable and good results are obtained by the proposed method.
    Keywords: Fresh water, Condensed Water, Solar energy, Earth Cooling
  • Omid Zandi, Banafsheh Zahraie *, Mohsen Nasseri Pages 268-283
    Accurate spatial estimation of precipitation plays a key role in many hydrological modelling, water resources planning and agricultural management studies. In order to estimate high-resolution precipitation in the current research, an estimation model based on PRISM framework considering Digital Elevation Model (DEM) and other spatial attributes is developed and applied to Sefidroud basin during the years 2000-2015. In the first step, the monthly results were compared with modified Inverse Distance Weighted (IDW) as a benchmark method. Considering both models’ degrees of freedom, the parameters are calibrated with Genetic Algorithm in annual time scale and the obtained parameters are utilized to estimate model monthly cross validation error. According to the monthly results, both models had roughly same statistical performance in estimating precipitation at the selected rain gauges. In spite of similar statistical performance of the models, the spatial distribution of precipitation provided by the PRISM based method is more consistent with topographic pattern and existing evidences. In the next step the proposed model’s ability to estimate mean monthly precipitation is compared with ordinary kriging method and according to the results, in wet months the developed model and in dry months kriging method represents more optimal results. According to small amount of summer precipitation, PRISM based approach is considered to be a better tool for spatial interpolation of precipitation than kriging.
    Keywords: Spatial Interpolation of Precipitation, Genetic Algorithm, Inverse distance weighted, Sefidroud Watershed, Kriging
  • Hamid Ghasemi, Najmeh Mahjourimajd * Pages 284-295
    In this paper, the Impacts of Climate Change and Human Activities on Runoff Reduction (ICHRR) are quantified using three approaches based on regression, climate elasticity and water balance models. These approaches are based on finding the location of the occurring an abrupt statistical change (breakpoint) in runoff time series. In this paper, the effect of locating the breakpoint(s) on the mentioned quantified impacts is studied through sensitivity analysis. The performance of the mentioned three approaches is evaluated by applying them on Zayandehrud river discharge which is subjected to significant human induced changes such as dramatic increase of the area of agricultural lands and inter-basin water transfer projects. The water balance model is calibrated and verified for the period of 1976 to 1984. The sensitivity analysis shows that among several years with potential of the occurring a breakpoint, considering the year of 2006 as the breakpoint, the estimated values of ICHRR are more realistic. These results are in accordance with the observations including the time series of climate variables, agricultural land areas and inter-basin water transfer discharge. Also, if the impact of inter-basin water transfer on increasing runoff is removed from the runoff time series, the impact of climate change on runoff reduction based on all the three approaches is mostly close to zero.
    Keywords: climate change, change point in time series, Runoff reduction, Water Balance Model, Inter-basin water transfer
  • Reza Nameni, Abolfazl Farzi *, Hamid Asadollahi Yazdi Pages 296-301
    Today, due to the increasing demand for water and the non-renewability and pollution of fossil fuels, solar desalination is a sustainable altervative for water supply. The low performance of simple solar stills has made them one of the most research fields in the world. One of the methods used in this field is the use of energy storage materials such as sand inside the water-desalination basin. In this study, the effect of relative height of water in sand on the performance of a simple solar desalination plant has been studied. For this purpose, four solar stills were built in Esfarayen, Iran (latitude 36.20 and longitude 57.67) and the effect of relative height of water to sand and the capillary effect of water in sand were studied. The height of sand in the solar stills was 10 cm and the relative water to sand heights were considered 1, 0.75, 0.5 and 0.25. The experiments were performed for 4 days in late July 2020 for 16 hours every day. The results indicated that the sand containing solar still, in the state of full contact of water and sand (relative height=1), had the best productivity and thermal efficiency in comparison with the other cases that the water level was lower than sand surface. Therefore, it seems that placing sand in a solar desalination pond in full contact with water can be a good option to increase its efficiency.
    Keywords: Desalination, Solar still, Sand, Relative height
  • Maryam Jamal, Hossein Ebrahimi *, Habib Mousavi Jahromi Pages 302-312

    This study analyzes the Uncertainty arising from the assumption of fitting the Gamma distribution to the time series of discharge data in calculating the Streamflow Drought Index (SDI). Using the time series of monthly and annual discharge data in 30 hydrometric stations located in the Urmia Lake Basin, the efficiency of Gamma distribution in fitting discharge data was investigated. The results showed that the Gamma distribution in the fitting of the discharge data series was recognized as the superior distribution in only 1.5% of the total cases. According to Kolmogorov-Smirnov test, a significant difference was observed between the experimental distribution of discharge data and the distribution of Gamma in 25% of cases, which increases to about 57% in the first and last months of the wet year. In contrast, the Wakeby distribution was recognized as the best distribution in fitting the discharge data series in 31% of cases. The highest displacement of hydrological drought classes was observed with the use of Wakeby distribution compared to Gamma distribution in the monthly scale of Ghabeghloo station in August (96%) and in the annual scale of Ghasemloo station (54%). It was observed that by calculating SDI based on Wakeby distribution compared to Gamma distribution, the highest frequency of displacement in annual and monthly scales is related to normal class and is equal to 25% and 43%, respectively.

    Keywords: SDI, Equi-probability transformation, Drought monitoring, Gamma distribution, Uncertainty