فهرست مطالب

پژوهش های آبخیزداری - پیاپی 130 (بهار 1400)

نشریه پژوهش های آبخیزداری
پیاپی 130 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/02/06
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مجید خزایی*، میرمسعود خیرخواه زرکش، محمدرضا میرزایی، ایمان صالح، فرحناز عزیزی صفحات 2-15

    کم بود آب در منطقه های خشک و نیمه خشک، احداث بندهای زیرسطحی را برای ذخیره کردن ایمن آب زیرزمینی ضروری کرده است. هدف از این پژوهش تعیین محل مناسب احداث بندهای زیرسطحی با  مجموعه یی از روش های صحرایی، آزمایشگایی و نرم افزاری در منطقه های خشک و نیمه خشک استان کهگیلویه و بویراحمد بود. با بررسی نقشه های پستی بلندی و شبکه ی زه کشی شش محور انتخاب و مهم ترین عامل های موثر بر احداث بندهای زیرسطحی مشخص کرده شد. با میانگین نظرهای خبرگان به کمک پرسشنامه و روشFUZZY -AHP مکان های مناسب برای اجرای بندهای زیرسطحی در استان وزن دهی و اولویت بندی شد. ویژگی های لایه های زیرزمینی با بررسی های زمین فیزیکی تعیین کرده شد. نتیجه ی اولویت بندی منطقه های مناسب برای احداث بند زیرسطحی نشان داد که بر پایه ی وزن معیارهای بررسی شده در روش تحلیل سلسله مراتبی فازی، تنگ نایاب با وزن 0/41 در رتبه ی اول است. بررسی مهم ترین عامل های تاثیرگزار نیز نشان داد که آب گذری و جنس سنگ کف با وزن 0/25 موثرترین عامل است. نتیجه ی بررسی های زمین فیزیکی نیز نشان داد که مقاومت الکتریکی لایه های آب دار 300 تا 400 اهم متر است. نتیجه ی بررسی لایه های زیرزمینی، ضخامت آب رفت در گزینه ی پیشنهادشده را 5 متر نشان داد.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، استان کهگیلویه و بویراحمد، بند زیرسطحی، تحلیل سلسله مراتبی، فازی
  • مهدی تیموری*، احسان الوندی صفحات 16-29
    به دلیل ناهمگنی آبخیزها و نا خطی بودن رفتارهای آب شناسی و فرسایشی، شناخت کامل رابطه های آن ها بسیار پیچیده و مشکل است. بنابراین در ارزیابی و بررسی کردن این سامانه ها، نیاز به فرآیند شبیه سازی است. در این پژوهش برای شبیه سازی کردن روان آب آبخیز چهل چای (256 کیلومترمربع) در استان گلستان، دو نرم افزار بارش روان آب GR4J و IHACRES در eWater Source با هم مقایسه شد. برای شبیه سازی بارش-روان آب آبخیز چهل چای موقعیت آبخیز با نرم افزار رقومی ارتفاع (DEM)، موقعیت زیرحوزه ها، ایستگاه ها، و خروجی آبخیز، واحدهای عملیاتی (بر اساس نقشه ی کاربری زمین) و شبکه ی آب راه آبخیز در محیط Source شبیه سازی کرده شد. نرم افزار های GR4J و IHACRES در محیط Source به کار گرفته شد. داده های مجموعه ی زمانی پیوسته در گام زمانی روزانه در نظر گرفته شد. برای اجرای نرم افزار ها مجموعه ی زمانی بارش روزانه ی سال های 1380 تا 1389 و تبخیر و تعرق سال های 1380 تا 1389 از ایستگاه لزوره به کار گرفته شد. این نرم افزار ها در محیط eWater Source اجرا کرده شد. داده های مشاهده یی آب دهی جریان (1380 تا 1389)، ایستگاه آب سنجی لزوره برای واسنجی نرم افزارها به کار گرفته شد. نتیجه ی ارزیابی نرم افزار های GR4J و IHACRES دقت شبیه سازی جریان را بر اساس معیار نش- ساتکلیف به ترتیب 0/79 و 0/73 در دوره ی واسنجی (1380-1389) و 0/76 و 0/68 در دوره ی اعتبارسنجی (1389-1394) نشان می دهد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که کارآیی این نرم افزار ها در شبیه سازی جریان خوب است. نتیجه ی ارزیابی نشان دهنده ی کارآیی بهتر نرم افزار GR4J از IHACRES در شبیه سازی جریان روزانه است. بر پایه ی توانمندی های زیاد نرم افزار eWater Source، این محیط ابزار شبیه سازی مدیریتی مناسبی برای آبخیز دانسته می شود.
    کلیدواژگان: بارش-روان آب، حوزه رودخانه گرگان رود، نرم افزار GR4J، IHACRES، eWater Source
  • احمد عابدی سروستانی* صفحات 30-40
    سرمایه ی اجتماعی بر پیوندهای کنشگران اجتماعی و سرشت آن ها در چارچوب شبکه استوار است. به همین دلیل، بایسته است که شبکه یی هم آهنگ از سازمان ها برای اجرای درست برنامه های پیشرفت ایجاد شود. سازمان های جهانی نیز ارزش این نکته را برای بستر مدیریت مشارکتی آبخیزها بازگو کرده اند. این پژوهش اثربخشی شبکه ی سازمانی طرح ترسیب کربن آبخیز تیل آباد را در ارتقادادن سرمایه ی اجتماعی بررسی کرده است. با روش تحلیل شبکه های اجتماعی، 30 سازمان و نهاد مرتبط با این طرح در شهرستان آزادشهر استان گلستان بررسی شد. ابزار جمع آوری اطلاعات پرسشنامه بود که در آن پیوند تبادل اطلاعات بین سازمان ها و نهادها برای مدیریت کردن منابع طبیعی در قبل و بعد از اجرای طرح سنجیده شد. تجزیه وتحلیل داده ها با نرم افزار یوسینت انجام شد که جبر ماتریس ها را برای برآوردکردن سنجه های شبکه، و نظریه ی نمودار ها را برای نشان دادن پیوندها به کار می گیرد. نتیجه های به دست آمده نشان داد که اجرای طرح ترسیب کربن سبب شده است سنجه های شبکه ی سازمانی مانند اندازه، تراکم، دوسویگی پیوندها، انتقال یافتگی پیوندها و مرکزیت مجاورت افزایش یابد و از میانگین فاصله ی زمین سنجی (ژیودزیک) و تمرکز شبکه کاسته شود. این یافته ها در مجموع بیانگر بهبود انسجام نهادی و افزایش پایداری شبکه ی ارتباطی است. طرح ترسیب کربن موجب شد که سرمایه ی اجتماعی در شبکه ی ارتباطی سازمان ها بیش تر، و شرایط بهتری برای برنامه های اقدام مشترک در آبخیز فراهم شود.
    کلیدواژگان: ارتباط، انسجام نهادی، سرمایه اجتماعی، شبکه سازمانی
  • هادی اسکندری دامنه، حمید غلامی*، رسول مهدوی، اسدالله خورانی، جونران لی صفحات 41-58

    محاسبه دقیق تغییر کربن در بوم سامانه های مختلف ممکن است شاخصی کلیدی در برآوردکردن تغییر تخریب زمین در جهان باشد. هدف از این تحقیق، بررسی روند تخریب زمین با بررسی کردن روند تغییر شاخص تولید ناخالص اولیه، سنجه های اقلیمی (دما و بارش) و ارتباط این شاخص با داده های اقلیمی در بازه ی زمانی 2017-2001 در کاربری های مختلف استان فارس است. داده های تولید ناخالص اولیه از سنجنده ی مودیس 8 روزه MOD17A2 سالانه استخراج، و داده های اقلیمی از 15 ایستگاه منطقه با روش درون یابی تهیه کرده شد. شیب تغییر شاخص های تولید ناخالص اولیه، دما و بارندگی و همبستگی بین تولید ناخالص اولیه و دما و بارش در هر کاربری بررسی شد. نتیجه نشان داد که بیش ترین درصد تولید ناخالص اولیه به ترتیب در کاربری های بوته زار، زمین کشاورزی، زمین لخت، علفزار، منطقه ی مسکونی، و بستر آبی است. بررسی شیب تغییر نشان داد که در حالت کلی روند تغییر تولید ناخالص اولیه در این دوره ی 17 ساله افزایشی، اما روند دما و بارش به ترتیب افزایشی و کاهشی بود. دلیل آن را می توان بهره گیری کشاورزان از منابع آب زیرزمینی برای تامین آب کشاورزی، و در نتیجه افزایش تولید ناخالص اولیه دانست. درصد تغییر تولید ناخالص اولیه، دما، و بارش در کاربری های مختلف در بازه ی زمانی بررسی شده نشان داد که روند تغییر مثبت تولید ناخالص اولیه در کاربری زمین لخت 78/24%، زمین کشاورزی 54/32 %، علفزار 81/14 %، بوته زار 89/85%و در ساوانا 100% بود، در حالی که روند افزایش دما و کاهش بارندگی در بیش تر کاربری ها دیده می شود. براساس نتیجه های رابطه ی همبستگی در زمین های لخت، ساوانا و بوته زار بیش تر از بارش، و زمین های کشاورزی و علفزارها از دما تاثیر گرفته است. در حالت کلی افزایش در تولید ناخالص اولیه در زمین های کشاورزی بر پایه ی افزایش دما و کاهش بارندگی نشان دهنده ی ایجادشدن شرایط برای تخریب زمین و بیابان زایی است.

    کلیدواژگان: تولید ناخالص اولیه، سنجنده ی مودیس، شیب تغییر، متغیرهای اقلیمی، همبستگی
  • رحیم کاظمی*، جهانگیر پرهمت صفحات 59-73
    شناخت پدیده ی سیل و عامل های موثر بر آن پیش نیاز مهار و مدیریت کردن آن است. این پدیده که متاثر از عامل های آب شناسی، اقلیمی و گیتاشناسی آبخیز است همواره یکی از موضوع های مهم در آب شناسی بوده است. در این پژوهش ابتدا با روی هم گذاشتن نقشه ی اقلیم کشور بر اساس نظام طبقه بندی دومارتن با مرز حوزه ها، آبخیزهای هر منطقه ی اقلیمی تفکیک کرده و 314 ایستگاه آب سنجی با داده های مناسب از دوره ی مشترک داده برداری 1355-1390 در شش منطقه ی اقلیمی انتخاب شد. آب دهی بیشینه ی لحظه یی با دوره ی بازگشت50 ساله محاسبه شد. پانزده سنجه ی آب شناسی، اقلیمی، و گیتاشناسی موثر بر شدت سیل خیزی شامل ارتفاع متوسط، مساحت حوزه، ضریب گراویلیوس، شیب حوزه و طول رودخانه ی اصلی، بارش متوسط سالانه، متوسط تعداد روز های بارانی، شاخص جریان پایه، ضریب افت آب نگار جریان، درصد بی تجاوز Q2,Q5,Q10,Q20، شماره ی منحنی، و نفوذ پذیری برای هر حوزه محاسبه شد. پس از به معیار کردن داده ها، برای انتخاب کردن مهم ترین عامل های مستقل موثر بر شدت سیل خیزی در هر منطقه ی اقلیمی، تحلیل عاملی جداگانه انجام و رابطه های وایازی بین شاخص سیل خیزی و عامل های انتخاب شده در منطقه های مختلف اقلیمی استخراج و تحلیل کرده شد. نتیجه ها نشان داد که سنجه های به کاررفته در همه ی منطقه های اقلیمی بیش از 74% از پراکنش داده ها را توجیه می کند. سنجه های مشترک در عامل اول همه ی منطقه های اقلیمی، مولفه های مختلف جریان شامل شاخص جریان پایه، ضریب افت آب نگار، شاخص های منحنی تداوم جریان، به همراه سنجه های مرتبط با مشخصه ی ذاتی حوزه مانند شماره ی منحنی و نفوذ پذیری بود. شاخص های بخش پرآبی منحنی تداوم جریان در همه ی منطقه های اقلیمی در مرتبه ی اول تاثیر گزاری و در قالب عامل اول بود، که برای برآورد و پیش بینی کردن سیل خیزی توصیه می شود. بهنجاربودن توزیع خطاها در رابطه های وایازی همه ی منطقه های اقلیمی و ضریب دوربین-واتسن بین 1/5 تا 2/5 بیانگر ممکن بودن اعتماد به رابطه ها برای برآوردکردن شدت سیل خیزی در حوزه های بی آمار است.
    کلیدواژگان: برآورد، تحلیل عاملی، مشخصه های جریان، منطقه های اقلیمی، منحنی تداوم جریان
  • عطاالله کاویان*، محمد رضایی، کاکا شاهدی، محمدعلی هادیان امری صفحات 74-92

    زمین لغزش یکی از ناپایداری های دامنه یی است که هرساله زیان های مالی و تلفات جانی فراوانی را بر زندگی انسان ها وارد می کند. هدف از این پژوهش ارزیابی کردن حساسیت به زمین لغزش با روش جنگل تصادفی در آبخیز سادات محله ی ساری است. عامل هایی مانند ارتفاع از تراز دریا، زمین شناسی، کاربری زمین، شیب (شامل درجه، جهت، طول و شکل)، فاصله از عنصرهای خطی چون گسل، آب راه، و جاده، و شاخص پوشش گیاهی تفاضلی بهنجار شده ویژگی های موثر در وقوع زمین لغزش گرفته شد. پهنه بندی حساسیت زمین لغزش در نرم افزار R و آرک جی آی اس 10.3 انجام شد. برای تعیین کردن وزن هریک از عامل ها و طبقات تاثیرگزار در پهنه بندی حساسیت زمین لغزش و اعتبارسنجی نقشه های پیش بینی توان زمین لغزش به ترتیب روش نسبت فراوانی و شاخص ویژگی های عامل نسبی  ROC به کار گرفته شد. نتیجه ها نشان داد که پوشش گیاهی و کاربری زمین به ترتیب بیش ترین تاثیر را بر وقوع زمین لغزش در منطقه  داشت. نقشه ی حساسیت زمین لغزش به پنج طبقه ی حساسیت خیلی کم (3/85 %)، کم (5/38 %)، متوسط (23/08 %)، زیاد (50 %) و خیلی زیاد (7/69 %) تقسیم شد. نتیجه های اعتبارسنجی نقشه های پهنه بندی حساسیت زمین لغزش نشان داد که سطح زیر منحنی برای روش جنگل تصادفی 0/709 و خطای معیاری آن 0/10 است. می توان نتیجه گرفت که دقت روش جنگل تصادفی در تهیه کردن نقشه ی حساسیت زمین لغزش پذیرفتنی است. نقشه ی تعیین حساسیت زمین لغزش اطلاعات کامل و جامعی را برای مدیران منابع طبیعی در مدیریت کردن منطقه های حساس به زمین لغزش فراهم می کند.

    کلیدواژگان: اعتبارسنجی، پهنه بندی حساسیت، روش نسبت فراوانی، شاخص پوشش گیاهی
  • جمال مصفایی*، امین صالح پور جم، محمودرضا طباطبایی، محمدرضا کوثری صفحات 93-111

    اصولی ترین گام در طرح های مدیریت آبخیز شناخت آسیب های آبخیز و بررسی دلیل آن ها، و نتیجه‎ ی آن شناسایی راه کارهای اصلی مدیریتی است. بنابراین پیش از تدوین کردن برنامه های کاری، بررسی کردن ریشه یی آسیب ها و تعیین کردن راه کارهای مدیریت ضروری است. هدف این پژوهش شناسایی و تحلیل کردن آسیب های آبخیز گرگان رود برای تعیین کردن پاسخ های مدیریتی است. آسیب های آبخیز شناسایی و با چارچوب دپسیر (DPSIR) تحلیل علت ومعلولی شد، و مهم ترین راه کارهای مدیریتی تعیین شد. برای اولویت بندی کردن مولفه های دپسیر پرسش نامه ی طیف لیکرت مبتنی بر دیدگاه خبرگان و آزمون فریدمن به کار گرفته شد. نتیجه نشان داد که در آبخیز گرگان رود چهار نیروی محرک (تغییر اقلیم، رشد جمعیت، ساختار مدیریت، و قانون ها) باعث ایجادشدن 25 فشار بر منابع آبخیز شده است که مهم ترین آن ها بخشی نگری، گسترش کشاورزی نااصولی و بهره برداری مفرط از منابع آب است. فشارها به نوبه ی خود باعث ایجادشدن 10 وضعیت نابسامان در آبخیز شده است، که مهم ترین آن ها کاهش منابع آب، افزایش سیل خیزی و افزایش فرسایش است. این وضعیت 13 پی آمد ناخواسته دارد، که افزایش یافتن خسارت سیل، رعایت نشدن حق آبه ی پایاب، و کاهش یافتن اعتماد مردم به دستگاه های دولتی مهم ترین آن ها است. برای بهبود دادن وضعیت ، 28 پاسخ مدیریتی داده شد که مدیریت کردن جامع آبخیز، مبناکردن آمایش سرزمین، و تشکیل‎ دادن ساختار سازمانی مناسب مهم ترین آن ها است. نتیجه ی کلی این که روی کرد دپسیر با تحلیل علت و معلولی، تامین کننده ی زیرساخت فکری مناسب و پیش نیاز ورود به تدوین برنامه ی کاری آبخیز است. بنابراین پیشنهاد می شود دستگاه های اجرایی مرتبط پیش از تدوین کردن برنامه های کاری در هر آبخیز، پاسخ های مناسب را با به کارگیری این روی کرد شناسایی کنند.

    کلیدواژگان: اولویت بندی آسیب ها، تحلیل علت و معلولی، طیف لیکرت، مدیریت پایدار آبخیز
  • مصطفی آدمی، عبدالواحد خالدی درویشان* صفحات 112-125
    حفاظت خاک با هدف کاهش دادن روان آب و فرسایش برای بهره برداری بهینه و پایدار از منابع طبیعی ضروری است. کاه وکلش برنج  خاک پوش آلی دست رس و اقتصادی است که می توان آن را به ویژه در شمال کشور به کار برد. در این پژوهش اثر دو تراز پوشش 40 و 70 % کاه وکلش برنج بر برخی مولفه های کرت های 0/5×0/5 متر با دو نوع خاک میانه بافت-شنی و میانه بافت-شنی-رسی بررسی شد. با گرفتن سه تکرار برای هر تیمار، در مجموع 36 کرت با شیب 18% در شبیه سازی باران با دو شدت بارندگی 50 و90 میلی متر در ساعت آزموده شد. نتیجه ها نشان داد که کاه وکلش برنج در همه ی تیمارها تاثیر معنی داری در تراز اعتماد 99% بر افزایش زمان شروع و پایان روان آب، کاهش ضریب روان آب و میزان روان آب پس از پایان بارندگی دارد. بیش ترین تغییر افزایشی زمان شروع روان آب و کاهشی ضریب روان آب در پوشش 70% کاه وکلش در خاک میانه بافت-شنی-رسی به ترتیب با 353% افزایش و 108% کاهش نسبت به تیمار شاهد مشاهده شد. به طور کلی پوشش 40% کاه وکلش تاثیر کاهنده ی بیش تری بر روان آب در خاک میانه بافت-شنی داشت، درحالی که اثرگزاری پوشش 70% کاه وکلش بر کاهش روان آب در خاک میانه بافت-شنی-رسی بیش تر بود. با افزایش رس، برای جلوگیری کردن از تخریب خاک دانه های سطحی خاک و در نتیجه افزایش دادن نفوذ و کاهش دادن ضریب روان آب به پوشش بیش تری نیاز است.
    کلیدواژگان: اصلاح کننده ی آلی، بافت خاک، حفاظت خاک، شبیه ساز باران، ضریب روان آب
  • عماد ذاکری*، سید علیرضا موسوی، حمیدرضا کریم زاده صفحات 126-139

    تجمع رسوب در آبگیر سد یکی از اصلی ترین عامل های کاهش دهنده ی عمر مفید سدها است. بهبوددادن پوشش گیاهی باعث کاهش یافتن تجمع رسوب می شود. در این پژوهش ساختاری برای اجراکردن پرداخت برای خدمت های بوم سامانه یی با این فرض که هزینه های حفاظت از خاک و پوشش گیاهی را می توان سرمایه گذاری در تامین آب با مشوق های اقتصادی دانست داده شد. این ساختار در چهار مرحله ی کلی تعیین حالت های ممکن تغییر پوشش گیاهی مرتع، شبیه سازی فرسایش و رسوب، بررسی رسوب مخزن سد شیرین دره، و طراحی ساختار پرداخت تهیه شد. نتیجه ها نشان داد که در 20 سال آینده تولید رسوب کل از 486637/6 مترمکعب در سال در شرایط فعلی مرتع به ترتیب به 564217/5 و 658925/4 مترمکعب در سال افزایش، و درنتیجه حجم مفید سد شیرین دره کاهش خواهد یافت (17/3 %). کمینه ی پرداخت سالانه در حدود 104 میلیون ریال تعیین شد. مقدار و ارزش کل خدمت مهارکردن آورد رسوب به کمک پوشش گیاهی نیز با روی کرد هزینه-فرصت به ترتیب 740535/5 مترمکعب در سال و 3/7 میلیارد ریال در سال تعیین شد. درنتیجه، بیشینه ی پرداخت با درنظر گرفتن ارزش کل این خدمت و برآوردکردن ارزش فعلی خالص درآمد 3/9 میلیارد ریال در سال برآورد کرده شد.

    کلیدواژگان: فرسایش خاک، تولید رسوب، حفاظت خاک، مشوق های اقتصادی، مدیریت آبخیز
  • پرویز غلامی، سهراب الوانی نژاد*، نرجس اسفندیاری، سید حمید مصباح صفحات 140-154

    پخش سیلاب نقش موثری در احیا و تقویت کردن پوشش گیاهی، بهبود حاصل خیزی خاک، تغذیه ی آب های زیرزمینی و مهارکردن بیابان زایی دارد. در این پژوهش اثرهای پخش سیلاب بر ترکیب و تنوع گونه یی بانک بذر خاک در دشت گربایگان فسا بررسی شد. بانک بذر خاک در منطقه های پخش سیلاب، پخش سیلاب همراه با آتریپلکس کاری، و منطقه ی شاهد (بی پخش سیلاب) بررسی شد. بانک بذر خاک در ژرفای صفر تا 10 سانتی متری قبل از آغاز رویش بذر های موجود در خاک در آذر 1396 نمونه گیری، و ترکیب آن با روش جوانه زنی در گلخانه تعیین کرده شد. نتیجه نشان داد که از 42 گونه ی گیاهی شناسایی شده در بانک بذر خاک، به ترتیب 40، 40 و 24 گونه در سه منطقه ی پخش سیلاب، پخش سیلاب همراه با آتریپلکس کاری، و منطقه ی شاهد بود. بیش ترین مقدار شاخص های تنوع و غنای گونه یی در منطقه ی پخش سیلاب بود. تحلیل افزونگی نشان داد که ترکیب گونه یی و گروه های کارکردی بانک بذر خاک عرصه، در تاثیر پخش سیلاب و بوته کاری با گونه ی آتریپلکس (Atriplex lentiformis (Torr) S. Watson) است. به طور کلی نتیجه ی به دست آمده از این پژوهش نشان داد که بعد از گذشت حدود 35 سال از اجرای پخش سیلاب در منطقه، تاثیرهای مثبت آن بر شاخص های ترکیب، تنوع و گروه های کارکردی بانک بذر خاک کاملا مشهود است.

    کلیدواژگان: احیای بوم شناسی، بانک بذر خاک، جمع آوری روان آب، دشت گربایگان، شاخص های تنوع زیستی
|
  • Majid Khazaei *, Mirmsoud Kheirkhah Zarkesh, MohammadReza Mirzaei, Iman Saleh, Farahnaz Azizi Pages 2-15

    Water shortage in the arid and semi-arid regions has necessitated subsurface dam construction for groundwater storage. The aim of this study was to determine the appropriate locations for subsurface dam construction using a set of field, laboratory and software methods in the arid and semi-arid regions of the provinces of Kohgiluyeh and Boyerahmad. Six axes were selected by examining the topographic maps and the drainage network. The most important factors influencing the subsurface dam construction were selected. Using the average expert opinion benefitting from a questionnaire and employing the FUZZY-AHP method, suitable places for subsurface dam construction were prioritized. Considering the geophysical studies, the characteristics of the affected strata were determined. The results of prioritization of suitable locations for subsurface dam construction showed that the Tang Nayab with a weight of 0.41 holds the top ranking. The study of the results of the most important factors affecting in subsurface dams construction indicated that water supply and bed-rock with a combined weight of 0.25 is the most effective factor in subsurface dam construction. The results of geophysical surveys also indicated that the alluvium strata had an electrical resistance of 300 to 400 ohm-meter. The results of geophysical surveys indicated that the alluvium thickness in selected site is 5 m.

    Keywords: Fuzzy Analysis, Groundwater, Hierarchical, Subsurface Dam, the Province of Kohgiluyeh, Boyer Ahmad
  • Mehdi Teimouri *, Ehsan Alvandi Pages 16-29
    It is very complex and difficult to fully understand the relationships in watersheds due to the heterogeneity and non-linear nature of hydrological and erosive behaviors. Therefore, the evaluation of watersheds requires a modeling process. After introducing the features of the eWater Source software as a management modeling environment for watersheds, two rainfall-runoff models of the GR4J and the IHACRES were compared to simulate the runoff of the Chel-Chay Watershed in the eWater Source environment. Chel-Chay Watershed, with an area of 256 square kilometers is located in Province of Golestan. In order to simulate the rainfall -runoff, the position of the watershed, sub-watersheds, stations, watershed outlet, operational units (based on land use map) and the watershed waterway network was simulated using the digital height model (DEM) in the Source environment. The GR4J and the IHACRES models were used. In this rainfall -runoff models, the continuous time series data were considered in the daily time steps. The time series of the daily precipitation of the years (2001 to 2010), and the daily evaporation and transpiration (during the same period) were used to implement the models. The models were implemented in the eWater Source environment. The discharge data for the period (2001-2010) were used to calibrate the models. The accuracy of the flow simulation based on the Nash-Sutcliffe criterion for the GR4J and the IHACRES models in the calibration period (2001-2010) were 0.79 and 0.73, and in the validation period (2011-2015) were 0.76 and 0.68, respectively. Therefore, it may be concluded that these models performed well in the simulation. The evaluation of results indicates that the GR4J model performs better than the IHACRES model for simulating the daily flow. Due to the high capabilities of the eWater Source software, this environment is recommended as a management model for the discharge of watersheds.
    Keywords: GR4J Model, IHACRES Model, Rain-runoff, the eWater Source software, the Gorganroud River
  • Ahmad Abedi Sarvestani * Pages 30-40
    The social capital is based on the relationships of social actors and their communication type within a network. For this reason, the emphasis is on creating a coordinated network between different organizations in order to the successful implementation of development programs. The importance of this issue as a platform for participatory management of watersheds is also emphasized by international organizations. This study investigated the effectiveness of organizational network of the carbon sequestration project in the Tilabad Watershed in promoting the social capital. Using the social network analysis method, 30 organization and institutions related to this project were surveyed in the Azadshahr county of the province of Golestan regards the communication network. The data collection tool was a questionnaire, in which the linkage of information exchange for natural resources management was measured between the concerned organizations before and after the implementation of the carbon sequestration project. Data analysis was performed using the UCINET software, in which the algebra of matrices was used to estimate network parameters and the graph theory was employed to show the relationships. The results indicated that the implementation of the carbon sequestration project led to an increase in organizational network parameters such as size, density, reciprocity, transitivity and closeness centrality. Moreover, the geodesic distance mean and network centralization were decreased. These findings suggest an improvement in the institutional cohesion and an enhancement in the communication network stability. Therefore, the implementation of the carbon sequestration project has reinforced the social capital in the organizations' communication network; thus, it provided better conditions for carrying joint action plans in the Tilabad Watershed.
    Keywords: communication, Institutional Cohesion, social capital, Organizational Network
  • Hadi Eskandari Damaneh, Hamid Gholami *, Rasool Mahdavi, Asadola Khorani, Junran Li Pages 41-58

    An accurate assessment of the carbon changes in different ecosystems may be used as key indicator in estimating changes in land degradation at a global scale. The goal of this study was investigate the trend of land degradation by examining the trend of changes in the gross primary production, climatic parameters (temperature and precipitation) and its relation shies with the climatic data in the 2001-2017 period in different land use system in the Province of Fars. The annual gross primary production data were extracted from the MOD17A2 8-day MODIS sensor, and the climatic data were collected from 15 stations in the region and interpolated. The slope of changes in the gross primary production, temperature and precipitation, and the correlation between the gross primary production and temperature and precipitation in each land use were investigated. The results indicated that the highest percentage of the gross primary production was obtained for the shrub land, farmland, bare land, grassland, urban and built up land and water bodies, respectively. Examination of the slope of the changes showed that overall trend of changes in primary the gross primary production was increasing, while the temperature and precipitation trend were increasing and decreasing, respectively. The reason for this is the groundwater use by farmers to provide the needed water for irrigation, resulting in an increase in the gross primary productivity. Percentage of the changes in the gross primary production, temperature and precipitation in different land uses over the mentioned time period indicated that the trend of positive changes of the gross primary production in bare land use was 78.24%, farmland was 32.32%, grassland was 81.14%, shrub land was 85.89%; in the savannah it was 100%. We observed an increasing and decreasing trend for the temperature and rainfall over this time period, respectively. Based on the results, the correlation in bare land, savanna and shrub land is mostly influenced by precipitation, whereas farmland and grassland are affected by temperature. In general, despite of increasing temperature and decreasing rainfall, the gross primary production increased in the farmland, which indicates that such expanses are susceptible to land degradation and desertification.

    Keywords: Change slope, Climatic variables, Correlation, gross primary production, MODIS Sensor
  • Rahim Kazemi *, Jahangir Porhemmat Pages 59-73
    Understanding the flooding phenomenon and its effective factors is an essential prerequisite of its control and management. This phenomenon is influenced by hydrological, climatic and physiographic factors, as it has always been one of the most important issues in hydrology. Using the overlapping of the climate and the border maps of the country, catchments of each climatic region were demarcated. Furthermore, 314 hydrometry stations with a common period (1976-2011) in six climatic zones were selected. The instantaneous peak discharge value was calculated for a 50-year return period. 15 hydrological, climatic and physiographic parameters affecting the flood severity, namely average altitude, catchment area, the Gravelius coefficient, the slope, the main river length, the annual average precipitation, the average number of rainy days, the base flow index (BFI), the hydrograph recession coefficient (K), the curve number (CN), the permeability and the flow duration curve indices (FDC indices) of, Q2, Q5, Q10, Q20, were calculated for each catchment. The factor analysis after data standardization was performed in order to select the most important independent factors affecting flooding severity for each climatic region and the regression between the Flooding severity index and the selected factors in different climate zones were extracted and analyzed. Results indicated that the parameters used in all of the climatic regions explained more than 74% of the variance of the data. Common parameters in the first class of effective factors in all of the climatic zones were different flow parameters of (BFI, K, FDC indices), along with some parameters that were related to the intrinsic characteristic of the catchment, such as the CN and permeability. The flow exceedance value of, Q2, Q5, Q10, Q20 in all of the climatic zones were ranked first and may be recommended for estimation and prediction in the ungauged catchment. The normal distribution of errors and the coefficient of Durbin Watson (between 1.5 and 2.5) reflect the confidence of the regression equations to estimate the Flooding severity in the ungauged catchments in the different climatic zones.
    Keywords: Climate zone, Estimation, factor analysis, Flood intensity, Flow characteristics
  • Ataollah Kavian *, Mohammad Rezaei, Kaka Shahedi, MohammadAli Hadian Amri Pages 74-92

    Landslides are one of the major types of slope instability which cause enormous financial losses and casualties; therefore, it is imperative to consider them in the study of geomorphology, erosion and sedimentation in important watershed. The aim of the present study was to investigate and rank the landslide susceptibility using a random forest method in the Sadat Mahalleh Watershed, Sari. Elevation from the sea level, geology, land use, slope (degree, direction, shape and length), distance from linear elements such as faults, streams and roads, normalized difference vegetation index and slope form were considered as effective parameter in the landslide occurrence. Zoning landslide sensitivity was achieved by coding in the R and GIS10.3 soft wares. In order to determine the weight of each of the factors and classes effective in zoning the landslide sensitivity and validation of landslide potential prediction maps, the abundance ratio method and the receiver operating characteristics (ROC) were used. The results indicated that among the effective factors, vegetative cover and land use, had the most paramount impact on the landslide occurrence in the study area. A landslide sensitivity map was prepared using the random forest method by dividing into five class, namely: very low (3.85%), low (5.38%), moderate (23.08%), high (50%) and very high (7.69%) sensitivities. Validation of the results of the landslide sensitivity zoning maps, using the relative factor characteristics index diagram, indicated that the area under the curve (AUC) for random forest method was 0.709 and its standard error was 0.10. It is reasonable to claim that the forest method provided an acceptable accuracy for mapping the landslide sensitivity. A landslide sensitivity map provides prone complete and accurate information for natural resource managers to detect the landslide areas.

    Keywords: Frequency ratio method, Susceptibility zoning, Validation, vegetation index
  • Jamal Mosaffaie *, Amin Salehpour Jam, MahmoodReza Tabatabaei, MohammadReza Kousari Pages 93-111

    Recognizing watershed problems and investigating the causes which arose them is the most fundamental step in watershed management plans, which results in identifying key management responses in each watershed. Therefore, it is necessary to thoroughly analyze the problems and determine management strategies before developing operational plans to solve them. The aim of this study was to analyze the environmental problems of the Gorganrood Basin to determine the main managerial responses. Identifying and analyzing the main environmental problems resulted in developing management responses for the region. To prioritize different components of the DPSIR, a Likert questionnaire filled with expert opinions and the Friedman test were used. The results indicated that four driving forces, namely climate change, population growth, management structure, and rules have caused 25 pressures on the Gorganrood Basin resources. The most important pressures were part-thinking organizations, incorrect agricultural expansion and excessive exploitation of water resources. These pressures, in turn, have caused 10 disturbed states, the most important of which are water resources depletion, flooding and soil erosion. These situations have 13 adverse impacts, the most important of which are flood damages, reduced downstream water rights and reduced public confidence in the government agencies. To improve the situation, 28 management responses were presented, of which the most important are integrated watershed management, land use planning and proper organizational structure. The overall result is that cause and effect analysis using the DPSIR framework provides an appropriate conceptual infrastructure, which is a prerequisite for developing the Basin's operational management plan. Therefore, it is suggested that executive organizations identify suitable responses by using this approach before developing operational plans for each watershed.

    Keywords: Cause, effect analysis, Likert scale, Prioritizing the problems, Sustainable basin management
  • Mostafa Adami, Abdulvahed Khaledi Darvishan * Pages 112-125
    Soil conservation aimed at reducing runoff and erosion is essential for the optimal and sustainable use of natural resources. Rice straw can be used as affordable and available organic mulch, especially in the north of the country. Effects of two coverage levels of 40 and 70% of rice straw on some hydrological components of 0.5×0.5 m plots with two types of soil with sandy-loam and sandy-clay-loam textures were investigated. Considering three replications for each treatment, 36 plots with a slope of 18% were placed under a rainfall simulator with two rainfall intensities of 50 and 90 mm h-1. The results showed that rice straw in all studied treatments had a significant effect (P≤0.01) on increasing time to runoff initiation and its end time, reducing runoff coefficient and runoff volume after the end of rainfall. The Maximum incremental changes in time to runoff and maximum decrease in runoff coefficient was in the 70% of straw treatment on the sandy-clay-loam texture with 353% increase and 108% decrease compared to control treatment, respectively. In general, 40% of straw coverage was more effective in reducing runoff in the sandy-loam soils, while the effect of 70% of straw coverage on runoff reduction was higher in the sandy-clay-loam soils. In other words, by increasing the percentage of clay, a higher covering percentage is needed to prevent the destruction of surface soil aggregates, thereby increasing permeability and reducing the runoff coefficient.
    Keywords: Organic amendment, rainfall simulator, Runoff coefficient, Soil conservation, soil texture
  • Emad Zakeri *, Sayed AliReza Mousavi, HamidReza Karimzadeh Pages 126-139

    Sediment accumulation is one of the major factors that reduce the beneficial life span of artificial reservoirs. Conservation and improving vegetative cover conditions may reduce sediment accumulation. A framework for implementing the PES was proposed assuming that the cost of soil and vegetation cover conservation may be considered as an investment in water supply through economic incentives, consisting of vegetative cover change projection, erosion and sediment transport modeling, reservoir sedimentation estimation, and the PES scheme design. Based on the results of increasing the amount of total sediment production from 486637.6 m3/yr in the current situation to 564217.5 and 658925.4 m3/yr, respectively over the next 20 years, and reduction of the useful lifespan of the Shirin Darreh reservoir (17.3%), the minimum payment for ecosystem services was considered 104 million Rials/yr. Furthermore, the volume and the total value of sediment control services provided by the vegetative cover was also determined by considering a complete degradation of the vegetative cover scenario and opportunity cost of 740535.5 m3/yr and 3.7 billion Riyals. Furthermore, the maximum payment was also estimated by considering the total value of the sediment control services and the estimated net present value of range conservation to be about 3.9 billion Rials/yr.

    Keywords: Incentive-based mechanisms, sediment yield, Soil conservation, soil erosion, Watershed management
  • Parviz Gholami, Sohrab Alvaninejad *, Narjes Esfandiari, Seyed Hamid Mesbah Pages 140-154

    Floodwater spreading plays an important role in restoring and enhancing the vegetative cover, improving soil fertility, groundwater recharge and desertification control. These have been achieved in some of the arid and semi-arid regions of Iran. Flood water spreading as a corrective measure, in soil seed bank composition and diversity was assessed in the Gareh Bygon Plain, Fasa, the province of Fars. Soil seed bank was evaluated in the water-spreading tracts, water-spreaders planted with Atriplex lentiformis harvesting and the control area (without water-spreading). Sampling of soil seed bank was carried out at a 0-10 cm depth prior to the initiation of seed growth in December 2017, and the composition of the soil seed bank was determined by the germination method in the greenhouse. The results indicated that from 42 species identified in the soil seed bank, 40, 40 and 24 species were present in the three areas. Water- spreaders, water-spreaders planted with Atriplex lentiformis harvesting and the control tracts, respectively. The highest species diversity and richness indices were obtained in the area under water-spreading. The RDA analysis showed that the species composition and functional groups of soil seed bank of the study area were affected by flood water spreading practices and Atriplex lentiformis harvesting planting. Furthermore, the soil seed bank density of plant functional groups was affected by water-spreading. The results indicated that 35 years of floodwater spreading has positively affected the composition, diversity and functional groups indices of the soil seed bank.

    Keywords: Biodiversity indicators, Ecological restoration, Gareh Bygone Plain, Runoff collection, Soil seed bank