فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 52 (بهار 1400)

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 52 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/14
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ایرج عالی، شیرکو ابراهیمی محمدی*، مسعود داوری صفحات 1-11

    آتش سوزی باعث اثرات مخربی بر خاک، آب و اجزای اکوسیستم دریاچه ها می شود. هدف این پژوهش بررسی اثرات آتش سوزی بر میزان رواناب و غلظت مواد مغذی محلول حوزه آبخیز دریاچه زریبار بین سال های 1393 و 1396 و شرایط بازگشت مناطق سوخته به حالت طبیعی در کوتاه مدت، میان مدت و بلندمدت است. نتایج نشان داد که در سال چهارم پس از آتش سوزی میزان رواناب و غلظت های کلسیم و آمونیوم محلول در مناطق سوخته نسبت به مناطق طبیعی به ترتیب 47، 9/ 5 و 8/ 22 درصد افزایش معنی دار دارد که بیان گر عدم بازگشت شرایط به حالت طبیعی است. غلظت های فسفر کل و نیترات محلول در سال سوم پس از آتش سوزی به ترتیب افزایش های غیرمعنی دار 3/ 6 و 9/ 4 درصدی را نشان داد که بیان گر بازگشت شرایط به حالت طبیعی است. غلظت پتاسیم و نیتروژن کل محلول در سال چهارم پس از آتش سوزی در مناطق سوخته نسبت به مناطق طبیعی به ترتیب 5/ 1 و 14/ 1 درصد افزایش غیرمعنی دار یافته که نشان از بازگشت شرایط به حالت طبیعی در سال چهارم پس از آتش سوزی است. به طور کلی، می توان نتیجه گرفت که حتی در بلندمدت، برخی از اثرات مخرب آتش سوزی بر کمیت و کیفیت آب حوزه آبخیز دریاچه زریبار باقی خواهد ماند.

    کلیدواژگان: آتش سوزی، دریاچه زریبار، رواناب، شبیه ساز باران، مواد مغذی محلول
  • علی شهبازی*، فرزانه وکیلی تجره، احسان الوندی، اصغر بیات، امید اسدی نلیوان صفحات 12-23

    پهنه بندی حساسیت فرسایش آبکندی و تعیین فاکتورهای کنترل کننده آن بسیار مهم و حیاتی است. این مطالعه با هدف بررسی توزیع مکانی فرسایش آبکندی با استفاده از دو مدل شبکه عصبی مصنوعی و حداکثر آنتروپی و تعیین عوامل اثرگذار بر این نوع فرسایش در حوزه آبخیز سد گلستان انجام شد. لذا 14 عامل، شامل عوامل توپوگرافی، سایر عوامل و تلفیق عوامل (14 عامل) به عنوان فاکتورهای پیش بینی کننده حساسیت در نظر گرفته شدند. از مجموع 1042 موقعیت فرسایش آبکندی، به صورت تصادفی و به نسبت 30 و 70 درصد به ترتیب به عنوان داده های اعتبارسنجی و آزمون در نظر گرفته شدند. نتایج حاصل از آزمون Jackknife نشان داد که پارامترهای ارتفاع، بارندگی و عمق دره مهم ترین متغیرهای اثرگذار بر پیش بینی فرسایش آبکندی می باشند. نتایج مدل سازی نشان داد که بهترین دقت مدل بر اساس منحنی ROC در حالت آموزش (923 /0) و در مرحله اعتبارسنجی (902 /0)، مدل شبکه عصبی مصنوعی بوده است و این شرایط زمانی حاصل می شود که همه عوامل در مدل سازی دخالت داده شوند. بر اساس این مدل بیش از 20 درصد حوزه (45633 هکتار) دارای حساسیت زیاد و خیلی زیاد به فرسایش آبکندی است.

    کلیدواژگان: توزیع مکانی، شبکه عصبی مصنوعی، حساسیت، فرسایش آبکندی، یادگیری ماشینی
  • مجید فرومدی، علیرضا واعظی* صفحات 24-32

    فرآیند جدا شدن ذرات خاک به وسیله قطرات باران و انتقال آن ها بر اثر پاشمان و یا جریان کم عمق سطحی، فرسایش بین شیاری در نظر گرفته می شود که می تواند باعث کاهش حاصلخیزی خاک و آلودگی آب های سطحی شود. این پژوهش به منظور بررسی تغییرات زمانی فرسایش بین شیاری در خاک های مختلف تحت تاثیر شیب سطح انجام گرفت. برای این منظور آزمایش در سه خاک منطقه نیمه خشک با بافت مختلف در چهار شیب تحت باران شبیه سازی شده با شدت ثابت 30 میلی متر بر ساعت در سه تکرار با مجموع 36 واحد آزمایشی اجرا شد. نتایج نشان داد که آستانه وقوع فرسایش بین شیاری در شیب های بالا سریع تر به وقوع پیوست. خاک درشت بافت (لوم رس شنی) به دلیل وجود ذرات درشت دانه وابستگی بیش تری به شیب سطح دارد و در شیب های پایین به دلیل عدم تشکیل جریان های سطحی زیاد، آستانه وقوع فرسایش بین شیاری با تاخیر بیش تری رخ می دهد. به طور کلی این پژوهش نشان می دهد که درجه شیب عامل مهم موثر بر آستانه زمانی وقوع، زمان اوج و شدت تغییرات فرسایش بین شیاری در خاک های منطقه نیمه خشک می باشد.

    کلیدواژگان: انتقال ذرات خاک، جریان کم عمق، رسوب گذاری، ضربه قطرات باران، غلظت جریان
  • طاهره احمدی، حمید نوری*، علیرضا ایلدرمی صفحات 33-43

    خشکسالی ها با تاثیر پوشش گیاهی و منابع آب در مناطق کوهستانی غرب ایران بر مدیریت مصرف آب و کشاورزی موثرند. هدف از انجام این پژوهش پایش خشکسالی با استفاده از شاخص های زمینی و سنجش از دوری و تاثیر آن بر تغییرات کاربری اراضی/پوشش و سطح آب های زیرزمینی در حوزه آبخیز دشت رزن قهاوند است. روند تغییرات بارش و تراز سطح آب زیرزمینی با استفاده از روش من کندال معمولی و اصلاح شده بررسی و  شاخص های استاندارد بارش[1] و سطح آب استاندارد شده[2] در سالهای 1371-1394 محاسبه گردید. تغییرات کاربری اراضی/پوشش در این حوزه آبخیز با استفاده از تصاویر ماهواره لندست در سالهای بین دو خشکسالی مهم و متوالی بررسی و همبستگی بین شاخص های خشکسالی زمینی و شاخص های وضعیت دمایی[3] و وضعیت پوشش گیاهی[4]مطالعه شد. نتایج نشان داد که افت تراز آب زیزمینی با تاخیر دوساله، همبستگی معنی داری با خشکسالی هواشناسی دارد و نیز شاخص وضعیت پوشش گیاهی نسبت به شاخص وضعیت دمایی و نیز مقیاس فصلی نسبت به مقیاس ماهانه و سالانه همبستگی قوی تری نشان می دهد. نیز سطح اراضی کشاورزی، باغات و مراتع به ترتیب 96/ 10، 57/ 13 و 23 /0 درصد کاهش و اراضی شور 51/ 9 درصد افزایش داشته است.

    کلیدواژگان: خشکسالی، تغییر کابری اراضی، تراز آب زیرزمینی، لندست، قهاوند
  • محمد هدایت فرد، حمید غلامی*، مسعود سلیمان پور، ارشک حلی ساز صفحات 44-53

    فرسایش آبکندی یکی از عوامل تخریب اراضی است که با از دست رفتن خاک حاصل خیز، موجب خسارت زیادی می شود. به این منظور، در پژوهش حاضر با استفاده از رابطه ی کوک ران، 40 آبکند به منظور اندازه گیری در حوزه ی آبخیز مزایجان واقع در جنوب شرق استان فارس انتخاب شد. جهت تعیین فاکتورهای تاثیرگذار بر طبقه بندی نمونه ها، از روش تحلیل عاملی استفاده گردید. به منظور تعیین موثرترین عوامل در ایجاد و گسترش و تولید رسوب آبکند ها از روش رگرسیون چند متغیره ی پس رونده استفاده شد. نتایج نشان داد مساحت آبخیز ایجاد آبکندها تابع متغیرهای درصد خاک لخت، ماده ی آلی و شن است. به طوری که با افزایش هر درصد خاک لخت  مقدار 379/0 به مساحت آبخیز ایجاد آبکندها اضافه می شود و به میزان هر واحد درصد ماده ی آلی خاک و درصد شن به ترتیب مقدار 349/0 و 363/0 واحد از مساحت آبخیز ایجاد آبکندها کاسته می گردد. همچنین در تعیین عوامل اثرگذار بر حجم آبکندها درصد شن، مهم ترین عامل اثرگذار بر کاهش حجم آبکندها بود. بنابراین به منظور جلوگیری از توسعه ی آبکندها و کاهش تولید رسوب باید توجه بیشتری به کنترل فرسایش در پیشانی آبکندها داشت؛ از این رو می توان با ایجاد و حفظ پوشش گیاهی، مدیریت مناسب مراتع و قرق آن ها، با افزایش زبری و کاهش رواناب، به کاهش نرخ فرسایش آبکندی کمک کرد.

    کلیدواژگان: استان فارس، تحلیل عاملی، حجم، حوزه ی آبخیز مزایجان، فرسایش آبکندی، گسترش
  • زهرا ابراهیم زاده، آرش ملکیان*، محسن محسنی ساروی، رفعت زارع بیدکی صفحات 54-62

    امروزه بیش از نیمی از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی می کنند، افزایش تغییر کاربری اراضی موجب افزایش اراضی نفوذناپذیر می شود، که امکان و نفوذ فرصت آب باران به درون زمین را به شدت کاهش می دهد. در این تحقیق، شهر فولادشهر استان اصفهان به عنوان منطقه مورد مطالعه جهت تعیین نقاط احتمالی آبگرفتگی انتخاب گردید. برای محاسبه زمان تمرکز از مطالعات پیشین و روش های تجربی استفاده شد. از مدل SWMM برای مشخص کردن نقاط حساس به آبگرفتگی استفاده گردید و مدل برای دوره بازگشت های مختلف اجرا گردید. نتایج حاصل از تحقیق نشان داد برای دوره بازگشت 25 سال کانال های 2، 16، 17، 25 و 31 حساس به آبگرفتگی هستند. جهت واسنجی و اعتبارسنجی مدل 3 واقعه بارندگی در تاریخ های 20 /11/ 1398، 1/ 12/ 1398 و 11 / 2 /1399 اندازه گیری گردید در این وقایع عمق، دبی و سرعت اندازه گیری شد و با نتایج مدل مقایسه گردید. در فرایند واسنجی و اعتبارسنجی مقدار معیار NS در همه موارد از 5/0 بیشتر بود که  نتایج ارزیابی ها انطباق خوبی میان دبی و سرعت و عمق نشان داد. بنابراین در این تحقیق مدل SWMM توانایی کافی در پیش بینی خطر آبگرفتگی و مدیریت حوزه آبخیز و اولویت بندی مناطق در رفع مشکل آبگرفتگی دارد.

    کلیدواژگان: حوزه آبخیزشهری، SWMM، رواناب، جریان آب، سیلاب شهری
  • سید حمیدرضا صادقی*، عبدالواحد خالدی درویشان، مهدی وفاخواه، حمیدرضا مرادی رکابدارکلایی، علی نصیری خیاوی، محمدرسول رجبی، سوده میارنعیمی، سمیه پورنبی، زهرا ابراهیمی گت گش، سید امین زکی صفحات 63-66

    هدف پژوهش حاضر، ارایه الگوی مدیریت جامع حوزه آبخیز براررود در استان مازندران با استفاده از تحلیل راهبردی مبتنی بر مشکلات و نیز اولویت بندی آن ها نسبت به شرایط مختلف مکانی حوزه آبخیز است. بدین منظور ابتدا نقاط قوت، ضعف، فرصت و تهدید از طریق بازدیدهای میدانی و مصاحبه حضوری با آبخیزنشینان تدوین شد. سپس ماتریس SWOT و برنامه ریزی راهبردی کمی برای اولویت بندی راهبردها تهیه شد. بر اساس نتایج، وضعیت حوزه آبخیز موردمطالعه، متوسط است و مناسب ترین نوع راهبرد ، از نوع محافظه کارانه است. بهترین راهبرد در حوزه آبخیز، راهبرد تقویت حس رضایت مندی ساکنین شناسایی شد.

    کلیدواژگان: برنامه ‎ریزی راهبردی کمی، تحلیل SWOT، مدیریت جامع حوزه آبخیز، توسعه پایدار، مشارکت ذی نفعان
|
  • Iraj Alli, Shirko Ebrahimi Mohammadi*, Masoud Davari Pages 1-11

    Fire causes destructive effects on soil, water and components of wetland ecosystems. The aim of this study was to investigate the effects of fire on runoff amount and nutrient concentration of Zrebar Lake watershed between 2014 and 2017 and the return of burned areas to their natural conditions in the short, medium and long term. The results showed that in the fourth year after the fire, the amount of runoff and concentrations of dissolved calcium and ammonium in the burned areas compared to normal increased by 47, 5.9 and 23.5 percent, respectively, indicating that the conditions has not return to normal. Concentrations of dissolved total phosphorus and nitrate in the third year after the fire showed insignificant increases of 6.3 and 4.2 percent, respectively, indicating a return to normal conditions. The concentration of dissolved potassium and total nitrogen in the fourth year after the fire in the burned areas compared to the natural areas increased by 1.5 and 1.4 percent, respectively, which indicates a return to normal in the fourth year after the fire.  In general, it can be concluded that even in the long term, some of the destructive effects of the fire on water quantity and quality of the Zrebar Lake watershed will remain.

    Keywords: Fire, Rainfall simulator, Runoff, Dissolved nutrients, Zrebar Lake
  • Ali Shahbazi*, Farzaneh Vakili Tajareh, Ehsan Alvandi, Asghar Bayat, Omid Asadi Nalivan Pages 12-23

    Zoning of gully erosion susceptibility and determining the factors controlling gully erosion is very important and vital. The aim of this study was to investigate the spatial distribution of gully erosion using two models of ANN and MaxEnt and to determine the factors affecting this type of erosion in Golestan Dam basin. Therefore, 14 factors in the form of three divisions, including topographic factors, other factors and combination of factors (14 factors) were considered as predictors of sensitivity. Out of 1042 gully erosion points, 30 and 70 percent were randomly classified as validation and test data, respectively. The results of Jackknife test showed that the parameters of height, rainfall and depth of valley are the most important variables affecting the prediction of gully erosion. The results of the modeling showed that the best accuracy of the model based on the ROC curve in the training model (0.923) and in the validation, stage (0.902) was the artificial neural network model, and this condition is achieved when all the factors in the modeling be involved. According to this model, about more than 20 percent of the domain (45633 ha) has a high sensitivity and is very susceptible to gully erosion.

    Keywords: spatial distribution, artificial neural network, susceptibility, gully erosion, machine learning
  • Majid Foroumadi, Alireeza Vaezi* Pages 24-32

    The process of splash of soil particles by raindrops and their transport by splash or surface shallow flow is considered as interrill erosion, which can reduce soil fertility and cause pollution of surface water. This research was carried out to investigate the temporal variation of interrill erosion in different soils affected by surface slope. For this purpose, laboratory experiments were carried out on three soils with different texture on four slopes under simulated rainfall with a constant intensity of 30 mm.h-1 in three replications with a total of 36 test units. The results showed that there are significant differences between the slopes in terms of the threshold of occurrence of interrill erosion (P<0.0001). The threshold for the interrill erosion in the occurred speedy steeper slopes. The coarse textured soil (sandy clay loam) appended hither dependency on slope gradient witch was associated ti its more percentage of coarse particles. In lower slope gradients, the interrill erosion threshold was occurred with more delay after runoff appearance. Coarse- textured soil (sandy clay loam) showed hither dependency on slope gradient in interrill erosion that other to soils. This study revealed that slope gradients is an important factor controlling time threshold, pick time and rate of interrill erosion during rainfall in semi-arid soils.

    Keywords: Transport of soil particles, Shallow flow, Sedimentation, Raindrops impact, Flow concentration
  • Tahere Ahmadi, Hamid Nouri*, Alireza Ildoromi Pages 33-43

    Droughts affects on agriculture and water consumption management through LU/LC and water resources changes in western mountainous areas of Iran. The aim of this study was to investigate terrestrial and remote sensing drought indices and their effects on LU/LC and ground water level in Razan-Ghahavand watershed. Precipitation trend in two stations and water level trend in six piezometric well were studied using Man Kendaland modified Man Kendal and also SPI and SWI drought indices were computed in month, season and year scale during 71-94. LU/LC changes and relationship among SPI, SWI, VCI and TCI drought indices were computed during 2008-2013(two main drought year). The results showed that water level drop(more than 10m) was relate to SPI index with two-year delay significantly. There is a significant correlation with SPI index for VCI index than TCI index and season scale than month and year scales. The finding indicted that agriculture area, gardens and rangelands were decreased 10.96 percent, 13.57 percent and 0.23 percent respectively and also, salin lands was increased 9.51percent during the 2008-2013.

    Keywords: Drought, Landuse, Groundwater level, Land sat, Ghahavand
  • Mohammad Hedayat Fard, Hamid Gholami*, Masoud Soleimanpour, Arashk Holisaz Pages 44-53

    Gully erosion is one of the causes of land degradation, which causes a lot of damage with the loss of fertile soil. For this purpose, in the present study, using the Cochran relation, 40 gullies were selected for measurement in the Mazayjan watershed located in the southeast of Fars province. Factor analysis method was used to determine the factors affecting the classification of samples. Backward multivariate regression was used to determine the most effective factors in the formation, expansion and production of gutter sediment. The results showed that the creation area of ​​the gullies is a function of the variables of bare soil, organic matter and sand. So that with each percentage increase of bare soil, the amount of 0.379 is added to the creation area of ​​the watershed and at the rate of each unit, the percentage of soil organic matter and the percentage of sand are 0.349 and 0.363 units of the creation area are reduced respectively. Also, in determining the factors affecting the volume of gullies, the percentage of sand was the most important factor was reducing the volume of gullies. Therefore, in order to prevent the development of gullies and reduce the production of sediment, more attention should be paid to erosion control in the headcutchr('39')s gullies. It helped reduce gully erosion by increasing roughness and reducing runoff.

    Keywords: Expansion, factor analysis, Fars Province, gully erosion, Mazayjan watershed, volume
  • Zahra Ebrahimzadeh, Arash Malekian*, Mohsen Mohseni Saravi, Rafat Zare Bidaki Pages 54-62

    Nowdays, more than half of the worldchr(chr('39')39chr('39'))s population lives in urban areas, increasing land use change leads to an increase in impermeable land, which greatly reduces the possibility of rainwater infiltration into the land. In this study, Fooladshahr city of Isfahan province was selected as the study area to determine possible flooding points. Previous studies and experimental methods were used to calculate focus time. The SWMM model was used to identify flood sensitive points and the model was implemented for different return periods. The results showed that channels 2, 16, 17, 25 and 31 are sensitive to flooding for a return period of 25 years. In order to calibrate and validate the model, 3 rainfall events were measured on 9.02.2020, 20.02.2020 and 30.04.2020. In these events, depth, flow and velocity were measured and compared with the results of the model. Took. In the calibration and validation process, the NS criterion value was higher than 0.5 in all cases, and the evaluation results showed a good agreement between flow rate, speed and depth. Therefore, in this study, the SWMM model has sufficient ability to predict flood risk and manage the watershed and prioritize areas to solve the problem of flooding.

    Keywords: Urban Watershed, SWMM, Prioritization, Water Flow, Urban Flood
  • Seyed Hamidreza Sadeghi*, Abdulvahed Khaledi Darvishan, Mehdi Vafakhah, Hamidreza Moradi Rekabdarkolaei, Ali Nasiri Khiavi, Mohammad Rasoul Rajabi, Soodeh Miar Naeimi, Somaeyeh Pournabi, Zahra Ebrahimi Gatgesh, Seyed Amin Zaki Pages 63-66

    The study aimed to provide a pilot plan to integratedly manage the Barar-rud Watershed in Mazandaran Province based on existing problems. Accordingly, various strategies and their prioritizations were developed for the watershed. Towards that, SWOT was developed through field observation and face-to-face interviews with local stackeholders. The SWOT and quantitative strategic planning matrix were then developed to prioritize strategies. Based on the results, the condition of the study watershed was moderate and the most appropriate type of strategy was found to be conservative. The best strategy for the watershed was strengthening the sense of satisfaction of residents.

    Keywords: Quantitative Strategic Planning, SWOT Analysis, Optimal Decision Making, Sustainable Development, Stakeholder Participation