فهرست مطالب
مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 57 (تابستان 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/06/10
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحه 0
-
صفحات 1-12
وجود تصمیم گیران و مصرف کنندگان متعدد با اولویت های مختلف در مسایل مدیریت و برنامه ریزی منابع آب، علاوه بر کاهش آب موجود، تنش های قابل توجهی به ویژه در منابع مشترک در خصوص تخصیص منابع حوزه ایجاد می کند. تحت این شرایط، مدیریت مبتنی بر مشخصه های انعطاف پذیری، عدالت و پایداری می تواند نقش مهمی در جلوگیری از ادامه ی روند بحران زا و کاهش نزاع آب بران ایفا نماید. در این پژوهش با استفاده ترکیبی مفاهیم ورشکستگی و چانه زنی نش نامتقارن، به ارایه چارچوب تخصیص بهینه منابع آبی مشترک پرداخته شد. حوزه مشترک آبخیز اترک شامل استان های گلستان، خراسان های شمالی و رضوی به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب گردید. جواب بهینه روش چانه زنی با نتایج قوانین ورشکستگی آب مقایسه شد. نتایج نشان داد با لحاظ فرضیات مختلف، مدل پیشنهادی قادر به پوشش نتایج قوانین ورشکستگی متداول می باشد. جهت استفاده پایدار، عادلانه و بهینه منابع آبی از چندین شاخص نظیر معیارهای سیاسی، اجتماعی و اقتصادی برای اثرگذاری در مدل پیشنهادی استفاده گردید. با استفاده از آنتروپی-تاپسیس در تعیین وزن نسبی، ملاحظه شد آب برانی که در تولید منابع آبی حوزه نقش بسزایی دارند به درصد تامین عادلانه تری، از تقاضای خود دست خواهند یافت. نتایج تخصیص چندمعیاره در استان های گلستان و خراسان های شمالی و رضوی به ترتیب 104، 809 و 164 میلیون مترمکعب در سال است.
کلیدواژگان: حوزه آبخیز اترک، آببران، تنازعات آبی، عدالت آبی، آنتروپی تاپسیس -
صفحات 13-23
مطالعه حاضر با هدف بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی دماهای فرین آینده ایران انجام شده است. داده های مورد استفاده شامل حداقل و حداکثر دمای روزانه مدل CCSM4 طی دوره پایه 1383-1364 و دوره آینده 1428-1384 تحت سناریوهای 4/5 و 8/5 است. نتایج بررسی روند شاخص های فرین گرم و سرد طی دوره پایه نشان داد که در حالت کلی فرین های گرم از روند مثبت و افزایشی و فرین های سرد از روند منفی و کاهشی در سطح ایران برخوردارند. نتایج بررسی روند شاخص های فرین دمایی طی دوره های 1403-1384 و 1428-1404 نشان داد که در دوره اول بر اساس سناریوی 5 /4 روند شاخص های فرین سرد و گرم در بیشتر حوزه های آبخیز اصلی شرایط مشابه با دوره پایه را دارند. در دوره دوم نیز این شرایط با تغییرات محدود در توزیع مکانی روندهای کاهشی و افزایشی همانند دوره اول قابل مشاهده است. بررسی روند شاخص های دمایی تحت سناریوی 5/ 8 نشان داد روند شاخص های سرد منفی و شاخص های گرم مثبت است، با این تفاوت که در مقایسه با سناریو 5/ 4 روند افزایشی شاخص های گرم از شدت بیشتری به ویژه در دوره 1404-1428 برخوردارند. نتایج بیانگر افزایش تغییرات دمایی و به دنبال آن افزایش رخدادهای حدی به ویژه رخدادهای حدی گرم در حوزه های آبخیز اصلی ایران است.
کلیدواژگان: شاخص های فرین سرد، شاخص های فرین گرم، روند، ایران -
صفحات 24-31
شناسایی و پایش آب های سطحی با استفاده از سنجش از دور بدلیل اهمیت در تامین نیازهای بشر و همچنین تصمیم گیری های سیاسی در دهه های اخیر بسیار مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. از همین رو، در این مطالعه با استفاده از سیستم های سنجش از دور و با بکارگیری ماهواره های راداری سنتینل-1 و نوری سنتینل-2 به مطالعه بر روی آب های سطحی پرداخته شده است. در این مقاله دو رویکرد ادغام داده ها و سپس ادغام تصمیم گیری ها به منظور بهبود در دقت شناسایی آب های سطحی برای دو منطقه پیشنهادی در استان مازندران بدلیل وجود جنگل های انبوه، رودخانه های گل آلود، و زمین های کشاورزی، پیشنهاد شده اند. رویکرد ادغام داده ها با افزایش توان تفکیک مکانی ماهواره نوری سنتینل-2 از 20 متر به 10 متر و استفاده از داده های راداری و شاخص های آب در یک لایه، پایش آب های سطحی با دقت مناسبی توسط ابزار طبقه بندی نظارت شده ای همچون ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی، و جنگل تصادفی صورت پذیرفت. در ادامه با تلفیق نتایج و با استفاده از روش رای گیری حداکثری، دقت نتیجه خروجی نسبت به رویکرد ادغام داده ها 4 الی 5 درصد افزایش پیدا کرد. از آنجایی که رودخانه های کم عرض و گل آلود به راحتی قابل شناسایی و استخراج نیستند، رویکرد پیشنهادی می تواند نقشه دقیقی از آب های سطحی را استخراج کند.
کلیدواژگان: آب های سطحی، سنجش از راه دور، طبقه بندی نظارت شده، رای گیری حداکثری -
صفحات 32-40
خشک سالی از معضلات بزرگی است که گریبان گیر کشورهای واقع در عرض های جنب حاره ای هم چون ایران است. استان فارس که از جمله استان های جنوبی و در حوزه گردشگری و کشاورزی حایز اهمیت بوده، مدت هاست که با مشکل خشک سالی و کم آبی مواجه است لذا بررسی روند خشک سالی در این استان جهت مدیریت بهتر معضل خشک سالی و بهبود وضعیت کشاورزی و گردشگری کشاورزی ضرورت دارد. هدف پژوهش حاضر بررسی روند خشک سالی این استان با استفاده از شاخص خشکی و شاخص شناسایی خشک سالی است. پارامترهای مورد استفاده در این شاخص ها، بارندگی و تبخیر و تعرق پتانسیل بوده که در همین راستا از داده های بارندگی و دمای بیشینه 10 ایستگاه در سال های آماری 1378-1399 استفاده و با به کارگیری روش لاری جانسون تبخیر و تعرق هر ایستگاه محاسبه گردید. شاخص ها و نمودارهای لازم توسط نرم افزار متلب (2020a) ترسیم و بر اساس نتایج بدست آمده میانگین بیشترین و کم ترین شدت خشک سالی به ترتیب در سال های 1387 و 1383 رخ داد، هم چنین سال 1399 وضعیت خشک و نرمال را نمایش داد. در انتها با توجه به نقشه های پهنه بندی بدست آمده از نرم افزار Arc map 10.8 افزایش شدت خشک سالی در نواحی جنوبی و مرکزی استان مشاهده شد.
کلیدواژگان: پهنه بندی شدت خشک سالی، خشک سالی، شاخص خشکی، شاخص شناسایی خشک سالی، نرم افزار متلب -
صفحات 41-51
دشت سیستان از دیرباز با خطر سیلاب، خشک سالی و طوفان شن روبرو بوده است، همچنین به واسطه داشتن منابع آبی فراوان، یکی از مناطق مهم استقرارگزینی انسان ها بوده است. تا کنون مطالعه جامعی راجع به خطرات زیست محیطی و نحوه غلبه یا کاهش اثرات آن ها در دوره هخامنشی انجام نگرفته است، هدف کلی پژوهش حاضر؛ بررسی رابطه متقابل محوطه های دوره هخامنشی و محیط طبیعی و به طور خاص، نحوه استقرارگزینی با توجه به محدودیت های محیط است. این پژوهش به روش توصیفی- تحلیلی- تاریخی و با استفاده از نرم افزار GIS انجام شد. پس از مطالعه شرایط محیطی، متغیرهای شیب زمین، نوع منابع آبی و فاصله از منابع آبی، نوع خاک، زمین شناسی و باد بررسی شدند، نتایج به دست آمده، گویای نقش موثر منابع آب سطحی در مکان گزینی محوطه ها است. منابع آبی فراوان، شیب ملایم و سهولت سرازیری آب در دشت، ظرفیت ایجاد کانال های انشعابی جهت حفظ فاصله مناسب از رودخانه، استقرار روی تراس رودخانه ای جهت دوری از خطر سیلاب، عواملی هستند که موجب می شدند این منطقه علی رغم فقدان سفره های آب زیرزمینی و وابستگی به منابع آب سطحی، یکی از مناطق جاذب جمعیت باشد. قرارگیری منطقه روی مخروطه های دلتایی،تغییر مسیر کانال های رودخانه را در پی دارد که موجب جابه جایی متعدد استقرارها می شد.
کلیدواژگان: دشت سیستان، دوره هخامنشی، مخاطرات محیطی، منابع آبی -
صفحات 52-61
امروزه استفاده از داده های ثبت شده در ایستگاه های سینوپتیک کشور یکی از مهم ترین منابع تحقیقات کاربردی برای پژوهشگران است. ایستگاه های سینوپتیک، اقلیم شناسی و غیره برای واکاوی های آماری مورد بررسی قرار می گیرند. در این تحقیق با استفاده از داده کاوی به روش طبقه بندی شورایی به پایش داده های موثر بر پدیده گرد و غبار ایستگاه های سینوپتیک ایران مرکزی پرداخته شد. در این مطالعه از داده های 36 ایستگاه سینوپتیک واقع در استان های اصفهان، کرمان، یزد، سیستان و بلوچستان، سمنان، مرکزی، خراسان رضوی، قم و خراسان جنوبی استفاده شد. پارامترهای دمای متوسط روزانه، بارش روزانه، ارتفاع ایستگاه، موقعیت جغرافیایی ایستگاه، سرعت حداکثر باد، جهت سرعت حداکثر باد، نقطه شبنم در طبقه بندی شورایی مورد استفاده قرار گرفت. همچنین مهمترین عامل موثر در بین این پارامتر ها برای گرد و غبار عامل حداکثر سرعت باد است که در همه روش های طبقه بندی به عنوان مهمترین عامل نشان داده شد. همچنین سه طبقه بند KNN، SVM با کرنل RBF و شبکه عصبی MLP به عنوان اعضای شورا انتخاب شدند که با دقت 90/7 درصد منشا تولید گرد و غبار (از منظر داخلی و خارجی بودن گرد و غبار) را به درستی تشخیص می دهد.
کلیدواژگان: داده کاوی، ایستگاه های سینوپتیک، گرد و غبار، طبقه بندی شورایی، فلات مرکزی ایران
-
Pages 1-12
Management based on the flexibility, fairness, and sustainability characteristics of water resources may play a key role in preventing the continuation of the crisis process as well as reducing water users’ conflict. In the present research, the framework for the optimal allocation of shared water resources was presented using a combination of bankruptcy concepts and asymmetric Nash bargaining. To this end, Atrak basin including Golestan, Northkhorasan, and Razavikhorasan provinces was chosen as the study area. The optimal answer to the bargaining method was compared with the results of water bankruptcy rules. The results revealed that considering different hypotheses, the proposed model could cover the results of common bankruptcy rules. Subsequently, for optimal and sustainable use of water resources in the studied basin, several indices like political, social, and economic criteria were employed to include and investigate the effect in the proposed model. Using Topsis-Entropy in the determination of the relative weight, it was observed that water users playing the key role in the water resources production in the basin would obtain a more equitable supply percentage of their demand. The results of multi-criteria water allocation in Golestan, Northkhorasan, and Razavikhorasan provinces respectively are 104, 809, and 164 MCM per year.
Keywords: Atrak basin, Water users, Water conflicts, Water justice, Topsis- Entropy -
Pages 13-23
The aim of this study is to investigate the trend of spatial and temporal changes in the future extreme temperature of Iran. The data used include daily data of minimum temperature and maximum temperature of CCSM4 model during the basic period of 1986-2005 and the future period of 2006-2050 under scenarios of 4.5 and 8.5 in Iran. The results of studying the trend of warm and cold extreme during the basic period showed that in general, warm extreme has a positive and increasing trend and cold extremes has a negative and decreasing trend in Iran. The results of investigate the trend of future extreme temperature in Iran during the two periods of 2006-2025 and 1428-1404 showed that in the first period and based on scenario 4.5, the trend of cold and warm indicators in most parts of iran have the same conditions as the base period. In the second period, these conditions can be seen with limited changes in the spatial distribution of decreasing trends as in the first period. These results indicate an increase in temperature changes and consequently an increase in extreme events, especially extreme events in different parts of Iran.
Keywords: Cold extreme indicators, Warm extreme indicators, Trend, Iran -
Pages 24-31
Identification and monitoring of surface water using remote sensing have become very important in recent decades due to its importance in human needs and political decisions. Therefore, surface water has been studied using remote sensing systems and Sentinel-1 and Sentinel-2 sensors in this study. In this paper, two data fusion approaches and decision fusion improve the accuracy of surface water identification for the two study areas in Mazandaran province, Iran, due to dense forests, turbid rivers, and land Agricultural products have been proposed. Data fusion approach by increasing the spatial resolution of Sentinel-2 optical sensor from 20 meters to 10 meters and using radar dataset and water indices in one layer, monitoring surface water with much higher accuracy by classification using supervised classifiers such as Support Vector Machine (SVM), Neural Network (NN), and Random Forest (RF) were performed. Then, by combining the results using the Maximum Voting (MV) method, the accuracy of the results compared to the data fusion approach increased by 4 percent to 5 percent. Since narrow and confused rivers are not easily identifiable and extractable, the proposed approach was able to extract an accurate map of surface water.
Keywords: Surface Water, Remote Sensing, Supervised Classifier, Majority Voting -
Pages 32-40
Drought is one of the major problems facing countries in subtropical offerings such as Iran. Fars province, which is one of the southern provinces in the field of tourism and agriculture, has long been facing the problem of drought and water shortage, so the study of drought in this province to better manage the problem of drought and improve the situation of agriculture and agricultural tourism is necessary. The purpose of this study is to investigate the drought trend in this province using drought index and drought identification index. The parameters used in these indicators are potential rainfall and evapotranspiration. In this regard, rainfall and maximum temperature data of 10 stations in the statistical years 1999-2020 were used and the evapotranspiration of each station was calculated using Larry-Johnson method. Necessary indicators and diagrams were drawn by MATLAB software (a2020) and based on the obtained results, the average maximum and minimum drought intensity occurred in 2008 and 2004, respectively, also in 2020 showed a dry and normal situation. Finally, according to the zoning maps obtained from ArcMap software (10.8), an increase in drought intensity was observed in the southern and central parts of the province.
Keywords: Drought, Drought Identification Index (RDI), Drought Index (AI), Drought Severity Zoning, MATLAB -
Pages 41-51
The Sistan Plain for a long time has faced hazards of flood, drought and sandstorm. Also due to existence of abundant water resources it had been one of the important places for men’s placement. So far, no comprehensive study has been done on environmental hazards which would include ways to overcome or decrease their impacts in Achaemenid era. The present survey aims for studying the reciprocal relation between Achaemenid settlements and natural environment in areas based on environmental limitations. This research has been carried out through the descriptive- analytical- historical method using GIS software. After environmental conditions had been studied, variables types and distance from water resources, slope, soil type, Geology and wind were studied and the results indicate surface water resources effective role in settlements placement. The Water resources existence, gentle slope and consequently ease of waterflow down to plain and canals creation capacity to keep suitable distance to river and placement on Alluvial terrace to avoid flood hazards are among the factors turned area to population absorbing one despite shortage of aquifers and reliance on surface water resources. Being located on delta fans would lead to change of the direction of river canals, which causes relocations of settlements.
Keywords: Sistan Plain, Achaemenid Era, Environmental Hazards, Water Resources -
Pages 52-61
Today, the use of data recorded in synoptic stations of the country is one of the most significant sources of applied research for researchers. Data recorded automatically or manually at synoptic, climatological, and other stations are analyzed for statistical analysis. In this research, the data recorded in the synoptic stations of Iran, which are used to determine the days of dust, were analyzed using the science of monitoring and data analysis using ensemble classification. In this study, data from 36 synoptic stations, were used. These stations are in Isfahan, Kerman, Yazd, Sistan and Baluchestan, Semnan, Markazi, Khorasan Razavi, Hamedan, Qom, and South Khorasan. The parameters of daily average temperature, daily rainfall, station height, geographical location of the station, maximum wind speed, maximum wind speed, and dew point were used for the classification. The results showed that the most important factor among these parameters for dust is the maximum wind speed, which was identified as the most significant factor in all classification methods. Also, three classifiers, KNN, SVM with RBF kernel, and MLP neural network, were selected as members of the ensemble, which accurately detects 90.7 percent of the source of dust production (from the inside and outside the dust).
Keywords: Data Mining, Synoptic Stations, Dust, Ensemble Classification, Central Plateau of Iran