فهرست مطالب

مجله سامانه های سطوح آبگیر باران
سال دهم شماره 3 (پیاپی 34، پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • میلاد شرفی*، جواد بهمنش صفحات 1-10

    با توجه به توزیع ناهمگون بارش، پیش بینی وقوع آن یکی از راه کارهای اولیه و اساسی برای پیش گیری از بلایای احتمالی و خسارات ناشی از آن است. با توجه به بالا بودن میزان بارندگی در شهرستان سردشت، روی آوردن مردم این شهرستان به کشاورزی در سال های اخیر و عدم استفاده از مدل های طبقه بندی در ایستگاه مورد مطالعه، پیش بینی هرچه دقیق تر پارامتر بارش روزانه امری ضروری است. از طرفی دیگر، با این که عملکرد مطلوب الگوریتم های تنبل و مدل های درختی باعث افزایش استفاده از آن ها برای پیش بینی پدیده های مختلف هیدرولوژیکی شده اما این الگوریتم ها در شهرستان سردشت مورد استفاده قرار نگرفته اند. لذا در این پژوهش، چهار مدل Kstar، M5P، الگوریتم یادگیری با وزن دهی محلی و جنگل تصادفی برای پیش بینی بارش روزانه ایستگاه سردشت به کار گرفته شده است. در این مطالعه از هفت پارامتر ورودی میانگین دما، حداکثر دما، رطوبت نسبی متوسط​​، حداکثر رطوبت نسبی، سرعت باد متوسط، حداکثر سرعت باد و ساعات آفتابی که هم زمان با بارش روزانه بودند، برای مدل ها استفاده شد. مقایسه و ارزیابی بین پارامترهای ورودی نشان داد که پارامتر ساعات آفتابی ازجمله مهم ترین پارامترهای ورودی بوده که نقش قابل توجهی در دقت پیش بینی مدل های مورد استفاده داشته است. نتایج به دست آمده نشان داد که مدل درختی M5P در سناریوی هفتم بهترین عملکرد را با بیش ترین ضریب همبستگی (734/0 میلی متر بر روز) نسبت به دیگر مدل ها داشته است. هم چنین، سناریوی هفتم عملکرد بالایی نسبت به بقیه سناریوها از خود نشان داد. لذا می توان گفت که افزایش ورودی مدل ها تا حدودی رابطه مستقیمی با دقت آن ها دارد. به طورکلی می توان گفت که مدل درختی M5P برای مدل سازی و پیش بینی بارش روزانه شهرستان سردشت مناسب بوده و برای استفاده های بعدی پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: الگوریتم یادگیری، پیش بینی، سردشت، مدل سازی، مدل درختی
  • مسلم رستم پور*، رضا یاری، علیرضا افتخاری صفحات 11-28

    خشک سالی و چرای دام در مراتع، نقش مهمی در تغییر ساختار پوشش گیاهی و از بین رفتن تنوع زیستی اکوسیستم های طبیعی دارند. در این تحقیق، به منظور تعیین اثرات خشک سالی و چرای دام بر ساختار پوشش گیاهی مراتع واقع در جنگل نخاب استان خراسان جنوبی، شاخص های فراوانی و وفور گونه ای، تنوع زیستی و وضعیت و گرایش مرتع ارزیابی شد. بدین منظور، نمونه برداری در 80 پلات چهار مترمربعی واقع بر چهار ترانسکت 150 متری به روش های مرسوم و در یک دوره دو ساله (بین سال های آبی 1399-1398 و 1400-1399) انجام شد. بر اساس شاخص بارش استاندارد (SPI) و شاخص درصد نرمال (PN)، سال 1399-1398، بسیار مرطوب و سال 1399-1400 خشک سالی بوده است. بر اساس روش فیزیونومی، تیپ گیاهی منطقه مورد مطالعه، Hammada salicornica و گونه های مهم همراه شامل گونه های Aeluropus littoralis، Haloxylon persicum و Zygophyllum atriplicoides است. به لحاظ درصد پوشش گیاهی، لاشبرگ، خاک لخت و سنگ و سنگریزه بین دو مرتع چرا شده و قرق در دو سال بسیار مرطوب و خشک سالی خفیف تفاوتی وجود ندارد. نتایج نشان می دهد که در دو سال نمونه برداری، مرتع چرا شده نسبت به مرتع قرق، از تراکم گونه ای بالاتری برخوردار است. قرق مرتع، به نفع گونه های کلاس I و III شده و چرای دام باعث کاهش گیاهان کلاس I و III و افزایش گیاهان کلاس II شده است. چرای دام باعث کاهش تراکم گیاهان گندمی، علفی و بوته ای شده و تاثیری بر تراکم درختچه ای ها نداشته است. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که در سال تر، بین دو مرتع چرا شده و قرق، تفاوتی بین غنای گونه ای وجود ندارد. با وجود این، مرتع قرق نسبت به مرتع چرا شده از تنوع گونه ای بیش تری برخوردار است؛ اما در سال خشک، کلیه شاخص های تنوع زیستی بین دو مرتع چرا شده و قرق تفاوتی نداشتند. این بیان گر آن است که در شرایط خشک سالی حتی قرق مرتع نیز به بهبود تنوع گونه ای کمک نمی کند.

    کلیدواژگان: بارندگی، تنوع گیاهی، جنگل نخاب، شاخص های خشک سالی، قرق، وضعیت مرتع
  • داود نیک نژاد* صفحات 29-40

    بارش های جوی از مهم ترین منابع در تامین آب برای مصارف مختلف هستند. استفاده بهینه از آن ها به ویژه از نوع برف و باران در مناطق خشک و نیمه خشک می تواند نقش به سزایی در تامین نیاز آبی در فصل های کم آبی داشته باشد. می توان قبل از برخورد با سطح خاک و آلوده شدن، آن ها را جمع آوری و ذخیره نمود تا در مواقع کم آبی، بخشی از نیاز آبی صنایع و کارخانجات، فضای سبز و آب شرب انسان و دام تامین شود. یکی از روش های استحصال آب از نزولات آسمانی از جمله برف و باران غیرقابل نفوذ کردن سطح زمین و به حداکثر رساندن رواناب ناشی از آن هاست. سطوح غیرقابل نفوذ می توانند مانند سطوح سنگی به صورت طبیعی وجود داشته باشند و یا پوشاندن سطح زمین با موادی مانند آسفالت، بتن و ورقه های عایق مانند پلاستیک، ژیوممبران و دکاموند به طور مصنوعی ایجاد شوند. در این پژوهش دو تیمار با سه تکرار در نظر گرفته شد که شامل سطح آبگیر پوشش ژیوممبران و پوشش پلاستیک با محافظ شنی هر کدام به شکل مربع با مساحت چهار مترمربع بودند و در اراضی با شیب متوسط 36 درصد اجرا شدند. مجموع بارش صورت گرفته بر سطوح مذکور در طول دوره آماربرداری 747 میلی متر بود که 430 میلی متر آن (52 رخداد) به شکل باران و 317 میلی متر آن (26 رخداد) به شکل برف بود. نتایج حاصل از 26 رخداد بارش برف زمستانه در مدت دو سال آماربرداری نشان داد که رواناب حاصل از بارش نرمال در فصل زمستان برای پوشش ژیوممبران و پلاستیک با محافظ شنی به ترتیب برابر 89 و 80 درصد بارش بوده است. بنابراین با توجه به بارش نرمال فصل زمستان (4/65 میلی متر)، حجم رواناب جمع شده برای پوشش ژیوممبران و پوشش پلاستیک با محافظ شنی به ترتیب برابر 2/58 و 3/52 لیتر بر مترمربع در فصل زمستان خواهد بود. درصورتی که از آمار کوتاه مدت دوره آماربرداری استفاده شود با توجه به بارش سالانه (5/373 میلی متر) و فصلی زمستان (5/158 میلی متر) حجم رواناب جمع شده در فصل زمستان برای سطوح آبگیر پوشش ژیوممبران و پوشش نایلون با محافظ شنی به ترتیب به 141 و 127 لیتر بر مترمربع می رسد.

    کلیدواژگان: برف، پلاستیک، رواناب، ژئوممبران، سطح عایق، شن
  • جمشید یاراحمدی* صفحات 41-50

    تحقیق حاضر با هدف معرفی روش تامین آب مورد نیاز باغات پسته در مناطق نیمه خشک اقلیمی با استفاده از استحصال نزولات جوی ارایه شده است. برای این منظور، سامانه آبگیر باران به مساحت 1000 مترمربع در محل ایستگاه آبخوان داری تسوج احداث شد. بر اساس متوسط سالانه بارش، آستانه و ضریب رواناب از سطوح عایق و مساحت سامانه آبگیر احداثی، استخر ذخیره آب با ظرفیت اسمی 280 مترمکعب طراحی و احداث شد. سپس به منظور عایق کردن سطوح سامانه آبگیر باران و استخر ذخیره آب، پوشش ژیوممبران مورد استفاده قرار گرفت. هم چنین، به منظور کاهش مصرف آب کشاورزی و افزایش بهره وری آن، از روش آبیاری قطره ای همراه با فلیترهای سنگریزه ای برای آبیاری درختان پسته از آب استحصالی استفاده شد. نتایج نشان داد که از مجموع 267 میلی متر بارش در سال 1399 حدود 227 مترمکعب آب استحصال شده است. هم چنین، سرانه مصرف آب هر درخت پسته بارور از 65/8 مترمکعب در روش معمول قطره ای به یک مترمکعب در روش آبیاری قطره ای همراه با فیلترهای سنگریزه ای رسیده است؛ بدون این که اثر منفی در عملکرد محصول داشته باشد. استفاده هم زمان از تکنیک های استحصال نزولات جوی، آبیاری قطره ای همراه با فیلترهای سنگریزه ای، ضمن کاهش فشار بهره برداری بر منابع آب زیرزمینی، منجر به افزایش راندمان آبیاری خواهد شد. نتایج این تحقیق در قالب کارگاه های آموزشی-ترویجی به بهره برداران منطقه معرفی شد که با استقبال زیادی روبه رو شده است.

    کلیدواژگان: باغ پسته، بهره وری آب، تسوج، فیلتر سنگریزه ای
  • مرادعلی قنبرپوری*، یاسر سبزواری، آناهید سلمانپور صفحات 51-64

    کمبود منابع آبی در کشور ایران باعث افزایش نگرانی در مصرف آب در کشور شده است. بخش کشاورزی به عنوان بزرگ ترین بخش مصرف آب شناخته شده است که صرفه جویی در این بخش موجب ذخیره منابع آبی قابل توجهی می شود. یکی از راهکارهای مصرف بهینه از منابع آب، استفاده از روش های نوین آبیاری با طراحی و اجرای صحیح است؛ بنابراین هدف از این پژوهش، ارزیابی سیستم های آبیاری بارانی اجرا شده در شهرستان خرم آباد است. برای این منظور، سه سیستم آبیاری بارانی بر اساس پارامترهای یکنواختی توزیع آب، راندمان آبیاری و یکنواختی توزیع فشار در لوله ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در سیستم های آبیاری بارانی خرم آباد با وجود این که در بسیاری از موارد مشکلات طراحی و اجرایی وجود دارد ولی سهم بزرگی از علل پایین بودن عملکرد، مدیریت و بهره برداری ضعیف از این سیستم ها بوده که باعث شده در برخی موارد آبیاری بیش از نیاز انجام شود و ضمن کاهش راندمان واقعی کاربرد، باعث افزایش تلفات نفوذ عمقی شده است.

    کلیدواژگان: راندمان آبیاری، مدیریت مصرف، یکنواختی توزیع آب، یکنواختی توزیع فشار
  • امیر علی نیا، سید محمد تاجبخش فخرآبادی، جواد چزگی* صفحات 65-77

    بندسار روش سنتی و هوشمندانه استحصال سیلاب در مناطق خشک و نیمه خشک است که با مشارکت آبخیزنشینان در سطح وسیعی از یک حوزه آبخیز قابل اجرا است. این سازه علاوه بر مهار سیلاب و تغذیه آبخوان، کشاورزی سیلابی را در منطقه گسترش می دهد و با رسوب گیری از سیلاب به غنی شدن خاک منجر می شود. بر همین اساس، در این تحقیق به بررسی ساختار و عملکرد بندسارها در حوزه آبخیز سد شهید پارسا در شمال شهرستان سرایان در استان خراسان جنوبی پرداخته شد. در ابتدا با استفاده از نقشه های توپوگرافی و تصاویر ماهواره ای مکان بندسارها تعیین شد. سپس با بازدیدهای میدانی اندازه گیری ابعاد بندسارها، نحوه ساخت و نیز کاربری، و نمونه برداری از خاک داخل بندسار صورت گرفت. نتایج نشان داد که بندسارهای منطقه به دو گروه کوهستانی و دشتی و بر اساس نحوه ساختاری در چهار نوع تیپ قرار گرفته اند. به طوری که آبگیری بندسارها در اسفند آغاز شده و معمولا دو تا سه بار آبگیری در سال صورت می گیرد؛ و زمان آماده سازی زمین و کاشت از نیمه اردیبهشت تا نیمه خرداد است. میزان تولید محصول در سال های نسبتا خوب بارندگی در حد حداقل 5/3 تن محصول جالیز و 1 تن علوفه در هکتار است، متوسط درآمد در سال تا 11/6 میلیارد ریال از کل بندسارها امکان پذیر است. عمق رسوبات در بندسارها از بالادست به پایین دست متفاوت است و روند کاهشی دارد، به طوری که ضخامت رسوبات 25 سانتی متر در یک سال در ابتدا و کم تر از 2 سانتی متر در بندسارهای انتهایی بود؛ بنابراین بندسارها می توانند سازه های مناسبی برای کنترل سیلاب و رسوب و آبیاری سیلابی و احیا خاک منطقه باشند.

    کلیدواژگان: استحصال آب، بندسار، دانش بومی، سازه های سنتی، کشاورزی سیلابی، مناطق خشک
|
  • Milad Sharafi*, Javad Behmanesh Pages 1-10

    Due to the heterogeneous distribution of precipitation, predicting its occurrence is one of the primary and basic solutions to prevent possible disasters and damages caused by them. Considering the high amount of precipitation in Sardasht County, the people of this city turning to agriculture in recent years and not using classification models in the studied station, it is necessary to predict the daily precipitation parameter as accurately as possible. On the other hand, although the optimal performance of lazy algorithms and tree models has increased their use for predicting various hydrological phenomena, these algorithms have not been used in Sardasht County. Therefore, in this research, four models Kstar, M5P, learning algorithm with local weighting, and random forest are used to predict the daily precipitation of Sardasht Station. In this study, seven input parameters of average temperature, maximum temperature, average relative humidity, maximum relative humidity, average wind speed, maximum wind speed, and sunshine hours which were the same time as daily rainfall were used for the models. The comparison and evaluation between the input parameters showed that the sunshine hours was one of the most important input parameters, which played a significant role in the prediction accuracy of the used models. The obtained results showed that the M5P tree model had the best performance in the seventh scenario with the highest correlation coefficient (0.734 mm/day) compared to other models. In addition, the seventh scenario showed a high performance compared to the rest of the scenarios. Therefore, it can be said that increasing the input of the models has a direct relationship with their accuracy. In general, it can be said that the M5P tree model is suitable for modeling and forecasting daily rainfall in Sardasht City and it is recommended for future use.

    Keywords: Modeling, Learning algorithm, Prediction, Sardasht, Tree model
  • Moslem Rostampor*, Reza Yari, Alireza Eftekhari Pages 11-28

    Drought and grazing rangelands play an important role in changing the structure of vegetation and losing the biodiversity of natural ecosystems. In this research, in order to determine the effects of drought and livestock grazing on the vegetation structure of rangelands located in the Nakhab Forest of South Khorasan Province, species abundance, biodiversity, and range condition and trend were evaluated. For this purpose, sampling was done in 80 plots (2×2 m) located on four transects of 150 m using conventional methods in a two-year period (between the water years of 2019-2020 and 2020-2021). According to the standard precipitation index (SPI) and the normal percentage index (PN), 2019-2020 was very wet and 2020-2021was a mild drought. According to the physiognomy method, the plant type of the study area is Hammada salicornica and the important species include Aeluropus littoralis, Haloxylon persicum, and Zygophyllum atriplicoides. In terms of the percentage of vegetation, litter, bare soil, and stones and gravel, there is no significant difference between the grazed rangeland and enclosure in two years. The results show that in the two sampling years, the grazed rangeland has a higher species density than the enclosure. Enclosure rangeland has benefited class I and III species and livestock grazing has caused a significant decrease in class I and III plants and an increase in class II plants. Livestock grazing caused a significant decrease in the density of grass, forb, and shrub plants and did not affect the density of shrubs. The results showed that in the very wet year, there is no difference in species richness between the grazed range and the enclosure. Nevertheless, the enclosure has more species diversity than the grazed range. However, in the mild drought year, all biodiversity indices were not different between the grazed range and the enclosure. This indicates that in drought conditions, the enclosure does not help to improve species diversity.

    Keywords: Drought indices, Enclosure, Nakhab Forest, Precipitation, Plant diversity, Range condition, South Khorasan
  • Davood Niknezhad* Pages 29-40

    Atmospheric precipitation is one of the most important sources providing water for various purposes. Their optimal use, especially snow and rain in arid and semi-arid regions, can play a significant role in meeting water needs in low water seasons, which can be collected and stored before they come into contact with the soil surface and become contaminated so that in times of water shortage, To provide the water needs of industries and factories, green spaces and drinking water for humans and animals. One of the methods of harvesting water from precipitation, including snow and rain, is to make the surface of the earth impermeable and maximize the runoff caused by them. Impermeable surfaces can exist naturally like stone surfaces or by covering the ground surface with materials such as asphalt, concrete, and insulation sheets such as plastic, geomembrane and decamond can be created artificially. In this research, 2 treatments with 3 repetitions were considered, which included the Catchment of geomembrane cover and plastic cover with sand protection, each in a square shape with an area of 4 m2, and were implemented in lands with an average slope of 36%. The total rainfall on the mentioned surfaces during the statistical collection period was 747 mm, of which 430 mm (52 events) was in the form of rain and 317 mm (26 events) was in the form of snow. The results of 26 winter snowfall events during two years of statistics showed that the runoff from normal precipitation in winter for geomembrane and plastic covering with sand protection is equal to 89 and 80% of precipitation, respectively. Therefore, according to the normal rainfall of the winter season (65.4 mm), the volume of runoff collected for the geomembrane cover and the plastic cover with sand protection will be 58.2 and 52.3 lit m-2, respectively in the winter season, if from the short-term statistics. The statistical period should be used, according to the annual rainfall (373.5 mm) and the winter season (158.5 mm), the volume of runoff collected in the winter season for the catchment surfaces covered with geomembrane and plastic cover with sand protection reaches to 141 and 127 lit m-2, respectively.

    Keywords: Snow, Plastic, Runoff, Geomembrane, Insulating surface, Sand
  • Jamshid Yarahmadi* Pages 41-50

    This research aims to introduce the water supply method required for pistachio orchards in semi-arid climatic regions using the rainwater harvesting technique. For this purpose, a rain catchment system with an area of 1000 m2 was constructed at the Tasuj Station site. Based on the mean annual rainfall of the region, runoff threshold, runoff coefficient for insulation surfaces and the area of the catchment system, water storage pool was designed and constructed with a nominal capacity of 280 m3. In addition, a geomembrane cover is used to insulate the surfaces of the rain catchment system and the water storage pool. To reduce agricultural water consumption and increase productivity, the drip irrigation method with gravel filters was used to irrigate pistachio trees from harvested rainwater. The results showed that from the total rainfall of 267 mm, about 227 m3 of water was harvested from rainfall in the year 2021. According to the findings, the per capita water consumption of each fruitful pistachio tree has decreased from 8.65 m3 in the usual drip method to one m3 in the drip irrigation method with gravel filters; without having a negative effect on production yield. The simultaneous use of rainwater harvesting techniques and drip irrigation methods along with gravel filters will reduce the pressure of groundwater resources exploitation and increase the irrigation water efficiency. The results of this research were introduced to the farmers of the region in the form of educational-promotional workshops, which have been well accepted.

    Keywords: Gravel filter, Pistachio gardens, Tasuj, Water efficiency
  • Moradali Ghanbarpouri*, Yaser Sabzevari, Anahid Salmanpour Pages 51-64

    The lack of water resources in Iran has increased concern about water consumption in the country. The agricultural sector is known as the largest sector of water consumption, and saving in this sector will save significant water resources. One of the solutions for the optimal use of water resources is the use of modern irrigation methods with proper design and implementation. Therefore, the purpose of this research is to evaluate sprinkler irrigation systems implemented in Khorram Abad city. For this purpose, in this research, three sprinkler irrigation systems were evaluated based on the parameters of uniformity of water distribution, irrigation efficiency, and uniformity of pressure distribution in pipes. The results showed that in Khorram Abad sprinkler irrigation systems, although there are design and implementation problems in many cases, a large part of the causes of low performance is poor management and exploitation of these systems, which has caused excessive irrigation in some cases, and while reducing the actual application efficiency, it has caused an increase in deep penetration losses.

    Keywords: Consumption management, Uniformity of water distribution, Irrigation efficiency, Uniformity of pressure distribution
  • Amir Alinia, Seyed Mohammad Tajbakhsh Fakhrabadi, Javad Chezgi* Pages 65-77

    Bandsar is a traditional and Intelligently method of exploiting floods in arid and semi-arid areas, which can be implemented in a wide area with the participation of watershed residents. This structure, in addition to controlling floods and feeding the aquifer, expands flood agriculture in the region, and by collecting sediments from floods, it leads to soil enrichment. To this end, in this research, the structure and function of Bansadrs in the Shahid Parsa Dam watershed in the north of Sarayan city in South Khorasan province were investigated. First, using topographic maps and satellite images, the Bansadr's location was determined. Then, with field visits, measuring the dimensions of the Bansadrs, the way of construction, and land use, samples were harvested from the soil inside the Bansadrs. The results showed that Bandsars in the region are divided into two groups, mountain and plain, and according to their structure, they are divided into four types. Thus, the dewatering of Bandsars started in March, and usually, it is done two to three times a year. The time for land preparation and planting is from mid-May to mid-June. The amount of crop production in the years of relatively good rainfall is at least 3.5 t of plantation product and 1 t of fodder per ha, the average annual income is up to 6.11 billion Rials from all farms. The depth of sediments in Bansadrs varies from upstream to downstream and has a decreasing trend so that the thickness of sediments was 25 cm in one year in the beginning and less than 2 cm in the end dams. Therefore, Bansadrs can be suitable structures for flood and sediment control, flood irrigation, and soil regeneration in the region.

    Keywords: Water harvesting, Bandsar, Indigenous knowledge, Traditional structures, Flood agriculture, Arid region