فهرست مطالب

اکو هیدرولوژی - سال نهم شماره 4 (زمستان 1401)

مجله اکو هیدرولوژی
سال نهم شماره 4 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/11/17
  • تعداد عناوین: 10
|
  • نبیه کریمی، لیلا غلامی*، عطاالله کاویان، عبدالواحد خالدی درویشان صفحات 705-718

    اطلاعات دقیق در مورد منابع رسوب معلق در سامانه‏های رودخانه‏ای ضروری است، زیرا افزایش عرضه رسوبات ریزدانه به یک سامانه رودخانه ای از طریق فعالیت‏های انسانی منجر به بارگذاری بیش از حد رسوب معلق در رودخانه‏ها می‏شود که بر کیفیت آب و سلامت بوم‏سازگان تاثیر منفی می‏گذارد. همچنین ،کمی‏سازی سهم نسبی منابع مختلف رسوبات معلق به ‏منظور تعیین بهترین شیوه‏های مدیریت کنترل رسوب معلق اهمیت زیادی دارد. بنابراین، نیاز فزاینده‏ای به اطلاعات قابل ‏اعتماد در مورد منشا رسوبات ریزدانه حمل‏شده توسط رودخانه‏ها وجود دارد. هدف از این مطالعه، منشایابی رسوبات معلق با استفاده از ویژگی‏های ژیوشیمیایی با استفاده از بسته Fingerpro نرم افزار R در کاربری/ پوشش‏های مختلف اراضی حوضه آبخیز واز در استان مازندران است. در پژوهش حاضر 30 نمونه خاک از کاربری‏های مختلف اراضی شامل جنگل، مرتع، اراضی کشاورزی و همچنین، اراضی کناره‏های آبراهه به‏ عنوان منابع تولید رسوب و یک نمونه رسوب معلق در خروجی حوضه برداشت شده و ویژگی‏های ژیوشیمیایی نمونه‏های خاک و رسوب شامل 59 عنصر با استفاده از دستگاه ICP-OES GBC Integra اندازه‏گیری شد. سپس، ردیاب‏های پایا و مناسب از بین 59 عنصر، برای منشایابی رسوبات معلق با استفاده آزمون‏های آماری دامنه، کروسکال والیس و تحلیل تابع تفکیک، در بسته Fingerpro نرم افزار R شامل K،Li، P، V، Cr، Fe، Cu، Ga، Ge، Rb، Sb، Ba، Nd، Ta و Wانتخاب شد. همچنین، نتایج تفکیک سهم کاربری‏ها/پوشش‏های اراضی در تولید رسوب معلق با شاخص نکویی برازش 68/80 نشان داد سهم اراضی کشاورزی، مرتع، جنگل و کناره‏های آبراهه به ترتیب 18/0، 90/7، 69/5 و 21/86 درصد است. در نهایت، سهم ویژه هر منبع در تولید رسوب معلق به ازای هر هکتار نیز محاسبه شد و نتایج نشان داد کناره‏های آبراهه و جنگل با سهم ویژه 513/0 و 0007/0 درصد به ازای هر هکتار به‏ترتیب بیشترین و کمترین مشارکت را در تولید رسوب معلق در هر هکتار دارند. نتایج همچنین نشان داد سهم ویژه اراضی کنار آبراهه به‏‏ترتیب 62/320، 61/394 و 85/732 برابر سهم ویژه کاربری‏های کشاورزی، مرتع و جنگل است. نتایج منشایابی با روش ژیوشیمیایی در این بررسی، اطلاعات ارزشمندی درباره سهم منابع تولید رسوب معلق به ‏منظور اجرای برنامه‏های مدیریتی برای حفاظت خاک و آب در اختیار مدیران و برنامه‏ریزان قرار می‏دهد.

    کلیدواژگان: انتقال رسوب، ردیاب بهینه، فرسایش خاک، منشایابی رسوب، FingerPro
  • شهلا دهقان پیر، ام البنین بذر افشان*، هادی رمضانی اعتدالی، ارشک حلی ساز، بهنام آبابایی صفحات 719-732
    کشاورزی بیشترین سهم از کل مصرف آب در سراسر جهان را به خود اختصاص داده است. در بین غلات مصرف و تقاضای زیاد گندم در سراسر جهان، آن را به یک محصول استراتژیک تبدیل کرده است. به دلیل زیاد بودن سطح زیر کشت آن در دنیا، میزان آب مصرف شده برای تولید گندم به طور قابل ملاحظه‏ای می‏تواند روی کل آب مصرف شده در بخش کشاورزی تاثیر بگذارد و تهدیدی جدی برای دسترسی به منابع آب باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی کمبود آب در تولید گندم در ایران با تاکید بر چارچوب ردپای آب در سطح کشور طی دوره آماری 1387 تا 1398 صورت گرفته است. نتایج حاصل از مطالعه حاضر نشان داد سهم ردپای آب آبی، سبز و خاکستری به ترتیب 76/71، 87/15 و 11/13 درصد از کل ردپای آب در تولید محصول گندم فاریاب و 55 و 34/38 درصد سهم ردپای آب سبز و خاکستری در گندم دیم در ایران را تشکیل می‏دهد. همچنین، نتایج نشان داد میانگین شاخص تنش آبی تولید گندم در سطح کشور 6/0 است که محدوده تغییرات مکانی این شاخص از 01/0 در گیلان تا 01/3 در اردبیل در شمال کشور متغیر است. بیشترین میزان شاخص خودکفایی آب (کمترین شاخص وابستگی) مربوط به استان خراسان شمالی، خوزستان و فارس با مقدار متوسط 70 درصد و کمترین میزان شاخص خودکفایی مربوط به استان گیلان (2 درصد)، مازندران 9 و تهران 16 درصد (بیشترین شاخص وابستگی) است. مطالعه حاضر برای تصمیم‏گیری در مورد مدیریت پایدار منابع آب برای تولید گندم در ایران بسیار راه گشاست.
    کلیدواژگان: شاخص تنش آبی، گندم، فقر آب، ردپای آب، کمبود آب
  • هادی مدبری*، مرتضی کریمی، بابک رازدار صفحات 733-750

    در این پژوهش نیاز آبی زیست‏محیطی تالاب امیرکلایه در سه سناریوی خشکسالی، نرمال و ترسالی با هدف‏ رسیدن به شرایط حداقل، قابل قبول و مطلوب برآورد شد. برای انجام این کار، ابتدا تعیین طبقات خشکسالی در سال‏های مختلف براساس شاخص SPI محاسبه شد. در مرحله بعد، مقادیر کمبود آب تالاب با شبیه‏سازی دوره آماری بلندمدت معادله بیلان، منابع آب در دسترس و تطبیق آن با شرایط اکولوژیکی هدف گذاری شده، در جهت تامین نیاز آبی تالاب امیرکلایه در سناریوهای مختلف به‏ دست آمد. نتایج نشان داد در شش‏ماهه اول سال آبی و در شرایط خشکسالی با تامین حدود 62/0 میلیون مترمکعب کمبود آب، نیاز آبی برای شرایط اکولوژیکی حداقل تامین خواهد شد در صورتی که در شرایط نرمال و ترسالی کمبود آبی وجود نخواهد داشت. در حالی که در شش‏ماهه دوم سال آبی و در شرایط خشکسالی نرمال و ترسالی به ترتیب به مقدار 65/3، 54/3 و 68/2 میلیون مترمکعب، تیرماه به عنوان بحرانی‏ترین ماه، تالاب با کمبود آب مواجه است. با بررسی آبدهی نهر سیدعلی اکبری نتیجه شد که فقط در شش‏ماهه اول سال آبی می‏توان از این منبع برای تامین آب تالاب استفاده کرد. حجم آب قابل برداشت از این نهر حدود 7/4 میلیون مترمکعب برآورد شد. همچنین، در شرایط نرمال و ترسالی نیز می‏توان با افزایش ظرفیت ذخیره مخزن تالاب مقدار 5/1 میلیون مترمکعب آب را ذخیره کرد و از طریق افزایش راندمان حدود 55/0 میلیون مترمکعب در مصرف آب صرفه‏جویی کرد.

    کلیدواژگان: نیاز آبی زیست‏محیطی، معادله بیلان، شاخص SPI، تالاب امیرکلایه
  • حامد شعبانلو، هادی پورباقر*، سهیل ایگدری صفحات 751-759
    با استفاده از شاخص مطلوبیت زیستگاه می‏توان به ‏طور بالقوه توزیع زیستمندان را در اکوسیستم پیش‏بینی کرد یا به بیان دیگر، همبستگی آن‏ها را با فاکتورهای محیطی نشان داد. با بررسی رابطه بین شاخص مطلوبیت زیستگاه و آشیان اکولوژیک در یک گونه، می‏توان یافته‏های مهمی از جنبه‏های عملکردی تیوری آشیان اکولوژیک و رقابت درون گونه‏ای به‏ دست آورد. در این مطالعه، با استفاده از داده‏های ریخت‏سنجی سنتی و خوشه‏بندی k-میانگین، گروه‏بندی 103 نمونه از ماهیان گونه ماهی سفید رودخانه‏ای نمک (Squalius namak) بر اساس دو گروه ماهیان کوچک و بزرگ انجام شد. برای محاسبه شاخص مطلوبیت زیستگاه از روش ناپارامتری هموارسازی هسته‏ای به منظور ترسیم رابطه بین هر متغیر محیطی و تعداد ماهیان در هر ایستگاه استفاده شد. سپس، یک معادله چند جمله‏ای بر داده‏های پیش‏بینی شده توسط هموارها، برازش داده شد. نسبت مساحت مشترک زیر نمودار به مساحت کل به‏ عنوان همپوشانی آشیان اکولوژیک تعیین شد. در نهایت، با رگرسیون خطی رابطه بین مقدار شاخص شایستگی هر پارامتر و مقدار همپوشانی‏ آشیان اکولوژیک حاصل از همان پارامتر برای دو گروه بررسی شد. ارتفاع و شیب خط دو رگرسیون خطی با آنالیز کوواریانس بررسی شدند. نتایج نشان داد اختلاف معنا‏داری در ارتفاع و شیب خط دو رگرسیون برازش داده وجود نداشت که نشان‏دهنده اثر تغییرات یکسان شاخص مطلوبیت زیستگاه بر مقدار همپوشانی آشیان اکولوژیک نمونه‏های کوچک و بزرگ ماهی سفید رودخانه‏ای است. میانگین مقدار همپوشانی آشیان اکولوژیک نمونه‏های کوچک و بزرگ 52 درصد بود. احتمال می‏رود پارامترهای دیگری از نظر ایجاد رقابت موثر باشند.
    کلیدواژگان: همپوشانی آشیان اکولوژیک، شاخص مطلوبیت زیستگاه، رقابت درون گونه‏ ای، زیستگاه
  • کامران خاشی، مهدی اژدری مقدم، سید آرمان هاشمی منفرد* صفحات 761-770
    نیاز به انرژی برقابی و توسعه کشاورزی در بالادست حوضه آبریز رودخانه هیرمند میزان آب ورودی به منطقه سیستان را به صورت چشم گیری کاهش داده که نتیجه آن کاهش نیاز زیست محیطی و افزایش دوره خشکی تالاب بین المللی هامون بوده است. این مسیله باعث کاهش حجم آب هامون‏های سیستان و خشک شدن بخش زیادی از آن ها در سال‏های اخیر شده است. به دلیل وجود بادهای 120روزه و موقعیت تالاب صابوری، یکی از تالاب‏های سه گانه هامون، این تالاب توسط برخی محققان به عنوان یکی از منشاهای گرد و غبار در منطقه معرفی شده است. در این تحقیق کاهش اثرات گرد و غبار بر اثر افزایش سطح آبی با کمک تصاویر ماهواره‏ای بررسی شد. به منظور بررسی دقیق موضوع و برآورد میزان نیاز تخصیص آب برای کاهش گرد و غبار، سطح پوشش آب در تالاب صابوری ایران با استفاده از شاخص آب تفاضلی نرمال شده (NDWI) در 113 تصویر ماهواره‏ای از سال 1388 تا 1397 محاسبه و روزهای گرد و غبار در شهر زابل از ایستگاه هواشناسی استخراج شد. با بررسی روزهای گرد و غبار ماهیانه شهر زابل و پوشش سطح آب ماهیانه در تالاب، مشاهده شد که هیچ نوع همبستگی بین دو پارامتر یادشده وجود ندارد و پوشش تالاب هامون صابوری اثری بر میزان گرد و غبار شهر زابل نمی‏گذارد. همچنین در سال‏های 1392 و 1397 کمترین سطح آب و کمترین ماندگاری آب در تالاب اتفاق افتاده و تنها سطحی معادل 150 کیلومتر مربع سطح پوشش آب بوده است.
    کلیدواژگان: گرد و غبار، تالاب صابوری، هیرمند، NDWI، سیستان
  • سمیه سادات تارا، سیده مهسا موسوی رینه، حسین یوسفی* صفحات 771-782

    تخریب اکوسیستم‏های آبی، افت کیفیت آب شهری و کمبود آب موجب شد تا کشورها به استفاده از منابع آبی نامتعارف روی آوردند. در حال حاضر، منابع آب شهرهای پرجمعیت مانند تهران بر اثر مصرف و برداشت بیش از حد با کاهش شدید مواجه شده است. در این تحقیق، کانال آب الهیه منطقه 3 تهران به عنوان مطالعه موردی برای بررسی طرح بازچرخانی و استفاده مجدد از آب کانال انتخاب شد. تحقیق حاضر به بررسی فرایند برداشت، تصفیه و سپس استفاده مجدد آب کانال شهری با هدف آبیاری بخشی از فضای سبز منطقه 3 تهران پرداخته است. داده‏های مورد استفاده در این تحقیق به روش مشاهده میدانی برداشت شده و تجزیه و تحلیل‏ها در یکی از آزمایشگاه‏های معتمد محیط زیست انجام شده است. برخی از مهم ترین نتایج کیفیت آب به صورت زیر است: بیشترین احتمال آماری کلی‏فرم گوارشی 1100 در 100 میلی‏لیتر بوده، این مقدار نشان دهنده آلودگی میکروبی است. وجود نمک‏های سدیمی موجب کاهش نفوذپذیری آب در خاک می‏شود و عامل بازدانده رشد گیاهان است، میانگین میزان سدیم آب این کانال، 34 میلی‏گرم بر لیتر بوده که از حد آستانه تجاوز کرده است. میانگین مقدار BOD5 و COD به ترتیب 38 و 72 میلی‏گرم بر لیتر بوده است که از نظر استاندارد EPA این مقادیر بیشتر از حد مجاز است. همچنین، نتایج آزمایش فلزات سنگین نشان داد بور با میانگین 52 ppb از حد آستانه تجاوز کرده است و محدودیت شدید در آبیاری ایجاد می‏کند. در نهایت، نتایج آزمایش نمونه‏های آب کانال، نشان داد با انجام مراحل مختلف تصفیه از جمله تصفیه فیزیکی، پیشرفته و گندزدایی، این آب جهت استفاده مجدد آماده‏سازی می‏شود. همچنین، نتایج این مطالعه نشان داد استفاده از آب کانال الهیه برای آبیاری فضای سبز موجب کاهش فشار بر سفره آب زیرزمینی می‏شود، چرا که در حال حاضر 560 مترمکعب در روز از چاه فخار برداشت می‏شود که در صورت جایگزین کردن آب کانال الهیه این مقدار در سفره آب زیرزمینی به صورت ذخیره باقی خواهد ماند.

    کلیدواژگان: بازچرخانی آب، استفاده مجدد، پساب، آب نامتعارف، مدیریت پایدار آب، تامین آب آبیاری
  • یزدان یاراحمدی، رضا قضاوی*، هدی قاسمیه صفحات 783-795
    هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی عملکرد شبکه ‏زهکشی و گره‏های سیل‏گیر در دوره پایه (1980 2020) و تحت تاثیر تغییر اقلیم برای دوره بازگشت‏های 25 و 50 ساله در قسمت مرکزی منطقه 6 تهران است. نتایج حاصل از واسنجی و صحت‏سنجی مدل نشان از انطباق مناسب بین داده‏های مشاهداتی و شبیه‏سازی شده را دارد، به‏ طوری ‏که مقدار ضریب (NS) در مرحله واسنجی برای رویداد اول تا سوم به‏ترتیب 77/0، 72/0 و 64/0 و این ضریب در مرحله اعتبارسنجی برای دو رویداد به‏ترتیب 72/0 و 70/0 به‏ دست آمد. پس از تایید دقت مدل، ارزیابی شبکه ‏زهکشی برای دوره بازگشت 25 و 50 ساله صورت گرفت. نتایج نشان داد با افزایش دوره بازگشت در دوره پایه و آینده در برخی مجاری سیلاب‏رو و گره‏های شبکه ‏زهکشی پرشدگی و سیلاب وجود دارد، طوری‏ که تعداد گره‏های سیل‏گیر در دوره پایه (1980 2020) و تحت تاثیر تغییر اقلیم سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 (2021 2050) برای دوره بازگشت 25 ساله به‏ترتیب 10، 13 و 15 است و تعداد گره‏های سیل‏گیر در دوره پایه (1980 2020) و تحت تاثیر تغییر اقلیم سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 (2051 2100) برای دوره بازگشت 50 ساله به‏ترتیب 12، 17 و 19 است. افزایش ابعاد کانال‏ها و اجرای روش‏های (LID) یک راه‏حل عملیاتی برای رفع مشکل بالازدگی است.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، رواناب‏ شهری، شبکه ‏زهکشی، واسنجی
  • مرضیه رضائی، مهدی یاسی*، جواد فرهودی صفحات 797-814
    مدیریت پایدار رودخانه‏ها نیازمند ساخت و بهره برداری از سدهایی است که جریان محیط زیستی را برای حمایت از اکوسیستم رودخانه پایین دست فراهم کند. بیشتر سدهای ایران رژیم طبیعی جریان را به شدت تغییر داده و باعث آسیب‏های محیط زیستی شده اند. هدف از این بررسی، ارزیابی تغییرات کمی پارامترهای هیدرولوژیکی جریان و مولفه‏های محیط زیستی رودخانه جاجرود در بازه پایین دست سد لتیان بوده است. در این بررسی، از شاخص‏ تغییرات هیدرولوژیکی و محدوده رویکرد تغییرپذیری برای تحلیل داده‏های بلند مدت جریان در دوره 70 ساله (1326 1396) استفاده شد. نتایج نشان می دهد درجه تغییرات تعداد 24 متغیر جریان در دامنه زیاد تا متوسط است، که نشان دهنده تغییرات زیاد هیدرولوژیکی رودخانه جاجرود است. متوسط، بیشینه و کمینه جریان در همه ماه‏های سال به ترتیب 57، 94 و 21 درصد کاهش یافته است. درجه تغییر کل پارامترهای هیدرولوژیکی در این بازه 51 درصد بوده است. مقدار و مدت رخدادهای حدی جریان کاهش داشته است؛ به طوری که جریان‏های کمینه و پایه بیشترین تغییر را داشته، و کمترین تغییر مربوط به جریان‏های بیشینه بوده است. همچنین، احداث سد باعث حذف سیلاب‏های بزرگ و کاهش سیلاب‏های کوچک شده است. نتایج نشان می دهد اهداف RVA در دوره پس از احداث سد لتیان تامین نشده و شرایط محیط زیستی رودخانه آسیب شدید دیده است. براساس شاخص‏های اکوهیدرولوژیکی، بازتوانی محیط زیست جاجرود در بازه پایین دست سد نیازمند آزادسازی کمینه جریان مورد نیاز ماهانه در دامنه 3/2 تا 8/33 مترمکعب بر ثانیه و به طور متوسط 5/6 مترمکعب بر ثانیه است.
    کلیدواژگان: شاخص تغییرات هیدرولوژیکی، روش محدوده تغییرپذیری، جریان محیط زیستی، سد لتیان، جاجرود
  • لیلا ولی پور، امیر ناصرین*، سعید جلیلی صفحات 815-831
    این تحقیق با هدف بررسی تاثیر دوره های خشکسالی هیدرولوژیکی بر میزان هدایت الکتریکی آب، در ایستگاه‏های منتخب حوضه‏‏ جنوبی رودخانه کرخه انجام شد. برای بررسی روند داده‏ها از آزمون من کندال و برای تعیین نقاط شکست در روند داده‏ها از آزمون پتیت استفاده شد. نتایج آزمون پتیت برای پارامتر هدایت الکتریکی بیانگر شکست در روند داده‏ها طی سال‏های 1375 و 1376 در ایستگاه‏های مختلف بود. بررسی داده‏ها نشان داد هدایت الکتریکی در رودخانه کرخه روند افزایشی داشته ‏است. این افزایش با کاهش شدید دبی، ناشی از خشک‏سالی‏‏های متوالی در رودخانه کرخه همراه بوده ‏است. همچنین، روند شاخص خشک‏سالی SDI همواره با روند افزایش EC در رودخانه کرخه همراه نبوده است. به ‏‏‏‏علاوه، افزایش هدایت الکتریکی در ایستگاه‏های پایین‏دست سد کرخه، احتمالا بیشتر‏ به‏ دلیل کاهش دبی ناشی از تنظیم دبی توسط سد بوده‏ است. با مشاهده نقطه شکست در سری زمانی دبی و هدایت الکتریکی در سال 1376، مشاهده شد که بروز خشک‏سالی و در نتیجه، افزایش شوری پیش از آبگیری سد کرخه رخ داده ‏‏است. همچنین، در سال‏های پس از بهره‏برداری از سد تغییرات هدایت الکتریکی در ایستگاه‏های عبدالخان و پای ‏پل فاقد روند قابل توجهی است. به نظر می‏رسد در سال‏های پس از بهره‏برداری، سد کرخه تنها عامل موثر بر بروز روند افزایش هدایت الکتریکی در ایستگاه‏های واقع در پایاب نبوده و افزایش بروز خشکسالی و افزایش مصارف در مناطق بالادست هم بر کاهش دبی و در نتیجه، افزایش شوری کرخه جنوبی موثر بوده‏اند.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، خوزستان، شوری، کیفیت آب، SDI
  • بهناز آصف جاه، یحیی اسماعیل پور*، ام البنین بذر افشان، امیررضا کشتکار، حسین زمانی صفحات 833-851
    روند تخریب اراضی در کشورهای در حال توسعه رو به افزایش بوده است. تغییرات اقلیم و کاربری اراضی در استان فارس در چند دهه گذشته روند تخریب و بیابان‏زایی را دوچندان کرده است. در تحقیق حاضر از داده‏های ماهواره‏ای برای بررسی تغییرات زمانی و مکانی پوشش‏گیاهی و ارتباط آن با تغییرات اقلیمی در نمونه‏های اقلیمی استان فارس در سال‏های 2000 تا 2020 بهره گرفته شد. روند زمانی تغییرات این متغیرها با آنالیز روند من-کندال و برای تعیین زمان تغییر و همبستگی مکانی به ترتیب از آزمون پتیت و آزمون همبستگی پیرسون استفاده شد. روند تغییرات NDVI در اقلیم‏های خشک و فراخشک رو به افزایش و نقطه تغییر از سال 2010 به بعد بوده است. بر این اساس، می‏توان انتظار داشت به این معنا که در بیشتر مناطق فارس کاهش نسبت بارش به تبخیر بالقوه (افزایش تبخیر) رخ داده و روند تخریب رو به افزایش خواهد بود. بارش فاقد روند و دمای سطح زمین رو به کاهش است. الگوی مکانی روند NDVI و بارش در بیش از 70 درصد منطقه افزایشی (جنوبی) و AI و LST در بیش از 65 درصد منطقه (مرکزی) در حال کاهش است. بررسی همبستگی مکانی تغییرات NDVI با متغیرهای LST، بارش و AI نشان داد در مناطق مختلف اقلیمی نوع رابطه و قدرت همبستگی متفاوت بوده است. قوی‏ترین روابط همبستگی در اقلیم‏های فراخشک سرد در شمال شرق و مدیترانه‏ای معتدل که در شمال غرب استان واقع شده است، دیده شد.
    کلیدواژگان: روند تخریب اراضی، نمونه‏های اقلیمی، سنجش از دور، متغیرهای اقلیمی
|
  • Nabiyeh Karimi, Leila Gholami *, Ataollah Kavian, Abdulvahed Khaledi Darvishan Pages 705-718

    Accurate information about the source of suspended sediment in river systems is necessary because supply enhancement of fine-grained sediments to a river system through human activities leads to overloading of suspended sediment, which affects water quality and the ecosystem. In addition, quantifying the relative contribution of different sources is vital to determine the best methods for suspended sediment control. Therefore, reliable information needs about the origin of transported fine-grained sediments by rivers. The purpose of this study is the fingerprint of suspended sediments using geochemical characteristics using the R software Fingerpro package in various land uses/covers of the Vaz watershed in Mazandaran province. In this research, 30 soil samples were collected from different land use, including forest, rangeland, agricultural land, and the streambank as sources of sediment yield, and one sample of suspended sediment at the outlet watershed. Geochemical characteristics of the soil and 59 sediment samples were measured using the ICP-OES GBC Integra device. Then, suitable tracers were identified for the fingerprint of suspended sediments using range tests, Kruskal-Wallis, and discriminant function analysis, in the Fingerpro package of R software including K, Li, P, V, Cr, Fe, Cu, Ga, Ge, Rb, Sb, Ba, Nd, Ta, and W. The separation results of the land use/covers contribution in the yield of suspended sediment with the GoF index showed with the rate of 80.68 that the contribution of agricultural, rangeland, forest, and streambank was with rates of 0.18, 7.90, 5.69, and 86.21 percent, respectively. Finally, the contribution of each source to the yield of suspended sediment per hectare was calculated. Results showed that the streambanks and forests had the highest and lowest participation in the yield of suspended sediment per hectare with rates of 0.513 and 0.0007 percent, respectively. The results also showed that the special contribution of stream bank lands at land uses for agricultural, rangeland, and the forest was the rates of 320.62, 394.61, and 732.85, respectively. The fingerprint results using the geochemical method for managers and planners provide valuable information about the resource contribution of suspended sediment yield to implement management programs for soil and water conservation.

    Keywords: FingerPro, Optimal tracer, Sediment fingerprint, sediment transfer, Soil erosion
  • Shahla Dehghanpir, Ommolbanin Bazrafshan *, Hadi Ramezani Etedali, Arashk Holisaz, Behnam Ababaei Pages 719-732
    Agriculture has the largest share of total water consumption in the world. Among the cereals, the high consumption and demand of wheat has made it a strategic product. Due to the high level of wheat cultivation in the world, the amount of water used for its production can significantly affect the total water used in the agricultural sector and pose a serious threat to access to water resources. This study was conducted with the aim of evaluating the water shortage in wheat production in Iran, emphasizing the framework of the water footprint in the country during the statistical period of 2007-2018. The results of this study showed that the share of blue, green and gray water footprints is 71.76, 15.87 and 13.11% of the total water footprint in the production of Faryab wheat and 55 and 38.34% of the green water footprint respectively. And it forms gray in dry wheat in Iran. Also, the results showed that the average water stress index of wheat production in the country is 0.6, and the range of spatial changes of this index varies from 0.01 in Guilan to 3.01 in Ardebil at the North. The highest level of water self-sufficiency index (lowest dependency index) is related to North Khorasan, Khuzestan and Fars provinces with an average value of 70% and the lowest level of self-sufficiency index is related to Guilan province (2%), Mazandaran 9% and Tehran 16% (highest dependency index). The present study will be very helpful for making decisions about the sustainable management of water resources for wheat production in Iran.
    Keywords: water stress Index, wheat production, water footprint, Water shortage
  • Hadi Modaberi *, Morteza Karimi, Babak Razdar Pages 733-750

    In this study, the estimation of the environmental water requirement of the Amirkelayeh wetland has been investigated to achieve the desired and acceptable conditions in at least three scenarios of wet, normal, and drought conditions. To aim this purpose, first, the determination of drought classes in different years was calculated based on the SPI index. In the next step, the water shortage values of the wetland to meet the water needs of the Amirkelayeh wetland are obtained using the simulation results of the long-term statistical period of the balance equation, available water resources, and its adaptation to the targeted ecological conditions in different scenarios. The results show that in the first half of the wet year and in drought conditions, the water requirement at the minimum ecological conditions will be met by supplying around 0.62 million cubic meters of water, while in normal and wet conditions, there will be no water shortage, while in the second half of the water year and in normal and wet drought conditions, water demand will reach 3.65, 3.54, and 2.68 million cubic meters, respectively. It is considered that the most critical condition of water shortage in the wetland will happen in July. Furthermore, the volume of water that could be extracted from Seyed Ali Akbari creek was estimated at 4.7 million cubic meters. Regarding the flow of this creek, it was concluded that only in the first half of the water year can this source be used to supply the wetland’s water required. In addition, by increasing the storage capacity of the wetland reservoir in normal and wet conditions, 1.5 million cubic meters of water can be stored and if the efficiency rises, around 0.55 million cubic meters of water consumption can be saved.

    Keywords: Environmental Water Requirement, Balance equation, SPI Index, Amirkalayeh wetland
  • Hamed Shabanloo, Hadi Poorbagher *, Soheil Eagderi Pages 751-759
    The habitat suitability index can be applied to predict the distribution of living organisms in the aquatic ecosystem i.e. it can reveal their correlation with environmental factors. By examining the relationship between the habitat suitability index and the ecological niche of a species, important findings can be obtained from the functional aspects of ecological niche theory and intra-species competition. In this study, using traditional morphometric data and k-mean clustering, 103 samples of Squalius namak were grouped based on two groups of small and large fish. Then, to calculate the habitat suitability index, a non-parametric smoothing method was used to draw the relationship between each environmental variable and the number of fish in each station. A polynomial equation was then fitted to the data predicted by the smoothes. The ratio of the common area below the plots to the total area was used as the niche overlap. Finally, using linear regression, the relationship between the habitat suitability of each parameter and the amount of niche overlap obtained from the same parameter was investigated for both size groups. The height and slope of the two linear regressions were analyzed using the analysis of covariance. The results showed that there was no significant difference in the height and slope of the two fitted regression lines, indicating the same changes in the habitat suitability index on the niche overlap of small and large river fish. The average of niche overlap of small and large samples was 52%. Therefore, other parameters are likely to be effective in the competition of two different size of S. namak species.
    Keywords: Niche overlap, Habitat suitability index, Intra-species competition, Habitat
  • Kamran Khashi, Mehdi Azhdary Moghaddam, Arman Hashemi Monfared * Pages 761-770
    Hydropower requirement and agricultural development at upstream points of Hirmand River has significantly reduced the water discharge to Sistan region and the has been led to decreasing right of water and drying of Hamoon International Wetland. This, has been considered as the main reason of Hamoons of Sistan water volume reduce and increasing drought periods. Due to the 120-day winds and the location of Sabouri Wetland, one of the three wetlands in this region, some researchers introduced this wetland as the main source of dust in Sistan region. In this study, decreasing the effects of dust propagation due to water cover area using satellite images is investigated. For precise analyzing and estimating water demand for dust propagation decrease, water cover area in Sabouri Wetland and NDWI index in 113 satellite images from 2009 to 2013 are extracted. By calculating this index and water cover area no correlation between the above parameters is observed and specified that Sabouri is not the main source of the dust propagation. Also results indicated that between 2014 and 2018 the lowest water cover area equal to 150 million square meters was available in the region.
    Keywords: Dust, Sabouri Wetland, Hirmand, NDWI, Zabol
  • Somayeh Sadat Tara, Seyedeh Mahsa Mousavi Reineh, Hossein Yousefi * Pages 771-782

    Destruction of aquatic ecosystems, reduction of urban water quality and shortage of water caused countries to use unconventional water sources. Currently, the water resources of populated cities like Tehran are under severe pressure. In this research, the Elahieh canal in Tehran 3rd district was selected as a case study. The purpose of this study is to reuse canal water as an important method of sustainable management of water resources. The present research has investigated the supplying, purification and reuse of urban canal water with the aim of irrigating a part of the green areas in the 3rd district of Tehran. The data that is used in this research was collected by field observation method and the analyzes were done in the accredited laboratory. Some of the most important water quality results are as follows: the average amount of coliform bacteria was 1100 MPN/100cc, this value indicates microbial contamination. The presence of sodium reduces the permeability of water in the soil and inhibits the growth of plants. The amount of sodium in the water of this channel is 34 mg/lit, which has exceeded the threshold. The amount of BOD5 and COD was 38 and 72 mg/lit, respectively. Also, the heavy metal test results showed that boron exceeded the threshold with an average of 52 ppb. Finally, the testing of the samples showed that this water will be prepared for reuse by performing various stages of physical and advanced purification and also disinfection. Also, the results showed that using the Elahieh canal water for irrigation, reduces the pressure on the underground water table. Currently, 560 cubic meters per day are being pumped from the Fakhar well, if recycled water is used instead of Fakhar well, 560 cubic meters per day will be saved.

    Keywords: Water Recycling, Reuse, effluent, Unconventional water, Sustainable water management, Irrigation Water Supply
  • Yazdan Yarahmadi, Reza Ghazavi *, Hoda Ghasemiyeh Pages 783-795
    The purpose of the current research is to evaluate the performance of the drainage network and flood control nodes in the base period (1980-2020) and under the influence of climate change for 25 and 50-year return periods in the central part of Tehran's sixth district. The results of calibration and validation of the model showed a good fit between the observational data and the simulation. So that the value of coefficient (NS) in the calibration stage for the first to third event is 0.77, 0.72 and 0.64 respectively and this coefficient was obtained in the validation stage for two events, 0.72 and 0.70, respectively. the drainage network was evaluated for the return period of 25 and 50 years for the base period and under the influence of climate change. The results showed that with the increase of the return period in the base period and in the future, there is overflow and flooding in some flood channels and nodes of the drainage network, so that the number of flood nodes in the base period (1980-2020) and under the influence of climate change scenario RCP2.6 and RCP8.5(2021-2050) for the 25-year return period is 10, 13 and 15 respectively. The number of flood nodes in the base period (1980-2020) and under the influence of climate change scenario RCP2.6 and RCP8.5(2051-2100) for the 50-year return period are 12, 17 and 19, respectively. Increasing the dimensions of channels and implementing methods (LID) is an operational solution to solve the problem of elevation.
    Keywords: climate change, Urban Runoff, drainage network, calibration
  • Marziye Rezaei, Mehdi Yasi *, Javad Farhoudi Pages 797-814
    Sustainable river management requires the construction and operation of dams that provide environmental flows to support downstream rivers ecosystem. Dam construction in Iran has significantly altered natural flow regimes and caused various environmental issues. The main aim of the present study was to evaluate the hydrologic and environmental alteration of the flow regime in the Jajrud River downstream of the Latian Dam. In this study, a set of long-term flow data (1947-2017) was analyze using the IHA and RVA models. The results show that the degree of alterations for the 24 flow variables is in the range of high to medium, denoting the high hydrological alterations of the Jajrud River. The values of mean, maximum and minimum monthly flows have decreased by 57, 94 and 21 percent, respectively. The overall change is 51%. Magnitude and duration of annual extreme flows have decreased, and in particular, the minimum flows and the base-flow indices have changed the most. The large flood events has been eliminated and small and frequent floods has been damped in the downstream river system. The results indicate that the goals of RVA have not been achieved in the post-construction period of the Latian Dam, and the environmental conditions of the river have been severely damaged. With reference to the eco-hydrological indices, the rehabilitation of the environment status of the Jajrud River requires the dam releases of minimum monthly flows in order of 2.3 to 33.8 m3/s, with an average annual discharge of 6.5 m3/s.
    Keywords: Indicator of hydrologic alteration (IHA), Range of variability approach (RVA), Environmental flow, Latian Dam, Jajrud River
  • Leila Valipour, Amir Naserin *, Saied Jalily Pages 815-831
    This research was conducted with the aim of investigating the effect of hydrological drought periods on the electrical conductivity of water in selected stations of the southern part of the Karkheh River. Mann-Kendall test was used to assess the trend of the data and Petit test was used to determine the break points in the data. The results of Petit's test for electrical conductivity parameter indicated a failure in the data trend in 1996 and 1997 in different stations. Because of meteorological drought, the electrical conductivity has been increased and at the same time a sharp decrease in discharge is recognizable. Although, the trend of SDI index has not always been accompanied by the trend of increasing EC. In addition, the increase in electrical conductivity in Karkheh Dam’s downstream stations is probably due to the dam regulatory flow decreasing. By observing the break point in the time series of discharge and electrical conductivity in 1997, it was fund that the occurrence of drought and as a result the increase in salinity occurred before the dam impoundment. Also, after that, there is no significant change in electrical conductivity in Abdulkhan and Paypol stations. It seems that the Karkheh dam was not the most effective factor in the increase of EC in the downstream stations after its operation, and reducing the discharge and, as a result, increasing the salinity of the South Karkheh area can be considered as a result of the increase in drought and consumption in the upstream regions.
    Keywords: climate change, Khuzestan, salinity, Water quality, SDI
  • Behnaz Asefjah, Yahya Esmaeilpour *, Ommolbanin Bazrafshan, Amirreza Keshtkar, Hossein Zamani Pages 833-851
    Land degradation rapidly increased in developing countries. Changes in climate and land use in Fars province in the past few decades have intensified the process of destruction and desertification. In the present research, satellite data was used to investigate the temporal and spatial changes of vegetation and its relationship with climate changes in the climate samples of Fars province in the years 2000 to 2020. The trend of changes of these variables in time with the Mann-Kendall method and in determining the time of change and spatial correlation, Pettit's test and Pearson's correlation test were used, respectively. The trend of NDVI in arid and semi-arid climates is increasing and the point of change is from 2010 onwards. Based on this, it can be expected that in most regions of Fars, we see a decrease in the ratio of precipitation to potential evaporation (increase in evaporation) and the decadence trend is increasing. Precipitation has no trend and the surface temperature is decreasing. The spatial pattern of NDVI and precipitation trend is increasing in more than 70% of the region (south), and AI and LST are decreasing in more than 65% of the region (central). NDVI changes spatial correlation with LST, precipitation and AI variables showed that the type of relationship and the strength of correlation were different in climatic regions. The strongest correlations were seen in the cold ultra-arid climates in the northeast and the temperate Mediterranean located in the northwest of the province.
    Keywords: Land degradation trend, Climatic types, remote sensing, Climate factor