فهرست مطالب

مجله سامانه های سطوح آبگیر باران
سال دهم شماره 4 (پیاپی 35، زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/27
  • تعداد عناوین: 6
|
  • علی جعفری*، پرویز بیات صفحات 1-12

    تحقیق حاضر با هدف ارزیابی اثرات طرح پخش سیلاب از دیدگاه روستاییان ساکن در حاشیه طرح انجام شد. طرح پخش سیلاب بر آبخوان از سال 1374 در سطح 1259 هکتار از اراضی شهرستان تنگستان در استان بوشهر در قالب ایستگاه تحقیقاتی، آموزشی ترویجی کوثر 3 به اجرا در آمده است. جامعه آماری تحقیق شامل خانوار روستاهای حاشیه طرح پخش سیلاب بر آبخوان اهرم بوشه به تعداد 1600 خانوار شد. متغیر وابسته طرح عبارت است از اثرات طرح آبخوان از دید ساکنان روستاهای واقع در حاشیه طرح که شامل اثرات طرح در زمینه اجتماعی، اقتصادی، خدمات عمومی و خصوصیات هیدرولوژی است. شاخص های فوق در پرسش نامه به زیرشاخص ها تقسیم شد. به منظور اولویت‏بندی شاخص‏ها و زیرشاخص‏های موثر از دیدگاه ذینفعان (روستاییان حاشیه طرح) از پرسش نامه از نوع متغیرهای ترتیبی کیفی و منطبق با طیف لیکرت با 28 گویه به عنوان ابزار اندازه‏گیری استفاده و پس از سنجش روایی و پایایی پرسش نامه از ساکنان حوضه نظرسنجی به عمل آمد. به منظور رتبه‏بندی شاخص‏ها و زیرشاخص‏های موثر، از آزمون فریدمن برای تجزیه واریانس دوطرفه از طریق رتبه‏بندی و نیز مقایسه میانگین رتبه‏بندی گروه‏های مختلف استفاده شد. یافته های پژوهش نشان داد که شاخص خصوصیات هیدرولوژی بیش ترین تاثیر را از اجرای طرح آبخوان داشته و جنبه های اقتصادی اجرای پروژه پخش سیلاب بر آبخوان در جایگاه دوم قرار دارد. اجرای پخش سیلاب کم ترین اثر را در زمینه اجتماعی در زندگی روستاییان حاشیه طرح داشته است. هم چنین از منظر جوامع محلی، زیرشاخص "کاهش خسارت های سیل به اراضی و باغات روستا" دارای بیش ترین اهمیت و زیرشاخص "بروز اختلافات و درگیری بین روستاییان منطقه" دارای کم ترین اثر در طرح پخش سیلاب بر آبخوان اهرم بوشهر هستند.

    کلیدواژگان: آبخوان، اجتماعی، اقتصادی، خدمات عمومی، خصوصیات هیدرولوژی، پخش سیلاب
  • هادی معماریان*، سید محمد تاجبخش صفحات 13-28

    خدمات زیست بوم پایه و اساس رفاه انسان و معیشت جوامع روستایی به ویژه جوامع فقیر تلقی می شوند. استحصال آب باران می تواند فراهم کننده فرصتی جهت بهبود تولید زیست بوم، معیشت، اقتصاد و رفاه جامعه باشد. هم چنین می تواند موجب هم افزایی بین مدیریت سرزمین و رفاه جامعه شود، به ویژه در مواردی که استحصال آب باران به کمک کشاورزی دیم آمده، یا به مدیریت حوزه آبخیز کمک می کند و یا در تامین آب مورد نیاز مناطق شهری و روستایی مورد استفاده قرار می گیرد. سامانه های استحصال آب باران به ویژه در کشور ما اغلب در طرح های مدیریت منابع آب مورد غفلت قرار گرفته و آب مورد نیاز فقط از منابع آب سطحی یا زیرزمینی تامین می شود. بنابراین باید به این فن آوری به عنوان فرصتی برای مدیریت بهتر منابع آب نگریست. استفاده از این سامانه ها با اندک میزان سرمایه گذاری برای یک مدت کوتاه 5 تا 10 سال، می تواند منجر به بهبود و افزایش قابلیت اعتماد سیستم در تامین آب، افزایش تولیدات کشاورزی و پایداری خدمات زیست بوم شود. هم چنین به عنوان یک راهکار سازگار در مناطقی که توزیع بارش دارای تغییرپذیری و نوسان بالایی است مورد استفاده است. با توجه به سناریوهای آینده تغییر اقلیم، افزایش نوسانات بارشی، تبخیر بیش تر، رشد جمعیت و به تبع آن، افزایش تقاضا برای خدمات زیست بوم، به ویژه آب، ناگزیر خواهد بود. بنابراین استحصال آب یک اقدام کلیدی در جهت سازگاری با تغییر اقلیم و کاهش آسیب پذیری جامعه از نوسانات اقلیمی تلقی می شود. ضمن این که علاوه بر افزایش دانش عمومی نسبت به عملکرد اکوسیستمی این سامانه ها نسبت به ممیزی، ارزیابی و کاربست دانش بومی استحصال آب باران در کشور باید قدم های اساسی را برداشت.

    کلیدواژگان: باران، تغییر اقلیم، خدمات زیست بوم، سازگاری، مدیریت حوزه آبخیز
  • رقیه جهدی* صفحات 29-42

    کمی سازی پویایی تغییر کاربری اراضی در مقابله با چالش های محیط زیستی و اجتماعی-اقتصادی مانند تغییرات اقلیمی سال های اخیر، حیاتی است. در این مطالعه تغییرات کاربری اراضی شهرستان سیاهکل در استان گیلان در سال های 1380 و 1401 و پیش بینی تغییر در سال 1422 بررسی شد. داده های چندزمانی لندست 7- ETM+و لندست 8-OLI مربوط به سال های 1380 و 1401 تجزیه و تحلیل شد. برای استخراج داده های کاربری اراضی، طبقه بندی رقومی پیکسل مبنا با استفاده از الگوریتم ISODATA با شاخص کاپای بالای 97/0 برای تصاویر لندست اعمال شد. علاوه بر این، افزونه MOLUSCE در نرم افزار QGIS برای مدل سازی تغییر کاربری اراضی در سال های 1401-1380، تولید ماتریس احتمال انتقال و شناسایی آینده کاربری اراضی برای سال 1422 با استفاده از شبیه سازی اتوماتای سلولی بکار گرفته شد. طی سال های 1401-1380، نتایج نشان داد که سطوح تحت پوشش مناطق کشاورزی، اراضی لخت، اراضی ساخته شده، جنگل کاری، درختچه زار و اراضی جنگلی با نرخ رشد به ترتیب حدود 31، 39، 67، 88، 20 و 5 درصد، افزایش یافته است. سطح تحت پوشش جنگل، علف زار و نواحی آبی به ترتیب حدود 22، 16 و 18 درصد کاهش یافته است. چمن زارهای کوهستانی تغییر قابل توجهی نداشت. از نظر کاربری اراضی پیش بینی شده نیز نتیجه نشان دهنده نوسانات تغییر کاربری اراضی، به ویژه برای اراضی ساخته شده است که در طول زمان افزایش ثابتی را نشان می دهد. شواهدی از گسترش جنگل کاری ها مشاهده شد، اما کاهش مداوم جنگل های طبیعی می تواند تاثیر منفی بر محیط طبیعی و الگوهای سیمای سرزمین منطقه ای داشته باشد. در نتیجه گیری کلی، نتایج پایش و مدل سازی تغییرات کاربری اراضی می تواند به عنوان هشداری برای مدیران، سیاست گزاران و برنامه ریزان تلقی شود. هم چنین توصیه می شود از داده های بیش تری برای تجزیه و تحلیل آثار تغییرات کاربری اراضی بر الگوهای سیمای سرزمین در مطالعات آینده استفاده شود.

    کلیدواژگان: سیاهکل، پویایی تغییرات کاربری اراضی، شبیه سازی، MOLUSCE، الگوی سیمای سرزمین
  • محمود احمدی، محمد کمانگر*، زینب حزباوی صفحات 43-56

    رطوبت خاک، متغیر مهمی در سیستم های اقلیمی، هیدرولوژیکی و اکولوژیکی است که فرآیندهای جوی را به سطح زمین پیوند می دهد. سامانه های بارشی سال آبی 98-1397به طور ناهنجاری باعث بارش های بیش ازحد نرمال در استان فارس شده و تغییرات عمده در رطوبت سطحی خاک را ایجاد کردند. هدف از این پژوهش تحلیل مکانی تغییرات رطوبت خاک قبل و پس از بارش های سنگین بهاره در استان فارس با استفاده از تصاویر ریزمقیاس سازی شده راداری است. با استفاده از باندهای پس پراکنش پلاریزاسیون های VV و VH و نیز باند زاویه برخورد (θ) مستخرج از تصاویر راداری Sentinel_1 و کاربری اراضی مستخرج از سنجنده مادیس یک لایه آموزشی ایجاد شده و با استفاده از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان نقشه ریزمقیاس سازی رطوبت خاک به دست آمد. نتایج نشان داد که رطوبت حجمی خاک با قدرت تفکیک بالا بین 18/0 تا 38/0 در سال پر بارش و بین 12/0 تا 24/0 برای بلندمدت است. نقشه ناهنجاری نشان داد که بین 14/0 و 18/0 مترمکعب بر رطوبت خاک افزوده شده است. ناهنجاری مثبت بیش تر در شرق و جنوب استان بوده و مناطق کم رطوبت تر سهم ناهنجاری مثبت بیش تری را تجربه کرده اند. آماره شاخص موران با مقدار 99/0 خودهمبستگی مکانی ناهنجاری رطوبت خاک و خوشه ای بودن افزایش رطوبت را نیز مورد تایید قرار داده است. در مجموع می توان نتیجه گیری کرد که با استفاده از نتایج این روش می توان نسبت به پایش مناطق با ناهنجاری کم یا زیاد از نظر رطوبت خاک را پس از بارش های مختلف اقدام کرد و از نتایج آن در بهبود فرآیند تصمیم گیری ها استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تفکیک مکانی، رادار، شاخص موران، طبقه بندی بردار پشتیبان، فرآیند جوی
  • علی دسترنج*، حسین رجائی صفحات 57-66

    احداث قنات فنی برای دستیابی به آب و انتقال آن برای مصارف مختلف است و با توجه به گستره وسیعی از مناطق خشک و نیمه خشک در ایران، پایدارترین شیوه جهت استحصال آب زیرزمینی محسوب می شود. با توجه به این که قنات ها به عنوان سرمایه های ملی، نقش و اهمیت به سزایی در توسعه بخش کشاورزی کشور از جمله استان خراسان رضوی دارند و با توجه به نقش قنات در تامین آب مناطق خشک در شرایط کنونی کشور که مساله کمبود آب و مدیریت منابع آب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، انجام مطالعات پژوهشی در زمینه شناخت بهتر قنات از اهمیت و ضرورت بالایی برخوردار است. از این رو هدف مطالعه حاضر بررسی و اولویت بندی مهم ترین پارامترهای فیزیکی و انسانی موثر بر آب دهی قنات با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) با توجه به نظر کارشناسان در قنات های دشت مشهد-چناران است. در این راستا، ابتدا عوامل موثر بر آب دهی قنات با مرور منابع و با استفاده از نظرات کارشناسان متخصص در زمینه قنات و آب زیرزمینی شناسایی و مطالعه شدند. سپس با طراحی پرسشنامه، نظرات کارشناسان در زمینه اهمیت پارامترهای مختلف بر آب دهی قنات جمع آوری شد. هم چنین، با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی در محیط نرم افزار Expert Choice، وزن و اهمیت هر یک از پارامترهای مختلف مشخص شد. نتایج حاصل از اولویت بندی پارامترها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی نشان داد که پارامترهای فیزیکی (شامل خصوصیات حوضه آبریز بالادست، خصوصیات فیزیکی آبخوان، خصوصیات هندسی قنات) با وزن 545/0 دارای ارزش بیش تری در آب دهی قنات نسبت به پارامترهای انسانی است. هم چنین بر اساس نتایج اولویت بندی پارامترهای فیزیکی موثر بر آب دهی قنات، پارامترهای مربوط به خصوصیات آبخوان با وزن 497/0 دارای بیش ترین اهمیت در آب دهی قنات هستند. همین طور با توجه به نتایج به دست آمده برای اولویت بندی زیرشاخص انسانی پارامتر مالکیت با وزن 539/0 دارای بیش ترین اهمیت در آب دهی قنات است.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، قنات، استحصال آب، AHP
  • یاسر سبزواری، جهانگیر عابدی کوپایی* صفحات 67-77

    برآورد دقیق نفوذ آب در خاک برای طراحی سیستم های آبیاری حایز اهمیت است. از این رو واسنجی مدل های مختلف برآورد نفوذپذیری در مناطق مختلف ضروری است. هدف از پژوهش حاضر واسنجی و ارزیابی مدل های کاستیاکوف، کاستیاکوف اصلاحی، فیلیپ، SCS، ناول و هورتون در بافت های مختلف خاک است. برای ارزیابی دقت مدل ها شاخص های خطاسنجی شامل ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAE)، نسبت میانگین (MR)، درصد خطای تخمین (PE) و ضریب تبیین (R2) استفاده شدند. واسنجی مدل ها با استفاده از Solver نرم افزار اکسل انجام شد. نتایج شاخص های ارزیابی نشان داد که عملکرد مدل نفوذ ناول با مقادیر متوسط RMSE، MAE، MR، PE و R2 به ترتیب برابر 021/0، 0168/0، 999/0، 126/0 و 98/0 نسبت به پنج مدل دیگر در تمام محدوده مطالعاتی بهتر بوده و تحلیل واریانس مدل های مختلف عدم اختلاف معنی دار بین مقادیر محاسباتی و اندازه گیری شده را نشان داد. بررسی عملکرد مدل ها در بافت های مختلف بیان گر حساسیت کم تر مدل های هورتون، ناول، کاستیاکوف و کاستیاکوف اصلاح شده نسبت به تغییرات بافت خاک بود.

    کلیدواژگان: مدل فیلیپ، مدل کاستیاکوف، مدل ناول، مدل هورتون، نفوذپذیری
|
  • Ali Jafari*, Parviz Bayat Pages 1-12

    The current research was conducted with the aim of evaluating the effects of the flood spreading project on the aquifer from the perspective of the villagers living on the edge of the project. The flood spreading plan on the aquifer has been implemented since 1995 on the level of 1259 ha of land in Tangestan city in Bushehr province in the form of the Kausar 3 research and extension training station. The agricultural and garden lands or pastures used by them are located in the boundaries or on the sidelines of the project. Therefore, the statistical population of the research included 1,600 households in the villages on the edge of the flood spreading project on the Ahram Bushehr aquifer. The dependent variable of the project is the effects of the aquifer project from the perspective of the residents of the villages located on the edge of the project, which includes the effects of the project in terms of social, economic, public services, and hydrological characteristics. The above indicators were divided into sub-indicators in the questionnaire. To prioritize effective indicators and sub-indicators from the point of view of the beneficiaries (Villagers on the edge of the plan). A questionnaire of the type of qualitative ordinal variables and corresponding to the Likert scale with 28 items was used as a measurement tool. After measuring the validity and reliability of the questionnaire, a survey was conducted among the residents of the watershed. To rate effective indicators and sub-indicators, Friedman's test for two-way analysis of variance through rating, and also the comparison of the average rating of different groups was used. The findings of the research showed that the indicator of hydrological characteristics had the greatest impact on the implementation of the aquifer project, and the economic aspects of the implementation of the flood water spreading project on the aquifer are in second place. The implementation of flood spreading has had the least effect on the social field in the lives of the villagers on the edge of the project. Furthermore, from the point of view of local communities, the sub-indicator of "reduction of flood damage to village lands and gardens" has the most importance and the sub-indicator of "disagreement and conflict between the villagers of the region" has the least effect on the flood water spreading plan on the Bushehr Ahram aquifer.

    Keywords: Aquifer, Social, Economic, Public services, Hydrological characteristics, Flood water spreadingL
  • Hadi Memarian*, Seyed Mohamad Tajbakhsh Pages 13-28

    Ecosystem services are fundamental for human well-being and are the basis of rural livelihoods, particularly for poor people. Rainwater harvesting can serve as an opportunity to enhance ecosystem productivity, thereby improving livelihoods, human well-being, and economies. Rainwater harvesting has been shown to create synergies between landscape management and human well-being. These synergies are particularly obvious when rainwater harvesting improves rainfed agriculture, is applied in watershed management, and when rainwater harvesting interventions address household water supplies in urban and rural areas. Rainwater harvesting has often been a neglected opportunity in water resource management: only water from surface and ground water sources is conventionally considered. Managing rainfall will also present new management opportunities, including rainwater harvesting. Improved water supply, enhanced agricultural production, and sustainable ecosystem services can be attained through adoption of rainwater harvesting with relatively low investments over fairly short time spans (5-10 years). Rainwater harvesting is a coping strategy in variable rainfall areas. In the future climate change will increase rainfall variability and evaporation, and population growth will increase demand on ecosystem services, in particular for water. Rainwater harvesting will become a key intervention in adaptation and reducing vulnerabilities. Moreover, in addition to increasing public knowledge about the ecosystem function of these systems, basic steps should be taken in the audit, evaluation and application of local knowledge of rainwater harvesting in the country.

    Keywords: Rainfall, ecosystem services, adaptation, climate change, watershed management
  • Roghayeh Jahdi* Pages 29-42

    Quantifying land use change dynamics is critical in tackling environmental and socio-economic challenges such as climate change in recent years. This study takes Siahkal County in Guilan Province as the research subject and analyzes the land use changes in two different years: 2000 and 2021, and predicts the change in 2031. We carried out land use change analysis using LANDSAT-7 ETM+ and LANDSAT-8 OLI multitemporal data pertaining to the years 2000 and 2021. For land use data extraction, a pixel-based digital classification using an ISODATA algorithm with a high Kappa index of 0.97 was applied to Landsat images. In addition, the MOLUSCE plugin in QGIS software was used to model land use change for 2000-2021, produce a transition probability matrix, and detect the future of land use for 2042 by using Cellular Automata Simulation. During 2000-2021, the result showed that the areas under agricultural areas, bare, built-up, plantation, shrubland, and woodland classes are found to increase with growth rates of about 31%, 39%, 67%, 88%, 20%, and 5%, respectively. The area under forest, grassland, and water bodies is found to decrease with decrease rates of about 22%, 16%, and 18%, respectively. Mountainous meadows did not change significantly. In terms of projected land use, the result also indicates fluctuations in land use change, especially for built-up land, showing a steady increase over time. We saw evidence of the local expansion of forest plantations, but the continuous decrease of natural forests may negatively impact the natural environment and landscape patterns regionally. In conclusion, the results of monitoring and modeling land use changes can be seen as a warning to managers, policy-makers, and planners. It is also advisable to use more data to analyze the impacts of land use changes on landscape patterns in future studies.

    Keywords: Siahkal, Land use change dynamic, Simulation, MOLUSCE, landscape pattern
  • Mahmod Ahmadi, Mohammad Kamangar*, Zinab Hazbavi Pages 43-56

    Soil moisture is an important variable in climatic, hydrological, and ecological systems that link atmospheric processes to the earth's surface. The rainfall systems of the water year 2017-2018 abnormally caused more than normal rainfall in Fars province and caused major changes in the surface moisture of the soil. The purpose of this research is to analyze the spatial changes of soil moisture before and after heavy spring rains in Fars province using Downscale RADAR images. Using the backscatter bands of VV and VH polarizations as well as the incident angle band (𝜃) extracted from Sentinel 1 radar images and land use extracted from the MODIS sensor, a training layer was created. Furthermore, using the support vector machine algorithm, the downscaling soil moisture map was obtained. The results showed that the volumetric soil moisture with high resolution is between 0.18 and 0.38 in the rainy year and between 0.12 and 0.24 in the long term. An anomaly map showed that between 0.14 and 0.18 m3 increased soil moisture. The positive anomaly is more in the east and south of the province, and less humid areas have experienced a greater share of positive anomaly. Moran's index statistic with a value of 0.99 has also confirmed the spatial autocorrelation of soil moisture anomaly and clustering of moisture increase. In general, it can be concluded that by using the results of this method, it is possible to monitor areas with low or high soil moisture anomalies after different rainfalls and to improve the decision-making process.

    Keywords: Atmospheric process, Moran index, RADAR, Spatial resolution. Support vector classification
  • Ali Dastranj*, Hossain Rajaei Pages 57-66

    Qanat is a technique for obtaining water and transferring it for various uses. Due to the widespread arid and semi-arid areas in Iran, Qanat is the most sustainable method to obtain underground water. Considering the role of the Qanat in providing water to dry areas in the current situation of the country, where the issue of water shortage and water resources management is very important. Due to the importance of the Qanat in supplying water to dry areas in the country, the issue of water shortage and water resource management is very important knowing and studying the Qanat is very important and necessary. The purpose of the present study is to investigate and prioritize the most important physical and human parameters affecting Qanat discharge using the Analytical Hierarchy Method (AHP) according to the opinion of experts in the Mashhad-Chenaran plain. In this regard, firstly, the factors affecting Qanat were identified and studied by reviewing the sources and using the opinions of experts specializing in the field of Qanat and underground water. Then, using the hierarchical analysis method in the Expert Choice software environment, the weight and importance of each of the different parameters were determined. The results of parameter prioritization using the hierarchical analysis method showed that physical parameters with a weight of 0.545 have more value in Qanat discharge than human parameters. Also, based on the results of the prioritization of the physical parameters effective on Qanat discharge, the parameters related to the characteristics of the aquifer with a weight of 0.497 have the most importance in Qanat discharge. Also, according to the results obtained for the prioritization of human indicators, the ownership parameter with a weight of 0.539 has the most importance in Qanat discharge.

    Keywords: Underground water, Qanat, harvesting water, AHP
  • Yaser Sabzevari, Jahangir Abedi Koupai* Pages 67-77

    Accurate estimation of water infiltration into the soil is important for the design of irrigation systems. Therefore, calibration of different models is necessary to estimate the permeability in different regions. The aim of the present study was to calibrate and evaluate the models of Kastiakov, Kastiakov modified, Philip, SCS, Novell, and Horton in different soil textures. To evaluate the accuracy of the models, error indicators including RMSE, MAE, MR, PE, and R2 were used. The models were calibrated using an Excel software solver. Evaluation of evaluation indicators showed that the Novell penetration model with average RMSE, MAE, MR, PE, and R2 equal to 0.021, 0.068, 0.999, 0.126, and 0.98, respectively, has better performance than the five models. The other is in the whole range of studies. In contrast, the analysis of the variance of different models showed no significant difference between the calculated and measured values. The performance of the models in different textures showed that Horton, Novell, Kastiakov, and Kastiakov models were less sensitive to changes in soil texture.

    Keywords: Permeability, Novell model, Philip model, Kastiakov model