فهرست مطالب

پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز - پیاپی 5 (بهار و تابستان 1391)

پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز
پیاپی 5 (بهار و تابستان 1391)

  • 108 صفحه، بهای روی جلد: 6,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1391/08/10
  • تعداد عناوین: 7
|
  • س.ح.رصادقی، ع افضلی، م وفاخواه، ع ر تلوری صفحه 1

    تحقیق حاضر درصدد مقایسه روش های مختلف تجزیه و تحلیل آماری و انتخاب بهترین روش جهت دستیابی به مدل بین مولفه های آب نمود واحد با استفاده از خصوصیات فیزیکی حوزه در آبخیزهای شمال کشور با مساحت 177000 کیلومتر مربع در استان های گیلان، مازندران و گلستان می باشد. برای انجام این تحقیق 9 ویژگی حوزه و همچنین 8 ویژگی از مولفه های آب نمود واحد برای 44 رگبار در منطقه شمال کشور در نظر گرفته شد. آزمون رگرسیون به روش دومتغیره و به شکل های مختلف خطی، لگاریتمی، معکوس، درجه دوم، درجه سوم، نمایی، توانی، ترکیبی، مدل های منحنی رشد و S و چند متغیره به دو روش گام به گام و پسرو پس از اجرای روش تجزیه و تحلیل عاملی انجام شد. سپس مدل های به دست آمده، به کمک سه معیار خطای نسبی، مجذور میانگین مربعات خطا و ضریب کارایی مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی نتایج به دست آمده نشان داد که دقت مدل های دو متغیره در برآورد مقادیر بیشتر بوده و این موضوع در مورد متغیرهای زمانی (زمان پایه، زمان تا اوج و زمان تا خشکیدگی) به وضوح تائید شده و دقت رگرسیون چند متغیره در برآورد دبی زیاد بوده و از بین روش های چند متغیره روش پسرو از دقت بالاتری برخوردار بوده است.

    کلیدواژگان: آب نمود واحد، تجزیه و تحلیل عاملی، تخمین سیلاب، مدل های رگرسیونی، مدل سازی هیدرولوژی
  • ن. مفیدی پور، و. بردی شیخ، م. اونق، ا.سعدالدین صفحه 16

    خشکسالی یک پدیده طبیعی و قابل تکرار است که باعث کمبود آب در بخش های مختلف مصرف می گردد. این پدیده در مقایسه با سایر پدیده ها هم از نظر شدت و فراوانی وقوع و هم از نظر وسعت فضایی و میزان خساراتی که به بار می آورد از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این تحقیق از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) و شاخص خشکسالی جریانات رودخانه ای (SDI) جهت ارزیابی و تحلیل زمانی وقوع خشکسالی ها استفاده شده است. برای این منظور از آمار ماهانه 23 ایستگاه باران سنجی و 7 ایستگاه هیدرومتری در حوزه آبخیز اترک استفاده شد و شاخص ها در 6 بازه زمانی (3، 6، 9، 12، 24 و 48 ماهه) مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت بررسی اثرات خشکسالی بر منابع آب سطحی ابتدا رابطه بارندگی و دبی در منطقه مورد بررسی قرار گرفت و تاخیر زمانی اثر بارندگی بر دبی محاسبه گردید. سپس داده های استاندارد شده دبی (SDI) با سری های SPI در بازه های زمانی متفاوت به روش همبستگی پیرسون در کل حوزه مورد بررسی و همچنین به تفکیک زیر حوزه ها مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد رابطه زمانی وقوع خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی با یکدیگر در سطح 99 درصد معنی دار است و این همبستگی در بازه 3 ماهه حداکثر می باشد. خشکسالی سبب کاهش جریان آب های سطحی شده و این تاثیر در همان ماه و یا با 1 ماه تاخیر و حداکثر در ایستگاه شیرآباد و در زیر حوزه دربند اتفاق می افتد.

    کلیدواژگان: شاخص بارش استاندارد، شاخص خشکسالی جریانات رودخانه ای، همبستگی پیرسون، حوزه آبخیز اترک
  • ن. خوجه، ج. قدوسی، ر. اسماعیلی * صفحه 27

    پیچیده بودن فرآیند شکل گیری فرسایش خندقی و ناشناخته بودن عملکرد خصوصیات فیزیکی- شیمیایی خاک بر فرسایش از مهمترین چالش ها در پیشگیری آن است. با توجه به اهمیت سازندهای لسی در استان گلستان که سطح وسیعی از منطقه را در بر گرفته و نقش بسزایی در تولید رسوب رودخانه گرگان رود دارد، شناخت دقیق اشکال فرسایش در لس ها جهت ارائه راهکار مناسب برای کنترل فرسایش و رسوب، بویژه فرسایش خندقی ضروری به نظر می رسد. بنابراین در تحقیق حاضر به منظور شناخت مکانیزم شکل گیری و گسترش خندق ها در سازند لسی به بررسی تاثیرات عوامل فیزیکی- شیمیایی خاک بر رخداد فرسایش خندقی، اقدام به بررسی عکسهای هوایی با مقیاس 1:20000 و خصوصیات فیزیکی- شیمیایی خاک خندق های مورد مطالعه در منطقه تمر قره قوزی گردید. پس از تعیین موقعیت خندق ها روی نقشه واحد های کاری در محیط GIS، از طریق بازدیدهای میدانی تعداد 10 خندق جهت مطالعه مشخص، نقشه برداری و مرفومتری شد. سپس جهت تعیین خصوصیات فیزیکی- شیمیایی خاک، اقدام به نمونه برداری از سطح خاک هر خندق در مقاطع 25، 50 و 75 درصد طول خندق شده است. در نهایت با استفاده از نرم افزار SPSS، ارتباط عوامل فیزیکی- شیمیایی خاک را با توسعه و گسترش فرسایش خندقی به صورت مدل رگرسیونی ارائه شد. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل داده ها حاکی از نقش موثر خصوصیات فیزیکی- شیمیایی خاک بویژه میزان سیلت، املاح محلول و درجه اشباع خاک در شکل گیری و گسترش فرسایش خندقی در سازند لسی می باشد.

    کلیدواژگان: فرسایش خندقی، لس، مکانیسم شکل گیری خندق عوامل زمین محیطی، مدل رگرسیونی
  • خ. خسروی، م. حبیب نژاد، ک. سلیمانی، خ. بابایی صفحه 42

    امروزه علاوه بر بهره برداری بی رویه از آبهای زیرزمینی که باعث افت شدید سطح آب شده است، فعالیت های کشاورزی، صنعتی و شهری، آلاینده های مختلفی را به سفره های زیرزمینی تحمیل می کنند. با توجه به اهمیت دشت دهگلان در تامین آب کشاورزی، شرب و صنعت منطقه، از مدل دراستیک جهت ارزیابی آسیب پذیری استفاده شده است. در مدل دراستیک از مشخصه های موثر در ارزیابی آسیب پذیری سفره آب زیرزمینی شامل عمق تا سطح ایستابی، تغذیه خالص، محیط آبخوان، محیط خاک، توپوگرافی، محیط غیر اشباع و هدایت هیدرولیکی آبخوان استفاده می شود که به صورت هفت لایه در نرم افزار ArcGIS 9.3 تهیه شدند و با وزن دهی و رتبه بندی و تلفیق هفت لایه فوق، نقشه نهایی آسیب پذیری آبخوان نسبت به آلودگی، باتقسیم بندی به 5 محدوده خطر شامل کلاسهای بدون خطر آلودگی، آسیب پذیری خیلی کم، کم، کم تا متوسط و متوسط تا زیاد تهیه و شاخص دراستیک برای کل منطقه دشت دهگلان واقع در استان کردستان بین 41 و 159 برآورد شد. برای صحت سنجی نقشه نهایی آسیب پذیری از میزان نیترات و هدایت الکتریکی (EC) استفاده شد. با انطباق غلظت این عناصر روی نقشه نهایی دراستیک مشخص شد که کلیه نقاطی که دارای غلظت بالا هستند، در محدوده آلودگی زیاد قرار گرفته اند که این می تواند دقت و صحت مدل را مورد تایید قرار دهد. از نظر وسعت می توان گفت که حدود 79/7 درصد دشت در کلاس های بدون خطر آلودگی، 92/40 درصد در کلاس خیلی کم، حدود 61/41 درصد دشت در کلاس کم، 66/9 درصد در کلاس متوسط و تنها 02/0 درصد سطح دشت در کلاس زیاد قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: آسیب پذیری، مدل دراستیک، آبهای زیرزمینی، دشت دهگلان
  • س. شکری کوچک*، ع.ا.بهنیا، ف. رادمنش، ع.م آخوند علی صفحه 63

    برای برآورد روآناب در حوزه آبخیز از روش های گوناگونی استفاده می شود که در این میان روش SCS کاربرد جهانی دارد. بنابراین استفاده از روش SCS و چگونگی شکل گیری آبنمود سیلاب موضوع اصلی این تحقیق را تشکیل می دهد. در این راستا به منظور تخمین سیلاب حوزه آبخیز ایدنک از مدل هیدرولوژیکی بارش- رواناب HEC-HMS استفاده شد. سپس با استفاده از تابع حداقل سازی مجموع مربعات باقیمانده نسبت به عملیات واسنجی اقدام گردید و در نهایت نتایج حاصل از مرحله واسنجی، اعتبارسنجی شد. نتایج نشان می دهند که استفاده از مدل بدون واسنجی غیر قابل اعتماد است. تکیه بر برآورد پارامترهای مدل (Ia، CN) با استفاده از روابط تجربی و روش های معمول تطابق ضعیفی بین رواناب مشاهده ای و شبیه سازی شده به بار خواهد آورد و ضرورت واسنجی را اثبات می کند. در مرحله واسنجی و اعتبارسنجی مدل اختلاف دبی اوج آبنمود مشاهده ای و شبیه سازی شده همواره کمتر از 10 درصد می باشد و ضریب تبیین بین این آبنمودهای مشاهداتی و برآوردی 82/0 می باشد. نتایج مدل واسنجی شده دلالت بر کارایی مدل مذکور در برآورد رواناب و دبی اوج سیلاب دارد و نتایج اعتبارسنجی مدل در ارتباط با حجم رواناب مورد پذیرش نمی باشد. زیرا اختلاف بین حجم رواناب مشاهده ای و شبیه سازی شده بیش از 31 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: سیل، واسنجی و اعتبارسنجی، مدل HEC، HMS، حوزه آبخیز ایدنک
  • م. رستمی خلج، م.مهدوی، ش. خلیقی سیگارودی، ع. سلاجقه صفحه 81

    یکی از ویژگی های بارز مناطق شهری پیچیدگی فرایندهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی است. از اینرو تعیین دقیق متغیر های ورودی مدل های شهری و تاثیر آنها بر خروجی مدل کاری سخت و زمان بر است. آنالیز حساسیت نشان می دهد کدام یک از پارامترها تاثیر شدیدتری بر نتایج اعمال می کند و رتبه بندی پارامترهای مدل براساس تاثیر آنها در خروجی مدل با استفاده از این روش قابل محاسبه است. در این مطالعه حساسیت متغیرهای موثر بر دبی اوج سیلاب شهری با بکارگیری مدل SWMM در شهرک امام علی (ع) شهر مشهد بررسی شد. به این ترتیب که از مقدار اولیه برآورد شده هشت پارامتر درصد مناطق نفوذناپذیر (%Imperv)، شیب، عرض معادل (Width)، ضریب زبری مانینگ در مناطق نفوذپذیر و نفوذناپذیر، ارتفاع ذخیره در مناطق نفوذناپذیر و نفوذپذیر و درصد مناطق نفوذناپذیر بدون ذخیره سطحی (%Zero - Imperv)، در دامنه تغییرات قابل قبول به مقدار ثابت کاهش و افزایش یافته و دبی اوج سیلاب به عنوان متغیر وابسته برای بررسی انتخاب شد. نتایج نشان داد با افزایش 30 درصد در مقدار درصد مناطق نفوذ ناپذیر مقدار دبی اوج 38/3 درصد افزایش می یابد که بیشترین تاثیر را بر دبی اوج داشته و به عنوان حساسترین پارامتر مدل شناخته شد و از طرف دیگر درصد مناطق نفوذ ناپذیر بدون ذخیره سطحی کمترین تاثیر را بر دبی اوج حوزه مورد مطالعه دارد. لذا تغییرات کاربری اراضی، گسترش شهرنشینی، ساخت و سازهای غیر اصولی که پیامد آنها افزایش سطوح نفوذناپذیر است باعث افزایش دبی سیلاب در مناطق شهری و افزایش خطر سیل می شود.

    کلیدواژگان: مدل SWMM، آنالیز حساسیت، سیلاب شهری، دبی اوج، مشهد
  • م.ر. جوادی، ه. طهرانی پور، ش.ع. غلامی، ع. فتاحی اردکانی صفحه 92

    شناخت نواحی مستعد وقوع زمین لغزش یکی از اقدامات اولیه در مدیریت منابع طبیعی و برنامه ریزی های توسعه ای و عمرانی است. با توجه به اهمیت تشخیص مناسب ترین روش برآورد صحیح خطر زمین لغزش، در این تحقیق میزان کارایی دو روش پهنه بندی خطر زمین لغزش شامل روش مورا و وارسون و روش رگرسیون چند متغیره مقایسه گردید. بدین منظور ابتدا محدوده های لغزشی با استفاده از عکسهای هوائی با مقیاس 1:20000 و 1:50000 و برداشت های صحرایی صورت گرفته توسط GPS در محیط نرم افزاری ARCGIS ترسیم گردید. در این تحقیق، به منظور پهنه بندی خطر زمین لغزش منطقه ی مورد مطالعه با کاربرد روش های مورا و وارسون و رگرسیون چندمتغیره، اقدام به تهیه ی لایه های اطلاعاتی موثر در هر روش و سپس اقدام به وزن دهی لایه ها و پهنه بندی منطقه ی تحقیق گردید. ارزیابی نتایج حاصل از مدل های پهنه بندی خطر زمین لغزش با بهره گیری از نمایه جمع کیفی (Qs) و معیار ضریب همبستگی، حکایت از تناسب بیشتر نتایج مدل رگرسیون چندمتغیره در پهنه بندی خطر زمین لغزش منطقه مورد مطالعه دارد. بر این اساس منطقه ی مورد مطالعه مشتمل بر شش طبقه خطر زمین لغزش می باشد. بدین ترتیب با انتخاب بهترین روش پهنه بندی، می توان برای مدیریت پهنه های آبخیز و مقابله با خطر زمین لغزش با صرف هزینه و زمان کمتر به نتایج مطلوب تری دست یافت.

    کلیدواژگان: زمین لغزش، روش مورا و وارسون، رگرسیون چند متغیره، حوزه آبخیز کن
|
  • S.H.R. Sadeghi, A. Afzali, M. Vafakhah, A.R. Telvari Page 1

    The present research aimed to compare different methods of statistical analysis and to select the best method for achievement to the model among components of synthetic unit hydrograph by using of the physical characteristics of catchments, in northern catchments of Iran, with the area of 177000 km2 in Giulan, Mazandaran and Golestan Provinces. For execution of the research, 9 physical characteristics of catchment and 8 characteristics of unit hydrograph components for 44 storms in the north parts of Iran have been chosen. Regression test by using bivariate approach and various forms such as linear, logarithmic, inverse, quadratic, cubic, exponential, power and combined forms has been used after execution of factorial analysis. The obtained models were evaluated by relative errors, RMSE and efficiency coefficient. Results showed that the bivariate models have more accuracy in estimation of the amounts especially in the case of temporal variables (base time, time to peak, time to depletion). Regression of several variables has high accuracy in estimation of discharge and recursion regression of several variables has the highest accuracy.

    Keywords: Factor Analysis, Flood Estimation, Hydrologic Modeling, Regressions Models, Unit Hydrograph
  • N. Mofidipoor, V. Sheikh, M. Ownegh, A. Sadodin Page 16

    Drought is a natural and recurring phenomenon which causes water scarcity in various sectors. In comparison with other natural hazards and disasters, drought is more important considering intensity and frequency as well as spatial extent and total damage. In the current research, the Standardized Precipitation Index (SPI) and Standardized Discharge Index (SDI) were used to analyze the temporal characteristics of droughts. To this end, monthly precipitation time series of 23 raingauge stations and 7 hydrometry stations across the Atrak River basin were used and SPI and SDI for six time intervals (3, 6, 9, 12, 24 and 48 months) were calculated and analyzed. For assessment of drought impact on surface water resources, first the correlation between rain and discharge time series of different lag times were calculated within the study area. Then, the Pearson correlation method was applied to calculate the correlation between SDI and SPI series for different time intervals at each individual subwatershed and whole watershed of the Atrak River. The results showed that the correlation between meteorological and hydrological droughts was significant at 99 percent confidence level. The maximum correlation was found for SPI and SDI of 3 months time intervals. This indicates that droughts cause decrease in surface flows and this impact is remarkably observed in the discharge values of the same month or one month later. The highest Pearson correlation was found for the Shirabad station and the Darband subwatershed.

    Keywords: SPI ndex, SDI index, Pearson correlation, Atrak watershed
  • N. Khojeh, J. Ghoddosi, R. Esmaili Page 27

    Complication of initiation process, expansion of gully erosion and unfamiliarity of the function of soil physicochemical characteristics, effective in this type of erosion, is one of the most important challenges to achieve functional approaches in order to prevent it. According to the importance of loss areas in Golestan Province which is embarrassed a wide area and has an important role in production of sediment in Gorganrood river, exact configuration of types of erosion in loss is seemed essential for offering a proper function to control the erosion and sediment, especially gully erosion. So in this research, in order to identify initiation mechanism and gully erosion in loss areas, we are going to recognize airy photos with the scale of 1:20000 and the soil physicochemical characteristics in Temer Ghareh Ghozi region. Through direct revision, 10 gullies were identified, topography and merfometry, after recognizing the gully situation on activity units map in GIS environment. Then the sample from the soil of each gully, in the scale of 25, 50 and 75% of the length of the gully were done, in order to specify the soil physicochemical characteristics. At the end, by using SPSS software, the relationship between the soil physicochemical agents and development and expansion of gully erosion were offered through regression model. The outcome of analysis and corrosion of the data demonstrate the effective role of the soil physicochemical characteristics, specially the scale of silt, dissolvable and the soil saturation degree in initiation and expansion of gully erosion in loss areas.

    Keywords: Gully erosion, Loss, Gully initiation mechanism, Environmental earth agents, Regression model
  • Kh. Khosravi, M. Habibnejad Roshan, K. Solaimani, Kh. Babaei Page 42

    In spite of The uncontrolled exploitation of groundwater that has caused a sharp drop in water level, Agricultural, industrial and urban activities enter contaminant to various aquifers. Due to Dehgolan plain importance in water supply of industrial, drinking and agriculture, for the vulnerability assessment DRASTIC model was used. The DRASTIC model uses seven environmental parameters (Depth to water, net Recharge, Aquifer media, Soil media, Topography, Impact of vadose zone and hydraulic Conductivity) to characterize the hydrogeological setting and evaluate aquifer vulnerability. These factors were produced as 7 layers in Arc GIS 9.3 software and by Weighting, Rating and combination, final map of Groundwater vulnerability to pollution was provided 5 zones as: without risk of pollution, very low, low, low to moderate and moderate to high and finally DRASTIC Index ranging from 41 to 159 for all the case studies were estimated. Nitrate concentration and EC were used to validate the final map of vulnerability. Overlying these elements, concentration to the DRASTIC final map, illustrated that all point with high concentration stand in the high pollution zones and this result showed the acceptable accuracy of DRASTIC model. From point of area view, 7.79% of plain lies in without risk of pollution class, 40.92% of plain in very low class, 41.61% of plain in low class, 9.66% of plain in low to moderate class and only 0.02% of plain drops in moderate to high class.

    Keywords: Vulnerability, DRASTIC model, Groundwater, Dehgolan Province
  • S. Shokri, A.A. Behnia, F. Radmanesh, A.M. Akhond Ali Page 63

    Among the variety of methods used for estimating runoff in the watershed, the SCS method has universal applicability, so the main aim of this study is the calibration of SCS method and the creation of flood hydrograph. The HEC-HMS hydrologic (rainfall-runoff) model has been used for Idanak watershed flood estimation. Using the residual sum of squared minimization function”, calibration process was completed and the results were evaluated at the end. The results indicate that models with no use of calibration would not be trustful. Relying on model parameters (CN, Ia) estimation using experimental relationships causes poor match between observed and simulated runoff and proves the necessity of calibration. In the models calibration and validation the difference of peak flows between hydrograph and simulated hydrograph is always less than 10 percent and coefficient of determination between the two is 0.82. the calibration model results show the efficiency of the model in estimation of runoff and flood peak flow. The validation results associated with the volume of runoff is not acceptable, because the difference between observed and simulated runoff volume is more than 31 percent.

    Keywords: Flood, Calibration, validation, HEC, HMS model, Idanak watershed
  • M. Rostami Khalaj, M. Mahdavi, Sh. Khalighi Sigarodi, A. Salajeghe Page 81

    Complex in hydrological and hydraulic processes are one of the distinguishing features of urban areas. Therefore, accurate determination of the input variables of urban models and their impact on model output is time consuming and difficult. Sensitivity analysis shows which parameters impact more severely the results and ranked model parameters according to their effect on model output which can be calculated using this method. In this study the sensitivity of affective variables that influence urban flood peak, was studied by using the SWMM model in Imam Ali town in Mashhad city. The initial value of the eight-parameter including percentage of impervious area (%Imperv), slope, width, N-Manning for impervious area, N-Manning for pervious area, depth of depression storage on impervious area, depth of depression storage on pervious area and percent of impervious area with no depression storage reduction (%Zero-Imperv) and increases in the range of acceptable change and flood peak discharge was selected as the dependent variable. Result showed that with 30% increase in the amount of impervious areas, peak discharge increases 3.38 percent and this parameter was recognized as the most effective parameter and percent of impervious area with no depression storage has the minimum impact on peak discharge. It is recommended to increasing in the amount of impervious areas that causes from land use change, urbanization, no doctrinaire infrastructures causes increases in peak discharge and flood risk hazard in urban area.

    Keywords: SWMM model, Sensitivity analysis, Urban flood, Peak flow, Mashhad
  • M.R. Javadi, H. Tehranipour, Sh.A. Gholami, M.A. Fatahi Ardakani Page 92

    Identifying areas with different potential to landslide occurrence is one of the primitive actions in natural resources management. In view of importance of recognizing appropriate method to estimate landslide, in this research, the efficiency of two methods of landslide hazard zonation including methods of Mora and Varson and Multivariate regression were compared. In this research, first, layer of landslide was created in Arc GIS using aerial photographs with scales of 1:20000 and 1:50000, field monitoring and GPS. To zone landslide hazard in research area using methods of Mora and Varson and Multivariate regression, efficient layers for each method were created. After creating and weighting each layer, research area zonation to be done. Assessment of results of different models using quality sum index (Qs) and correlation coefficient shows that Multivariate regression is the best model in zonation of research area from the view point of the landslide hazard. According to the Multivariate regression, research area was separated to six classes of landslide hazard. Therefore we can manage the basins and fighting with landslide hazard by less cost and time By selecting the best method.

    Keywords: Landslide, Mora, Varson s method, Multivariate regression, Kan Watershed