مهندسی و مدیریت آبخیز

پاسخ‌های مدیریتی بهبود سلامت آبخیز سد ایلام با استفاده از رویکرد DPSIR

احسان فتحی؛ محمدرضا اختصاصی؛ علی طالبی؛ جمال مصفایی

دوره 17، شماره 4 ، دی 1404، صفحه 406-423

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.367668.2088

چکیده

مقدمه در مدیریت جامع آبخیز، ارزیابی وضعیت و پویایی سلامت حوزه آبخیز به‌عنوان یکی از ابزارهای کلیدی برای شناسایی و اجرای پاسخ‌های مدیریتی کارآمد ضروری است. آسیب‌شناسی منابع آب و خاک و دلایل بروز مشکلات مختلف در حوزه‌های آبخیز، گامی بنیادین و اساسی در مدیریت پایدار منابع طبیعی به شمار می‌آید. این شناخت نه‌تنها امکان تحلیل عوامل ... بیشتر مقدمه در مدیریت جامع آبخیز، ارزیابی وضعیت و پویایی سلامت حوزه آبخیز به‌عنوان یکی از ابزارهای کلیدی برای شناسایی و اجرای پاسخ‌های مدیریتی کارآمد ضروری است. آسیب‌شناسی منابع آب و خاک و دلایل بروز مشکلات مختلف در حوزه‌های آبخیز، گامی بنیادین و اساسی در مدیریت پایدار منابع طبیعی به شمار می‌آید. این شناخت نه‌تنها امکان تحلیل عوامل تهدیدکننده را فراهم می‌کند، بلکه زمینه‌ساز شناسایی راه‌کارهای مناسب برای حفاظت و احیای منابع آبخیز نیز است. چارچوب DPSIR (نیروهای محرکه، فشارها، وضعیت، تأثیر و پاسخ) به‌عنوان یک مدل تحلیلی جامع، روابط علت و معلولی میان عوامل مختلف را تبیین کرده و به‌طور مؤثر وضعیت سلامت حوزه آبخیز را ارزیابی می‌نماید. هدف این پژوهش استفاده از چارچوب DPSIR برای تحلیل جامع وضعیت سلامت حوضه و شناسایی عوامل کلیدی مؤثر در کاهش آن، با تمرکز بر حوزه آبخیز سد ایلام است تا امکان ارائه راه‌کارهای مدیریتی مؤثر و پایدار فراهم شود. مواد و روش‌‌ها به‌منظور شناسایی دقیق عوامل مرتبط با هر یک از مولفه‌های چارچوب DPSIR، ابتدا مطالعات کتابخانه‌ای و بررسی منابع علمی به‌منظور دستیابی به ادبیات نظری و پژوهش‌های پیشین انجام شد. سپس، بازدیدهای میدانی از حوزه آبخیز برای ارزیابی وضعیت موجود و مشاهده مستقیم شرایط طبیعی و انسانی منطقه صورت گرفت. در ادامه، با برگزاری جلسات طوفان فکری و مصاحبه‌های نیمه‌ساختار یافته با کارشناسان و ذی‌نفعان محلی ازجمله آبخیزنشینان، اطلاعات جامعی درباره‌ آسیب‌ها و عوامل مؤثر بر آن‌ها گردآوری شد. بر اساس یافته‌های اولیه، پرسشنامه‌ای طراحی شد که روایی آن به‌وسیله جمعی از خبرگان تأیید شد. به‌منظور سنجش پایایی، از روش آلفای کرونباخ استفاده شد و نتایج حاصل پایایی مناسب پرسشنامه را نشان داد. نظرسنجی با استفاده از مقیاس لیکرت از 20 کارشناس و 20 آبخیزنشین انجام شد. سپس برای تحلیل داده‌ها و اولویت‌بندی گویه‌ها از دیدگاه مشارکت‌کنندگان، از آزمون فریدمن بهره گرفته شد تا اهمیت هر عامل در چارچوب DPSIR به‌دقت مشخص شود. نتایج و بحث طبق نتایج، در حوزه آبخیز سد ایلام پنج نیرو محرکه باعث ایجاد شدن 34 فشار بر منابع آبخیز و فشارها نیز به نوبه خود باعث به وجود آمدن 11 وضعیت نابه‌سامان در حوزه آبخیز شده است. وضعیت‌های موجود نیز 20 اثر ناخواسته را به‌دنبال داشته است. همچنین برای بهبود وضعیت موجود 32 پاسخ مدیریتی ارائه شد. در ادامه ماتریس روابط میان عوامل هر یک از مولفه‌های اصلی چارچوب DPSIR و اولویت‌بندی آن‌‌ها از دیدگاه دو گروه کارشناسان و خبرگان انجام گرفت. طبق نتایج میزان تطابق اولویت‌های مشترک در میان 40 درصد از مهم‌ترین اولویت‌ها به‌صورت 50 درصد برای نیرو محرکه، 69 درصد برای مولفه فشار، 80 درصد برای مولفه وضعیت، 75 درصد برای مولفه اثر و 84 درصد برای مولفه پاسخ بوده است. نتیجه‌‌گیری برنامه‌ریزی و سیاست‌گذاری برای دستیابی به توسعه اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی پایدار نیازمند دسترسی به اطلاعات دقیق و جامع از شرایط و پویایی‌های حوزه‌های آبخیز است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که شناسایی و به‌کارگیری راهکارهای مدیریتی مناسب می‌تواند نقش تعیین‌کننده‌ای در بهبود سلامت منابع طبیعی و اکوسیستم‌های حوزه آبخیز داشته باشد. این پژوهش با هدف شناسایی و اولویت‌بندی پاسخ‌های مدیریتی به‌منظور بهبود وضعیت محیط زیستی حوضه مورد مطالعه انجام شده است. تحلیل‌های انجام‌ شده با استفاده از رویکرد DPSIR، به‌عنوان چارچوبی کارآمد که امکان تحلیل علت و معلول را برای مسائل محیط زیستی را فراهم می‌کند؛ ابزارهایی را برای شناسایی مشکلات و چالش‌های اصلی حوضه فراهم کرده است و به شناسایی عوامل و فشارهای اصلی وارد بر منابع طبیعی پرداخته است. از این‌رو، پاسخ‌های مدیریتی ارائه‌شده می‌توانند به‌عنوان راهکارهای اجرایی برای بهبود شرایط موجود و پیشگیری از مشکلات آینده در مدیریت پایدار منابع طبیعی و اکوسیستم‌های حوضه مورد نظر استفاده شوند. این پاسخ‌های مدیریتی نه‌تنها از جنبه علمی بلکه در بعد اجرایی نیز نقش مهمی در توسعه و پیاده‌سازی برنامه‌های جامع مدیریت حوزه‌های آبخیز ایفا می‌کنند و راهکارهای عملی و مؤثری را برای تصمیم‌گیران به‌منظور بهبود وضعیت منابع طبیعی و اکوسیستم‌ها ارائه می‌دهند.

کاربست الگوریتم‌های یادگیری ماشین و عمیق موجکی برای پیش‌بینی جریان رودخانه کورکورسر نوشهر

ادریس معروفی نیا؛ احمد شرافتی؛ هیراد عبقری؛ یوسف حسن زاده

دوره 17، شماره 4 ، دی 1404، صفحه 424-447

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.369325.2115

چکیده

مقدمهپیش‌بینی دقیق جریان رودخانه برای مدیریت آب و کنترل سیلاب ضروری است. به‌دلیل رفتار پیچیده و غیرخطی جریان، مدل‌های سنتی کارایی لازم را ندارند. الگوریتم‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق راه‌حل‌های پیشرفته‌تری ارائه می‌دهند، اما دقت آن‌ها تحت تأثیر نوسانات ناگهانی اقلیمی قرار می‌گیرد. از این رو، برای بهبود پیش‌بینی، به‌کارگیری ... بیشتر مقدمهپیش‌بینی دقیق جریان رودخانه برای مدیریت آب و کنترل سیلاب ضروری است. به‌دلیل رفتار پیچیده و غیرخطی جریان، مدل‌های سنتی کارایی لازم را ندارند. الگوریتم‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق راه‌حل‌های پیشرفته‌تری ارائه می‌دهند، اما دقت آن‌ها تحت تأثیر نوسانات ناگهانی اقلیمی قرار می‌گیرد. از این رو، برای بهبود پیش‌بینی، به‌کارگیری روش‌های ترکیبی ضروری است. مرور پیشینه نشان می‌دهد که با وجود توانمندی بالای مدل‌های یادگیری ماشین، همچنان شکاف تحقیقاتی در زمینه مدیریت نوسانات چندمقیاسی در داده‌های جریان رودخانه وجود دارد. این موضوع، ضرورت به‌کارگیری روش‌های ترکیبی را برای افزایش دقت پیش‌بینی آشکار می‌سازد. نوآوری این پژوهش در ارائه یک چارچوب ترکیبی است که با ادغام تحلیل موجک برای تجزیه سیگنال جریان و یک مدل یادگیری عمیق قدرتمند، به طور همزمان الگوهای بلندمدت و نوسانات کوتاه‌مدت را مدل‌سازی می‌کند. مواد و روش‌‌ها در این پژوهش، به‌منظور پیش‌بینی جریان رودخانه کورکورسر نوشهر، از داده‌های هیدرولوژیکی شامل بارش روزانه و دبی جریان رودخانه در بازه زمانی ۲۰ ساله و سطح روزانه استفاده شد. متغیرهای ورودی شامل بارش روزانه (Pt) و دبی جریان با تاخیرهای زمانی یک، دو و سه‌ روزه (Qt-1, Qt-2, Qt-3) بودند. پیش از انجام فرایند مدل‌سازی، پیش‌پردازش داده‌ها شامل بازسازی داده‌های گمشده، حذف داده‌های پرت (خارج از محدوده نرمال) و نرمال‌سازی مقادیر به‌منظور بهبود کیفیت داده‌ها و افزایش قابلیت اعتماد آن‌ها در تحلیل‌های هیدرولوژیکی انجام پذیرفت. در این پژوهش، داده‌های حاصل از پایش جریان هیدرولوژیکی حوزه آبخیز به سه زیرمجموعه‌ آموزش (۷۰ درصد)، اعتبارسنجی (۱۵ درصد) و آزمون (۱۵ درصد) تفکیک شد. چهار سناریوی پیش‌بینی جریان بر اساس تحلیل ضریب همبستگی پیرسون به‌منظور شناسایی متغیرهای حساس و تعیین ورودی‌های مدل‌ها انتخاب شدند. فرایند مدل‌سازی جریان رودخانه با بهره‌گیری از دو الگوریتم یادگیری ماشین شامل جنگل تصادفی (RF) و شبکه عصبی بازگشتی یادگیری عمیق حافظه طولانی کوتاه مدت (LSTM) انجام شد. همچنین، به‌منظور افزایش دقت و بهبود قابلیت تعمیم‌پذیری مدل‌ها، روش‌های تبدیل موجکی متنوعی ازجمله موجک دابشیز نوع ۴ (Dabchiz 4)، موجک هار (Haar) و موجک کلاه مکزیکی (Mexican Hat) جهت استخراج ویژگی‌های چندمقیاسی و ترکیب آن‌ها با داده‌های ورودی مدل‌های RF و LSTM مورد استفاده قرار گرفتند. این رویکرد ترکیبی امکان شناسایی الگوهای زمانی-فضایی پیچیده در سری‌های زمانی هیدرولوژیکی را تسهیل نمود. پس از اتمام فرایند ارزیابی نهایی عملکرد مدل‌های پیش‌بینی، به‌منظور بهینه‌سازی ضرایب و فراسنجه‌های ساختاری آن‌ها، تبدیل موجک دابشیز نوع 4 (Db4) به کار گرفته شد. شاخص‌های ارزیابی عملکرد شامل ضریب تعیین (R²)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، درصد نااریبی (PBIAS)، میانگین درصد قدر مطلق خطا (MAPE) و ضریب بهره‌وری کلینگ-گوپتا (KGE) جهت سنجش دقیق بودن پیش‌بینی‌های مدل‌ها به‌کاربرده شدند. درنهایت، انتخاب بهینه‌ترین مدل‌ها بر اساس تحلیل مقایسه‌ای این معیارهای کمی انجام گرفت. همچنین، به‌منظور تجزیه ‌و تحلیل داده‌ها و ارائه بصری نتایج، از نمودارهای پراکندگی، سری‌های زمانی داده‌های مشاهده‌شده و پیش‌بینی‌شده، توزیع خطاها ازجمله هیستوگرام خطا، منحنی چگالی نرمال، تابع توزیع تجمعی خطا و نمودارهای چندک-چندک استفاده شد. نتایج و بحثنتایج نشان داد که در پیش‌بینی جریان رودخانه، گام‌های قبلی (تأخیرهای مختلف) مهم‌ترین متغیر در پیش‌بینی جریان تمام افق‌های بعدی است. نتایج نهایی در خصوص سناریوهای مدل نشان داد که سناریوی اول (S1) که فقط از متغیر بارش (Qt) استفاده می‌نماید، در تمامی حالات به‌عنوان ضعیف‌ترین عملکرد در پیش‌بینی انتخاب شد. همچنین سناریوی ششم (S6) که از تمامی متغیرهای موجود بهره می‌برد (Pt، Qt-1، Qt-2، Qt-3) دارای بهترین عملکرد در مرحله آموزش و آزمون برای مدل‌های منفرد و ترکیبی بوده است. یافته‌های پژوهش نشان داد که مدل ترکیبی جنگل تصادفی-موجک (RF-Wavelet) در دو حالت آموزش (R2=0.907، RMSE=0.0192) و آزمون (R2=0.942، RMSE=0.0106) دارای بهترین عملکرد بوده است. همچنین مدل منفرد یادگیری عمیق حافظه طولانی کوتاه مدت (LSTM) دارای ضعیف‌ترین عملکرد در مرحله آموزش (R2=0.499، RMSE=1.6) و آزمون (R2=0.579، RMSE=1.149) بوده است. همچنین یافته‌ها نشان داد که مدل موجک دابشیز 4 توانسته است با ترکیب با مدل جنگل تصادفی حدود 55 درصد خطای مدل منفرد RF را کاهش دهد. همچنین مدل موجک در ترکیب با مدل LSTM توانسته است حدود 39 دقت پیش‌بینی را افزایش دهد. همچنین مقایسه مدل‌های ترکیبی ترکیب شده با موجک نشان داد که مدل RF-Wavelet حدود 23 درصد نسبت به مدل ترکیبی LSTM-Wavelet خطای مدل را کاهش دهد. نتیجه‌‌گیری در این پژوهش، از مدل‌های مختلف تبدیل موجک شامل موجک دابشیز ۴، موجک هار و موجک کلاه مکزیکی برای تلفیق با الگوریتم‌های یادگیری ماشین RF و شبکه‌های LSTM بهره‌برداری شده است. تحلیل‌های کمی و کیفی نشان داد که تبدیل موجک دابشیز ۴ در بهبود دقت پیش‌بینی جریان رودخانه نسبت به سایر انواع موجک‌ها در هر دو چارچوب مدل RF و LSTM برتری معنی‌داری داشته است. ازاین‌رو، این نوع تبدیل موجک به‌عنوان مبنای اصلی برای ادغام با این دو مدل پیش‌بینی انتخاب و مورد استفاده قرارگرفته است. بررسی الگوی توزیع خطا در داده‌های آموزش نشان‌دهنده تمرکز عمده مقادیر خطا در نواحی مجاور صفر است. توزیع خطاها تقریباً به‌صورت تقارن دوطرفه مشاهده‌شده و سازگاری قابل‌توجهی با توزیع نرمال از خود نشان داده است. این الگو بیانگر دقت مطلوب مدل در فرایند آموزش و برازش داده‌ها است. درنهایت، مطالعه مذکور به توسعه مدل‌های مبتنی برداده به‌منظور تعیین بهینه‌ترین ترکیب متغیرهای پیش‌بینی‌کننده برای مدل‌سازی و پیش‌بینی جریان رودخانه متمرکز شد. این پژوهش به‌طور دقیقی نشان داد که ادغام تبدیل موجک دابشیز ۴ با مدل جنگل تصادفی RF به‌عنوان رویکرد بهینه و برتر در پیش‌بینی جریان‌های هیدرولوژیکی در مورد مطالعه حاضر عمل کرده است. مدل ترکیبی مذکور، علاوه بر ارتقاء قابل‌توجه عملکرد نسبت به مدل‌های تک‌محوری، با کاهش خطای پیش‌بینی تا حدود ۵۵ درصد، برتری شاخصی نسبت به مدل‌های پیچیده یادگیری عمیق، ازجمله LSTM و ترکیبات ترکیبی مرتبط نشان داده است. این دستاورد، اهمیت استخراج ویژگی‌های چندمقیاسی و زمانی-فرکانسی با استفاده از تبدیل موجک را برجسته می‌سازد و بر نقش محوری آن در بهبود دقت و قابلیت تعمیم پیش‌بینی جریان‌های هیدرولوژیکی، حتی در مقایسه با معماری‌های پیشرفته مدل‌های زمانی تأکید می‌کند.

فرسایش قابل تحمل: مفاهیم و روش‌های برآورد متناسب با شرایط ایران

یحیی پرویزی؛ زهرا گرامی

دوره 17، شماره 4 ، دی 1404، صفحه 448-476

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2024.365322.2055

چکیده

مقدمه برآوردهای انجام شده در کشور، نشان از هدررفت سالانه حدود یک میلیارد مترمکعب خاک از عرصه منابع اراضی کشور است. اگرچه ارزش‌گذاری اقتصادی این حجم از اتلاف منابع خاک از این رهگذر کار دشواری است، ولی با توجه ‌به تعادل شکننده زیست‌بوم‌های موجود در منابع اراضی کشور، می‌توان پیش‌بینی کرد که این حجم اتلاف منابع چه زیان جبران‌ناپذیر ... بیشتر مقدمه برآوردهای انجام شده در کشور، نشان از هدررفت سالانه حدود یک میلیارد مترمکعب خاک از عرصه منابع اراضی کشور است. اگرچه ارزش‌گذاری اقتصادی این حجم از اتلاف منابع خاک از این رهگذر کار دشواری است، ولی با توجه ‌به تعادل شکننده زیست‌بوم‌های موجود در منابع اراضی کشور، می‌توان پیش‌بینی کرد که این حجم اتلاف منابع چه زیان جبران‌ناپذیر و برگشت‌ناپذیری را به ظرفیت تولید و کارکرد این منابع وارد می‌کند. بخشی از این اتلاف خاک به‌وسیله فرایندهای خاک‌سازی جبران و جایگزین می‌شود و تا زمانی که میزان فرسایش از نرخ خاک‌سازی پیشی ‌نگرفته است، به‌ نوعی فرایندی طبیعی و اجتناب‌ناپذیر تلقی می‌شود. داشتن اطلاع از نرخ جایگزینی طبیعی برای رصد تغییرات کیفیت و کمیت این منبع طبیعی و دانستن روند زوال یا بهبودی آن ضروری است. به‌علاوه، فرسایش خاک در خارج از محل وقوع خود، خساراتی را از منظر اقتصادی، تنوع زیستی و نیز بر چشم‌انداز طبیعی وارد می‌کند. حد قابل تحمل این نوع خسارات نیز استاندارد علمی خاص خود را طلب می‌‌کند. از سوی دیگر، سالانه ارقام کلانی از منابع مالی کشور صرف اقدامات آبخیزداری می‌شود. این در حالی است که یک استاندارد منطقه‌ای کمی برای طراحی این اقدامات و همچنین یک شیوه‌نامه کاربردی، برای ارزیابی میزان اثرگذاری این اقدامات در دست نیست. این استاندارد و نیز کمیت نرخ باززایی و تجدید‌پذیری خاک، در جهان تحت عنوان فرسایش قابل تحمل خاک (T) شناخته شده است. مواد و روش‌هادر این نوشتار تلاش شده تا ضمن رصد توسعه مفاهیم فرسایش قابل تحمل در جهان، فنون و شیوه‌‌های توسعه یافته، با نگاهی به قابلیت تعمیم و کاربرد در شرایط ایران مورد بررسی قرار گیرد. در این پژوهش، مروری بر 109 مقاله علمی پژوهشی داخلی و خارجی صورت گرفته است و خلاصه‌ای از نحوه شکل‌گیری مفهوم فرسایش قابل تحمل در علوم خاک، عامل‌های مؤثر بر مقدار T و همچنین روش‌های محاسبه آن معرفی و ارزیابی می‌شود. علاوه‌بر این، خلاصه‌ای از تحقیقات صورت‌گرفته و نتایج آن‌‌ها در ارتباط با فرسایش قابل تحمل و آشنایی با روش‌های مختلف در این زمینه ارائه و پیشنهادها و نیازهای تحقیقاتی و راهکارهای بهینه برآورد فرسایش قابل‌ تحمل برای شرایط کشور معرفی شده است. نتایج و بحثمفهوم فرسایش قابل تحمل خاک که در برنامه‌های حفاظت خاک به‌کار می‌رود، برای حفظ قابلیت تولید نامحدود زمین‌های زراعی در درازمدت مناسب نیست. زیرا این مقادیر بر اساس فرضیات نادرستی درباره نرخ‌های تشکیل لایه سطحی خاک و فرایندهای هوازدگی معدنی تعیین شده‌اند. این مفهوم بر دو فرض بنا شده است: اول، دانشمندان خاک می‌توانند به‌طور قابل اعتماد و دقیق، بیشینه نرخ‌های فرسایش قابل تحمل را ارزیابی کنند. دوم، سیاست‌گذاران می‌توانند این ارزیابی‌ها را به‌طور عینی در برابر منافع یا نیازهای مختلف سنجش و متعادل کنند. در حالی که هر دو فرض باید به چالش کشیده شوند تا صحت آن‌‌ها مشخص شود. ممکن است ملاحظات سیاسی کوتاه‌ مدت ایجاب کند که سیاست‌های عمومی به تدریج اجازه دهند منابع خاک بدون وقفه تخریب شوند. تا حدی که دیگر برای کشاورزی قابل استفاده نباشند. اما حمایت مستمر از چنین سیاستی باید به وضوح به میزان و کیفیت اطلاعات موجود درباره نرخ‌های تشکیل خاک در شرایط کشاورزی توجه داشته باشد. مقادیر فرسایش قابل تحمل خاک بسیار مهم هستند و نباید بر اساس فرضیات نادرست و غیرعلمی تعیین شوند. نکته دیگر آن‌‌که، بررسی خسارات فرسایش خاک در خارج از محل وقوع فرسایش بر روی تأسیسات، زیرساخت‌ها و منابع زیستی نیز مستلزم رصد کردن شاخص‌‌هایی در خارج از محل وقوع فرسایش برای ارزیابی است. در مجموع با بررسی روش‌‌های تعیین فرسایش قابل تحمل ارائه شده می‎‌توان بیان کرد که روش‌های پیشنهادی Macedo می‌تواند روش مناسبی برای شرایط ایران باشد، با توجه به کمبود داده در ایران و از این نظر که ویژگی‎های مورد بررسی در این روش سهل‌‌الوصول هستند. نتیجه‌گیریبا توجه به این‌‌که پذیرش مفهوم فرسایش قابل تحمل بر اساس شرایط حاصلخیزی (توان تولید) و سرعت تشکیل خاک کافی نیست و اثرات برون عرصه‌ای فرسایش خاک نیز باید در آن لحاظ شود، در نتیجه تحقیقات بیشتر و علمی‌تری در این زمینه ضروری است. از آنجایی که مفهوم تحمل از دست دادن خاک برای برنامه‌ریزی راهبردهای حفاظت خاک مفید است، برآورد کمی آن نیز ضروری است و بهتر است با در نظر گرفتن رگبارهای حدی به جای شرایط متوسط انجام شود. به همین دلیل، باید تحقیقاتی در زمینه توزیع آماری بیشینه تلفات سالانه خاک در مناطق مختلف جهان انجام شود.

آشکارسازی روند تغییرات دبی سرشاخه‌های رودخانه کارون و اثرگذاری الگوهای دور پیوند منطقه‌ای و جهانی بر روی آن

نظام تنی؛ کمال امیدوار؛ احمد مزیدی؛ غلامعلی مظفری

دوره 17، شماره 4 ، دی 1404، صفحه 477-497

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.366517.2075

چکیده

مقدمهتغییر در نوسانات دبی رودخانه‌ها چه به‌صورت افزایشی یا کاهشی می‌تواند خسارت‌های جبران‌ناپذیری برای محیط‌زیست انسانی و طبیعی داشته باشد. امروزه پذیرفته‌شده که نوسان در فازهای مختلف الگوهای دور پیوندی می‌تواند افزایش یا کاهش دبی رودخانه‌ها را در مناطق مختلف جهان با توجه به اثرگذاری هر الگو بر دوره‌های بارشی، تبخیر و تعرق ... بیشتر مقدمهتغییر در نوسانات دبی رودخانه‌ها چه به‌صورت افزایشی یا کاهشی می‌تواند خسارت‌های جبران‌ناپذیری برای محیط‌زیست انسانی و طبیعی داشته باشد. امروزه پذیرفته‌شده که نوسان در فازهای مختلف الگوهای دور پیوندی می‌تواند افزایش یا کاهش دبی رودخانه‌ها را در مناطق مختلف جهان با توجه به اثرگذاری هر الگو بر دوره‌های بارشی، تبخیر و تعرق و خشکسالی در پی داشته باشد. مواد و روش‌هابدین‌منظور برای انجام این پژوهش داده‌های دریافتی 28 شاخص مهم دور پیوندی تأثیرگذار بر اقلیم ایران از وب سایت NOAA دریافت شد. همچنین آمار دبی ایستگاه‌های هیدرومتری منتخب بالادست سدهای مستقر بر روی رودخانه کارون (ایستگاه‌های تله‌زنگ، لردگان، ارمند، پاتاوه و کتا) طی سری زمانی 30 ساله (2022-1993) از وزارت نیرو جهت مطالعه دریافت و مورد بررسی قرار گرفته شد. پس از بررسی اولیه بر روی‌داده‌های دبی، با استفاده از روش رگرسیون چندگانه جهت برآورد داده‌ها مفقودی از صحت و انسجام داده‌ها اطمینان حاصل شد. این روش به‌دلیل حفظ روند کلی داده‌ها و کاهش اختلالات داده‌ای انتخاب شد. سپس برای محاسبه روند و شدت تغییرات دبی فصلی و سالانه، از روش ناپارمتری من‌کندال و تایل سن استفاده شد. در ادامه، ارتباط بین شاخص‌های دورپیوندی و دبی رودخانه با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون در سه مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و سالانه هم به‌صورت هم‌زمان و هم با تأخیر یک تا سه‌ماهه انجام شد. با توجه به تعداد بالای شاخص‌ها، تنها مواردی که دارای همبستگی معنی‌دار با دبی بودند، وارد تحلیل‌های نهایی شدند. نتایج و بحثطبق نتایج به‌دست‌آمده به‌طور متوسط روند مجموع میانگین دبی طی دوره موردمطالعه به‌طور پیوسته کاهشی بوده است. به‌طوری‌که میانگین دبی در تمام فصل‌ها، با روند کاهشی همراه بوده و این مقدار در مقیاس سالانه طی دوره موردمطالعه با کاهش معنی‌دار 11.3 مترمکعب در سال با جهش منفی (4.1- =Z) همراه بوده است. همچنین ارتباط بین الگوهای دور پیوند با دبی حوضه مورد مطالعه طی سری زمانی مورد نظر مورد واکاوی قرار گرفت. طبق نتایج به‌دست‌آمده طی مقیاس‌های زمانی مختلف (ماهانه، فصلی و سالانه) الگوهای دور پیوند متعددی ازجمله الگوهای GLBTS، WHWP، SOI، SOLAR FLUX، TSA، TNA، NINO4،AMO ، AMM، MEIVE2،PDO ، NINO1، AAO، WARMPOOL، PNA، EPO، WP، TNH، NCP، RMM1 و RMM2 به‌صورت هم‌زمان یا با تأخیر یک تا سه ماهه همبستگی معنی‌دار در سطح 0.05 و 0.01 با دبی سرشاخه‌های رودخانه کارون طی سری زمانی موردمطالعه داشته‌اند. نتیجه‌گیریدرمجموع می‌توان بیان کرد، میانگین دبی ایستگاه‌های منتخب در بالادست سدهای رودخانه کارون روند کاهشی داشته است. همچنین مشخص شد بین نوسانات برخی از الگوهای دور پیوندی با دبی همبستگی معنی‌داری به‌صورت هم‌زمان و با تأخیر وجود دارد. بنابراین می‌توان نتیجه‌گیری کرد که الگوهای دور پیوند ذکرشده می‌توانند بر دبی این حوضه تأثیرگذار باشند. از طرفی با توجه به قابل پیش‌بینی بودن نوسانات الگوهای دور پیوند موردنظر و وجود همبستگی معنی‌دار با دبی می‌توان میزان نوسانات دبی رودخانه کارون را در آینده به‌صورت ماهانه، فصلی و یا سالانه با توجه به نتایج این پژوهش پیش‌بینی کرد.

بررسی ارزش گردشگری چشم‌‌اندازهای زمین‌‌گردشگری حوزه آبخیز حبله‌رود با استفاده از مدل پرالونگ (Prolong)

مریم صبوری؛ هایده آرا؛ محمد کیا کیانیان؛ امین صالح پور جم

دوره 17، شماره 4 ، دی 1404، صفحه 498-513

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.367385.2086

چکیده

مقدمهطی دهه‌های اخیر بهره‌برداری مفرط و غیراصولی از منابع حوزه‌های آبخیز (خاک، آب و پوشش گیاهی) باعث کاهش سلامت آن‌‌ها شده است. یکی از این پاسخ‌‌ها، که می‌‌تواند نقش پیشگیرانه داشته باشد، توجه به معیشت جایگزین و به‌خصوص صنعت بوم‌‌گردی و گردشگری است. از این‌‌رو، شناخت ژئوسایت‌‌ها و ژئومورفوسایت‌‌های مناطق مختلف ضرورت می‌‌یابد. ... بیشتر مقدمهطی دهه‌های اخیر بهره‌برداری مفرط و غیراصولی از منابع حوزه‌های آبخیز (خاک، آب و پوشش گیاهی) باعث کاهش سلامت آن‌‌ها شده است. یکی از این پاسخ‌‌ها، که می‌‌تواند نقش پیشگیرانه داشته باشد، توجه به معیشت جایگزین و به‌خصوص صنعت بوم‌‌گردی و گردشگری است. از این‌‌رو، شناخت ژئوسایت‌‌ها و ژئومورفوسایت‌‌های مناطق مختلف ضرورت می‌‌یابد. هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی ارزش گردشگری چشم‌اندازهای ژئومورفوتوریستی حوضه حبله‌‌رود با استفاده از مدل پرالونگ است. مواد و روش‌‌هابرای ارزیابی این ژئوسایت‌‌ها، با مطالعات میدانی و کتابخانه‌‌ای اطلاعات دقیقی نسبت به منطقه مورد مطالعه به‌‌دست آمد. حوزه آبخیز حبله‌رود با وسعت 1265977 هکتار در در استان‌های تهران و سمنان واقع شده است. از بین مکان‌‌های ژئومورفیک منطقه حبله‌رود، سه مکان انتخاب شد و برای هر یک از مکان‌‌های ژئومورفیک یک شناسنامه تهیه شد. مکان‌‌ها شامل روستای رودافشان در غرب شهر دماوند، چشمه خُمده و تنگه‌واشی هستند. در این تحقیق، بنابر مدل پرالونگ، نظرسنجی از تعدادی کارشناسان آگاه نسبت به منطقه مورد مطالعه و گردشگران بازدیدکننده (30 نفر) با استفاده از روش نمونه‌‌گیری تصادفی ساده به عمل آمد. مدل مذکور، به‌طور ویژه به ارزیابی کیفیت گردشگری ژئومورفوسایت‌‌ها و بهره‌‌وری آن‌‌ها می‌‌پردازد. در این مدل، ارزش گردشگری یک مکان با میانگین ارزش‌‌های زیبایی، علمی، فرهنگی و اقتصادی مورد سنجش قرار گرفت. معیارها و مقیاس‌‌های خاصی برای تعیین ارزش هر یک از جنبه‌‌های عیار گردشگری مکان‌‌های ژئومورفیکی تعریف شده است. در چنین حالتی، عیار گردشگری یک مکان عبارت از میانگین این چهار معیار است. نتایج و بحثپس از سنجش داده‌‌ها مشخص شد که از بین سه نمونه انتخاب شده، ژئوسایت تنگه‌واشی با عیار گردشگری 0.54 و میانگین ارزش بهره‌‌وری 0.68، دارای بالاترین ارزش ژئومورفوتوریسمی است. آن‌‌چه باعث بالابردن ارزش و اهمیت تنگه‌واشی شده است، منحصر به فردبودن آن در سطح کشور، اقلیم مساعد و خنک، شکل‌های ژئومورفولوژی و حکاکی‌‌های کم‌‌ نظیر بر روی دیواره سنگی تنگه و همچنین منظره آبشار و وجود چمن‌زار بسیار زیبا در اطراف این تنگه است. این تنگه با رودخانه خروشان و با آب خنک جذابیت بسیاری را برای عموم مردم و گردشگران به وجود آورده است. ژئوسایت‌های غار رودافشان با عیار گردشگری (0.41) در رتبه دوم قرار گرفت. دلایل کسب این رتبه را می‌توان تجمع پدیده‌‌های ژئومورفولوژیکی به‌صورت فشرده در محدوده کوچک (داخل غار)، واقع شدن در کنار روستای رودافشان و جاذبه‌‌های طبیعی (رودخانه دلیچای، طبیعت بکر روستا با درختان سرسبز و بلند)، آن دانست. چشمه آب معدنی خمده با عیار (0.31)، رتبه سوم را به خود اختصاص داد. دلیل آن منحصر به فرد بودن چشمه در نوع خود در این منطقه، خاصیت درمانی آن، مجاورت با رودخانه پرآب حبله‌‌رود، طبیعت زیبای اطراف آن و دسترسی آسان به جاده آسفالته است. ارزیابی‌‌ها نشان‌‌دهنده آن است، که ارزش‌‌های گردشگری لندفرم‌‌های ژئومورفولوژیکی منطقه تنگه‌واشی عمدتاً به‌دلیل بالابودن ارزش زیبایی ظاهری و ارزش فرهنگی و ارزش علمی این لندفرم است. به رابطه بین این ارزش‌‌ها باید توجه شود. به‌طورکلی، در همه لندفرم‌‌ها، عیار ظاهری و عیار علمی به هم نزدیک هستند. نتیجه‌‌گیریطبق نتایج، بیشترین عیار و ارزش گردشگری مربوط به تنگه‌واشی و کمترین میزان مربوط به چشمه آب معدنی خمده است، اما به جز تنگه‌واشی، نسبت عیار علمی و ظاهری زیبایی و میزان بهره‌‌وری در لندفرم‌‌های دیگر بسیار پایین است. ضروری است با تجهیز این لندفرم‌‌ها به امکانات مورد نیاز گردشگران، موجبات بهره‌برداری بهینه از این مناطق فراهم شود. ارزش گردشگری این مکان‌‌ها وابسته به بالا بودن عیار ظاهری زیبایی و عیار فرهنگی و علمی آن‌‌ها است. عواملی مانند دشواری دسترسی، نبود امکانات و تسهیلات رفاهی و خدماتی مناسب و عدم توجه به ژئوتوریسم در کاهش مجموع عیارهای محاسبه شده مؤثر بوده است.

ارزیابی و تحلیل مکانی خدمات بوم‌سازگان هیدرولوژیکی حوزه آبخیز نیشابور با استفاده از نرم‌افزار InVEST

اسما بادامه؛ محمود آذری؛ علی گلکاریان

دوره 17، شماره 4 ، دی 1404، صفحه 514-533

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.368355.2098

چکیده

مقدمهبو‌مسازگان‌های طبیعی نقش حیاتی در حفظ فرایندهای محیطی و سامانه‌های حیاتی دارند، اما به‌دلیل تغییرات در استفاده از زمین و مدیریت نادرست، خدمات بوم‌سازگانی که برای حیات انسان ضروری هستند، کاهش یافته است. این کاهش باعث بروز مشکلاتی در زمینه‌های انرژی، آب و هوا و خدمات بوم‌سازگان شده است. با افزایش جمعیت و نیازهای انسانی، ... بیشتر مقدمهبو‌مسازگان‌های طبیعی نقش حیاتی در حفظ فرایندهای محیطی و سامانه‌های حیاتی دارند، اما به‌دلیل تغییرات در استفاده از زمین و مدیریت نادرست، خدمات بوم‌سازگانی که برای حیات انسان ضروری هستند، کاهش یافته است. این کاهش باعث بروز مشکلاتی در زمینه‌های انرژی، آب و هوا و خدمات بوم‌سازگان شده است. با افزایش جمعیت و نیازهای انسانی، فشارها بر بوم‌سازگان‌ها بیشتر شده و این مسائل اهمیت خدمات بو‌م‌سازگانی را در سطح جهانی برجسته کرده است. نرم‌افزار InVES به‌عنوان ابزاری برای ارزیابی و نقشه‌برداری از این خدمات، در پروژه سرمایه طبیعی توسعه یافته است. هدف این پژوهش کاربرد نرم‌افزار InVEST به‌منظور تحلیل مکانی خدمات بوم‌سازگان هیدرولوژیکی حوزه آبخیز نیشابور است. مواد و روش‌هادر این پژوهش، از دو زیرمدل تولید آب فصلی و مدل نسبت تحویل رسوب درInVEST برای ارزیابی میزان آبدهی و تعیین فرسایش خاک در حوضه مورد مطالعه استفاده شد. برای اجرای این مدل به نقشه‌های مدل رقومی ارتفاع، حوضه و زیرحوضه‌ها، بارش، تبخیر و تعرق مرجع، گروه هیدرولوژیکی خاک، کاربری اراضی، فرسایش‌پذیری خاک، فرسایندگی باران و همچنین جدول اطلاعات بیوفیزیک و تعداد رویداد بارش نیاز است. برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل در حوضه مطالعاتی، از آمار سه ایستگاه هیدرومتری حوضه برای دوره 1982 تا 1993 استفاده شد. سپس با تنظیم پارامترهای حساس مدل، شامل پارامتر β (پارامتر توپوگرافی محلی و خاک)، ϒ (پارامتر میزان نفوذ در سلول)، Z (تعداد وقایع باران)، CN، و (پارامترهای ارتباط بین اتصال هیدرولوژیکی و نسبت تحویل رسوب) در محدوده مجاز واسنجی شد. این واسنجی با استفاده از مقادیر دبی و رسوب ثبت‌شده در ایستگاه‌های بار اریه، طاغون و زرنده برای دوره 1982 تا 1989 انجام و برای دوره 1990 تا 1993 اعتبارسنجی شد. برای تعیین خدمات بوم‌سازگان هیدرولوژیکی، نقشه‌های ماهانه دما و بارش WorldClim برای دوره 1970 تا 2000 با تفکیک‌پذیری مناسب استفاده و مدل بر اساس آن اجرا شد. نتایج و بحثاز میان پارامترهای α، β، ϒ، CN، Z، و مدل بیشترین حساسیت را به پارامترهای Z (تعداد وقایع بارندگی)، CN، و نشان داد. الگوی تغییرات مکانی رواناب در حوضه نیشابور نشان می‌دهد که رواناب عمدتاً تحت تأثیر بارش است. بخش‌های شمالی، شمال شرقی و شرق حوضه به‌دلیل شیب‌های تند و بارش‌های شدید، رواناب سریع‌تری دارند، در حالی که در بخش‌های جنوب غربی، جنوب و میانه حوضه، رواناب سریع کمتر است. همبستگی بالای 0.83 بین بارش و رواناب، تأثیر قوی بارش بر رواناب را تأیید می‌کند. مقدار متوسط رواناب سالانه در حوضه نیشابور 34.4 میلی‌متر است. بالاترین مقدار رواناب سریع در زیرحوضه 1 و کمترین مقدار در زیرحوضه 4 مشاهده شده است. خاک‌های با نفوذپذیری کم در زیرحوضه 1 باعث افزایش رواناب سریع شده، در حالی که خاک‌های نفوذپذیرتر در زیرحوضه 4، این مقدار را کاهش می‌دهند. در زمینه آبدهی سالانه، متوسط سالانه آبدهی حوضه 43.4 میلی‌متر است. بالاترین آبدهی در زیرحوضه 1 و کمترین آن در زیرحوضه 5 گزارش شده است. این تفاوت‌ها عمدتاً به تأثیرات شرایط اقلیمی و نوع کاربری اراضی مربوط می‌شوند. متوسط فرسایش در حوضه نیشابور برابر با 0.6 تن در هکتار در سال است. بالاترین میزان فرسایش در زیرحوضه 3 و کمترین میزان در زیرحوضه 4 مشاهده می‌شود. مناطق با شیب‌های زیاد و بارش‌های شدید بیشتر در معرض فرسایش هستند. مهم‌‌ترین یافته در زمینه نگهداشت خاک این است که میزان نگهداشت خاک در تمامی زیرحوضه‌ها بیشتر از میزان فرسایش است. زیرحوضه 3 بالاترین میزان نگهداشت خاک را دارد، در حالی که زیرحوضه 4 با کمترین میزان نگهداشت خاک به حفاظت بیشتری نیاز دارد. کاربری‌های جنگل و کاربری بیشه‌زار و درختچه بیشترین توانایی را در نگهداشت خاک و اراضی شور و نمک زار و کاربری مسکونی کمترین نقش در نگهداشت خاک را دارند. نتیجه‌گیریتعیین خدمات بوم‌سازگان هیدرولوژیکی حوزه‌های آبخیز به‌منظور مدیریت بهتر و هدفمند حوضه حائز اهمیت است. این پژوهش با هدف تحلیل مکانی این خدمات در حوزه آبخیز نیشابور در استان خراسان رضوی انجام شد. در بخش‌های شمال و شمال شرقی حوضه مقدار آبدهی بیشتر است، این موضوع می‌تواند در بهره برداری از منابع آب حوضه و اجرای اقدامات کنترل سیل در این مناطق مد نظر قرار بگیرد. در بحث نگهداشت خاک نیز نتایج پژوهش بیانگر آن است که زیرحوضه 3 با بیشترین میزان نگهداشت خاک، پتانسیل بالایی در جلوگیری از فرسایش را دارد. در مقابل، زیرحوضه 4 با کمترین میزان از نگهداشت خاک، پتانسیل کمی در جلوگیری از فرسایش را دارد. در مجموع نتایج پژوهش بیانگر اهمیت بررسی الگوی ارائه خدمات بوم‌سازگانی هیدرولوژیکی در مدیریت حوزه‌های آبخیز است.

ارزیابی و پهنه‌بندی خطر فرونشست زمین در حوزه‌های آبخیز استان اصفهان با استفاده از روش تداخل‌سنجی راداری روزنه مصنوعی با پراکنده‌سازهای ماندگار (PSInSAR)

کورش شیرانی؛ مهرداد پسندی

دوره 17، شماره 4 ، دی 1404، صفحه 534-552

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.367922.2091

چکیده

مقدمهفرونشست زمین به‌عنوان یکی از مخاطرات زمین‌شناسی، تأثیرات گسترده‌ای بر زیرساخت‌ها، کشاورزی و محیط‌زیست دارد. این پدیده می‌تواند ناشی از عواملی همچون برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی، فعالیت‌های معدنی، استخراج نفت/ گاز و یا عوامل طبیعی مانند تراکم رسوبات و حرکات تکتونیکی باشد. پایش دقیق این پدیده با استفاده از تکنولوژی‌های ... بیشتر مقدمهفرونشست زمین به‌عنوان یکی از مخاطرات زمین‌شناسی، تأثیرات گسترده‌ای بر زیرساخت‌ها، کشاورزی و محیط‌زیست دارد. این پدیده می‌تواند ناشی از عواملی همچون برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی، فعالیت‌های معدنی، استخراج نفت/ گاز و یا عوامل طبیعی مانند تراکم رسوبات و حرکات تکتونیکی باشد. پایش دقیق این پدیده با استفاده از تکنولوژی‌های نوین، راهکاری کلیدی برای کاهش آثار زیان‌بار آن به شمار می‌رود. روش تداخل‌سنجی راداری روزنه مصنوعی (InSAR)، به‌ویژه تکنیک پراکنده‌سازهای ماندگار (PSInSAR)، یکی از پیشرفته‌ترین روش‌ها برای پایش تغییرات سطح زمین است. این روش با دقت میلی‌متری، امکان شناسایی جابجایی‌های کوچک زمین را فراهم می‌کند و ابزار مهمی برای پایش بلندمدت فرونشست در مناطق وسیع می‌باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی و پهنه‌بندی خطر فرونشست زمین در برخی از مهم‌ترین حوزه‌های آبخیز استان اصفهان، شامل اصفهان-برخوار، نجف‌آباد، مهیار شمالی، مهیار جنوبی و کوهپایه-سجزی، با استفاده از داده‌های صعودی، نزولی و ترکیبی (صعودی-نزولی) ماهواره Sentinel-1 و تکنیک PSInSAR انجام شده است. این پژوهش ضمن ارائه اطلاعات دقیق در مورد وسعت و شدت فرونشست، به شناسایی الگوهای مکانی و زمانی این پدیده پرداخته و نتایج آن برای سیاست‌گذاری و مدیریت خطرات فرونشست می‌تواند بسیار حائز اهمیت باشد. مواد و روش‌هامنطقه مورد مطالعه شامل حوزه‌های آبخیز گسترده‌ای است که نه‌تنها کلان‌شهر اصفهان را در بر می‌گیرد، بلکه مناطق وسیعی از زمین‌های کشاورزی و سکونتگاه‌های مهم را نیز شامل می‌شود. در این مطالعه، داده‌های راداری Sentinel-1 مربوط به دوره زمانی 1393 (2014) تا 1402 (2023) مورد استفاده قرار گرفته است. این داده‌ها شامل تصاویر صعودی و نزولی این ماهواره می‌باشد که ترکیب آن‌ها به حذف ابهامات ناشی از جهت جابجایی کمک می‌نماید. در ابتدا، پردازش اولیه داده‌ها انجام گردیده که شامل هم‌ثبت‌سازی تصاویر به‌منظور تطابق دقیق پیکسل‌ها و تولید تداخل‌نگارها برای استخراج تغییرات فاز می‌باشد. سپس شناسایی پراکنده‌سازهای ماندگار (PS) صورت گرفته است که در این مرحله، نقاطی با بازتاب پایدار رادار با استفاده از شاخص پراکندگی دامنه (ADI) و تحلیل پایداری فاز شناسایی شده‌اند. در گام بعد، تصحیح خطاهای جوی و مداری با استفاده از مدل‌های آماری و روش‌های وارون‌سازی انجام شده تا اثرات جوی و خطاهای مداری حذف شوند. سپس به توسط تحلیل سری زمانی تغییرات زمین، جابجایی در طول زمان محاسبه گردیده و داده‌ها به مختصات جغرافیایی تبدیل شده‌اند. در ادامه، داده‌های به‌دست‌آمده با داده‌های زمینی و سایر منابع مستقل مقایسه شده تا دقت و قابلیت اعتماد نتایج اعتبارسنجی شود. نهایتاً نقشه‌های پهنه‌بندی شامل نقشه‌های فرونشست تجمعی، نرخ سالیانه فرونشست و پهنه‌های خطر وقوع این پدیده تهیه شده‌اند. نتایج و بحثنتایج نشان می‌دهد که فرونشست زمین در منطقه مورد مطالعه از مقدار ناچیز تا 55 سانتی‌متر در بازه 9 ساله مورد بررسی متغیر می‌باشد. نرخ سالیانه فرونشست در مناطقی از حوضه‌های اصفهان-برخوار و مهیار جنوبی به 6 سانتی‌متر در سال رسیده است. ترکیب داده‌های صعودی و نزولی علاوه بر کمک به کاهش خطاها، امکان تفکیک جابجایی‌های عمودی و افقی زمین را نیز فراهم ساخته است. بیشترین فرونشست تجمعی در مناطق شهری و کشاورزی حوضه اصفهان-برخوار و همچنین در محدوده رسوبات رسی در حوضه مهیار جنوبی مشاهده می‌شود. پهنه‌بندی خطر نشان می‌دهد که حوضه‌های اصفهان-برخوار و مهیار جنوبی دارای بیشترین مساحت پهنه‌های با خطر بسیار زیاد هستند. در سایر حوضه‌ها، مناطق با خطر متوسط و کم غالب هستند. نقشه‌های پهنه‌بندی، ارتباط مستقیمی را بین بیشترین میزان فرونشست و کاربری اراضی (مانند مناطق شهری و کشاورزی) و همچنین ویژگی‌های زمین‌شناسی (رسوبات رسی و کلوت‌ها) نشان می‌دهند. نتیجه‌گیریاستفاده از تکنیک PSInSAR برای پایش فرونشست زمین در استان اصفهان، اطلاعات ارزشمندی درباره الگوها و روند این پدیده ارائه نموده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که فرونشست در حوضه‌های اصفهان-برخوار و مهیار جنوبی نه تنها شدید است، بلکه روند مداومی دارد. این موضوع نیازمند برنامه‌ریزی فوری و اجرای اقدامات مدیریتی برای کاهش خطرات فرونشست است. ارتباط بین فرونشست و عوامل انسان‌زاد مانند برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی و ویژگی‌های زمین‌شناسی بر ضرورت برنامه‌ریزی یکپارچه برای مدیریت پایدار منابع آب و استفاده از زمین تأکید دارد. نقشه‌های پهنه‌بندی خطر ارائه‌شده در این مطالعه، ابزار ارزشمندی برای سیاست‌گذاران و برنامه‌ریزان شهری به‌منظور مدیریت بهینه ریسک‌های ناشی از فرونشست زمین است. پژوهش‌های آینده باید بر پایش مداوم و توسعه مدل‌های پیش‌بینی فرونشست برای مقابله مؤثر با این پدیده متمرکز شوند.

تخمین کیفیت آب سطحی و ارزیابی الگوریتم‌های یادگیری ماشین در آبخیز چم انجیر

مریم آریا صدر؛ داریوش رحیمی؛ مهران زند؛ هادی امیری

دوره 17، شماره 4 ، دی 1404، صفحه 553-570

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.368639.2102

چکیده

مقدمه کیفیت آب مصرفی در بخش‌‌های شرب و کشاورزی از شاخص‌‌های مهم توسعه پایدار است. فعالیت‌‌های کشاوررزی و صنعتی انسان منجر به کاهش کیفیت آب شده است. از سوی دیگر، محدودیت منابع آب شیرین و با کیفیت مناسب از دیگر محدودیت‌‌های منابع آب است. پیچیدگی سامانه‌‌های آبی، تغییرات آن در طول زمان و مکان، افزایش هزینه و زمان‌‌بر بودن آزمایش ... بیشتر مقدمه کیفیت آب مصرفی در بخش‌‌های شرب و کشاورزی از شاخص‌‌های مهم توسعه پایدار است. فعالیت‌‌های کشاوررزی و صنعتی انسان منجر به کاهش کیفیت آب شده است. از سوی دیگر، محدودیت منابع آب شیرین و با کیفیت مناسب از دیگر محدودیت‌‌های منابع آب است. پیچیدگی سامانه‌‌های آبی، تغییرات آن در طول زمان و مکان، افزایش هزینه و زمان‌‌بر بودن آزمایش کیفیت آب و نیاز به پایش مداوم بر دشواری پایش و ارزیابی کیفیت آب اثرگذار است. استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و یادگیری عمیق، برای پیش‌بینی کیفیت آب به‌دلیل پارامترهای متنوع، مفید بوده، در مقایسه با روش‌‌های آزمایش سنتی، مقرون به صرفه است. هیچ الگوریتم یکنواختی برای پیش‌بینی کیفیت آب وجود ندارد. در این پژوهش تلاش می‌‌شود، کارایی این الگوریتم در تخمین عناصر فیزیکی و شیمیایی مورد ارزیابی قرار گیرد. در دهه‌‌های اخیر کیفیت رودخانه‌‌های رشته کوه زاگرس به‌دلیل فرسایش سازندهای کارستیک، عبور از مناطق سکونتگاهی، تغییرات کاربری اراضی، خشکسالی و تغییر اقلیم کاهش یافته است. برخی از این رودخانه‌‌ها مانند کرخه، کارون و دز منبع تأمین آب شرب جمعیتی بیش از 10 میلیون نفر هستند. بنابراین تغییر در کیفیت آب منجر به افزایش خطر و تهدید آب شرب این سکونتگاه‌‌ها می‌شود. بنابراین بررسی کیفیت منابع آب و ارائه مدل مناسب آن نقش مؤثری در مدیریت تأمین آب مورد نیاز خواهد داشت. پژوهش حاضر، بر آن است، ضمن پایش کیفیت آب آبخیز چم انجیر، بهترین الگوریتم یادگیری ماشین در تخمین آن را ارزیابی کند. مواد و روش‌‌ها حوزه آبخیز چم انجیر واقع در استان لرستان و در جنوب شرق حوزه آبخیز کرخه است و بین طول‌های ΄40 ˚48 تا ΄10 ˚48 شرقی و عرض‌های ΄10 ˚33 تا ΄36 ˚33 قرار دارد. سازندهای زمین‌شناسی یکی از منابع مؤثر در غلظت متغیرهای شیمیایی منابع آب سطحی به‌‌ویژه در مناطق کارستیک است. این سازند در تغییر کیفیت آبخیز چم انجیر بسیار مؤثر است. سه زیرحوضه هم‌جوار الشتر، خرم‌آباد و بیرانشهر تحت‌تأثیر سنگ‌شناسی منطقه، میزان ترکیب شیمیایی سنگ‌های آهک و دولومیت، 89-87 درصد و انحلال گچ 13-11 درصد و میزان انحلال کربنات کارست (بین 0.01 تا 0.40 میلی‌متر) است. آهکی بودن جنس زمین و وجود سنگ‌‌های نفوذی در زیرحوضه‌های بالادست رودخانه دز منجر به تغییر متغیرهای کلسیم، پتاسیم، EC و TDS شده است. همچنین خشکسالی اقلیمی و هیدرولوژی کیفیت منابع آب را تحت تأثیر قرار داده، باعث افزایش درصد متغیرهای شیمیایی آب شده است. برای انتخاب مدل مناسب هوش مصنوعی و بررسی کیفیت منابع آب سطحی آبخیز چم انجیر، از 321 نمونه از متغیر دبی چم انجیر در دوره 2021-1969 استفاده شد. این نمونه‌ها، از متغیر‌های شیمیایی Na، SAR، TH، TDS، Cl، Ca و Mg ایستگاه هیدرومتریک چم انجیر انتخاب شده‌اند. برای مدل‌‌سازی کیفیت آب سطحی چم انجیر از الگوریتم‌‌های یادگیری ماشین استفاده شد. در پژوهش حاضر، متغیرهای شیمیایی با الگوریتم‌های مختلف یادگیری ماشین بررسی شده، اعتبار و دقت مقادیر برآورد شده با مقادیر مشاهداتی متغیرهای شیمیایی آب با شاخص‌های r، MSE و MAE ارزیابی شده است. بر اساس تکرار و آزمون مدل‌های مختلف الگوریم یادگیری ماشین، الگوریتم‌های ماشین بردار پشتیبان و رگرسیون درختی به‌عنوان بهترین مدل‌ها انتخاب شده‌اند. برای ارزیابی و ارتباط‌سنجی بین متغیرها از ماتریس همبستگی استفاده و بر اساس همبستگی، از میان دبی رودخانه و متغیر‌های ماهانه کیفیت آب، HCO3، pH، Na، EC، Cl، Ca، Mg، TH، TDS و سختی موقت، 321 نمونه ماهانه از دو متغیر‌ TDS و TH در دوره آماری 2021-1969 بررسی شد. برای بررسی دقت الگوریتم‌‌های یادگیری ماشین در مدل‌سازی کیفیت آب، از شاخص‌‌های همبستگی، میانگین مربعات خطاها و میانگین خطای مطلق استفاده شده است. نتایج و بحث نتایج P-test وجود روند افزایشی در سطح اطمینان 95 درصد دو متغیرTDS و TH از سال 1985 را تأیید کرد. متوسط TDS در دوره اول (1984-1969)، 286.6 میلی‌گرم در لیتر و در دوره دوم (2021-1985) 422.08 میلی‌گرم در لیتر و متوسط TH در دوره اول (1984-1969) 181.5 میلی‌گرم در لیتر و در دوره دوم (2021-1985) 278.6 میلی‌گرم در لیتر است. نتایج ماتریس همبستگی نشان داد که TDS همبستگی قوی با EC و TH نشان می‌دهد. TH همبستگی مثبت با متغیرهای شیمیایی TDS، EC، HCO3، Ca، Cl و Mg و همبستگی معکوس با pH نشان می‌دهد. الگوریتم‌های یادگیری ماشین SVM و CART روند افزایشی را برای دو متغیر سختی کل و غلظت مواد محلول آب در دبی آبخیز چم انجیر تخمین می‌زنند. الگوریتم SVM با مدل KernalLinear بهترین عملکرد را داشت. علاوه‌‌بر این، شاخص صحت‌سنجی RMSE نیز الگوریتم SVM را با مقادیر پایین‌تری نسبت به الگوریتم CART نشان داد. بنابراین، SVM در پیش‌بینی متغیر‌های کیفیت آب دقیق‌تر است. نتیجه‌‌گیری الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای مدل‌سازی کیفیت آب مؤثر هستند. نتایج نشان داد، در آبخیز چم انجیر، روند رو به ‌رشد در غلظت‌های TDS و TH از سال 1985 وجود دارد. SVM در پیش‌بینی TDS و TH از CART بهتر عمل کرد. یافته‌ها نشان داد کاهش دبی رودخانه، افزایش مصرف آب و زمین‌شناسی کارست در میزان غلظت TH و TDS تأثیر دارند. پایش کیفیت آب برای مدیریت منابع آب ضروری است. برای تخمین‌های آینده کیفیت آب در این مطالعه، الگوریتم SVM توصیه می‌شود.

بررسی اثر ماسه بادی بر افزایش رطوبت در منطقه ریشه با استفاده از دو روش آبیاری

دوره 12، شماره 4 ، دی 1399، ، صفحه 994-1008

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2020.127982.1726

چکیده

فرسایش خاک چالش مهم مناطق خشک و نیمه‌خشک است که باعث کاهش محصول و هدر رفت خاک می‌شود. عدم بهرهبرداری مناسب از عرصه‌های طبیعی سبب ایجاد فرسایش شده است. این پژوهش در شمال سیستان انجام گرفت و هدف از اجرای آن شناسایی تاثیر ماسه بادی بر افزایش رطوبت در منطقه ریشه بوده است. برای اجرای پژوهش، سه نمونه خاک از عمق صفر تا 50 سانتیمتری ... بیشتر فرسایش خاک چالش مهم مناطق خشک و نیمه‌خشک است که باعث کاهش محصول و هدر رفت خاک می‌شود. عدم بهرهبرداری مناسب از عرصه‌های طبیعی سبب ایجاد فرسایش شده است. این پژوهش در شمال سیستان انجام گرفت و هدف از اجرای آن شناسایی تاثیر ماسه بادی بر افزایش رطوبت در منطقه ریشه بوده است. برای اجرای پژوهش، سه نمونه خاک از عمق صفر تا 50 سانتیمتری برداشته شد و ویژگی‌های اسیدیته، شوری، کربن، مجموع کلسیم و منیزیم، پتاسیم قابل جذب، سدیم قابل جذب، سدیم محلول، فسفر قابل جذب، مجموع کاتیون‌ها و بافت خاک آزمایش شدند. این پژوهش دارای هشت تیمار شامل نهال، خاک و آبیاری بود که به‌صورت اسپلیت اسپلیت-پلات در سه تکرار به مدت دو سال انجام شد. در تیمار ماسه بادی بعد از کاشت نهال در هر چاله، یک لایه 20 سانتی‌متری ماسه بادی روی خاک ریخته شد. در این آزمایش رطوبت خاک به‌طور ماهانه و رشد گیاه در فصول رشد اندازه‌گیری ‌شد. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار MSTAT صورت گرفت. یافته‌ها نشان دادند که مقدار رطوبت در تیمارهای همراه ماسه بادی نسبت به سایر تیمارها 28 درصد بیشتر و از لحاظ آماری در سطح 0.01 تفاوت معنیدار بین میانگین آنها وجود دارد. تجزیه و تحلیل آماری روی اهمیت روش‌های به‌کار گرفته برای رطوبت نشان داد که ماسه بادی به همراه آبیاری زیرسطحی نهال توت در طبقه A و سایر تیمارها در طبقه B قرار داشتند. همچنین اندازه‌گیری ارتفاع، تاج پوشش، قطر و تعداد شاخه نشان داد که نهال‌های تیمار همراه با لایه شنی توت با روش آبیاری زیرسطحی رشد مناسب‌تری نسبت به دیگر تیمارها داشت و از لحاظ آماری نیز در سطح 0.01 اختلاف معنی‌داری بین آنها مشاهده شد. نتیجه‌گیری می‌شود، ماسه بادی باعث قطع صعود کاپیلاریته، تقلیل تبخیر خاک، افزایش رطوبت در منطقه ریشه و باعث حفاظت از آب و خاک می‌شود.

بررسی تأثیر خشک‌سالی بر منابع آب زیرزمینی به‌منظور مدیریت بهینه بهره‌برداری، مطالعه موردی: دشت الشتر

دوره 6، شماره 1 ، اردیبهشت 1393، ، صفحه 10-20

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2014.101733

چکیده

خشک‌سالی مخاطره آمیزترین پدیده طبیعی است. گرچه امکان جلوگیری از وقوع آن وجود ندارد، اما می‌توان با انجام اقداماتی اثرات منفی آن را کم نمود. یکی از سیستم‌هایی که به‌شدت تحت تأثیر خشک‌سالی واقع شده و کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد، آب‌های زیرزمینی است. در این پژوهش، با استفاده از شاخص بارندگی معیار شده (SPI) در مقیاس‌های مختلف ماهانه، ... بیشتر خشک‌سالی مخاطره آمیزترین پدیده طبیعی است. گرچه امکان جلوگیری از وقوع آن وجود ندارد، اما می‌توان با انجام اقداماتی اثرات منفی آن را کم نمود. یکی از سیستم‌هایی که به‌شدت تحت تأثیر خشک‌سالی واقع شده و کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد، آب‌های زیرزمینی است. در این پژوهش، با استفاده از شاخص بارندگی معیار شده (SPI) در مقیاس‌های مختلف ماهانه، فصلی و سالانه و شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI) درطول دوره آماری 1389-1370 وضعیت خشک‌سالی و تأثیر آن بر منابع آب زیرزمینی دشت الشتر بررسی شد. پس از انجام آزمون‌های همگنی روی داده‌های جمع‌آوری شده و رفع نواقص آماری به روش تفاضل و نسبت‌ها، شاخص‌های مذکور از طریق نرم‌افزار DIP در مقیاس‌های زمانی سالانه، فصلی و سه، شش، نه، 12، 18، 24 و 48ماهه محاسبه شد. در مرحله بعد با توجه به مقدار SPI و GRI محاسبه شده، وضعیت رطوبتی برای هر بازه زمانی تعیین شد. نتایج نشان می‌دهد که روند خشک‌سالی هواشناسی و آب زیرزمینی دشت منفی است. همبستگی بین شاخص SPI در مقیاس‌های زمانی مختلف با اعمال و بدون اعمال تأخیر زمانی، با میانگین تراز سطح سفره آب زیرزمینی و شاخص GRI بررسی شد. تحلیل‌های آماری نشان داد که شاخص SPI در مقیاس زمانی 24ماهه بدون تأخیر زمانی با میانگین تراز سطح سفره آب زیرزمینی و شاخص GRI در سطح 0/01 معنی‌دار بوده و دارای بیشترین ضریب همبستگی است که حاکی از تأثیرگذاری خشک‌سالی بر آب زیرزمینی دشت الشتر می‌باشد. رابطه رگرسیون بین تراز متوسط سطح ایستابی و SPI-24 نشان داد که 64/4 درصد از واریانس تراز متوسط سطح ایستابی تحت تأثیر SPI-24 و 35/6 درصد متأثر از سایر عوامل است. با بررسی مجموع بزرگی خشک‌سالی (DM) معلوم شد که خشک‌سالی‌های هواشناسی و آب زیرزمینی به‌ترتیب بر فصول زمستان و پاییز منطبق هستند. بدون ‌شک مدیریت بهینه بهره‌برداری به‌خصوص در فصول بهار و تابستان اثر بسیار مهمی در جلوگیری از تخریب منابع آب زیرزمینی منطقه دارد.

بررسی ویژگی‌های خاک‌شناسی و پوشش‌ گیاهی سازندهای مارنی، مطالعه موردی: مارن‌های منطقه سبزوار

دوره 12، شماره 4 ، دی 1399، ، صفحه 929-940

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2020.125526.1615

چکیده

سازندهای مارنی به‌دلیل دارا بودن ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی نامناسب، از پوشش گیاهی ناچیزی برخوردار بوده، به شدت فرسایش‌پذیر هستند. این سازندها حدود 2000 کیلومتر مربع از اراضی شهرستان‌های سبزوار و داورزن را تشکیل می‌دهند. در این پژوهش، ویژگی‌های زمین‌شناسی، خاک‌شناسی و پوشش ‌گیاهی سازندهای مارنی شهرستان‌های سبزوار و داورزن بررسی ... بیشتر سازندهای مارنی به‌دلیل دارا بودن ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی نامناسب، از پوشش گیاهی ناچیزی برخوردار بوده، به شدت فرسایش‌پذیر هستند. این سازندها حدود 2000 کیلومتر مربع از اراضی شهرستان‌های سبزوار و داورزن را تشکیل می‌دهند. در این پژوهش، ویژگی‌های زمین‌شناسی، خاک‌شناسی و پوشش ‌گیاهی سازندهای مارنی شهرستان‌های سبزوار و داورزن بررسی شدند. از نظر زمین‌شناسی، در منطقه دو نوع سازند مارنی شامل سازند مارن نمکی و مارن قرمز گچ‌دار وجود دارد. شیب‌های جنوبی، غالبا فاقد پوشش بوده، میزان پوشش گیاهی بر روی شیب‌های شمالی بین صفر تا 27 درصد متغیر است. سه جنس گیاهی درمنه، سالسولا و افدرا جنس‌های گیاهی غالب عرصه‌های مارنی را تشکیل می‌دهند. به‌منظور شناخت ویژگی‌های فیزیکوشیمایی خاک‌های مارنی، در محدوده استقرار هر یک از سه جنس گیاهی درمنه، سالسولا و افدرا در دامنه‌های شمالی، چندین پروفیل خاک حفر شد. از هریک از پروفیل‌ها از عمق صفر تا 40 سانتی‌متری، نمونه خاک برداشته و تحلیل شد. نتایج نشان داد که در جنس‌های گیاهی مورد بررسی، با افزایش پوشش گیاهی از 10-0 درصد به 24-10 درصد، ویژگی‌هایی از خاک نظیر هدایت ‌الکتریکی، اسیدیته، درصد ژیپس، سیلت و رس، سدیم، پتاسیم، منیزیم، کلر، سولفات، مجموع آنیون‌ها و کاتیون‌ها و نسبت جذب سدیم کاهش نشان داده و ویژگی‌هایی چون درصد کربن، نیتروژن، فسفر و درصد مواد خنثی‌شونده و ماسه و میزان بیکربنات غالبا افزایش نشان می‌دهند. در این پژوهش، تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SPSS صورت گرفت. بررسی‌ها نشان داد که جنس‌های گیاهی درمنه و افدرا به‌ترتیب دارای بیشترین و کمترین درصد پوشش گیاهی بوده و این تفاوت از نظر آماری با استفاده از آزمون دانکن معنی‌دار است. ضمنا میزان شوری و گچ موجود در خاک مارنی از مهمترین عواملی است که در میزان استقرار پوشش گیاهی نقش به‌سزایی ایفا می‌کنند.

بررسی اثرات تغییرات اقلیم با استفاده از نتایج گزارش ششم هیات بین الدول بر میزان تولید رواناب و رسوب

دوره 16، شماره 4 ، دی 1403، ، صفحه 550-570

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2024.365664.2062

چکیده

مقدمه تغییر اقلیم، یکی از مهمترین چالش‌‌هایی است که بر اکوسیستم‌‌های طبیعی و جنبه‌‌های مختلف زندگی انسان تأثیر دارد. تأثیرات گرمایش جهانی و به تبع آن اثرات تغییر اقلیم بر بخش هیدرولوژی و چرخه آب در طبیعت بسیار جدی است و شناخت این اثرات به‌صورت کمی، آمادگی بیشتری برای مقابله با تبعات آن ایجاد می‌‌کند. ارزیابی این تغییرات برای ... بیشتر مقدمه تغییر اقلیم، یکی از مهمترین چالش‌‌هایی است که بر اکوسیستم‌‌های طبیعی و جنبه‌‌های مختلف زندگی انسان تأثیر دارد. تأثیرات گرمایش جهانی و به تبع آن اثرات تغییر اقلیم بر بخش هیدرولوژی و چرخه آب در طبیعت بسیار جدی است و شناخت این اثرات به‌صورت کمی، آمادگی بیشتری برای مقابله با تبعات آن ایجاد می‌‌کند. ارزیابی این تغییرات برای کاهش اثرات آنها بر حوضه و تدوین استراتژی مناسب برای به حداقل رساندن آثار سوء آنها ضروری است. این پژوهش با استفاده از مدل ترکیبی SDSM و SWAT به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر میزان رواناب و رسوب حوزه آبخیز کرگانرود در استان گیلان می‌پردازد. ایستگاه آب‌سنجی (ماشین‌خانه) در داخل این حوضه قرار دارد و دارای سابقه طولانی آماری است. همچنین، در این حوضه کمترین میزان تغییرات کاربری اراضی صورت گرفته است که این امر می‌‌تواند نتایج آشکارسازی تغییرات اقلیم بر روی میزان رواناب و رسوب را بهتر نمایان سازد. مواد و روش‌‌ها به‌منظور بررسی پیامدهای تغییر اقلیم بر رواناب و رسوب با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT استفاده شد. مدل SWAT توسط الگوریتم SUFI-2 با بهبود نتایج شبیه‌سازی جریان دبی و رسوب حوضه، مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفت. پس از اجرای مدل SWAT تعداد 109 واحد پاسخ هیدرولوژیک در پنج زیرحوضه استخراج شد. پس از 500 مرحله اجراء شبیه‌سازی درنهایت، 22 شاخص در تولید رواناب و شش پارامتر در تولید رسوب حوزه آبخیز کرگانرود به‌عنوان پارامترهای مؤثر شناخته شدند. سپس با توجه به مقادیر به‌دست‌آمده از معیارهای ارزیابی NS، R² و RMSE، مشخص شد که مدل اقلیمی CanESM5 از دقت و کارایی بهتری نسبت به مدل‌های اقلیمی MPI-ESM1.2-HR و NorESM2-MM برخوردار است. با معرفی سری زمانی میانگین بارش و دمای روزانه حاصل از خروجی مدل اقلیمی CanESM5 و با استفاده از مدل ریزمقیاس SDSM، رواناب و رسوب حوضه کرگانرود به‌صورت ماهانه در ایستگاه هیدرومتری ماشین‎خانه در دوره‌‌های 2050-2026، 2051-2075 و 2100-2076 برای دو سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5 شبیه سازی شد. نتایج و بحث با توجه به مقادیر به‌دست‌آمده از معیارهای ارزیابی NS، R² و RMSE، مشخص شد که مدل اقلیمی CanESM5 از دقت و کارایی بهتری نسبت به مدل‌های اقلیمی MPI-ESM1.2-HR و NorESM2-MM برخوردار است. نتایج مدل CanESM5 حاکی از این است که بارندگی، دمای حداکثر و حداقل در تمامی دوره‌‌های آتی براساس SSP2-4.5 کاهش می‌‌یابد. همچنین، بررسی نتایج مدل CanESM5 در ارتباط با SSP5-8.5 نشان می‌‌دهد، بارندگی در تمامی دوره‌‌های آتی کاهش و دمای حداکثر در دوره 2075-2051 و 2100-2076 افزایش خواهد یافت. همچنین، نتایج حاصل از داده‌‌های اقلیمی در هر سه مدل اقلیمی و در هر دو سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5 نشان داد که دروه 2100-2076 دوره خشک‌‌تر و گرمتری نسبت به دوره‌‌های دیگر خواهد بود. به‌منظور بررسی پیامدهای تغییر اقلیم بر رواناب و رسوب با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT و با معرفی سری زمانی میانگین بارش و دمای روزانه حاصل از خروجی مدل اقلیمی CanESM5 و با استفاده از مدل ریزمقیاس SDSM، رواناب و رسوب حوضه کرگانرود به‌صورت ماهانه در ایستگاه هیدرومتری ماشین‌خانه در دوره‌‌های 2050-2026، 2051-2075 و 2100-2076 برای دو سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5. شبیه‌سازی شد. نتایج مدل SWAT نشان داد، تغییرات رواناب را برای سناریوهای SSP2-4.5 و SSP5-8.5 در تمامی دوره‌‌های آتی کاهشی و تغییرات رسوب افزایشی خواهد بود. نتیجه‌‌گیری با استفاده از نتایج داده‌‌های خروجی مدل اقلیمی CanESM5 مربوط به گزارش ششم و تحت سناریوهای SSP2-4.5 و SSP5-8.5 و با به‌کارگیری مدل SWAT، میزان رواناب و رسوب در سه بازه زمانی آینده نزدیک (2050-2026)، متوسط (2075-2051) و دور (2100-2076) انجام پذیرفت. مقدار رسوب در نقطه خروجی ایستگاه آب‌سنجی ماشین‌خانه روند افزایشی نشان داد. همچنین، نتایج نشان داد، دبی حدی جریان مشاهداتی با دبی حدی سناریوهای SSP2-4.5 و SSP5-8.5 در دوره‌‌های آتی تطابق نداشته ولی رسوب مشاهداتی با دوره‌‌های آتی تطبیق دارد. داده‌های سناریوی SSP2-4.5 نشان داد که دبی در تمامی دوره‌‌ها کاهش و رسوب در تمامی دوره‌‌های آتی افزایش می‌‌یابد. بیشترین تغییرات دبی مربوط به دوره آتی 2100-2076 و به میزان 56.7- درصد و کمترین میزان تغییرات دبی مربوط به دوره آتی 2050-2026 و به میزان 48.5- درصد است. بیشترین تغییرات رسوب مربوط به دوره آتی 2075-2051 و به میزان 54.3 درصد و کمترین میزان تغییرات رسوب مربوط به دوره آتی 2050-2026 و به میزان 5.12 درصد است. همچنین نتایج مدل SWAT براساس داده‌‌های سناریوی SSP5-8.5 نشان داد که دبی در تمامی دوره‌‌ها کاهش و رسوب در تمامی دوره‌‌های آتی افزایش می‌‌یابد. بیشترین تغییرات دبی مربوط به دوره آتی 2100-2076 و به میزان 56- درصد و کمترین میزان تغییرات دبی مربوط به دوره آتی 2050-2026 و به میزان 52.8- درصد است. بیشترین تغییرات رسوب مربوط به دوره آتی 2100-2076 و به میزان 113.27 درصد و کمترین میزان تغییرات رسوب مربوط به دوره آتی 2050-2026 و به میزان 29 درصد است. به‌نظر می‌‌رسد کاهش بارندگی در دوره‌‌های آتی باعث کاهش پوشش گیاهی شده و به‌‍خصوص در اواخر تابستان و اوایل پاییز و با ذوب برف‌‌های باقی مانده در ارتفاعات به‌دلیل افزایش دما، میزان رواناب تولید شده افزایش می‌‌یابد که این امر باعث افزایش رسوب تولید شده در حوضه خواهد شد.

کاربرد روش سزیم-137 به‌منظور برآورد فرسایش و رسوب در خاک‌های حوزه آبخیز طاسران کبودرآهنگ

دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 94-101

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2011.101920

چکیده

سزیم-137یک رادیو نوکلویید مصنوعی با تشعشع گاما و نیمه عمر 30.17 سال است که به‌عنوان محصول جانبی ناشی از آزمایش‌های هسته‌ای دهه‌های گذشته، تولید و در استراتوسفر رها شده است. این ماده بعدها به تروپوسفر منتقل شده و به‌همراه نزولات جوی به سطح زمین رسیده است. میزان سزیم-137 خاک رابطه‌ای مستقیم و مثبت با شکل توزیع و میزان نزولات جوی دارد. پس ... بیشتر سزیم-137یک رادیو نوکلویید مصنوعی با تشعشع گاما و نیمه عمر 30.17 سال است که به‌عنوان محصول جانبی ناشی از آزمایش‌های هسته‌ای دهه‌های گذشته، تولید و در استراتوسفر رها شده است. این ماده بعدها به تروپوسفر منتقل شده و به‌همراه نزولات جوی به سطح زمین رسیده است. میزان سزیم-137 خاک رابطه‌ای مستقیم و مثبت با شکل توزیع و میزان نزولات جوی دارد. پس از 40 سال که از اولین کاربرد سزیم-137 سپری شده، امروزه این روش ابزار مهمی در تحقیقات فرسایش خاک محسوب می‌شود. با توجه به توانمندی بالایی که این روش از نقطه نظر دقت در برآورد و سهولت جمع‌آوری داده‌ها نسبت به سایر روش‌های برآورد فرسایش دارد، می‌توان این روش را در گستره وسیعی از عرصه‌های مختلف، جای‌گزین سایر روش‌ها نمود. این مقاله کار با روش سزیم را در حوزه آبخیز طاسران ارائه نموده و امتیازات عمده این روش را که به‌لحاظ نظری و عملی نسبت به سایر روش‌ها و همچنین زمینه‌های مناسب کار با آن را مورد بحث قرار می‌دهد‌. در این تحقیق با کمک عکس‌های هوائی با مقیاس 1:20000 و نقشه توپوگرافی با مقیاس 1:50000، حوزه آبخیز طاسران بررسی شد. تعداد 15 دامنه جهت مطالعه در نظر گرفته شد که از این تعداد 12 دامنه برای اراضی تپه ماهور با درصد شیب‌های متفاوت و از نوع شیب مرکب و شیب یک‌نواخت و سه دامنه مابقی در اراضی دشت‌های دامنه‌ای، که دارای شدت فرسایش متفاوت بودند، انتخاب شد. در هر نوع شیب در موقعیت‌های مختلف (فوقانی‌، میانی‌، تحتانی، سطح بالای تپه، شانه شیب، شیب برگشتی، پای شیب، پنجه شیب) بسته به‌طول شیب تعدادی نمونه برداشت شد. برای اندازه‌گیری سزیم– 137 از دستگاه گامااسپکترومتر استفاده گردید. میزان فرسایش سطحی و انباشت خاک در هر نقطه با استفاده از رابطه پیشنهادی کاچانوفسکی محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد که میزان متوسط فرسایش خاک در موقعیت‌های شیب مرکب (شانه شیب برابر 68.42، قسمت مسطح شیب برابر 45.4 و قسمت شیب برگشتی برابر 51.16 تن در هکتار در سال) و در موقعیت‌های شیب یک‌نواخت (بخش فوقانی شیب برابر 79.6، بخش میانی شیب برابر 65.3 و بخش پایین شیب 84.23 تن در هکتار در سال) و در موقعیت پای شیب که منطقه دینامیک است، فرآیند انباشت خاک غالب‌تر از فرسایش خاک بود .

ارزیابی سلامت اکوسیستم تالاب میقان اراک

سیدامید آل یاسین؛ بهمن شمس اسفند اباد؛ حمید ترنج‌زر؛ عباس احمدی؛ شهرو مختاری

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ، انتشار آنلاین از تاریخ 22 شهریور 1400

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2021.353494.1879

چکیده

تالابها یکی از سازنده ترین اکوسیستم ها در سراسر جهان هستند.آنها یک زیستگاه منحصر به فرد و غنی را برای موجودات فراهم می کنند و همچنین طیف گسترده ایی از کارکردهای اقتصادی و خدماتی مانند حفاظت از آب-تنظیم رواناب-تصفیه کیفیت اب و خدمات تفریحی را انجام می دهند. هدف پژوهش حاضر ارزیابی سلامتی تالاب میقان بر اساس روشهای مختلف بود.جهت ارزیابی ... بیشتر تالابها یکی از سازنده ترین اکوسیستم ها در سراسر جهان هستند.آنها یک زیستگاه منحصر به فرد و غنی را برای موجودات فراهم می کنند و همچنین طیف گسترده ایی از کارکردهای اقتصادی و خدماتی مانند حفاظت از آب-تنظیم رواناب-تصفیه کیفیت اب و خدمات تفریحی را انجام می دهند. هدف پژوهش حاضر ارزیابی سلامتی تالاب میقان بر اساس روشهای مختلف بود.جهت ارزیابی سلامت اکوسیستم های آبی و نیز جهت بررسی وضعیت موجودات کف زی و سایر پارامترها، نمونه برداری از رسوبات کف تالاب انجام شد. نمونه برداری در 10 نقطه از تالاب و در 5 تکرار در هر نقطه انجام شد. شاخص های متعددی جهت بررسی سلامت تالاب میقان به کار گرفته شد. که شامل شاخص زیستی (BI ) بوده است. علاوه بر موارد مذکور، چهار چوب اصلی شامل شاخص های زیستی، شاخص آلودگی فلزات سنگین و شاخص کیفیت آب می باشد که به نحوی در این تحقیق هم لحاظ گردیده است. سلامت اکوسیستم تالاب میقان بر اساس شاخص های مذکور مورد ارزیابی قرار گرفت و نقشه سلامت اکوسیستم آبی تالاب میقان تهیه شد. نتایج این مطالعه نشان داد که که به جز در مورد فلزات سنگین نیکل، روی و سرب و نیز PH، برای دیگر عناصر (EC، Na، Cl، Mg، Ca، HCO3، SO4 و TDS)، کمترین و بیشترین مقدار به ترتیب مربوط به ایستگاه های 3 و 6 است. بالا بودن مقدار این عناصر در ایستگاه 6 می تواند ناشی از فعالیت کارخانه سولفات سدیم در ناحیه شمال تالاب باشد که با برداشت رسوبات کف تالاب باعث تغییر در اکوسیستم تالاب می گردد. در مورد مس، روی و سرب، کمترین تمرکز در بخش شمال غربی تالاب و بیشترین تمرکز در دو بخش غرب و جنوب شرق تالاب دیده می شود. بالا بودن این عناصر در بخش جنوبی تالاب، می تواند ناشی از پسابهای شهری و خانگی باشد

مشاهده مقاله

برآورد تغییرات مکانی زمانی رطوبت خاک با استفاده از داده های رادار نفوذی زمین(GPR) مطالعه موردی: مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

محمدتقی حیدری؛ حسینعلی بهرامی؛ علیرضا علیاری

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 30 مرداد 1401

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2022.352582.1857

چکیده

رطوبت خاک یکی از پارامترهای بنیادی محیط زیست است که بر زندگی گیاهی، جانوری و فعالیت ریزجانداران مستقیماً تأثیرگذار بوده است. اندازه‌گیری مقدار دقیق رطوبت حجمی خاک در علوم کشاورزی، هیدرولوژی و خاکشناسی بسیار حائز اهمیت است. لذا استفاده از روشی که بتواند رطوبت خاک را در شرایط طبیعی و بدون دست‌خوردگی با سرعت و دقت بالا به‌دست آورد، ... بیشتر رطوبت خاک یکی از پارامترهای بنیادی محیط زیست است که بر زندگی گیاهی، جانوری و فعالیت ریزجانداران مستقیماً تأثیرگذار بوده است. اندازه‌گیری مقدار دقیق رطوبت حجمی خاک در علوم کشاورزی، هیدرولوژی و خاکشناسی بسیار حائز اهمیت است. لذا استفاده از روشی که بتواند رطوبت خاک را در شرایط طبیعی و بدون دست‌خوردگی با سرعت و دقت بالا به‌دست آورد، بسیار با‌ اهمیت است. روش رادار نفوذی زمین (GPR) به عنوان یک روش غیر مخرب برای بررسی زیرسطحی چندی است که در حال تکامل است. مطالعات مختلفی در زمینه تعیین رطوبت خاک با استفاده از GPR انجام شده است، اما در ایران مطالعات محدودی در این زمینه انجام شده است. بنابراین هدف از انجام این پژوهش انداره‌گیری رطوبت خاک با استفاده از روش GPR و مقایسه با روش های وزنی و TDR می‌باشد. این پژوهش طی دو مرحله در فصل مرطوب(اواخر زمستان) و خشک(اواخر بهار) از منطقه مطالعاتی با استفاده از سه روش GPR، روش وزنی و دستگاه TDR برداشت گردید. نتایج بیانگر این است که در منطقه مورد مطالعه، پراکنش رطوبت در هر مرحله از برداشت، تغییرات محدودی را نشان می‌دهد در صورتی که تغییرات زمانی رطوبت در فاصله زمانی بین فصل زمستان و بهار چیزی حدود 10-15 درصد اختلاف دارد. همچنین شاخص میانگین مربعات خطای روش GPR در مقایسه با روش TDR 13/2 می باشد همچنین این شاخص در مقایسه روش GPR و وزنی 81/3 می باشد و ضریب همبستگی دراین دو مقایسه به ترتیب برابر با 87/0 و 95/0 می باشد که بیانگر دقت بالای روش GPR برای برآورد رطوبت خاک می باشد.

مشاهده مقاله

ارزیابی کیفیت آب رودخانه با استفاده از شاخص زیستی هیلسنهوف (مطالعه موردی: حوزه آبخیز بابلرود)

مهری رئوفی؛ محمود حبیب نژاد روشن؛ کاکا شاهدی؛ فاطمه کاردل

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 30 مرداد 1401

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2022.356556.1926

چکیده

رودخانه‌ها به عنوان شریان‌های اصلی حوزه‌های آبخیز به شمار می‌روند که نقش مهمی در تأمین آب مورد نیاز کشاورزی، شرب و صنعت فراهم می‌آورند. از طرفی کاهش کیفیت آب رودخانه‌ها از بزرگترین نگرانی‌های انسان در قرن اخیر بوده است. به منظور بررسی کیفیت آبهای جاری می‌توان از شاخص‌های زیستی و بررسی بی‌مهرگان کفزی استفاده کرد. هدف این مطالعه ... بیشتر رودخانه‌ها به عنوان شریان‌های اصلی حوزه‌های آبخیز به شمار می‌روند که نقش مهمی در تأمین آب مورد نیاز کشاورزی، شرب و صنعت فراهم می‌آورند. از طرفی کاهش کیفیت آب رودخانه‌ها از بزرگترین نگرانی‌های انسان در قرن اخیر بوده است. به منظور بررسی کیفیت آبهای جاری می‌توان از شاخص‌های زیستی و بررسی بی‌مهرگان کفزی استفاده کرد. هدف این مطالعه بررسی کیفیت آب رودخانه‌های اصلی حوزه آبخیز بابل‌رود با استفاده از شاخص زیستی هیلسنهوف (HFBI) می‌باشد. به این منظور نمونه‌برداری از بی‌مهرگان کفزی در 5 ایستگاه رودخانه‌های اصلی با استفاده از قاب توری (سوربر) با سطح پوششی 40 سانتی‌متر مربع انجام و به منظور شناسایی به آزمایشگاه انتقال داده شدند. سپس با بهره‌گیری از کلیدهای شناسایی Pennak (1953) و Mellenby (1963) نمونه‌ها تا حد خانواده و جنس شناسایی و مورد شمارش و وزن قرار گرفتند. همچنین همزمان با نمونه‌برداری از موجودات کفزی به منظور مطالعه خصوصیات فیزیکوشیمیایی آب، از آب رودخانه نمونه‌ برداشت گردید. جهت بررسی ارتباط بین نمونه‌های زیستی با خصوصیات فیزیکوشیمیایی آب از ضریب همبستگی پیرسون استفاده گردید. نتایج نشان داد که ایستگاه بابلک با کمترین مقدار FBI و ایستگاه بابل‌رود-بابل دارای بیشترین مقدار FBI در به ترتیب در رده‌بندی بدون آلودگی آلی و مقداری آلودگی آلی قرار گرفتند. نتایج همبستگی نمونه‌های زیستی با پارامترهای فیزیکوشیمیایی در اغلب موارد به صورت عدم معنی‌داری در سطح اطمینان 95 درصد بوده است. بیشترین ضریب همبستگی بین گونه‌های Oligochaeta با تنوع زیستی Diversity بوده است.واژه‌های کلیدی: بی‌مهرگان کفزی، کیفیت آب، HFBI، حوزه آبخیز بابل‌رود، استان مازندران

مشاهده مقاله

شناسایی و اولویت‌بندی راه‌حل‌های واکنشی و پیشگیرانه بهبود سلامت آبخیز کال‌آجی با استفاده از چارچوب DPSIR و آزمون‌های ناپارامتریک آماری

امین صالح پور جم؛ جمال مصفایی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 22 اسفند 1403

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.368665.2103

چکیده

در این مطالعه، اقدام به ساختاربندی مساله و شناسایی و اولویت‌بندی راه‌حل‌های بهبود سلامت آبخیز کال‌آجی مبتنی بر چارچوب DPSIR و آزمون‌های ناپارامتریک آماری شد. در مرحله نخست، شناسایی پیشران‌ها و فشارهای منتج به وضعیت سلامت آبخیز کال‌آجی و اثرات مربوطه از طریق مرور منابع و تحقیقات پیشین، بازدید از حوضه، مصاحبه با کارشناسان آگاه به ... بیشتر در این مطالعه، اقدام به ساختاربندی مساله و شناسایی و اولویت‌بندی راه‌حل‌های بهبود سلامت آبخیز کال‌آجی مبتنی بر چارچوب DPSIR و آزمون‌های ناپارامتریک آماری شد. در مرحله نخست، شناسایی پیشران‌ها و فشارهای منتج به وضعیت سلامت آبخیز کال‌آجی و اثرات مربوطه از طریق مرور منابع و تحقیقات پیشین، بازدید از حوضه، مصاحبه با کارشناسان آگاه به مساله متشکل از کارشناسان ادارات منابع طبیعی، محیط زیست، آب منطقه‌ای، جهاد کشاورزی، سازمان نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، اعضای هیئت علمی مراکز دانشگاهی و پژوهشی و نیز مصاحبه با جوامع محلی انجام شد. سپس، اقدام به تعیین راه‌کارهای بهبود وضعیت سلامت آبخیز کال‌آجی و حذف یا تعدیل اثرات نامطلوب مربوطه توسط کارگروه خبرگان شامل 26 نفر از دست‌اندرکاران و افراد مطلع محلی و کارشناسان آگاه به مسایل و مشکلات حوضه شد. در آخرین مرحله، بعد از تشکیل جدول DPSIR و شناسایی مولفه‌های مختلف این چارچوب در حوزه آبخیز کال آجی، اقدام به اولویت‌بندی و تعیین اهمیت هر یک از متغیرهای دسته‌بندی شده در ذیل مولفه‌های پنجگانه DPSIR شد. بدین منظور از پرسش‌نامه با طیف لیکرت به عنوان ابزار اندازه‌گیری استفاده شد. در این تحقیق، هر یک از متغیر‌ها به عنوان یک گویه در نظر گرفته شد و روایی پرسش نامه بر اساس نظرات خبرگان به تایید نهایی رسید. همچنین، از روش آلفای کرونباخ به منظور محاسبه میزان پایایی ابزار اندازه‌گیری استفاده شد. در این مطالعه، متغیرهای پرسش نامه بر اساس روش کدگذاری چند‌پاسخی، از نوع متغیرهای ترتیبی کیفی و منطبق با طیف لیکرت (خیلی کم (1)، کم (2)، متوسط (3)، زیاد (4) و خیلی زیاد (5)) بود، به طوری که اقدام به نظرسنجی از اعضای کارگروه خبره و تعیین اولویت گویه‌ها مبتنی بر آزمون‌ ناپارامتریک فریدمن شد. نتایج آزمون فریدمن نشان‌دهنده حضور تفاوت معنی‌دار میان اهمیت انواع متغیرهای شناسایی شده در ذیل مولفه‌های چارچوب DPSIR بود. بر این اساس، D5، P1، S2 و I3 به ترتیب به عنوان مهمترین پیشران، فشار، وضعیت و اثر اولویت‌بندی شدند.

مشاهده مقاله

طراحی و ساخت سامانه مکانی تخصصی برای مدیریت و تحلیل داده‌های رسوب معلق و دبی جریان در ایستگاه‌های هیدرومتری کشور

محمودرضا طباطبایی؛ امین صالح پور جم؛ جمال مصفایی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 21 خرداد 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.368771.2109

چکیده

در حوزه های آبخیز، پایش و ارزیابی فرآیندهای فرسایش و رسوب‌گذاری از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا این فرایندها تأثیر مستقیم بر کیفیت و کمیت منابع آبی دارند. در این راستا، طراحی و ساخت سامانه‌های پیشرفته نظیر سامانه اطلاعات مکانی تخصصی ایستگاه‌های هیدرومتری کشور می‌تواند تغییرات چشمگیری در پژوهش‌های مربوط به آبخیزداری ایجاد ... بیشتر در حوزه های آبخیز، پایش و ارزیابی فرآیندهای فرسایش و رسوب‌گذاری از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا این فرایندها تأثیر مستقیم بر کیفیت و کمیت منابع آبی دارند. در این راستا، طراحی و ساخت سامانه‌های پیشرفته نظیر سامانه اطلاعات مکانی تخصصی ایستگاه‌های هیدرومتری کشور می‌تواند تغییرات چشمگیری در پژوهش‌های مربوط به آبخیزداری ایجاد کند. در این پژوهش، یک سامانه مکانی تخصصی برای مدیریت و تحلیل داده‌های هیدرولوژیکی با استفاده از زبان برنامه‌نویسی (#C) و کتابخانه‌های مکانی متن باز توسعه داده شده است. این سامانه از پایگاه داده SQLite به عنوان بستر ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌کند و از تکنولوژی Entity Framework 6 (EF6) و زبان LINQ برای تسهیل استخراج و مدیریت داده‌ها بهره می‌برد. سامانه قادر است پرس‌وجوها و تحلیل‌های مکانی و توصیفی متنوعی را بر روی این داده‌ها انجام دهد. همچنین، امکان انجام تحلیل‌های آماری و استخراج خلاصه‌های آماری از داده‌های رسوب‌سنجی فراهم شده است. نتایج این پژوهش را می‌توان در دو بخش طراحی و ساخت سامانه و تحلیل آماری داده‌های رسوب‌سنجی حوضه ارس خلاصه نمود. در بخش نخست که در زمینه طراحی و ساخت سامانه مکانی می‌باشد، با کمک تکنیک‌های مدرن و روش‌های پیشرفته، رابط‌های گرافیکی مناسبی برای ذخیره‌سازی و ارتباط کاربر با پایگاه داده و همچنین مدیریت داده‌ها طراحی و کدنویسی گردید. در بخش دوم، نتایج آماری بدست آمده از تحلیل آماری داده‌های رسوب‌سنجی حوضه ارس (نتایج گرفته شده تا سال 1396 به تعداد 26156 داده ثبت شده) نشان می‌دهد که در مقیاس حوضه، میانگین دبی رسوب معلق روزانه 11814/95 تن در روز، میانگین غلظت رسوب معلق 4185/68 میلی گرم در لیتر و میانگین دبی لحظه‌ای جریان 16/13 متر مکعب در ثانیه می‌باشد. درمقیاس واحدهای مطالعاتی، میانگین بیشترین و کمترین دبی رسوب معلق به ترتیب مربوط به واحدهای مطالعاتی جلفا-دوزال (کد 1105) با مقدار 10312/33 تن در روز و قره ضیالدین (کد 1108) با مقدار991/96 تن در روز است. همچنین در مقیاس ایستگاه هیدرومتری، میانگین بیشترین و کمترین دبی رسوب معلق روزانه به ترتیب مربوط به ایستگاه‌های هیدرومتری جلفا (با کد 807-19) با مقدار 571697/82 تن در روز و ناور-خروجی‌ نئور (با کد 0195-19) مقدار2/82 تن در روز می‌باشد. در مجموع، این پژوهش با هدف توسعه یک زیرساخت نرم‌افزاری در مقیاس ملی برای مدیریت داده‌های رسوب‌سنجی و دبی جریان ایستگاه‌های هیدرومتری کشور انجام شده است. با توجه به اهمیت شناخت دقیق فرآیندهای فرسایش و رسوب‌گذاری در حوزه‌های آبخیز کشور، این سامانه می‌تواند به‌عنوان ابزاری کارآمد برای دستیابی به اطلاعات دقیق و قابل اعتماد مورد استفاده قرار گیرد.

مشاهده مقاله

مطالعه آزمایشگاهی تاثیر تغییر رفتار موج دریا بر عمق فرسایش در محل سازه های حفاظت سواحل

محمد رستمی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 15 مرداد 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.369745.2116

چکیده

به منظور ارزیابی میزان عمق فرسایش پیرامون شمع‌های استوانه‌ای سازه‌های حفاظت سواحل در برابر فشار ضربه‌ای ناشی از شکست موج در ساحل یک مطالعه آزمایشگاهی طراحی و در نظر گرفته شده است تا بر اساس تغییر در مشخصه‌های موج شامل ارتفاع و پریود موج به اهداف تحقیق دست یافت. لازم به توضیح است که تحقیق حاضر متمرکز بر موج در حال شکست است که در حین ... بیشتر به منظور ارزیابی میزان عمق فرسایش پیرامون شمع‌های استوانه‌ای سازه‌های حفاظت سواحل در برابر فشار ضربه‌ای ناشی از شکست موج در ساحل یک مطالعه آزمایشگاهی طراحی و در نظر گرفته شده است تا بر اساس تغییر در مشخصه‌های موج شامل ارتفاع و پریود موج به اهداف تحقیق دست یافت. لازم به توضیح است که تحقیق حاضر متمرکز بر موج در حال شکست است که در حین شکست به سازه برخورد می‌کند. در این مطالعه از کانال دو بعدی موج آزمایشگاه بخش مهندسی سواحل پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری استفاده شد. به منظور ایجاد شرایط آب کم عمق و رخداد شکست در محل شمع و همچنین ارزیابی میزان عمق فرسایش ناشی از آن، یک سطح شیبدار و مخزن رسوب در بخش میانی کانال اصلی ساخته شد. مخزن رسوب به عمق 35/0 متر در بالادست سطح شیبدار فلزی نصب و با رسوبات ماسه پر شد. یک شمع استوانه‌ای پلی کربناتی در وسط مخزن رسوب قرارداده شد. کانال آزمایشگاهی تا عمق 4/0 تا 5/0 متر آبگیری شد و امواجی با ارتفاع و دوره تناوب متفاوت توسط دستگاه مولد موج تولید گردید. سپس با سعی و خطا محل دقیق شکست موج و موقعیت شمع نسبت به آن مشخص شد. پس از آن 34 آزمایش در کانال موج در شرایط عمق آب اولیه 4/0 تا 5/0 متر انجام گردید. با استفاده از دستگاه مولد موج، امواجی با ارتفاع 05/0 تا 14/0 متر و دوره تناوب ( پریود) 2 تا 7 ثانیه تولید گردید. پس از پایان هر آزمایش، میزان عمق فرسایش در محل شمع تصویربرداری و اندازه‌گیری شد.نتایج مطالعه حاضر نشان داد که شکست موج موجب افزایش 37/2 برابری میزان عمق فرسایش و آبشستگی نسبت به عبور یک شرایط عبور موج عادی دریایی از کناره یک سازه شمع استوانه ای می شود. بنابراین طراحان سازه‌های دریایی می‌بایست به این مسئله توجه نمایند که برآورد ناصحیح میزان عمق آبشستگی بستر ساحل در محدوده پایه استوانه ای سازه های حفاظت ساحل بر اساس تئوری عبور موج عادی، منجر به تعیین نادرست عمق پی و شالوده سازه خواهد شد. در صورت عدم توجه به نتایج این تحقیق، شرایط ناپایداری برای سازه دریایی در مواجه با امواج شکسته شد در نزدیکی سازه بوجود خواهد آمد.

مشاهده مقاله

بررسی آزمایشگاهی عملکرد بندهای اصلاحی منفرد در کاهش دبی اوج سیلاب با استفاده از مدل فیزیکی مسیل سیجان

روح انگیز اختری؛ حمیدرضا حاجی پور؛ مجتبی صانعی؛ محمدرضا غریب رضا

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 15 مرداد 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.369122.2113

چکیده

پژوهش حاضر با استفاده از مدل‌سازی فیزیکی مستقیم مسیل سیجان شامل سه بندهای اصلاحی منفرد به بررسی تأثیر این سازه‌ها بر کاهش دبی اوج سیلاب و افزایش زمان تأخیر در رسیدن به پیک جریان پرداخته است. مدل فیزیکی با رعایت اصول تشابه هندسی و دینامیکی و با مقیاس 1:10 در پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری کشور ساخته شد. آزمایش‌ها بر اساس دو گروه اصلی ... بیشتر پژوهش حاضر با استفاده از مدل‌سازی فیزیکی مستقیم مسیل سیجان شامل سه بندهای اصلاحی منفرد به بررسی تأثیر این سازه‌ها بر کاهش دبی اوج سیلاب و افزایش زمان تأخیر در رسیدن به پیک جریان پرداخته است. مدل فیزیکی با رعایت اصول تشابه هندسی و دینامیکی و با مقیاس 1:10 در پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری کشور ساخته شد. آزمایش‌ها بر اساس دو گروه اصلی از شرایط طراحی شدند: ویژگی‌های آبراهه (شامل تعداد بندهای اصلاحی و وضعیت رسوب در بندها) و ویژگی‌های جریان ورودی (شامل دبی اوج و پایه زمانی هیدروگراف). زمان پایه هیدروگراف در سه حالت کمتر، برابر و بیشتر از زمان تمرکز در نظر گرفته شد و دبی اوج نیز کمتر از مقدار متناظر با دوره بازگشت ده‌ساله (با توجه به محدودیت‌های آزمایشگاهی) انتخاب گردید. در مجموع، 90 آزمایش انجام شد و هیدروگراف خروجی از طریق یک سرریز فشرده مستطیلی در انتهای مدل ثبت گردید. مطالعه حاضر نشان می‌دهد که اثربخشی اقدامات آبخیزداری در کنترل سیلاب به شدت تحت تأثیر دو پارامتر کلیدی دوره بازگشت سیلاب و زمان پایه هیدروگراف قرار دارد. یافته‌ها حاکی از آن است که با افزایش دوره بازگشت از 2 به 10 سال، درصد کاهش دبی اوج خروجی در تمامی سناریوها (بدون اقدامات، بندهای خالی از رسوب و بندهای پر از رسوب) به ترتیب از 16% به 5% کاهش می‌یابد. این روند کاهشی ناشی از غلبه انرژی جنبشی جریان بر مقاومت سازه‌ها در سیلاب‌های بزرگتر است. در مقابل، تأخیر زمانی رسیدن به دبی اوج رفتار متفاوتی نشان می‌دهد و در تمام سناریوها بین 17% تا 21% افزایش می‌یابد که عمدتاً ناشی از ویژگی‌های ذاتی حوضه مانند زبری بستر و هندسه مسیل است. نتایج به وضوح نشان می‌دهد که زمان پایه هیدروگراف تأثیر تعیین‌کننده‌ای بر عملکرد سازه‌های کنترل سیلاب دارد. به طوری که با افزایش زمان پایه از کمتر از زمان تمرکز به بیشتر از آن، درصد تسکین دبی اوج از 17% به 5% و تأخیر زمانی از 35% به 8% کاهش می‌یابد. این پدیده به دلیل اشباع ظرفیت کنترل سازه‌ها و غلبه جریان ماندگار در سیلاب‌های با زمان پایه بلند است.مطالعه حاضر با استخراج سه رابطه تجربی مبتنی بر تحلیل ابعادی، موفق به کمّی‌سازی تأثیر بندهای اصلاحی بر ویژگی‌های هیدروگراف سیلاب شده است. روابط تجربی ارائه‌شده با ضرایب تعیین بالا (۰.۸۱ تا ۰.۹۲) امکان پیش‌بینی تغییرات هیدروگراف را فراهم می‌کنند، اما به دلیل وابستگی به شرایط مسیل سیجان، نیاز به واسنجی برای کاربرد در سایر مناطق دارند.

مشاهده مقاله

بررسی ارتباط جهت دامنه، شاخص رطوبت توپوگرافی و اقدامات احیایی با ویژگی‌های خاک و پوشش گیاهی در حوضه زوجی گنبد همدان

سعیدرضا مؤذنی نقندر؛ علی سلاجقه؛ شهرام خلیقی سیگارودی؛ علی گلکاریان

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 26 دی 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.368517.2099

چکیده

مناطق کوهستانی به عنوان اکوسیستم‌های حساس، نقش حیاتی در تأمین منابع آب، تنظیم اقلیم و حفظ تنوع زیستی ایفا می‌کنند. با این حال، این مناطق در معرض تهدیداتی نظیر فرسایش خاک قرار دارند؛ بنابراین، مدیریت پایدار خاک در این مناطق از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر متغیرهای توپوگرافی شامل جهت دامنه و شاخص رطوبت ... بیشتر مناطق کوهستانی به عنوان اکوسیستم‌های حساس، نقش حیاتی در تأمین منابع آب، تنظیم اقلیم و حفظ تنوع زیستی ایفا می‌کنند. با این حال، این مناطق در معرض تهدیداتی نظیر فرسایش خاک قرار دارند؛ بنابراین، مدیریت پایدار خاک در این مناطق از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر متغیرهای توپوگرافی شامل جهت دامنه و شاخص رطوبت توپوگرافی TWI بر کارآمدی اقدامات احیایی آبخیزداری در بهبود شرایط هیدرولوژیکی خاک در حوزه‌ی زوجی گنبد، واقع در استان همدان انجام شد. در این پژوهش، خصوصیات خاک در حوزه‌های احیا شده و شاهد، در دامنه‌های روبه شمال و رو به جنوب و در سه کلاس TWI نمونه‌برداری، مورد آزمایش و تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که اقدامات احیایی به‌طور کلی کیفیت خاک را بهبود بخشیده و منجر به کاهش چگالی ظاهری، افزایش تخلخل، پایداری خاکدانه، ماده آلی، رطوبت اشباع، سرعت نفوذ آب و تاج پوشش گیاهی شده است. با این حال، میزان این بهبود تحت تأثیر ویژگی‌های توپوگرافی بود. دامنه‌های شمالی و نقاط با TWI بالا، بیشترین بهبود را در پارامترهای خاک، به‌ویژه ماده آلی و پایداری خاکدانه، نشان دادند. ماتریس همبستگی بین پارامترهای خاک، همبستگی مثبت بین ماده آلی و پایداری خاکدانه، تخلخل و سرعت نفوذ آب، و همبستگی منفی بین چگالی ظاهری و خاک لخت با سایر شاخص‌های کیفیت خاک را نشان دادند. این یافته‌ها تأثیر مثبت اقدامات احیایی بر جنبه‌های مختلف کیفیت خاک را نشان داد. همچنین نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که جهت دامنه و شاخص TWI نقش تعیین‌کننده‌ای در کارآمدی اقدامات احیایی دارند و دامنه‌های شمالی با TWI بالا، اولویت بالاتری برای اجرای این اقدامات دارند. این یافته‌ها می‌تواند در برنامه‌ریزی و اجرای اقدامات احیایی در مناطق مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

مشاهده مقاله

ارزیابی و مقایسه مدل‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق در پیش‌بینی خطر وقوع زمین‌لغزش

شادی جلیلیان؛ شعبان شتایی جویباری؛ محمدهادی معیری؛ امیر سعدالدین

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 29 دی 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.369812.2119

چکیده

زمین‌لغزش‌ها به‌عنوان یکی از مخرب‌ترین پدیده‌های طبیعی، سالانه موجب وارد آمدن تلفات انسانی و خسارات مالی قابل‌توجهی می‌گردند. هدف از این پژوهش، ارزیابی مقایسه ای عملکرد الگوریتم های یادگیری ماشین جنگل تصادفی (RF) و ماشین‌بردارپشتیبان (SVM) و الگوریتم های یادگیری عمیق شبکه عصبی پیچشی (CNN) و شبکه عصبی بازگشتی (RNN) در مدل‌سازی خطر وقوع ... بیشتر زمین‌لغزش‌ها به‌عنوان یکی از مخرب‌ترین پدیده‌های طبیعی، سالانه موجب وارد آمدن تلفات انسانی و خسارات مالی قابل‌توجهی می‌گردند. هدف از این پژوهش، ارزیابی مقایسه ای عملکرد الگوریتم های یادگیری ماشین جنگل تصادفی (RF) و ماشین‌بردارپشتیبان (SVM) و الگوریتم های یادگیری عمیق شبکه عصبی پیچشی (CNN) و شبکه عصبی بازگشتی (RNN) در مدل‌سازی خطر وقوع زمین‌لغزش حوزه آبخیز جنگلی 85 در بخشی از استان گلستان بود. براساس مطالعات قبلی برای مدل‌سازی، لایه‌های 10 عامل تأثیرگذار محیطی و انسانی شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، شاخص نمناکی توپوگرافی (TWI)، شاخص تفاضل نرمال ‌شده پوشش گیاهی (NDVI)، کاربری اراضی، فاصله از جاده، فاصله از رودخانه، فاصله از گسل و بارندگی تعیین و تهیه شد. از مجموع 494 نقاط لغزشی و غیر لغزشی، 70 درصد برای مرحله آموزشی و 30 درصد برای مرحله اعتبارسنجی استفاده شد. از محیط نرم‌افزار ArcGIS و زبان برنامه‌نویسی پایتون برای اجرای الگوریتم‌های یادگیری ماشین (ML) و یادگیری عمیق (DL) استفاده شد. ارزیابی عملکرد الگوریتم های موردبررسی با استفاده از شاخص مساحت زیر منحنی مشخصه‌ی عامل گیرنده ROC ص.رت گرفت. در این پژوهش، عملکرد چهار الگوریتم یادگیری ماشین و عمیق در پهنه‌بندی حساسیت زمین‌لغزش در حوزه آبخیز جنگلی ۸۵ استان گلستان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که الگوریتم یادگیری عمیق CNN با کسب امتیاز AUC برابر 910/0، صحت کلی 72/87% و ضریب کاپای 899/0 برای طبقات پرخطر (خطرناک و خیلی خطرناک) به‌عنوان کارآمدترین مدل شناسایی شد. تحلیل اهمیت متغیرها با استفاده از مدل برتر (CNN) نشان داد که عوامل فاصله از گسل و فاصله از رودخانه به ترتیب دارای بیش‌ترین اهمیت در وقوع زمین‌لغزش در منطقه موردمطالعه هستند. این یافته کاملاً با انتظارات زمین‌شناختی و ژئومورفولوژیکی منطقه همخوانی دارد. نقشه نهایی حساسیت زمین‌لغزش تولیدشده توسط مدل CNN نشان داد که 46/31 درصد از مساحت حوزه (معادل تقریباً12360 هکتار) در طبقه خطر خیلی زیاد قرار دارد.نتایج این تحقیق در شناسایی مناطق پرخطر و تعیین عوامل مؤثر بر رخداد زمین‌لغزش‌ها در این حوضه در امر کاهش خسارات احتمالی و تهدیدهای مرتبط با زمین‌لغزش و تدوین سیاست ها و اجرای راهکارهای مدیریتی می‌‌تواند بسیار کارآمد باشد.

مشاهده مقاله

تحلیل مکانی–زمانی پدیده گردوغبار طی سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۵ با استفاده از سنجش از دور و ردیابی منشأ با مدل HYSPLIT، مطالعه موردی: ایلام، ایران.

علیرضا یوسفی کبریا؛ علی خلیلی؛ حسن رضائی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 29 دی 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.369911.2120

چکیده

پدیده گردوغبار به‌عنوان یکی از چالش‌های جدی زیست‌محیطی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، طی سال‌های اخیر در استان ایلام شدت یافته و اثرات گسترده‌ای بر سلامت انسان، زیرساخت‌ها، کشاورزی و منابع طبیعی بر جای گذاشته است. موقعیت جغرافیایی این استان در مرز با کشورهای عراق و سوریه، آن را در معرض مستقیم طوفان‌های گردوغبار با منشأ خارجی قرار ... بیشتر پدیده گردوغبار به‌عنوان یکی از چالش‌های جدی زیست‌محیطی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، طی سال‌های اخیر در استان ایلام شدت یافته و اثرات گسترده‌ای بر سلامت انسان، زیرساخت‌ها، کشاورزی و منابع طبیعی بر جای گذاشته است. موقعیت جغرافیایی این استان در مرز با کشورهای عراق و سوریه، آن را در معرض مستقیم طوفان‌های گردوغبار با منشأ خارجی قرار داده است. این پژوهش با هدف پایش روند مکانی–زمانی گردوغبار و شناسایی کانون‌های مؤثر در وقوع آن طی بازه زمانی 2020 تا 2025 انجام شده است. داده‌های ذرات معلق (PM) از ایستگاه‌های سنجش کیفیت هوای مهران و دهلران به‌عنوان داده‌های زمینی گردآوری شد. همچنین، شاخص‌های ماهواره‌ای شامل عمق نوری آئروسل (AOD) از MODIS، شاخص جذب آئروسل (AAI) از Sentinel-5P، شاخص گردوغبار (NDDI) و نقشه‌های شمارش رخدادهای گردوغبار (DECM) با استفاده از Google Earth Engine پردازش و تحلیل شدند. برای ردیابی مسیر انتقال ذرات گردوغبار نیز از مدل عددی HYSPLIT به‌صورت رهگیری معکوس ۲۴ ساعته استفاده شد.نتایج نشان داد که بیشترین فراوانی رخدادهای گردوغبار در سال 2022 با بیش از 200 مورد در نواحی مرزی رخ داده است. اگرچه در سال‌های 2023 و 2024 اندکی کاهش مشاهده شد، تمرکز مکانی رخدادها همچنان در مناطق مرزی باقی مانده است. مقدار AAI در سال 2022 به بیش از 1.3 و مقدار AOD در نواحی جنوبی ایلام به بیش از 1.85 رسید که نشان‌دهنده شرایط بسیار ناسالم است. شاخص NDDI نیز در سال 2021 به بیشترین مقدار خود رسید و سپس کاهش یافت. شبیه‌سازی مدل HYSPLIT برای دو رخداد بحرانی در سال 2025، منشأ گردوغبار را در بیابان‌های غرب عراق و شرق سوریه نشان داد. در هر دو رخداد، ذرات گردوغبار با عبور از مرزها وارد استان ایلام شدند و شاخص AQI در ایستگاه‌ها به 500 رسید.در مجموع، یافته‌ها نشان می‌دهند که استان ایلام با روند افزایشی گردوغبار مواجه است و کانون‌های فرامرزی، به‌ویژه در عراق و سوریه، نقش تعیین‌کننده‌ای در آلودگی دارند. استفاده همزمان از داده‌های ماهواره‌ای و مدل HYSPLIT در شناسایی منشأ، مسیر و شدت گردوغبار بسیار مؤثر بوده و لزوم اجرای راهکارهایی نظیر تثبیت خاک، احیای پوشش گیاهی، همکاری‌های منطقه‌ای و توسعه سامانه‌های هشدار سریع را برجسته می‌سازد.

مشاهده مقاله

بررسی و مقایسه روش‌های AHP و IRNAHP در اولویت‌بندی سیل‌خیزی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز فخرآباد یزد)

حسین ملکی نژاد؛ احسان بذرافشان؛ سید زین العابدین حسینی؛ مهدی سپهری

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 29 دی 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.369920.2121

چکیده

مدیریت ریسک سیلاب از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی و توسعه‌ای در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران به شمار می‌رود. حوزه آبخیز فخرآباد یزد به دلیل ویژگی‌های اقلیمی و توپوگرافی خاص، مستعد وقوع سیلاب‌های ناگهانی است که می‌تواند خسارت‌های اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی قابل توجهی به همراه داشته باشد..مواد و روش‌هادر این مطالعه، به‌منظور ... بیشتر مدیریت ریسک سیلاب از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی و توسعه‌ای در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران به شمار می‌رود. حوزه آبخیز فخرآباد یزد به دلیل ویژگی‌های اقلیمی و توپوگرافی خاص، مستعد وقوع سیلاب‌های ناگهانی است که می‌تواند خسارت‌های اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی قابل توجهی به همراه داشته باشد..مواد و روش‌هادر این مطالعه، به‌منظور اولویت‌بندی زیرحوضه‌های حوزه آبخیز فخرآباد استان یزد از نظر سیل‌خیزی، هشت معیار اصلی شامل مدل رقومی ارتفاع (DEM)، شیب، بارش، فراکتال، پیوستگی، شاخص اشباعیت توپوگرافی (TWI)، شاخص کنترل توپوگرافی و قدرت جریان مورد استفاده قرار گرفت. نتایج و بحثمقایسه نتایج دو روش با خروجی مدل SWAT نشان داد که هر دو روش AHP و IRNAHP توانسته‌اند الگوی مناسبی از پهنه‌بندی سیل‌خیزی ارائه دهند. روش AHP به دلیل سادگی، شفافیت و کاربرد گسترده در مطالعات منابع آب، همچنان ابزاری ارزشمند محسوب می‌شود. با این حال، در شرایطی که تعداد مقایسه‌های زوجی افزایش می‌یابد و قضاوت‌های کارشناسان با ابهام همراه است، احتمال بروز عدم‌قطعیت در وزن‌دهی شاخص‌ها بیشتر می‌شود. در همین راستا، روش IRNAHP با بهره‌گیری از منطق فازی و اعداد بازه‌ای توانسته است این عدم‌قطعیت را بهتر مدیریت کرده و نتایج دقیق‌تری را ارائه دهد. در مقایسه با مطالعات مشابه، یافته‌های این پژوهش نیز نشان داد که IRNAHP در مواجهه با داده‌های مبهم و پیچیدگی‌های محیطی عملکرد بهتری نسبت به AHP داشته است.نتیجه‌گیریدر این پژوهش، دو روش AHP و IRNAHP برای تحلیل سیل‌خیزی زیرحوضه‌های حوزه آبخیز فخرآباد استان یزد مقایسه شدند. یافته‌ها حاکی از آن بود که در روش AHP، زیرحوضه‌های شماره 4، 3، 31، 27 و 29 بالاترین و زیرحوضه‌های 15، 22، 14، 21 و 6 پایین‌ترین میزان سیل‌خیزی را نشان دادند. در مقابل، نتایج حاصل از روش IRNAHP نیز نشان داد که زیرحوضه‌های 4، 3، 31، 27 و 24 از بالاترین، و زیرحوضه‌های 15، 22، 14، 21 و 12 از پایین‌ترین پتانسیل سیل‌خیزی برخوردارند. روش AHP به دلیل ساختار ساده و قابلیت درک بالا، همچنان روشی معتبر برای اولویت‌بندی معیارهاست؛ با این وجود، در شرایطی که عدم‌قطعیت و ابهام در داده‌ها یا نظرات کارشناسان بیشتر باشد، دقت آن کاهش می‌یابد. در مقابل، روش IRNAHP با استفاده از منطق فازی و اعداد بازه‌ای توانسته است این محدودیت را برطرف کرده و نتایج دقیق‌تری ارائه دهد. بنابراین، می‌توان گفت که IRNAHP به‌عنوان رویکردی تکمیل‌کننده AHP، ابزاری کارآمدتر برای مدیریت ریسک سیلاب در مناطق حساس به شمار می‌رود.

مشاهده مقاله

ارزیابی کارایی مدل‌های داده مبنا در برآورد رسوب معلق رودخانه‌های پر رسوب: مطالعه موردی ایستگاه آب‌سنجی هوتن، رودخانه اترک، واحد مطالعاتی مراوه تپه

محمودرضا طباطبایی؛ محمدرضا غریب رضا

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 29 دی 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.370547.2129

چکیده

این مطالعه به بررسی برآورد دقیق رسوب معلق در رودخانه اترک، به‌ویژه در ایستگاه هوتن، پرداخته است. رسوب معلق در رودخانه‌ها، به‌ویژه در مناطق نیمه‌خشک، از چالش‌های عمده در مدیریت منابع آب و کنترل رسوبات مخازن سدها به شمار می‌آید. در این تحقیق، برای برآورد رسوب معلق، از ترکیبی از روش‌های کلاسیک و هوشمند استفاده شده است، از جمله منحنی ... بیشتر این مطالعه به بررسی برآورد دقیق رسوب معلق در رودخانه اترک، به‌ویژه در ایستگاه هوتن، پرداخته است. رسوب معلق در رودخانه‌ها، به‌ویژه در مناطق نیمه‌خشک، از چالش‌های عمده در مدیریت منابع آب و کنترل رسوبات مخازن سدها به شمار می‌آید. در این تحقیق، برای برآورد رسوب معلق، از ترکیبی از روش‌های کلاسیک و هوشمند استفاده شده است، از جمله منحنی سنجه رسوب، شبکه‌های عصبی و مدل‌های یادگیری عمیق. با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی، متغیرهای کلیدی مؤثر بر رسوب شناسایی و داده‌ها به گروه‌های همگن تقسیم شدند. مدل یادگیری جمعی XGBoost به عنوان مدل برتر انتخاب شد که دقت بالایی در پیش‌بینی نشان داد. نتایج نشان می‌دهد که XGBoost با کمترین خطا و بیشترین شاخص کارایی نسبت به سایر مدل‌ها موفق‌تر بوده است. این مدل توانایی مدیریت داده‌های با چولگی بالا و شناسایی روابط غیرخطی پیچیده را دارد. همچنین، رویکرد ترکیبی به‌کاررفته در این پژوهش منجر به بهبود پیش‌بینی نسبت به روش‌های سنتی شده است. با این حال، کیفیت داده‌ها و تغییرات هیدرولوژیکی بر کارایی مدل‌ها تأثیر می‌گذارد. این تحقیق نشان‌دهنده اهمیت استفاده از تکنیک‌های پیشرفته یادگیری ماشین در تحلیل داده‌های هیدرولوژیکی و لزوم پیوند بین علم داده و مدیریت منابع آب است. نتایج این مطالعه می‌تواند به‌عنوان مرجعی برای سیاست‌گذاران و مدیران منابع آب در راستای بهبود مدیریت رسوبات و کیفیت آب در رودخانه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

مشاهده مقاله

مقایسه عملکرد مدل‌های خطی و یادگیری عمیق در پیش‌بینی رواناب ماهانه: مطالعه موردی حوزه آبخیز قره‌سو

نادر جندقی؛ مهدی علی بگلی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 29 دی 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2026.370888.2132

چکیده

مقدمه:مدیریت منابع آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک از چالش‌های اساسی قرن حاضر است. رشد جمعیت، تغییرات اقلیمی و افزایش تقاضا فشار زیادی بر منابع آب سطحی وارد کرده است. در چنین شرایطی، پیش‌بینی رواناب ماهانه ابزاری راهبردی برای برنامه‌ریزی سدها، کنترل سیلاب و مدیریت پایدار حوزه‌های آبخیز محسوب می‌شود. با این حال، پیچیدگی فرآیندهای هیدرولوژیکی ... بیشتر مقدمه:مدیریت منابع آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک از چالش‌های اساسی قرن حاضر است. رشد جمعیت، تغییرات اقلیمی و افزایش تقاضا فشار زیادی بر منابع آب سطحی وارد کرده است. در چنین شرایطی، پیش‌بینی رواناب ماهانه ابزاری راهبردی برای برنامه‌ریزی سدها، کنترل سیلاب و مدیریت پایدار حوزه‌های آبخیز محسوب می‌شود. با این حال، پیچیدگی فرآیندهای هیدرولوژیکی و روابط غیرخطی متغیرهای اقلیمی، این پیش‌بینی را دشوار کرده است. هدف پژوهش حاضر، بررسی کارایی مدل‌های خطی و یادگیری عمیق و معرفی مدلی بهینه برای ارتقای مدیریت منابع آب است.مواد و روش‌ها:در این پژوهش، رواناب ماهانه حوزه آبخیز قره‌سو با مساحت 1624 کیلومتر مربع، با استفاده از داده‌های سه ایستگاه هیدرومتری پل توسکاستان، نهارخوران و سیاه‌آب طی یک دوره آماری ۳۶ ساله (1400-1364) مدل‌سازی و پیش‌بینی شد. برای این منظور، سه مدل منفرد (SARIMA، BiLSTM و GRU) و دو مدل ترکیبی (BiLSTM-GRU و SARIMA-BiLSTM-GRU) به‌کار گرفته شدند تا رواناب ماهانه را برای افق ۱۲ ماه آینده پیش‌بینی کنند. دقت مدل‌ها با شاخص‌های RMSE، MAD و MSE ارزیابی گردید. پیاده‌سازی مدل‌ها با استفاده از Python و کتابخانه‌های پرکاربرد از جمله TensorFlow، Keras، numpy، pandas، matplotlib، scipy و sklearn انجام شد.نتایج و بحث:مدل ترکیبی SARIMA-BiLSTM-GRU با تلفیق مؤلفه‌های خطی و غیرخطی دقیق‌ترین پیش‌بینی رواناب ماهانه را ارائه داد. مقادیر RMSE این مدل در ایستگاه‌های پل توسکاستان، نهارخوران و سیاه‌آب به‌ترتیب 0295/0، 0173/0 و 1683/0 مترمکعب بر ثانیه برآورد شد. مدل BiLSTM-GRU با RMSE معادل 0326/0، 0226/0 و 3013/0 گزینه دوم بود. در میان مدل‌های منفرد، BiLSTM و GRU نتایج مشابه و قابل قبول داشتند، اما مدل خطی SARIMA با RMSE برابر 0851/0، 0230/0 و 3892/0 ضعیف‌ترین عملکرد را نشان داد. به طور میانگین و بر اساس شاخص RMSE، مدل ترکیبی SARIMA-BiLSTM-GRU توانست خطای پیش‌بینی را بین %66/39 تا %75/56 نسبت به سایر مدل‌ها کاهش دهد.نتیجه‌گیری:این پژوهش نشان داد که مدل‌های ترکیبی خطی و یادگیری عمیق دقت و پایداری پیش‌بینی رواناب ماهانه را به‌طور قابل توجهی بهبود می‌دهند. در این میان، مدل SARIMA-BiLSTM-GRU با تلفیق مؤلفه‌های خطی و غیرخطی بهترین عملکرد را ارائه کرد. نتایج بر اهمیت به‌کارگیری رویکردهای ترکیبی در مدیریت منابع آب و کنترل سیلاب تأکید دارند. پیشنهاد می‌شود استفاده از مدل‌های پیشرفته‌تر و ورودی‌های متنوع مانند بارش و دما برای افزایش دقت و قابلیت اعتماد پیش‌بینی‌ها مدنظر قرار گیرد.

مشاهده مقاله

پایش و آشکارسازی روند تغییرات کاربری/پوشش زمین با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین در بستر گوگل ارث انجین (مطالعه موردی: حوزه آبخیز کارون 1)

سینا نبی زاده؛ علی اصغر نقی پور؛ عطاالله ابراهیمی؛ حمیدرضا کشتکار؛ الهام قهساره

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 29 دی 1404

https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.371067.2135

چکیده

نقشه‌های کاربری/پوشش زمین نقش کلیدی در مدیریت منابع طبیعی و برنامه‌ریزی سرزمین دارند و پایش دقیق آن‌ها برای مدیریت پایدار ضروری است. در سال‌های اخیر، توسعه سنجش‌ازدور و الگوریتم‌های یادگیری ماشین همراه با سامانه گوگل ارث انجین (GEE)، امکان تحلیل کلان‌داده‌های مکانی–زمانی را فراهم کرده است. در این پژوهش، تغییرات کاربری/پوشش ... بیشتر نقشه‌های کاربری/پوشش زمین نقش کلیدی در مدیریت منابع طبیعی و برنامه‌ریزی سرزمین دارند و پایش دقیق آن‌ها برای مدیریت پایدار ضروری است. در سال‌های اخیر، توسعه سنجش‌ازدور و الگوریتم‌های یادگیری ماشین همراه با سامانه گوگل ارث انجین (GEE)، امکان تحلیل کلان‌داده‌های مکانی–زمانی را فراهم کرده است. در این پژوهش، تغییرات کاربری/پوشش زمین حوزه آبخیز وسیع و ناهمگن کارون ۱ با استفاده از تصاویر لندست ۷ (۲۰۰۲) و لندست ۸ (۲۰۲۴) و به‌کارگیری سه الگوریتم CART، RF و SVM مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر ترکیبی ۹ صحنه‌ای پس از اعمال فیلتر میانه تهیه شد و ۱۹۲۰ نقطه آموزشی در قالب ۷ کلاس کاربری/پوشش زمین استخراج گردید. شاخص‌های NDVI، NDBI، NDWI و مدل ارتفاعی (DSM) به‌عنوان داده‌های کمکی وارد مدل شدند. نتایج نشان داد هر سه الگوریتم از دقت بالایی برخوردارند و الگوریتم SVM بالاترین دقت کلی و ضریب کاپا را در هر دو سال (بیش از ۹۲ درصد) به دست آورد. نتایج همچنین حاکی از غالب بودن مراتع (حدود ۴۰ درصد) و جنگل‌ها (حدود ۲۷ درصد) در سطح حوضه و کاهش زمانی این کاربری‌ها، به‌ویژه پهنه‌های آبی، است. یافته‌ها نشان می‌دهد ترکیب الگوریتم‌های یادگیری ماشین با GEE ابزاری کارآمد برای پایش تغییرات محیطی در مقیاس حوضه‌های بزرگ است. با این حال، محدودیت وضوح مکانی داده‌های لندست از چالش‌های اصلی مطالعه محسوب می‌شود و استفاده از تصاویر سنتینل برای پژوهش‌های آتی پیشنهاد می‌شود.

مشاهده مقاله

تعداد دوره‌ها	17
تعداد شماره‌ها	68
تعداد مقالات	754
تعداد نویسندگان	1,621
تعداد مشاهده مقاله	846,637
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	650,244
نسبت مشاهده بر مقاله	1122.86
نسبت دریافت فایل بر مقاله	862.39
تعداد مقالات ارسال شده	1,145
درصد پذیرش	35
متوسط زمان تا اولین اقدام (روز)	2
متوسط زمان داوری (روز)	30
متوسط زمان پذیرش (روز)	150
متوسط زمان انتشار (بعد از پذیرش) (روز)	180
تعداد پایگاه های نمایه شده	6

دوره 17 (1404)

دوره 16 (1403)

دوره 15 (1402)

دوره 14 (1401)

دوره 13 (1400)

دوره 12 (1399)

دوره 11 (1398)

دوره 10 (1397)

دوره 9 (1396)

دوره 8 (1395)

دوره 7 (1394)

دوره 6 (1393)

دوره 5 (1392)

دوره 4 (1391)

دوره 3 (1390)

دوره 2 (1389)

دوره 1 (1388)

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

بانک ها و نمایه نامه ها

ابر واژگان