محمودرضا طباطبایی؛ امین صالح پور جم؛ جمال مصفایی
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 328-350
چکیده
مقدمهچرخه فرسایش خاک، شامل برداشت، حمل و رسوبگذاری که رسوبدهی حوزه‌های آبخیز را کنترل می‌کند، شامل مجموعه‌ای از فرایندهای پیچیده و به شدت غیرخطی است. از سوی دیگر، عوامل تاثیرگذار در رسوبدهی حوزه‌های آبخیز بسیار متنوع بوده و با توجه به شرایط خاص اقلیمی، خاکشناسی، پوشش گیاهی، زمین‌شناسی، توپوگرافی و غیره در هر حوضه، وزن و ...
بیشتر
مقدمهچرخه فرسایش خاک، شامل برداشت، حمل و رسوبگذاری که رسوبدهی حوزه‌های آبخیز را کنترل می‌کند، شامل مجموعه‌ای از فرایندهای پیچیده و به شدت غیرخطی است. از سوی دیگر، عوامل تاثیرگذار در رسوبدهی حوزه‌های آبخیز بسیار متنوع بوده و با توجه به شرایط خاص اقلیمی، خاکشناسی، پوشش گیاهی، زمین‌شناسی، توپوگرافی و غیره در هر حوضه، وزن و نقش هر یک از عوامل یاد شده در تولید رسوب بسیار متفاوت است. تعیین و اندازه‌گیری دقیق این عوامل و ایجاد رابطه‌های ریاضی بین آنها اغلب مشکل، پرهزینه، زمانبر و با خطا همراه بوده است. این در حالی است که با استفاده از مدلهای مبتنی بر هوش محاسباتی و بهکارگیری تعداد محدودی از متغیرهای دینامیک حوضه، میتوان رفتار حوزه آبخیز را در تولید رسوب به خوبی شبیهسازی کرد. صرف‌نظر از نوع مدلهای هوشمند، در اغلب پژوهش‌های انجام شده (به‌ویژه در تحقیقات داخلی)، شبیهسازی رسوب معلق به‌طور عمده، بر پایه متغیر دبی جریان بوده است و به نقش متغیرهایی نظیر بارش (به‌ویژه بارش اخذ شده از تصاویر ماهوارهای) که در رسوبدهی حوضه‌ها موثرند، کمتر توجه شده است. علاوه‌بر بارش، چولگی داده‌های رسوب‌سنجی نیز از جمله مسایلی است که عدم شناخت و توجه به آن سبب کاهش کارایی مدلهای برآوردگر خواهد شد. در پژوهش حاضر، نقش متغیر بارش روزانه اخذ شده از ماهواره CHIRPS در شبیهسازی رسوب معلق رودخانه قرهچای مورد بررسی قرار گرفته است. مواد و روش‌هابه‌منظور شبیهسازی غلظت رسوب معلق روزانه رودخانه قرهچای در محل ایستگاه آب‌سنجی رامیان در استان گلستان، از شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه استفاده شد. به این منظور، از متغیرهای دبی جریان و دبی جریان پیشین در مقیاس‌های لحظه‌ای و روزانه و همچنین، متوسط بارش روزانه و پیشین حوضه اخذ شده از ماهواره CHIRPS برای یک دوره آماری 37 ساله (1396-1359) به‌عنوان متغیرهای ورودی مدل، استفاده شد. جهت افزایش قدرت تعمیمدهی مدل‌ها، از شبکه عصبی نگاشت خود سازمانده (برای خوشه‌بندی داده‌ها) و بهمنظور یافتن بهترین ترکیب متغیرهای ورودی، از آزمون گاما استفاده شد. در راستای افزایش کارایی آموزش شبکه، انواع توابع فعالسازی و زیان و همچنین، الگوریتم جلوگیری از بیش برازش استفاده شد. بهمنظور بررسی تاثیر بهکارگیری توابع فعالسازی و زیان در برآورد رسوب معلق، سناریوهای مختلفی در نظر گرفته شد که در مجموع منجر به ساخت نه مدل شد. پس از آن، با استفاده از شاخص‌های صحت‌سنجی، میزان کارایی مدل‌ها در شبیهسازی رسوب معلق مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت و سپس مدل برتر انتخاب شد. نتایج و بحثنتایج پژوهش حاضر، نشان داد که از بین مدلهای مختلف، مدل شبکه عصبی با تابع فعالسازی Huber و تابع زیان ReLU، با داشتن میانگین قدر مطلق خطا برابر 368 میلی‌گرم در لیتر، ریشه میانگین مربعات خطا برابر 597 میلی‌گرم در لیتر، ضریب ناش-ساتکلیف 0.87 و درصد اریبی 2.2- درصد، به‌عنوان مدل برتر انتخاب شد. نتایج همچنین نشان داد که استفاده از متغیر بارش، به‌عنوان یکی از عوامل مهم در ایجاد فرسایش و انتقال رسوب حوضه، سبب بهبود کارایی مدل‌ها شده است. لذا با توجه به سهولت استفاده از داده‌های بارش ماهواره CHIRPS، میتوان در شبیهسازی رسوب معلق رودخانه‌ها، از این داده نیز به همراه سایر متغیرهای پیشبینی کننده استفاده شود. نتیجه‌گیریدر شبیهسازی رسوب معلق، اغلب از متغیر دبی جریان به‌عنوان تنها متغیر پیشبینی کننده رسوب معلق استفاده میشود، این در حالی است که در حوضه‌هایی با رژیم‌های بارانی، یا بارانی-برفی، نقش بارش در تولید رواناب‌های سطحی و فرسایش خاک بسیار با اهمیت بوده است و نقش مهمی در تولید و انتقال رسوب حوضه دارد. اگرچه استفاده از داده‌های بارش اخذ شده از ایستگاه‌های باران‌سنجی زمینی، نقش موثری در افزایش کارایی مدلهای داده مبنا در برآورد رسوب معلق داشته است، با این حال، تهیه صدها لایه مکانی توزیعی بارش روزانه از داده‌های نقطه‌ای ایستگاه‌های زمینی، استفاده از این متغیر را در شبیهسازی رسوب معلق حوضه با مشکلات فراوان (نظیر کمبود یا نامناسب بودن توزیع مکانی ایستگاه‌های باران‌سنجی، نواقص آماری، بهکارگیری روشهای میان‌یابی نامناسب و زمانبر بودن انجام محاسبات) روبهرو ساخته است. لذا، در عمل، اغلب از متغیر دبی جریان رودخانه به‌عنوان متغیر پیشبینی کننده رسوب استفاده شده و کمتر از بارش استفاده میشود. یکی از راه‌حلهای برون‌رفت از مشکل یاد شده که در پژوهش حاضر به آن پرداخته شد، استفاده از داده‌های ماهوارهای CHIRPS است که برای اولین بار در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. این داده‌ها از سال 1981 میلادی در دسترس است و به سادگی میتواند برای شبیهسازی رسوب معلق یا دیگر کاربردهای مرتبط با حوزه‌های آبخیز مورد استفاده قرار گیرد. نکته مهم دیگر که لازم است در شبیهسازی رسوب معلق به آن توجه شود، وجود چولگی زیاد در داده‌های رسوب‌سنجی بوده (داده‌های رسوب معلق و دبی جریان) که عدم توجه به آن در فرایند آموزش (یا واسنجی) و آزمون مدل‌ها منجر به ساخت مدلهای ضعیف به لحاظ کارایی و وجود عدم قطعیت در صحت نتایج آنها خواهد شد. در این رابطه، لازم است از تبدیل‌های لگاریتمی و یا توابع مناسب فعالسازی و زیان در فرایند آموزش استفاده شود که در این پژوهش به‌ترتیب دو تابع ReLU و Huber پیشنهاد شد. از نکات مهم دیگر، توجه به قدرت تعمیمدهی مدلهای داده مبنا است که تا اندازه زیادی وابسته به داده‌های استفاده شده در فرایند واسنجی یا آموزش آنها است. این داده‌ها باید به‌گونه‌ای انتخاب شوند که ضمن آن‌که معرف داده‌ها در کل دوره آماری هستند، با دیگر مجموعه‌های داده (نظیر مجموعه‌های ارزیابی یا آزمون)، مشابه و از توزیع یکسان برخوردار باشند. با توجه به نتایج به‌دست آمده از پژوهش حاضر و بهمنظور افزایش کارایی مدلهای شبکه عصبی مصنوعی در برآورد رسوب معلق ایستگاه‌های هیدرومتری حوزه‌های آبخیز، پیشنهاد میشود از تجارب به‌دست آمده در این پژوهش در دیگر ایستگاه‌های رسوب‌سنجی کشور نیز استفاده شود.
فرهاد میثاقی؛ پریسا عسگری؛ مریم نوری
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 351-366
چکیده
مقدمهوجود آب برای کشاورزی، از اهمیت بالایی برخوردار است و با وجود بحران آبی که همه ساله هم به‌صورت کمی و هم به‌صورت کیفی شدید‌تر میشود، باید به‌طور جدی به این مساله توجه شود. منابع آب شامل آبهای سطحی و زیرزمینی میشود که از نظر کیفی، آبهای سطحی در معرض خطر بیشتری هستند، بنابراین، برای حفظ آنها باید منابع آلودگی را شناخته ...
بیشتر
مقدمهوجود آب برای کشاورزی، از اهمیت بالایی برخوردار است و با وجود بحران آبی که همه ساله هم به‌صورت کمی و هم به‌صورت کیفی شدید‌تر میشود، باید به‌طور جدی به این مساله توجه شود. منابع آب شامل آبهای سطحی و زیرزمینی میشود که از نظر کیفی، آبهای سطحی در معرض خطر بیشتری هستند، بنابراین، برای حفظ آنها باید منابع آلودگی را شناخته و راهکارهای مناسب برای پیشگیری یا رفع این آلودگی‌ها ارائه شود. مواد و روشها در این پژوهش، چرخه انتقال فسفات در حوزه آبخیز زنجان‌رود با استفاده از مدل SWAT شبیهسازی شده است. برای واسنجی و اعتبارسنجی از نرم‌افزار SWAT-CUP و مقادیر اندازه‌گیری شده شدت جریان متوسط ماهانه در ایستگاه آب‌سنجی سرچم بین سالهای 1996 تا 2013، استفاده شده و برای تحلیل حساسیت نیز 26 پارامتر حساس، انتخاب شده است. سه گزینه برای شیوه آبیاری، سه گزینه برای میزان کود مصرفی و دو گزینه تلفیقی تعریف شده است. بهمنظور تحلیل عدم قطعیت از شاخص‌های p-factor و r-factor و برای تحلیل کیفیت نتایج مدل، از دو شاخص ضریب تعیین (R2) و ضریب نش-ساتکلیف (NS)، استفاده شده است. نتایج و بحثدر مرحله واسنجی رواناب ماهانه در خروجی حوضه، ضرایب r-factor ،p-factor ،R2 ، NS، به‌ترتیب 0.27، 0.11، 0.83 و 0.53 و در مرحله اعتبارسنجی به‌ترتیب 0.60، 0.18، 0.73 و 0.53 به‌دست آمده است. نتایج نشان داد که با افزایش سطح آبیاری تحت فشار، میزان آلودگی فسفات در خروجی حوضه تغییر چشمگیری ندارد. در رابطه با میزان کود، کاهش 50 درصدی مصرف کودهای فسفاته، مقدار فسفات ورودی به رودخانه زنجان‌رود را به میزان 19.2درصد کاهش داده است. از طرفی، افزایش 50 درصدی مصرف کودها، فسفات ورودی را به میزان 17.7 درصد افزایش داده است. نتیجه‌گیرینتایج حاکی از عملکرد مناسب مدل SWAT و توانایی آن در شبیهسازی مذکور بود. همچنین، با تغییر شیوه آبیاری سطحی به تحت فشار و افزایش راندمان آبیاری، تغییر چشمگیری در میانگین میزان فسفات خروجی از سطح حوضه ایجاد نمی‌شود. از طرفی با کاهش مقادیر کود‌دهی و جلوگیری از کود‌دهی بی‌رویه به‌وسیله کشاورزان، به میزان زیادی میتوان مانع آلودگی منابع آبهای سطحی و زیرزمینی شد.
محمود حبیب نژاد روشن؛ کاکا شاهدی؛ سیدحسین روشان
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 367-385
چکیده
مقدمه
سیل، به‌عنوان یکی از مخرب‌ترین بلایای طبیعی است که باعث تلفات جانی، خسارت‌های زیرساختی و اقتصادی قابل توجه و نابسامانی‌های اجتماعی، در سراسر جهان میشود. با توجه به این‌که سیل پدیده‌ای پویا و چند بعدی است، داده‌های سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور (RS) تا حدود زیادی برای کشف وسعت مناطق سیل‌زده کاربرد دارد و در ...
بیشتر
مقدمه
سیل، به‌عنوان یکی از مخرب‌ترین بلایای طبیعی است که باعث تلفات جانی، خسارت‌های زیرساختی و اقتصادی قابل توجه و نابسامانی‌های اجتماعی، در سراسر جهان میشود. با توجه به این‌که سیل پدیده‌ای پویا و چند بعدی است، داده‌های سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور (RS) تا حدود زیادی برای کشف وسعت مناطق سیل‌زده کاربرد دارد و در تهیه نقشه حساسیت‌پذیری و خطر سیل نقش ویژه‌ای دارند. نقشه حساسیت به سیل، برای توصیف مناطق در خطر سیل و برنامه‌ریزی برای ایجاد طرح‌های کنترل سیل، ضروری است.
مواد و روشها
در این پژوهش، شناسایی مناطق سیل‌گیر در حوضه کارون بر اساس فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی و صحت‌سنجی آن با شاخص آبی NDWI، استخراج شده از تصاویر ماهواره لندست 8، مد نظر بوده است. به این منظور، ابتدا 15 پارامتر موثر در وقوع سیلاب از جمله مقدار و جهت شیب، طبقات ارتفاعی، انحنای زمین، بارندگی، فاصله از آبراهه، تراکم آبراهه، فاصله از گسل، تراکم گسل، فاصله از جاده، تراکم جاده، لیتولوژی، شماره منحنی (CN)، کاربری اراضی، شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) و شاخص قدرت جریان (SPI)، انتخاب شدند. وزن‌دهی این پارامترها، بر اساس روش فرایند AHP در محیط نرم‌افزار Expert Choice انجام شد. در نهایت، با استفاده از دستور تلفیق لایه‌ها، بر اساس وزن‌دهی روش AHP در GIS، نقشه نهایی پهنه‌بندی خطر سیلاب به‌دست آمد. برای صحت‌سنجی نقشه خطر سیلاب به‌دست آمده، از شاخص آبی NDWI بهره گرفته شد.
نتایج و بحث
نتایج مدل AHP نشان داد که موثرترین عوامل در بروز خطر سیلاب در حوضه کارون به‌ترتیب بارندگی، مقدار شیب و طبقات ارتفاعی هستند که برای کاهش خسارات سیلاب و ارائه راهکارهای مدیریتی، این عوامل بایستی مورد توجه قرار گیرند. همچنین، نتایج بیانگر آن است که مناطق پایین‌دست حوضه دارای بیشترین خطر سیل‌گیری را دارند و بیش از نیمی از سطح حوضه (52.24 درصد)، دارای پتانسیل سیل‌خیزی متوسط است.
نتیجه‌گیری
تهیه نقشه مناطق مستعد سیل، یکی از سازنده‌ترین روش‌هایی است که امکان کاهش خسارت‌های خطر سیل را فراهم می‌کند و به برنامه‌ریزان، ذینفعان و تصمیم‌گیران کمک می‌کند تا نظارت مناسبی بر مناطق سیل‌خیز داشته باشند و توسعه اقتصادی-اجتماعی مناسب و پایدار را تضمین کنند.
رضا نوروز ولاشدی؛ حدیقه بهرامی پیچاقچی
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 386-403
چکیده
مقدمه
در مناطق کوهستانی ایران، بخش قابل توجهی از بارش به‌صورت برف است که منبع مهم جریان رودخانه‌ای محسوب میشود. شناخت دقیق کمیت این منابع، به لحاظ ارزش روزافزون آب شیرین و هم به‌واسطه بهرهبرداری بهینه از منابع آب ضروری است. از نظر جهانی، پایش برف و داشتن اطلاعات دقیق از توزیع فضایی پهنه برفی برای پیشبینی وضع هوا و مدلسازی هیدرولوژیکی ...
بیشتر
مقدمه
در مناطق کوهستانی ایران، بخش قابل توجهی از بارش به‌صورت برف است که منبع مهم جریان رودخانه‌ای محسوب میشود. شناخت دقیق کمیت این منابع، به لحاظ ارزش روزافزون آب شیرین و هم به‌واسطه بهرهبرداری بهینه از منابع آب ضروری است. از نظر جهانی، پایش برف و داشتن اطلاعات دقیق از توزیع فضایی پهنه برفی برای پیشبینی وضع هوا و مدلسازی هیدرولوژیکی و آب و هواشناسی لازم است. یک ویژگی مهم مناطق کوهستانی پوشش برف است که با داشتن بازتاب بالا، تاثیر زیادی بر آب و هوای محلی، کاهش تابش خالص در سطح و در نتیجه، انتقال انرژی دارد. پوشش برف، علاوه‌بر این‌که یک عامل مهم برای توسعه اکوسیستم است، برای فعالیت‌های انسانی اهمیت زیادی دارد. برآورد دقیق سطح پوشش، به‌عنوان یکی از عملیات‌های محوری و اساسی در زمینه مدیریت منابع آب، به‌ویژه در مناطقی که بارش برف سهم زیادی در نزولات جوی دارد، محسوب میشود. آشکارسازی و تعیین ویژگی‌های مختلف برف و یخ، با استفاده از داده‌های سنجش از دور که در هیدرولوژی کاربرد وسیعی دارد، روش نوینی را در به‌دست آوردن پارامترهای مورد نیاز هیدرولوژی پدید آورده است.
مواد و روشها
رشته کوه‌های البرز که منطقه مورد مطالعاتی این پژوهش است، جلگه‌های ساحلی استان مازندران را از قسمت داخلی ایران جدا کرده است. نیمه شرقی البرز غربی و تمام البرز مرکزی و قسمتی از البرز شرقی، در محدوده استان مازندران قرار دارند، بدین ترتیب، همراه با سایر عوامل طبیعی، شرایط جغرافیایی خاصی پدید آمده است. در این منطقه، برف نقش کلیدی در چرخه هیدرولوژیکی و هیدرو اقلیم دارد و بخش قابل توجهی از کل رواناب سالانه در این منطقه حاصل ذوب برف است. بهطوری که گرمایش جهانی بر مدیریت حوزه‌های آبخیز و نیاز آبی پایین‌دست زیرحوضه‌های آن تاثیرگذار است. برای انجام پژوهش، نخست داده‌های سنجنده MODIS به‌صورت روزانه با قدرت تفکیک مکانی ۵۰۰×۵۰۰ متر از پایگاه ملی داده‌های برف و یخ ناسا (NSIDC) دریافت شد. تصاویر دریافتی مربوط به بازه زمانی 2018-2000 است. برای پردازش تصاویر، نخست عملیات پیش پردازش بر روی آنها در محیط نرم‌افزار ENVI 5.3 اعمال شد. از نمایه NDSI، برای برآورد پهنه پوشش برف استفاده شد. برای بررسی روند تغییرات پوشش برف از آزمون من-کندال، روش تخمین‌گر شیب‌سن و آزمون همگنی پتیت استفاده شد. همچنین، ناهنجاری فصلی و سالانه پوشش برف، دما و بارش در منطقه مطالعاتی بر اساس نمره استاندارد Z بررسی شد.
نتایج و بحث
نتایج آزمون من-کندال و روش تخمین‌گر شیب‌سن در منطقه شمالی البرز مرکزی نشان می‌دهد، بیشترین کاهش پهنه پوشیده از برف در ماه ژانویه و فصل زمستان به‌ترتیب برابر 220.39 و 50.41 کیلومتر مربع در هر سال رخ داده است. نتایج آزمون همگنی پتیت، به روش تحلیل نقطه تغییر (CPA) در سال 2010، ماه ژانویه برای پهنه پوشیده از برف و ماه می 2014 و ژوئن 2010، برای میانگین دمای ماهانه، جهش اقلیمی را در سطح معنی‌داری 0.05 نشان داد. همچنین، نقطه تغییر در سری زمانی پهنه پوشیده از برف، در ماه ژانویه به‌صورت نزولی اتفاق افتاده است، ولی نقطه تغییر در سری زمانی میانگین دما در ماه می و ژوئن به‌صورت صعودی بوده است. مقایسه وضعیت پوشش برف با شرایط دما و بارش، نشان می‌دهد در بیشتر مواقع ناهنجاری‌های منفی پوشش برف، با ناهنجاری مثبت دما و منفی بارش، همخوانی دارد. نتایج حاصل، هشداری است در رابطه با تحول آب و هوا در این منطقه که تحت عنوان پدیده گرمایش جهانی و خشکسالی هواشناسی شناخته شده است. به یقین این تغییرات، تاثیری مستقیم بر کاهش منابع آب برای بخش کشاورزی و شرب دارد.
نتیجه‌گیری
در مجموع بررسی روند تغییرات پهنه پوشیده از برف در ماه ژانویه طی 19 سال آماری نشان می‌دهد که به ازای افزایش میانگین دما به میزان 0.13 درجه سانتی‌گراد، پهنه پوشیده از برف در این ماه به میزان 220.39 کیلومتر مربع در هر سال کاهش یافته است. همچنین، با توجه به نتایج آزمون همگنی پتیت، تغییرات ناگهانی در سال 2010 و 2014 نشان می‌دهد که گرمایش جهانی و خشکسالی هواشناسی موجب تغییر ناگهانی در پهنه پوشیده از برف و دما در این سال‌ها و ماه‌ها شده است. مقایسه شرایط بارش و دما با وضعیت پوشش برف نشان داد، در بیشتر سال‌ها ناهنجاری منفی پوشش برف با ناهنجاری مثبت دما و ناهنجاری منفی بارش همزمان بوده است که بیشترین تاثیر افزایش دما در فصل بهار مشاهده شده است. از این رو، با افزایش دما و تغییر شرایط اقلیمی، بارش‌های زمستانه که به انباشت برف تبدیل خواهند شد، کاهش یافته است و می‌توانند روی رواناب ناشی از این بارش‌ها در فصل بهار تاثیرگذار باشند. از آنجایی که این منطقه قابلیت ریزش برف از اواسط پاییز تا اوایل بهار را دارا است، بنابراین، اطلاعات درباره پهنه پوشیده از برف در این منطقه برای کاربرد آنها در زمینه هیدرولوژی، هواشناسی، اقلیم‌شناسی، تولید برق‌آبی و همچنین، پیشبینی سیلاب ضروری است.
روح انگیز اختری؛ محمد رستمی؛ بهرام ثقفیان؛ محمد علمی
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 404-422
چکیده
مقدمه
احداث بند اصلاحی در سرشاخه‌ها، یکی از روشهای رایج مدیریت آبخیز برای کنترل رسوب، پایداری آبراهه و کاهش هیدروگراف سیل از بعد زمان تمرکز و دبی اوج محسوب میشود. در ایران، با وجود قدمت ۵۰ ساله، در اجرای گسترده این سازه کوچک‌مقیاس به‌وسیله ارگان‌های وابسته به سازمان منابع طبیعی و آبخیزداری کشور به عنوان دستگاه ...
بیشتر
مقدمه
احداث بند اصلاحی در سرشاخه‌ها، یکی از روشهای رایج مدیریت آبخیز برای کنترل رسوب، پایداری آبراهه و کاهش هیدروگراف سیل از بعد زمان تمرکز و دبی اوج محسوب میشود. در ایران، با وجود قدمت ۵۰ ساله، در اجرای گسترده این سازه کوچک‌مقیاس به‌وسیله ارگان‌های وابسته به سازمان منابع طبیعی و آبخیزداری کشور به عنوان دستگاه اجرایی، همچنان روش ارزیابی کمی و کیفی مناسبی برای آن ارائه نشده است. در بیان اثربخشی این سازه، شبیهسازی شرایط طبیعی در حالت وجود و عدم وجود این سازه در مدلهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی، اجتناب ناپذیر است. البته بازدیدهای میدانی و اندازه‌گیری پارامترهای مربوطه در عرصه نیز، در تدقیق شبیهسازی و هم بیان تقریبی اثربخشی، از اقدامات اولیه محسوب میشود. بررسی‌های انجام شده نشان داد، در بسیاری از پژوهش‌ها، اثر بندهای اصلاحی بر روی هیدروگراف رواناب مد نظر بوده است. شبیهسازی بندها، به‌صورت هیدرولوژیکی با کمک تغییر در شیب آبراهه و زمان تمرکز حوضه و یا با استفاده از روشهای روندیابی در مخزن انجام شده است که با توجه به فرضیات ساده شونده، برآوردی بیش از واقعیت ارائه می‌دهد. شبیهسازی هیدرولیکی دقیق‌تر، اما پیچیدگی و موانع خاص خود را دارا است. لذا، در این پژوهش سعی بر آن شد تا علاوه بر بهره‌مندی از دقت شبیهسازی هیدرولیکی و نیز از عدم پیچیدگی روابط هیدرولوژیکی، اثربخشی وجود بندهای اصلاحی در هیدروگراف رواناب اعمال شود. اثربخشی بندهای اصلاحی با تعیین و اعمال ضرایبی در هیدروگراف خروجی آبراهه بدون بند اصلاحی، صورت گرفت تا هیدروگراف خروجی آبراهه با بند اصلاحی به‌دست آید.
مواد و روشها
در این پژوهش، اثربخشی بندهای اصلاحی متوالی در کاهش هیدروگراف خروجی از یک کانال مثلثی با سه طول 1000، 2000 و 3000 متر در سه شیب طولی پنج، 10 و 15 درصد، با استفاده از مدل هیدرودینامیکیMIKE 11 ، مد نظر است. در این بررسی، فرض بر آن است که بندهای آبخیزداری متوالی با ارتفاع 2.5 متر از تاج بند پایاب تا پاشنه بند سراب در هر کانال مثلثی احداث شود. لذا، تعداد بندها بر اساس طول و شیب آن از 20 تا 180 عدد متغیر خواهد بود. در این پژوهش، هیدروگراف خروجی از کانال مثلثی به عنوان متغیر وابسته و هیدروگراف ورودی به کانال، طول و شیب کانال، به عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شد. تغییرات بیشینه جریان خروجی تحت دو سناریوی کانال بدون بند اصلاحی (سناریوی اول) و کانال با وجود بندهای اصلاحی متوالی پر از رسوب (سناریوی دوم) مورد بررسی قرار گرفت تا بتوان اثربخشی بندهای اصلاحی در یک آبراهه را با پارامترهای هیدرولوژیکی شبیهسازی کرد. دو معیار سنجنده شامل درصد ضریب تسکین و درصد تغییر جریان برای بیان اثربخشی تعریف شد. درصد تغییرات دبی اوج هیدروگراف روندیابی شده در طول کانال نسبت به دبی اوج هیدروگراف ورودی یا به عبارتی اختلاف بین دبی ورودی و دبی خروجی برای سناریو و به ازای تغییرات طول مسیل، شیب و مقادیر مختلف هیدروگراف ورودی، "شدت روندیابی" نام‌گذاری شد. درصد تغییرات دبی اوج خروجی از سناریوی دوم نسبت به سناریوی اول هم تحت عنوان، درصد تغییر جریان، در نظر گرفته شد.
نتایج و بحث
ارزیابی نتایج مدل برای روندیابی هیدروگراف در طول کانال به ازای تغییر متغیرهای مستقل در قالب دو سناریو، کاهش دبی اوج، افزایش زمان پایه هیدروگراف خروجی و زمان تاخیر ناشی از روندیابی را در پی داشت. وجود بندهای اصلاحی، تغییر پارامترهای فوق را دو چندان کرده است. هر چه شیب طولی آبراهه افزایش پیدا می‌کند، میزان ذخیره در کانال کمتر شده و دبی خروجی و در نتیجه ضریب تسکین (کاهش دبی اوج خروجی نسبت به ورودی)، کاهش می‌یابد. هر چه حجم جریان ورودی بیشتر باشد، ضریب تسکین کمتر خواهد بود. ضریب تسکین با شیب طولی، رابطه معکوس و با طول کانال، رابطه مستقیم دارد. در صورت اجرای بندهای اصلاحی، هر چه طول کانال بیشتر میشود، به‌علت بیشتر شدن تعداد بندهای اصلاحی، میزان ذخیره در کانال افزایش یافته و کاهش شیب رخ خواهد داد و تغییرات دبی خروجی نسبت به دبی ورودی بیشتر خواهد بود، لذا، ضریب تسکین افزایش می‌یاید. هدف اصلی این پژوهش، بیان ریاضی اثربخشی بندهای اصلاحی در کاهش دبی اوج هیدورگراف خروجی از مسیل بر اساس شرایط مختلف بود. پس از انجام اجراهای متعدد و بررسی انواع روشهای مختلف، مشاهده شد که میتوان اثرات بند اصلاحی بر روی یک آبراهه را به‌صورت اثر یک مخزن خطی به همراه یک تاخیر زمانی در انتهای کانال مدل کرد. به عبارتی، دو تابع مخزن خطی و تابع تاخیر زمانی بر روی متغیرهای وابسته اعمال میشود تا متغیر مستقل به‌دست آید. برای هر زوج هیدورگراف (هیدروگراف خروجی از کانال بدون بند اصلاحی و دارای بند اصلاحی)، مقادیر، به عنوان تابع مخزن خطی و به‌عنوان تابع تاخیر زمانی برآورد شد. میانگین ضریب ذخیره (K) مخزن خطی برای طول‌های 1000، 2000 و 3000 متر و برای سه شیب مورد بررسی به‌ترتیب 500، 1100 و 1400 ثانیه برآورد شد. میانگین زمان تاخیر نیز برای سه طول یادشده به‌ترتیب 540، 1750 و 3700 ثانیه، محاسبه شد. هر چه طول کانال بیشتر، شیب کانال کمتر، و دبی ورودی به کانال کمتر باشد، پارامترهای فوق بزرگتر شده و لذا، ضریب تسکین بزرگتر میشود.
نتیجه‌گیری
در صورتی‌که آبراه‌های برای احداث بندهای اصلاحی انتخاب شود و هیدروگراف خروجی از آن با استفاده از مدلهای تجربی، هیدرولیکی و هیدرولوژیکی در شرایط عدم وجود بندهای اصلاحی در دست باشد، هیدروگراف خروجی از آبراهه برای شرایط وجود سازه‌های کوچک مقیاس، با اعمال ضرایب ذخیره مخزن خطی و زمان تاخیر به‌دست آمده از این پژوهش، شبیهسازی و اصلاح خواهد شد. به این ترتیب، اثربخشی اجرای بندهای اصلاحی در کنترل سیل در آبراهه یادشده به‌دست خواهد آمد.
محمود بقایی؛ حمید غلامی؛ ابوالحسن فتح آبادی؛ مرضیه رضایی
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 423-437
چکیده
مقدمه
تشدید فرسایش آبی یک تهدید محیط زیستی در قاره‌های مختلف است که بار رسوب معلق در سامانه‌های رودخانه‌ای منتج شده از فرسایش تشدیدی بهدلیل فعالیت‌های انسانی نیز یک تهدید جدی برای مدیریت پایدار آبخیزها و خدمات اکوسیستم در سراسر دنیا محسوب میشود. شناسایی منابع رسوب در آبخیزها به منظور کاهش اثرات منفی آنها ...
بیشتر
مقدمه
تشدید فرسایش آبی یک تهدید محیط زیستی در قاره‌های مختلف است که بار رسوب معلق در سامانه‌های رودخانه‌ای منتج شده از فرسایش تشدیدی بهدلیل فعالیت‌های انسانی نیز یک تهدید جدی برای مدیریت پایدار آبخیزها و خدمات اکوسیستم در سراسر دنیا محسوب میشود. شناسایی منابع رسوب در آبخیزها به منظور کاهش اثرات منفی آنها شامل اثرات درون منطقه‌ای (مانند کاهش ضخامت و ماده آلی خاک، تخریب ساختمان خاک و غیره) و برون منطقه‌ای و حل مشکلاتی مانند بیش‌غذایی و ته‌نشست رسوبات در مخزن سدها، لازم است. از بین روشهای مستقیم و غیرمستقیم مورد استفاده برای مطالعه منشا رسوب، انگشت‌نگاری رسوب، روشی موثر برای تعیین سهم منابع رسوب (شامل اراضی کشاورزی، مرتعی، بایر و اراضی دارای فرسایش خندقی) در داخل یک آبخیز است. کاربرد موفقیت‌آمیز این روش در محیط‌های مختلف آبی و بادی گزارش شده است. در نتیجه، در پژوهش حاضر، بهمنظور شناسایی و کمی‌کردن سهم منابع رسوب داخل حوزه آبخیز فارغان در استان هرمزگان، از روش انگشت‌نگاری رسوب استفاده شد.
مواد و روشها
برای انجام پژوهش، تعداد 38 نمونه سطحی (صفر تا پنج سانتی‌متر) به‌صورت تصادفی-سیستماتیک و با در نظر گرفتن توزیع مناسب از منابع بالقوه تولیدکننده رسوب شامل هشت نمونه از اراضی کشاورزی، 18 نمونه از محل دارای فرسایش خندقی و 12 نمونه از اراضی بایر و مرتعی و شش نمونه از رسوبات خروجی حوضه جمع آوری شد. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، غلظت عناصر ژئوشیمیایی شامل عناصر اصلی، نادر خاکی و کمیاب، با استفاده از دستگاه ICO_OES در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه هرمزگان، اندازه‌گیری شد. بهمنظور کمی‌کردن سهم منابع رسوب، با استفاده از تحلیل تابع تشخیص، پنج ویژگی شامل تلوریوم (Te)، زیرکونیوم (Zr)، تانتال (Ta)، بریلیوم (Be) و سدیم (Na)، به‌عنوان ردیاب‌های نهایی شناسایی شدند. در نهایت، با استفاده از مدل ترکیبی، سهم نسبی هر یک از منابع رسوب به‌دست آمد.
نتایج و بحث
طبق نتایج به‌دست آمده، 16.7 درصد سهم رسوبات مورد بررسی مربوط به کاربری کشاورزی، 50.6 درصد مربوط به خندق و 32.7 درصد مربوط به کاربری مرتع و بایر است. بر اساس نتایج، ترکیبی از Te، Zr، Ta، Be و Na قادر است که 87.5 درصد از نمونه‌های برداشت شده از سه منبع شامل اراضی کشاورزی، فرسایش خندقی و اراضی بایر و مراتع را به درستی طبقه‌بندی کند. از این رو، سهم خندق در تولید رسوب از کاربری‌های کشاورزی و اراضی بایر و مرتعی مورد بررسی، بیشتر است. قسمتهای مرکزی حوضه نسبت به فرسایش خندقی حساسیت بالایی دارند، زیرا سازندهای زمین‌شناسی غالب در حوضه، بیشتر شامل بنگستان و همچنین، سازندهای آغاجاری و میشان است. سازند میشان، متشکل از لایه‌های عمدتا مارنی و آهکی است و رخنمون‌های سازند آغاجاری متشکل از ماسه‌سنگ و مارن است. اراضی مسطح دشت را آبرفت‌های دوران چهارم زمین‌شناسی تشکیل می‌دهند که حاصل فرسایش سازندهای آغاجاری، میشان و سازندهای قدیمی‌تر هستند. همچنین، بهدلیل این‌که مناطق مرکزی حوضه دارای شیب کمی بوده، خاک منطقه شامل خاک‌های جوان و فاقد تکامل است و استفاده نادرست از کاربری‌های منطقه باعث شده است، حساسیت به فرسایش خندقی در قسمت مرکزی حوضه بالا باشد.
نتیجه‌گیری
انگشت‌نگاری منبع رسوبات، یک تکنیک مفید بهمنظور بررسی منشا رسوبات در محیط‌های رسوبی اعم از بادی و رودخانه‌ای است. سهم‌های تخمین زده شده میتواند در راستای برنامه‌های مدیریت منابع آب و خاک به مهندسین آبخیز کمک کند. بهدلیل تغییرپذیری واحدهای زمین‌شناسی از یک منطقه به منطقه دیگر، نوع مدیریت کاربری اراضی و نوع واحدهای خاک هر منطقه، ردیاب‌های انتخابی برای هر منطقه متفاوت است. به همین علت، تا کنون محققان قادر به ارائه یک دستورالعمل جامع برای انتخاب ردیاب‌های بهینه در تمامی مناطق نبوده‌اند. این موضوع یکی از چالش‌های اصلی روش انگشت‌نگاری رسوب است که در صورت غلبه بر این چالش، میتوان بخش زیادی از هزینه‌های پژوهش که صرف اندازه‌گیری ردیاب‌های مازاد می‌شوند را کاهش داد.
نگار عین اله زاده؛ اتابک فیضی؛ فرناز دانشور وثوقی
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 438-451
چکیده
مقدمه
در سالهای اخیر، مواردی از قبیل رشد فعالیت‌های صنعتی، از بین رفتن محیط زیست و غیره، منجر به افزایش گازهای گلخانه‌ای و برهم خوردن تعادل اقلیمی شده است که این پدیده با عنوان تغییر اقلیم یاد میشود. تاثیر منفی این پدیده در سامانه‌های مختلفی همچون منابع آب، کشاورزی، صنعت و غیره، موجب نگرانی‌هایی برای جوامع ...
بیشتر
مقدمه
در سالهای اخیر، مواردی از قبیل رشد فعالیت‌های صنعتی، از بین رفتن محیط زیست و غیره، منجر به افزایش گازهای گلخانه‌ای و برهم خوردن تعادل اقلیمی شده است که این پدیده با عنوان تغییر اقلیم یاد میشود. تاثیر منفی این پدیده در سامانه‌های مختلفی همچون منابع آب، کشاورزی، صنعت و غیره، موجب نگرانی‌هایی برای جوامع بشری شده است. بنابراین، یکی از علت‌های اصلی نگرانی‌های امروزه، بحث تغییر اقلیم در ارتباط با منابع آب است. تغییر اقلیم و آثار آن، یکی از مهمترین چالش‌های مدیریت منابع آب و انرژی است که باید به‌صورت جدی بررسی شود و برنامه‌ریزی‌هایی بهمنظور مقابله با آثار آن بر منابع آب صورت گیرد. هدف از این پژوهش، یافتن مناسبترین مدل تغییر اقلیم برای منطقه و ارزیابی کارایی روشهای هوش مصنوعی در بررسی پدیده تغییر اقلیم است.
مواد و روشها
یکی از معتبرترین روشها، برای بررسی پارامترهای موثر بر پدیده‌های هیدرولوژیکی تحت تاثیر تغییرات اقلیم، استفاده از مدلهای گردش عمومی جو (GCM) است. برای استفاده از این مدل‌ها در مقیاس منطقه‌ای، نیاز به انجام عملیات ریزمقیاس نمایی است. قبل از انجام فرایند ریزمقیاس‌نمایی، به‌علت تعداد زیاد پارامترهای حاصل از مدلهای گردش عمومی زمین، ابتدا باید موثرترین پارامترها از میان آنها انتخاب شود. در این پژوهش، برای تعیین پارامترهای هواشناسی و هیدرولوژیکی ایستگاه سینوپتیک اردبیل، از 25 مدل سری پنجم گزارش IPCC، استفاده شد. برای تعیین مدل برتر از میان مدلهای بررسی شده، از شاخص ضریب همبستگی خطی بین مقادیر ماهانه بارش و دمای مشاهداتی با خروجی مدلهای GCM استفاده شد. همچنین، برای ریزمقیاس‌نمایی خروجی مدلهای GCM، از شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. قبل از بهکارگیری شبکه عصبی، برای رسیدن به یک شبکه ایده‌آل و بهینه، مناسبترین پارامترهای ورودی به شبکه از میان پارامترهای مدلهای GCM برتر منطقه، با استفاده از ضریب همبستگی خطی، تابع اطلاعات مشترک و درخت تصمیم M5، بررسی و انتخاب شدند.
نتایج و بحث
در این پژوهش، برای بررسی عدم قطعیت مدلهای GCM، 25 مدل از سری پنجم IPCC، مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بیانگر آن بود که سه مدل MRI-CGCM3 ،CMCC-CMS و MPI-ESMMR، مناسبترین ضرایب همبستگی را در ایستگاه سینوپتیک اردبیل ارائه می‌کنند. نتایج حاصل برای تعیین مناسبترین پارامترهای ورودی، بهمنظور ریزمقیاس‌نمایی با استفاده از سه روش ضریب همبستگی خطی، تابع اطلاعات مشترک و درخت تصمیم M5 نشان داد که الگوریتم درخت تصمیم، مناسبترین پارامترها را برای منطقه مورد نظر ارائه می‌کند. همچنین، نتایج حاصل از ریزمقیاس‌نمایی با شبکه عصبی با استفاده از متغیرهایی که با روش درخت تصمیم انتخاب شدند، عملکرد مناسب این روش را در انتخاب پارامترهای موثر ورودی شبکه عصبی نشان داد. به‌طوریکه پارامترهای انتخاب شده مدل MRI-CGCM3، به‌عنوان ورودی شبکه عصبی در روش ریزمقیاس‌نمایی پاسخ‌های بهتری را ارائه داده است. نتایج به‌دست آمده با استفاده از پارامترهای انتخاب شده مدل MRI-CGCM3 نشان داد که در پارامتر بارش، مقدار DC، RMSE و CC برای داده‌های آزمون، به‌ترتیب 0.39، 0.40 و 0.63 به‌دست آمده و در پارامتر دما، مقدار DC، RMSE و CC برای داده‌های آزمون مدل برتر، به‌ترتیب 0.9، 0.03 و 0.95 بوده است.
نتیجه‌گیری
عملکرد شبکه‌های ریزمقیاس‌نمایی، به شرایط اقلیمی منطقه وابسته است. برتری یک مدل در یک پژوهش، نمیتواند یک استدلال صحیح برای انتخاب آن مدل در تمامی مناطق باشد. بهتر است برای دستیابی به یک مدل بهینه، از مدلهای متنوع گردش عمومی زمین در منطقه استفاده شود. انجام چنین پژوهش‌هایی، میتواند پژوهشگران را برای بررسی پدیده‌های مختلف هیدرولوژیکی که ممکن است در آینده رخ دهد و عواقب جبران‌ناپذیری داشته باشد، کمک شایانی کند.
ابراهیم کریمی سنگچینی
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 452-466
چکیده
مقدمه
ارزیابی پروژه‌های اجرا شده آبخیزداری و ارائه دورنمایی از نتایج عملکرد آنها، اطلاعات مناسبی را برای برنامه‌ریزی بلندمدت در اختیار مدیران و تصمیم‌گیران قرار می‌دهد. از این رو، با ارزیابی عملکرد پروژه‌های آبخیزداری از دیدگاه کارشناسان میتوان ضمن تعیین میزان اثرات طرح و عوامل موثر بر آن، رهنمودهای لازم برای اجرای بهینه ...
بیشتر
مقدمه
ارزیابی پروژه‌های اجرا شده آبخیزداری و ارائه دورنمایی از نتایج عملکرد آنها، اطلاعات مناسبی را برای برنامه‌ریزی بلندمدت در اختیار مدیران و تصمیم‌گیران قرار می‌دهد. از این رو، با ارزیابی عملکرد پروژه‌های آبخیزداری از دیدگاه کارشناسان میتوان ضمن تعیین میزان اثرات طرح و عوامل موثر بر آن، رهنمودهای لازم برای اجرای بهینه این طرح‌ها در آینده به مسئولان و برنامه‌ریزان ارائه نمود. بدین منظور، در این پژوهش جهت ارزشیابی پروژه‌های آبخیزداری اجرا شده از نظر بهبود روحیه مشارکت مردمی در حوزه آبخیز ریمله، از دیدگاه کارشناسان و بهره‌برداران استفاده شد.
مواد و روشها
آبخیز ریمله، یکی از زیرحوضه‌های رودخانه کشکان است. برای این منظور، پس از تهیه لیست اولیه شاخصها، با استفاده از روش دلفی و نظرسنجی از خبرگان، فهرست نهایی شاخص‌های موثر بر بهبود روحیه مشارکت مردمی مشخص شد. در مجموع ۳۹ شاخص انتخاب شد و در شش دسته طبقه‌بندی صورت گرفت. در نهایت، بهمنظور اولویت‌بندی شاخصها، از روشهای تصمیم‌گیری چندشاخصه استفاده شد. تمام سرپرست خانوارهای روستایی موجود در این آبخیز، به‌عنوان جامعه آماری انتخاب شدند. با توجه به رابطه کوکران و با روش نمونه‌گیری انتساب متناسب، به 135 آبخیزنشین از جامعه آبخیزنشینان مراجعه شد. روایی و پایایی پرسشنامه‌ها مورد آزمون قرار گرفت. برای گردآوری دیدگاه بهره‌برداران، از روش مصاحبه حضوری و تکمیل پرسشنامه استفاده شد. برای رتبه بندی عوامل موثر بر مشارکت مردمی، از دیدگاه بهره‌براداران از آزمون فریدمن استفاده شد. به منظور ارزیابی از دیدگاه کارشناسان، به طراحی و توزیع پرسشنامه مقایسات زوجی با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) اقدام شد.
نتایج و بحث
نتایج نشان داد، آلفای کرونباخ برابر با 0.827 محاسبه شد و نشان از پایایی پرسشنامه‌ها در پژوهش مورد بررسی دارد. نرخ سازگاری در تحلیل سلسله مراتبی از 0.01 کمتر است، بنابراین، میتوان سازگاری مقایسات را پذیرفت. نتایج نشان می‌دهد که فعالیت‌های اقدامات مشارکتی نظیر باغ‌کاری، تراس‌بندی، ساخت جوی‌های بتنی، ساخت استخر و لایروبی چشمه‌ها، بیشترین مشارکت نیروی انسانی و مالی (حدود ۷۶ درصد) را به خود اختصاص دادند. بررسی شاخص‌های مشارکت آبخیزنشینان در پروژه‌های آتی نشان داد که "افزایش سطح درآمد ناشی از اجرای پروژه در منطقه" با رتبه 5.19، به‌عنوان شاخص برتر از نظر بهره‌برداران انتخاب شد. از نظر کارشناسان، شاخص "میزان مشارکت آبخیزنشینان در تصمیم‌گیری و تصمیم‌سازی" با میانگین وزنی 0.252، به‌عنوان شاخص برتر انتخاب شد. شاخص‌های "افزایش مشارکت آبخیزنشینان در تصمیم‌گیری و تصمیم‌سازی" و "استفاده از ظرفیت دیگر نهادها در اجرای پروژه‌های حفاظتی و جلب مشارکت آنها" بیشترین وزن و شاخص "تقویت مشارکت تشکل‌ها نظیر تعاونی‌ها در سطح روستا"، کمترین وزن را به خود اختصاص داده‌اند.
نتیجه‌گیری
نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که ذینفعان حوزه آبخیز ریمله، ظرفیت بالایی را برای پذیرش و مشارکت در پروژه‌های آبخیزداری را دارند. پیشنهاد میشود که مشارکت ذینفعان در تصمیم‌گیری‌های آتی و استفاده از اقدامات مشارکتی در این حوضه و دیگر حوضه‌ها در درجه اهمیت قرار گیرند. بنابراین، رویکرد به کار رفته در این پژوهش میتواند به‌عنوان روشی کارا در کمک به فهم بهتر سیستم آبخیز و نیز تسهیل فرایند تصمیم‌گیری توسط برنامه‌ریزان و مدیران آبخیز و آبخیزنشینان به‌کار گرفته شود. بهمنظور ارزشیابی اجرای پروژه‌های‌های آبخیزداری، بر بهبود روحیه مشارکت مردمی، توجه به اولویت‌های اشاره شده ضروری به نظر می‌رسد و پیشنهاد میشود در دستور کار مدیران و برنامه‌ریزان قرار گیرد.
اقبال محمدی؛ علی اکبر مهرابی؛ بهارک معتمدوزیری
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 467-480
چکیده
مقدمه
لازمه قانون جامع آب، تدوین و تنقیح قوانین و نظم‌بخشی علمی و حقوقی، به قوانین پراکنده آب است. ایده قانون جامع، در بسیاری از کشورها برای رفع پراکندگی قوانین همسو است. قانون جامع آب یعنی، بررسی موضوعی قوانین و قواعد حقوقی مرتبط با آب که تحقق آن مستلزم صرف زمان زیاد است. کمبود منابع آب و خشکسالی، افزایش جمعیت و مصرف بی‌رویه آب، ...
بیشتر
مقدمه
لازمه قانون جامع آب، تدوین و تنقیح قوانین و نظم‌بخشی علمی و حقوقی، به قوانین پراکنده آب است. ایده قانون جامع، در بسیاری از کشورها برای رفع پراکندگی قوانین همسو است. قانون جامع آب یعنی، بررسی موضوعی قوانین و قواعد حقوقی مرتبط با آب که تحقق آن مستلزم صرف زمان زیاد است. کمبود منابع آب و خشکسالی، افزایش جمعیت و مصرف بی‌رویه آب، وجود قوانین مبهم و غیر قابل اجرا در بخش آب، از مهمترین چالش‌های کشور است و برای تخصیص عادلانه و اجرای مدیریت صحیح حفاظت از منابع آب در حوزه‌های آبخیز، تدوین قانون جامع آب ضروری است. عدم بررسی جایگاه قانونی حقابه‌های محیط زیست، به‌عنوان عامل تخریب تالابها در ایران از یک سو و استفاده بی‌رویه از آب رودخانه‌ها از سوی دیگر، باعث تغییرات گوناگون در رژیم جریان آب و تخریب اکوسیستم رودخانه و تالابها شده است و اهمیت تدوین قانون جامع آب در ایران را بیشتر نمایان می‌کند. نتایج شفاف‌سازی و تدوین قانون جامع، منجر به افزایش امنیت اجتماعی و رفاه عمومی خواهد بود. عدم توجه به این نوع پژوهش، منجر به افزایش بی‌عدالتی، تخریب منابع آب و خاک، ضایع شدن حقوق ملی و حقابه مردم و تخریب محیط زیست خواهد شد. هدف پژوهش، بررسی قوانین آب در ایران، بهمنظور رفع چالش‌های حقوقی و فراهم کردن زمینه تدوین قانون جامع آب کشور است.
مواد و روشها
مواد و روش پژوهش، شامل جمع آوری آمار و اطلاعات قوانین مربوط به آب و شناسایی و تفکیک قوانین اصلی و فرعی مرتبط با آب، قوانین معتبر حاکم از غیرمعتبر حاکم و منسوخ و بررسی ارتباط موضوعی، مفهومی و تحلیل قوانین آب از دیدگاه حقوقی و ساختار سازمانی که شامل جامعه آماری کل قوانین وضع شده، در مدت قانون‌گذاری از سال 1285 تا سال1400 شمسی است. در این پژوهش، لیستی از عنوان قوانین اصلی و فرعی آب، اعم از قوانین معتبر، منسوخ، مدت منقضی، منتفی و متعارض، در قالب جدول و هیستوگرام تهیه و بر اساس مرجع، شماره شناسه و تاریخ تصویب، از منابع کتابخانه‌ای و اینترنتی جمعآوری و تحلیل شد. این مهم، به‌صورت کیفی در قالب چارچوب نظری و تحلیل محتوی و مدل مفهومی، انجام و پارامترهای تعداد قوانین منسوخ، متعارض منقضی، منتفی و حاکم معتبر و غیره، تحلیل کمی شد.
نتایج و بحث
نتایج پژوهش نشان داد، از 364 مورد قوانین مرتبط با آب، تنها 6.6 درصد در قالب اساسنامه و حدود21.7 درصد، قانون معتبر است. 30 درصد هم مربوط به پروتکل، موافقت‌نامه، کنوانسیون و قراردادها است. 6.6 درصد از قوانین بخش آب، نسخ ضمنی و صریح و شش درصد هم، مدت منقضی و 29.1 درصد از قوانین، موجود با اجرا منتفی است که طی مراحل تنقیح، اغلب قابل نسخ و زمینه تدوین قانون جامع آب کشور را فراهم خواهد کرد.
نتیجه‌گیری
تحلیل پرسشنامه نشان داد که 95 درصد از پاسخدهندگان با انتخاب گزینه بسیار زیاد و پنج درصد با انتخاب گزینه زیاد، تنقیح تدوین قانون جامع آب را ضروری میدانند. از بین پاسخدهندگان، 89 درصد معتقدند که تدوین قانون جامع آب بر جلب مشارکت مردم در حفظ منابع آب و مدیریت حوزه آبخیز، تاثیر دارد. لذا، پاسخ اغلب سوالات موید ضرورت تدوین قانون جامع آب است.
رضا طلائی؛ صمد شادفر
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1402، صفحه 481-503
چکیده
مقدمه
زمین‌لغزش‌ها، یکی از مخاطرات طبیعی در مناطق کوهستانی هستند که ایمنی ساکنان و محیط زیست را تهدید می‌کنند. در چند دهه گذشته، زمین‌لغزش‌ها در حوضه سقزچی در جنوب استان اردبیل، باعث وارد شدن خسارت‌هایی به منابع طبیعی و انسانی شده‌اند. زمین‌لغزش‌ها، در بیش از 9.2 درصد (2600 هکتار) از مساحت این حوضه وجود دارند. ...
بیشتر
مقدمه
زمین‌لغزش‌ها، یکی از مخاطرات طبیعی در مناطق کوهستانی هستند که ایمنی ساکنان و محیط زیست را تهدید می‌کنند. در چند دهه گذشته، زمین‌لغزش‌ها در حوضه سقزچی در جنوب استان اردبیل، باعث وارد شدن خسارت‌هایی به منابع طبیعی و انسانی شده‌اند. زمین‌لغزش‌ها، در بیش از 9.2 درصد (2600 هکتار) از مساحت این حوضه وجود دارند. در این حوضه نیز مانند سایر مناطق زمین‌لغزشی، برای برنامه‌ریزی و مدیریت اراضی نیاز به تحلیل کل منطقه است، تا بر اساس آن احتمال وقوع زمین‌لغزش در آینده برآورد شود. حل این موضوع با تحلیل توام ویژگی‌های ژئومورفولوژی، توپوگرافی، زمین‌شناسی، کاربری اراضی، هیدرولوژی و آب و هوایی حوضه در قالب لایه‌های اطلاعاتی در محیط سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی در یک مقیاس منطقه‌ای، امکان‌پذیر است. ارزیابی حساسیت به زمین‌لغزش در حوضه سقزچای تا به حال با روشهای نوین و با دقت بالا انجام نگرفته است. دقت و اعتبار هر مدل، با استفاده از روش منحنی ROC و بر مبنای سطح زیر آن (AUC) تعیین شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش، میتواند در پیشبینی وقوع احتمالی زمین‌لغزش و کاهش خسارت در حوضه سقزچای مورد استفاده قرار گیرد.
مواد و روشها
حوضه مورد پژوهش، با مساحت 27918 هکتار در جنوب استان اردبیل و در جنوب غرب شهرستان خلخال واقع شده است. در این حوضه، نقشه پراکنش 113 زمین‌لغزش تهیه شد که در آن به‌ترتیب 70 و30 درصد از زمین‌لغزش‌ها به داده‌های آموزشی و ارزیابی اختصاص داده شدند. ده عامل موثر، در وقوع زمین‌لغزش‌ها شامل درصد شیب، جهات شیب، فاصله از گسل‌ها، فاصله از رودخانه‌ها، فاصله از راه‌ها، فاصله از مناطق مسکونی، واحدهای سنگ‌شناسی، بیشینه شتاب افقی زمین، کاربری اراضی و مجموع بارندگی سالانه، در تحلیل مدل‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. بهمنظور پیشبینی حساسیت به وقوع زمین‌لغزش، از دو روش غیرخطی شبکه عصبی به نام پرسپترون چند لایه با ساختار رو به جلو و رگرسیون لجستیک، استفاده شد. بر اساس هر دو مدل، احتمال وقوع زمین‌لغزش در هر پیکسل محاسبه شد. دقت پیشبینی دو مدل با استفاده از منحنی ROC، مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج و بحث
در مدل شبکه‌های عصبی، عوامل تشدید کننده شامل میانگین بارندگی سالانه (0.136) و بیشینه شتاب افقی زمین (0.134)، بیشترین تاثیر را در پیشبینی احتمال وقوع زمین‌لغزش‌ها داشته‌اند. عوامل فاصله از گسل‌ها (0.110)، واحدهای سنگ‌شناسی (0.109)، فاصله از راه‌ها (0.109)، فاصله از رودخانه‌ها (0.101)، فاصله از مناطق مسکونی (0.096)، جهات جغرافیایی دامنه‌ها (0.069)، کاربری اراضی (0.068) و درصد شیب دامنه‌ها (0.067) به‌ترتیب در مدلسازی حساسیت به زمین‌لغزش به روش شبکه‌های عصبی مصنوعی اهمیت دارند. بنابراین، تمامی ده عامل در مدلسازی به روش شبکه‌های عصبی مصنوعی، به‌کار گرفته شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که احتمال وقوع زمین‌لغزش در فاصله 0.00 تا 0.961، تغییر می‌نماید. در طبقه‌بندی حوضه به درجات حساسیت به زمین‌لغزش، به روش شکست طبیعی بر مبنای احتمال برآوردی روش شبکه‌های عصبی، 85.7 درصد از منطقه در پهنه‌های با حساسیت کم و بسیار کم، قرار می‌گیرد. در 6.6 درصد از منطقه، احتمال حساسیت به زمین‌لغزش متوسط و در 7.7 درصد از حوضه حساسیت بالا و بسیار بالا برای وقوع زمین‌لغزش وجود دارد. تحلیل حساسیت به زمین‌لغزش به روش رگرسیون لجستیک، با روش بدون متغیر مستقل شروع شد و با اضافه کردن متغیرها در قدم دهم، خاتمه یافت. نتایج نشان می‌دهد که تنها سه سطح از عامل جهات جغرافیایی، در مدل رگرسیون لجستیک بی‌‌‌اثر هستند. با تخمین ثابت و ضرایب مربوط به متغیرهای مستقل در تحلیل رگرسیون لجستیک، مقادیر احتمال بین صفر تا یک، برای تمام پیکسل‌های منطقه محاسبه شد. با درجه‌بندی حساسیت به زمین‌لغزش به روش شکست طبیعی در مدل رگرسیون لجستیک، به‌ترتیب 79.9، 10.1 و 10 درصد از مساحت منطقه در گروه با درجات حساسیت پایین و بسیار پایین، متوسط و بالا و بسیار بالا قرار می‌گیرد. دقت و اعتبار مدلهای رگرسیون لجستیک و شبکه عصبی مصنوعی، بر اساس منحنی ROC و سطح زیر آن (AUC) به‌ترتیب برابر 0.848 و 0.929 است. نتایج هر دو مدل، خوب بوده است و دقت بالاتر از 84 درصد داشته‌اند. نتایج به دست آمده از دو روش فوق، در اکثر مطالعات در دنیا و ایران حکایت از توانمندی آنها در برآورد دقیق حساسیت احتمالی به زمین‌لغزش‌ها دارد، اما روش شبکه‌های عصبی مصنوعی، با وجود پیچیدگی‌های خاص دارای دقت بیشتری است.
نتیجه‌گیری
زمین‌لغزش، یک محدودیت مهم برای توسعه در مناطق لغزش‌خیز جنوب استان اردبیل است. شرایط محیطی، در حوضه سقزچی برای وقوع زمین‌لغزش‌های جدید و یا فعالیت زمین‌لغزش‌های قدیمی مستعد است. احتمال وقوع زمین‌لغزش در منطقه با استفاده از عوامل موثر و به روش رگرسیون لجستیک و شبکه عصبی مصنوعی، شبیهسازی شد. نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی مصنوعی، دقیق‌تر بوده و بهتر از مدل رگرسیون لجستیک است. در مدل شبکه‌های عصبی مصنوعی، عوامل تشدید کننده زمین‌لغزش‌ها شامل میانگین بارندگی سالانه و بیشینه شتاب افقی زمین، بیشترین تاثیر را بر چگونگی پیشبینی احتمال وقوع زمین‌لغزش‌ها دارند. روش شبکه عصبی مصنوعی، در تبیین رابطه وقوع زمین‌لغزش با عوامل موثر، برتری نشان داد. نقشه حساسیت خروجی از این مدل، به پنج طبقه حساسیت بسیار کم (71.4 درصد)، کم (14.3 درصد)، متوسط (6.6 درصد)، زیاد (4.3 درصد) و بسیار زیاد (3.4)، تقسیم شد. استفاده از مدلهای شبکه عصبی مصنوعی، در ارزیابی حساسیت به زمین‌لغزش در حوضه و مناطق مشابه، بهمنظور کمک به تصمیم‌گیران، برنامه‌ریزان، مدیران کاربری اراضی و سازمان‌های دولتی در کاهش خطرات و آسیب‌ها، توصیه میشود.
)
