سعیده خالویی؛ شهرام خلیقی؛ خالد احمدالی؛ آرش ملکیان
چکیده
امروزه اثرات تغییر اقلیم در چرخه هیدرولوژی حوضه و اثر در تغییرات رژیم هیدرولوژیکی، موضوع مهم پژوهشی شده است. عموما برای تعیین کمیت تاثیر تغییرات اقلیم بر رژیم هیدرولوژیکی، نتایج مدلهای گردش عمومی جو (GCMs) همراه با مدلهای هیدرولوژیکی استفاده میشوند. در این تحقیق، دادههای روزانه دماهای کمینه و بیشینه، بارش و ساعات آفتابی ایستگاه ...
بیشتر
امروزه اثرات تغییر اقلیم در چرخه هیدرولوژی حوضه و اثر در تغییرات رژیم هیدرولوژیکی، موضوع مهم پژوهشی شده است. عموما برای تعیین کمیت تاثیر تغییرات اقلیم بر رژیم هیدرولوژیکی، نتایج مدلهای گردش عمومی جو (GCMs) همراه با مدلهای هیدرولوژیکی استفاده میشوند. در این تحقیق، دادههای روزانه دماهای کمینه و بیشینه، بارش و ساعات آفتابی ایستگاه سینوپتیک شیراز با استفاده از مدل آماری LARSE_WG6.0 شبیهسازی شد و پس از اطمینان از کارایی این مدل در شبیهسازی متغیرهای هواشناسی مذکور در حوزه آبخیز شیراز، برای بررسی تاثیر پدیده تغییر اقلیم بر رواناب منطقه مورد مطالعه دادههای دو سناریوی مدل HadGEM2-ES در دو دوره با مدل آماری LARSE_WG کوچک مقیاس شد. در مرحله بعد، رواناب منطقه با استفاده از مدل SWMM شبیهسازی شد و نتایج آن با رواناب اندازهگیری شده مقایسه شد. بدین منظور، دو واقعه برای واسنجی و یک واقعه برای اعتبارسنجی مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس آمارههای همبستگی (R)، ریشه مربعات خطا (RMSE) و ضریب کارایی نش-ساتکلیف (NSE) مدل از کارایی مناسبی برای شبیهسازی رواناب برخوردار است. سپس، دادههای بارش مدل LARSE_WG به مدل SWMM وارد شده و تغییرات رواناب در دورههای آتی نسبت به دوره پایه محاسبه شد. طبق سناریوهای اقلیمی RCP4.5 و RCP8.5 پیشبینی میشود که بارش در دوره 2040-2021، 16.10 تا 8.88 و در دوره 2080-2061، 14.49 و 19.73 درصد افزایش خواهد داشت. بنابراین، با فرض عدم تغییر کاربری در سطح منطقه هشت شهر شیراز از این لحاظ حجم رواناب 13.35 تا 21.48 درصد افزایش خواهد یافت.
مجید کاظم زاده؛ علی سلاجقه؛ آرش ملکیان؛ عبدالمجید لیاقت
چکیده
بهطور متوسط 70 درصد بارانی که به سطح زمین میرسد، از طریق فرایند تبخیر-تعرق به اتمسفر باز میگردد که این میزان در مناطق خشک به 90 درصد میرسد. بنابراین، کمیکردن میزان تبخیر-تعرق یکی از عوامل بسیار با اهمیت برای طراحی و اجرای برنامههای مدیریتی برای اصلاح و احیای حوزههای آبخیز است. بهمنظور بررسی تاثیر اقدامات بیولوژیکی ...
بیشتر
بهطور متوسط 70 درصد بارانی که به سطح زمین میرسد، از طریق فرایند تبخیر-تعرق به اتمسفر باز میگردد که این میزان در مناطق خشک به 90 درصد میرسد. بنابراین، کمیکردن میزان تبخیر-تعرق یکی از عوامل بسیار با اهمیت برای طراحی و اجرای برنامههای مدیریتی برای اصلاح و احیای حوزههای آبخیز است. بهمنظور بررسی تاثیر اقدامات بیولوژیکی آبخیزداری بر تغییرات رطوبت خاک و تبخیر-تعرق، حوضه معرف و زوجی زیدشت طالقان استان البرز انتخاب شد. بهمنظور محاسبه تبخیر-تعرق از روش بیلان رطوبت خاک استفاده شد و نقاط پایش رطوبت خاک با مطالعات میدانی و آزمایشگاهی در سه دامنه اصلی (شمال غربی، شرقی و جنوب شرقی) و با سه تکرار و در سه عمق 20-0، 40-20 و 60-40 سانتیمتر در حوزههای آبخیز نمونه و شاهد بهصورت یک به یک با هم انتخاب شد. رطوبت خاک با استفاده از روش رطوبت وزنی و حجمی در مجموع در 48 نقطه طی دوره رشد سال 1396 اندازهگیری شد. همچنین، بهمنظور تجزیه و تحلیل دادهها از روشهای تجزیه واریانس آشیانهای، تجزیه واریانس یکطرفه و آزمون دانکن استفاده شد. نتایج نشان داد که بهطور متوسط، درصد رطوبت خاک طی دوره رشد بهترتیب 13.55 و 11.9 در حوضههای نمونه و شاهد بوده است. همچنین، مقدار تفاوت تبخیر-تعرق واقعی در بین حوزههای آبخیز نمونه و شاهد از لحاظ آماری معنیدار نشد و بهترتیب مقدار آنها 181 و 159 میلیمتر طی یک دوره رشد بوده است. تبخیر-تعرق واقعی در حوزه آبخیز نمونه تحت عملیات آبخیزداری 2.3 درصد در هر ماه بیشتر از شاهد بوده است. همچنین، نتایج پژوهش نشان داد که مقدار تبخیر-تعرق تحت دامنههای مختلف تفاوت معنیداری در سطح پنج درصد با هم داشته، مجموع تبخیر-تعرق حوضههای نمونه و شاهد در دامنههای شمال غربی بهترتیب 229 و 226 میلیمتر، در دامنههای شرقی بهترتیب 207 و 171 و در دامنههای جنوب شرقی بهترتیب 109 و 80 میلیمتر بوده است.
حسن علیپور؛ آرش ملکیان
چکیده
بارندگی از پارامترهای مهم در بین پارامترهای اقلیمی و از عوامل بسیار تأثیرگذار در هیدرولوژی و بیلان آب یک حوزه آبخیز است که پیشبینی و شناسایی رفتار آن برای مدیریت اکوسیستم و منابع آبی از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این تحقیق، برای بررسی روند تغییرات بلندمدت آستانههای بارش در شمال غرب کشور، از رویکردهای آماری ناپارامتری (اسپیرمنرو، ...
بیشتر
بارندگی از پارامترهای مهم در بین پارامترهای اقلیمی و از عوامل بسیار تأثیرگذار در هیدرولوژی و بیلان آب یک حوزه آبخیز است که پیشبینی و شناسایی رفتار آن برای مدیریت اکوسیستم و منابع آبی از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این تحقیق، برای بررسی روند تغییرات بلندمدت آستانههای بارش در شمال غرب کشور، از رویکردهای آماری ناپارامتری (اسپیرمنرو، کندالتائو، من-کندال و تخمینگر شیب San) و آزمونهای همگنی (فننیومن، بوشانت، همگنی نرمال استاندارد و پتیت) در هشت ایستگاه سینوپتیک طی دوره 1984 تا 2013 استفاده شد. با توجه به نتایج حاصل از آزمونهای ناپارامتری و همگنی ایستگاه مراغه، در همه آستانه بارشها در سطح معنیداری 0.01 روند کاهشی و در سطح معنیداری 0.05 دارای تغییر ناگهانی بهصورت نزولی را نشان داد. آزمونهای من-کندال، اسپیرمنرو و کندالتائو در همه سریها نتایج مشابه با یکدیگر و در برخی آستانهها متفاوت با روش San ارائه دادند. بهطوری که برای کل آستانههای بارشی 26 درصد از آزمونهای ناپارامتری دارای روند بودند. برای تعیین نقطه تغییر در تمام آستانهها نتایج آزمونهای بوشانت، همگنی نرمال استاندارد و پتیت مشابه با یکدیگر ولی با نتایج آزمون فننیومن متفاوت بودند. در این زمینه، بهطور متوسط 25.92 درصد از آستانههای بارشی در منطقه مورد مطالعه ناهمگن بوده است. با بررسی این تغییرات ناگهانی میتوان پی برد که عوامل طبیعی و غیر طبیعی همچون خشکسالیهای هواشناسی یا عوامل انسانی سبب تغییر ناگهانی در بارشهای آستانه گشته است.
بهرام چوبین؛ کریم سلیمانی؛ محمود حبیبنژاد روشن؛ آرش ملکیان
چکیده
مدیریت جامع حوزه آبخیز و تعمیم اطلاعات به حوضههای فاقد آمار، نیازمند درک حوضههای همگن میباشد. شباهت هیدرولوژیکی حوضهها از رفتار هیدرواقلیمی و فیزیکی حوضهها منتج میشود. در این تحقیق، برای تشخیص زیرحوضههای همگن هیدرولوژیکی، از شاخصهای هیدرواقلیمی و فیزیکی استفاده شد. تحلیل عاملی برای کاهش ابعاد متغیرها بهطور جداگانه ...
بیشتر
مدیریت جامع حوزه آبخیز و تعمیم اطلاعات به حوضههای فاقد آمار، نیازمند درک حوضههای همگن میباشد. شباهت هیدرولوژیکی حوضهها از رفتار هیدرواقلیمی و فیزیکی حوضهها منتج میشود. در این تحقیق، برای تشخیص زیرحوضههای همگن هیدرولوژیکی، از شاخصهای هیدرواقلیمی و فیزیکی استفاده شد. تحلیل عاملی برای کاهش ابعاد متغیرها بهطور جداگانه برای شاخصهای اقلیمی، هیدرولوژیکی و فیزیکی انجام شد و سرانجام با استفاده از الگوریتم خوشهبندی فازی (FCM) و روش خوشهبندی سلسله مراتبی (HCA) زیرحوضههای همگن شناسایی شدند. نتایج تحلیل عاملی نشان داد که از بین شاخصهای اقلیمی، شاخصهای طول دوره سرد، طول فصل رشد، بیشترین بارش پنج روزه، میانگین دمای بیشینه و شاخص روزهای گرم و از بین شاخصهای هیدرولوژیکی، شاخص درصد سطح گروه D هیدرولوژیک و شاخص سیلخیزی بهعنوان شاخصهای نهایی هیدرواقلیمی انتخاب شدند. همچنین، از بین پارامترهای فیزیکی شاخصهای سطح حوضه، کشیدگی حوضه، میانگین طول زهکشها و کل پستی و بلندی برای گروهبندی زیرحوضهها انتخاب شدند. مقایسه نتایج روشهای FCM و HCA نشان داد که تعداد خوشههای بهینه در دو روش با هم تفاوتی ندارند ولی نتایج طبقهبندی حوضهها در هر خوشه در دو روش متفاوت است. در استفاده از متغیرهای هیدرواقلیمی شباهت دو روش طبقهبندی در خوشههای یکسان برابر با 25 حوضه و برای متغیرهای فیزیکی برابر با 27 حوضه است. نتایج طبقهبندی حوضهها بهوسیله پارامترهای هیدرواقلیمی در مقایسه با پارامترهای فیزیکی شباهت چندانی ندارد، بهطوری که در روش FCM تعداد 17 زیرحوضه و در روش HCA تعداد 19 زیرحوضه، در طبقات مشابه قرار گرفتهاند. با توجه به اینکه هیچ ارجعیتی برای پذیرش نتایج طبقهبندی حوضهها بهوسیله پارامترهای هیدرواقلیمی یا پارامترهای فیزیکی وجود ندارد، بنابراین، از ترکیب پارامترهای نهایی هیدرواقلیمی و فیزیکی برای طبقهبندی استفاده شد. نتایج طبقهبندی حوضهها با ترکیب پارامترهای هیدرواقلیمی و فیزیکی نشان داد که تعداد 33 زیرحوضه از 38 زیرحوضه در هر دو روش FCM و HCA در خوشههای مشابه قرار گرفتهاند. همگنبندی زیرحوضههای کرخه بر اساس ترکیبی از متغیرهای فیزیکی و هیدرواقلیمی آشکار کرد که مناطق شمالی در طبقه سه، مناطق مرکزی (از شرق تا غرب) در طبقه دو و مناطق جنوبی حوضه در طبقه یک قرار گرفتهاند. بهطور ذاتی، این زیرحوضهها به هم شبیه بوده و از نظر آبخیزداری عملیات مدیریتی و حفاظتی یکسانی را نیز میطلبند.
الیاس پرورش؛ رسول مهدوی؛ آرش ملکیان؛ یحیی اسماعیلپور؛ ارشک حلیساز
چکیده
برآورد معتبر و دقیق از میزان دبی اوج سیلاب و تعیین اولویت پتانسیل سیلخیزی در زیرحوضههای یک آبخیز بزرگ ضروری است. زیرا به لحاظ محدودیت منابع مالی احیاء آبخیزها، اقدامات مهندسی و کنترل سیل در کلیه زیرحوضهها عملی نمیباشد و از سوی دیگر ممکن است سیلاب در یک زیرحوضه بهدلیل شرایط خاص تولید شود. بهمنظور دستیابی به عوامل مؤثر ...
بیشتر
برآورد معتبر و دقیق از میزان دبی اوج سیلاب و تعیین اولویت پتانسیل سیلخیزی در زیرحوضههای یک آبخیز بزرگ ضروری است. زیرا به لحاظ محدودیت منابع مالی احیاء آبخیزها، اقدامات مهندسی و کنترل سیل در کلیه زیرحوضهها عملی نمیباشد و از سوی دیگر ممکن است سیلاب در یک زیرحوضه بهدلیل شرایط خاص تولید شود. بهمنظور دستیابی به عوامل مؤثر و روش اولویتبندی پتانسیل سیلخیزی در زیرحوزههای آبخیز، این پژوهش در حوزه آبخیز سرخون بندرعباس در جنوب ایران انجام شده است. برای این منظور، از مدل الکتره و فازی تاپسیس که از روشهای تصمیمگیری چند شاخصه مبتنی بر گزینه برتر میباشد، در توسعه روش یاد شده بهکار گرفته شده است. شاخصهای مهم برای ورود اطلاعات آن به مدل مذکور بر اساس نظرات کارشناسی (مستخرج از پرسشنامه) و مرور منابع علمی موجود از هفت معیار شامل نفوذپذیری، ضریب گراویلیوس، شیب متوسط وزنی حوضه، پوشش گیاهی، ضریب شکل، ضریب رواناب و شدت بارندگی با دوره بازگشتهای 25، 50 و 100 ساله بود که جهت اولویتبندی پتانسیل سیلخیزی زیرحوضهها در نظر گرفته شد. وزن هر شاخص از طریق روش AHP تعیین شد و برای انتخاب بهترین رتبهبندی و عملکرد مدل الکتره 3 و فازی تاپسیس از تکنیک ناپارامتریک ضریب همبستگی اسپیرمن استفاده شد. میزان همبستگی اسپیرمن بین مدلهای الکتره 3 و فازی تاپسیس 0.8 بهدست آمد. در مرحله نهایی، برای رتبهبندی از روش ادغام استفاده شد. نتایج نشان داد که زیرحوضههای 1-1-18، 14 و 2-1-18 بهترتیب به عنوان سیلخیزترین زیرحوضهها مشخص شدند. نتایج تحقیق نشان داد که متدولوژی معرفی شده با بهکارگیری مدل تلفیقی میتواند بهعنوان روشی مناسب جهت تعیین پتانسیل سیلخیزی و اولویتبندی زیرحوضهها مورد استفاده واقع شود.
علی جعفری؛ رسول مهدوی؛ آرش ملکیان؛ حمید غلامی؛ احد حبیبزاده
چکیده
آبهای زیرزمینی یکی از منابع اصلی آب مصرفی است. در مقابله با افزایش تقاضا برای استفادههای آب شرب، کشاورزی و صنعتی، مدیریت این منابع بسیار مهم است. اقدامات مدیریتی نیاز به دانستن رفتار مکانی و زمانی آبهای زیرزمینی است. با توجه به برداشت بیرویه از منابع آب زیرزمینی در این منطقه و با در نظر گرفتن سیلابها و رژیم بارندگی این ناحیه ...
بیشتر
آبهای زیرزمینی یکی از منابع اصلی آب مصرفی است. در مقابله با افزایش تقاضا برای استفادههای آب شرب، کشاورزی و صنعتی، مدیریت این منابع بسیار مهم است. اقدامات مدیریتی نیاز به دانستن رفتار مکانی و زمانی آبهای زیرزمینی است. با توجه به برداشت بیرویه از منابع آب زیرزمینی در این منطقه و با در نظر گرفتن سیلابها و رژیم بارندگی این ناحیه که دارای بارشهای بسیار شدید در زمانهای کوتاه میباشد، نیاز به بررسی خصوصیات هیدروژئومورفولوژیکی نهشتههای کواترنر دشت جم احساس میشود. در این تحقیق، بررسیهای اکتشافی-ژئوفیزیکی نهشتههای کواترنر در محدوده آبخوان دشت جم صورت گرفت. برای اینکار از روشهای ﮔﺮاﻓﯿﮑﯽ، ﺗﺮﺳﯿﻢ ﻣﻘﺎﻃﻊ ژﺋﻮاﻟﮑﺘﺮﯾﮏ و ﺗﻬﯿﻪ ﻧﻘﺸﻪﻫﺎی ﻫﻢﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻇﺎﻫﺮی ﺑﺮای ﻋﻤﻖﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ، ﺑﺮرﺳﯽﻫﺎی اﮐﺘﺸﺎﻓﯽ ﭼﺎهﻫﺎی ﭘﯿﺰوﻣﺘﺮی ﺣﻔﺎری ﺷﺪه در ﻣﺤﺪوده آﺑﺨﻮان دﺷﺖ جم از ﻃﺮﯾﻖ ﺗﻬﯿﻪ و ﺗﺮﺳﯿﻢ ﻟﻮگ ﭼﺎهها و ﻣﻘﺎﻃﻊ زﯾﺮﺳﻄﺤﯽ ﺑﯿﻦ ﭼﺎهها استفاده شد و نهایتا، به روابط هیدروژئومورفولوژیکی نهشتههای کواترنر پرداخته شد. نتایج نشان داد، کمینه عمق آبرفت از 30 متر در حاشیه شمال غربی محدوده آبخوان و در فاصله 500 متری شرق پارک جنگلی جم و بیشترین عمق آن نیز 95 متر در حاشیه شمال غربی محدوده آبخوان و در فاصله 450 متری جنوب چاه نفت و گاز مهرباغ واقع شده است. بیشترین ضریب قابلیت هدایت هیدرولیکی دشت جم 2.5 متر در روز مربوط به چاه گچی و کمینه آن نیز به میزان 1.06 متر در روز در چاه فرامرزی محاسبه شد. بررسی روند تغییرات ضریب قابلیت هدایت هیدرولیکی نشان داد، میزان آن در بخش شرقی محدوده مورد مطالعه 2.5-2 متر در روز بوده که به سمت بخش غربی کاهش یافته و به 1.5-1 متر در روز رسیده است و در جهت شمال به جنوب نیز روند کاهشی دارد (از 2.5-2 به 1.5-1 رسیده است). روند مکانی تغییرات ضریب قابلیت انتقال از شرق به غرب تا نیمههای دشت تقریبا ثابت در طبقه 200-180 مترمربع در روز قرار گرفته است ولی در نواحی غربی میزان آن 90-50 مترمربع رسیده و کاهش یافته است. تغییرات این ضریب در جهت شمال به جنوب تا میانه دشت تغییرات معنیداری نشان نداد. اما در بخشهای جنوبی دچار کاهش شده است که نتیجه افت ضخامت آبرفت در این نواحی ارزیابی میشود. بررسیها نشان داد 4810 هکتار از منطقه از واحد کوهستان، 2186 هکتار از واحد تپههاهور و 5282 هکتار نیز از واحدهای فلات و دشت میانکوهی تشکیل شده است.
احمد نوحهگر؛ آرش ملکیان؛ مجید حسینی؛ ارشک حلی ساز؛ ادریس تقوای سلیمی
چکیده
دو عامل میزان هزینه و صرف زمان، مستقیما با برآوردهای دقیق از میزان رواناب حوزههای آبخیز مرتبط است. اطلاع دقیقتر از وضعیت بارش رواناب در یک حوضه علاوه بر تسهیل در تصمیمگیریهای مدیران حوضه در برنامههای آتی، گامی در جهت حفظ منابع طبیعی در راستای توسعه پایدار خواهد بود. در این پژوهش بهمنظور دستیابی بهینه به میزان رواناب در حوزه ...
بیشتر
دو عامل میزان هزینه و صرف زمان، مستقیما با برآوردهای دقیق از میزان رواناب حوزههای آبخیز مرتبط است. اطلاع دقیقتر از وضعیت بارش رواناب در یک حوضه علاوه بر تسهیل در تصمیمگیریهای مدیران حوضه در برنامههای آتی، گامی در جهت حفظ منابع طبیعی در راستای توسعه پایدار خواهد بود. در این پژوهش بهمنظور دستیابی بهینه به میزان رواناب در حوزه آبخیز شفارود، ابتدا دادههای بارندگی چهار ایستگاه بارندگی در طی سالهای 1998 تا 2011 جمعآوری شد و به همراه سایر نقشههای تهیه شده از منطقه مورد مطالعه چون DEM، کاربری اراضی و خاکشناسی بهعنوان دادههای ورودی در قالب مدل SWAT به نرمافزار داده شد. پس از اجرای مدل، بهمنظور برررسی عدم قطعیت دادهها و دستیابی به دقیقترین شبیهسازی از الگوریتمهای SUFI-2 و GLUE در نرمافزار SWAT-CUP استفاده شد. بدین ترتیب که سه سال اولیه (2000-1998) از دادههای بارندگی برای warm-up و هفت سال بعدی (2007-2001) برای مرحله واسنجی و چهار سال انتهایی (2011-2008) نیز برای مرحله صحتسنجی در نظر گرفته شدند. در نهایت با انجام شبیهسازیهای متعدد، عدم قطعیت دادهها با مقادیر بهدست آمده برای عوامل P-factor و R-factor و ضرایب R2 و NS مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد، دقت شبیهسازی الگوریتم SUFI-2 (0.85=R2 و 0.74=NS) در برآورد میزان رواناب حوضه از الگوریتم GLUE (0.82=R2 و 0.71=NS) بیشتر است.