افسانه فرپور؛ حسین خزیمه‌نژاد
چکیده
امروزه استفاده از مدلهای هیدرولوژی، عمدتاً برای شبیهسازی تغییرات منبع آب و سیلان (رواناب و تبخیر) ضروری به نظر می‌رسد. مدلسازی مناسب فرایندهای هیدرولوژیکی نیازمند تعیین پارامترهای مدل است. در فرایندهای واسنجی مقادیر پارامترهای مدل طوری برآورد می‌شوند که مدل به‌خوبی بتواند سامانه طبیعی را شبیهسازی کند. تخمین ...
بیشتر
امروزه استفاده از مدلهای هیدرولوژی، عمدتاً برای شبیهسازی تغییرات منبع آب و سیلان (رواناب و تبخیر) ضروری به نظر می‌رسد. مدلسازی مناسب فرایندهای هیدرولوژیکی نیازمند تعیین پارامترهای مدل است. در فرایندهای واسنجی مقادیر پارامترهای مدل طوری برآورد می‌شوند که مدل به‌خوبی بتواند سامانه طبیعی را شبیهسازی کند. تخمین پارامترهای این گونه مدلها عموماً بهصورت مستقیم به‌دلیل تعداد بالای پارامترها غیرممکن است و لازم است، به کمک ابزارهای بهینه‌سازی (واسنجی مدل) آنها را برآورد کرد. در پژوهش حاضر، واسنجی پارامترهای مدل بارش–رواناب روزانه Hymod (یک مدل ساده مفهومی بارش–رواناب) با استفاده از الگوریتم نهنگ (WOA) که از نحوه جستجوی غذای نهنگ سرچشمه گرفته است، انجام شد. ارزیابی روش واسنجی مذکور با استفاده از داده‌های روزانه بارش و تبخیر و تعرق برای پنج سال و صحت‌سنجی آن نیز در پنج سال، در حوضه رودخانه لیف آمریکا انجام شد. مقادیر دبی شبیهسازی شده و مشاهده شده با کمک شاخص‌های ضریب همبستگی (R2)، خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) و ضریب ناش-ساتکلیف (NS) مقایسه شدند. مقادیر معیارهای سنجش خطا به‌ترتیب 0.91، 1.2 و 0.8 برای دوره واسنجی و 0.91، 2.5 و 0.83 برای دوره صحت‌سنجی به‌دست آمد. همچنین، پارامترهای محاسبه شده به کمک الگوریتم نهنگ، میزان بیشترین ذخیره رطوبتی در حوضه 216.95 میلی‌متر، تغییرات مکانی ذخیره رطوبت خاک 0.38، عامل توزیع بین دو مخزن رطوبتی 0.98، زمان ماندگاری در مخزن جریان آرام 0.08 روز و زمان ماندگاری در مخزن جریان سریع 0.47 روز است. بررسی مقادیر خطا نشان داد، الگوریتم بهینه‌سازی نهنگ کارایی بالایی در زمینه واسنجی مدلهای بارش-رواناب دارد.
علیرضا معماری؛ کریم سلیمانی؛ محمود حبیب نژاد روشن؛ علی گلکاریان
چکیده
چکیدهمدلهای متعددی برای شبیهسازی سیلاب ورودی به مناطق شهری از بازه های روستایی طراحی شده که مدل EPASWMM یکی از آنها می باشد. حوزه آبخیز شهری مشهد (بازه های هیدرولوژیکی روستایی مشرف به شهر مشهد) با 8 زیرحوزه مستقل و با مساحت 2472 هکتار در جنوب شهر مشهد واقع شده و محدوده مورد مطالعه، منطقه مسکونی شهرک پایداری مشهد با مساحت 6/95 هکتار در پایین ...
بیشتر
چکیدهمدلهای متعددی برای شبیهسازی سیلاب ورودی به مناطق شهری از بازه های روستایی طراحی شده که مدل EPASWMM یکی از آنها می باشد. حوزه آبخیز شهری مشهد (بازه های هیدرولوژیکی روستایی مشرف به شهر مشهد) با 8 زیرحوزه مستقل و با مساحت 2472 هکتار در جنوب شهر مشهد واقع شده و محدوده مورد مطالعه، منطقه مسکونی شهرک پایداری مشهد با مساحت 6/95 هکتار در پایین دست زیرحوزه های M2، M3 و M4 میباشد. بدلیل دبی پیک زیاد سیلاب زیرحوزه های M2، M3 و M4 ، ظرفیت کانالهای انتقال شهری در منطقه شهرک پایداری کافی نبوده و پس از هر بارندگی، رواناب زیادی وارد مناطق مسکونی می شود. هدف از این پژوهش ارزیابی کارایی مدل EPASWMM در شبیهسازی رواناب میباشد. محدوده مطالعاتی به 12 واحد هیدرولوژیک (OUT1 الی OUT12) تفکیک شده وشبکه جمع آوری رواناب در قالب گره ها- کانالها وارد مدل شد. از چهار واقعه بارندگی برای ارزیابی و واسنجی مدل استفاده شده که در بخش واسنجی ، مقدار نمایه نش- ساتکلیف (NS) برای متغیر دبی در واقعه اول و سوم به ترتیب 94/0 و 92/0 و برای ارتفاع رواناب به ترتیب 9/0 و 86/0بوده و نشاندهنده بالابودن دقت شبیه سازی رواناب شهری با استفاده از مدل EPASWMM در هر دو متغیر میباشد. نتایج بخش ارزیابی مدل برای دو واقعه دوم و چهارم نشان میدهد که نمایه های (NS) و (R2) برای سه متغیر دبی، ارتفاع و سرعت رواناب به ترتیب از 78/0 تا 9/0 و 73/0 تا 89/0 متغیر بوده که نشاندهنده همبستگی زیاد داده‌های مشاهده ای و شبیه سازی شده میباشد. سناریوهای کاهش سیلاب در واحدهای هیدرولوژیکی با توجه به نتایج شبیه سازی بررسی شده و نتایج نشان داد که اتصال- گره های کد 5 ، 8، 11 و 12 ظرفیت انتقال رواناب در سرعتهای بالا را نداشته و بر اساس نتایج روندیابی مدل، تغییر ابعاد گره و کانال انجام شده است.
سعید نبی پی لشکریان؛ محمود عرب خدری؛ صمد شادفر
چکیده
فرسایش تشدیدی خاک و تولید و انتقال مقادیر زیاد رسوب از معضلات مهم بسیاری از مناطق کشور ایران است. برای کاهش اثرات سوء این معضل از طریق انجام اقدامات حفاظت خاک و آبخیزداری، اطلاع از میزان فرسایش خاک و تولید رسوب و به عبارتی شناسایی مناطق بحرانی ضرورت دارد. با توجه به فقدان ایستگاه اندازه‌گیری در خروجی آبخیزهای کوچک، مدلهای تجربی ...
بیشتر
فرسایش تشدیدی خاک و تولید و انتقال مقادیر زیاد رسوب از معضلات مهم بسیاری از مناطق کشور ایران است. برای کاهش اثرات سوء این معضل از طریق انجام اقدامات حفاظت خاک و آبخیزداری، اطلاع از میزان فرسایش خاک و تولید رسوب و به عبارتی شناسایی مناطق بحرانی ضرورت دارد. با توجه به فقدان ایستگاه اندازه‌گیری در خروجی آبخیزهای کوچک، مدلهای تجربی ابزار مناسبی برای تخمین فرسایش خاک و رسوب‌دهی می‌باشند. یکی از این روش‌ها که بر اساس داده‌های رسوب مناطق مدیترانه‌ای ابداع شده، مدل تجربی نمره‌دهی فاکتوریل (FSM) است. بر همین اساس هدف اصلی این تحقیق، بررسی میزان هم‌خوانی برآوردهای این مدل تجربی و مقدار مشاهدهای رسوب در مناطق منتخب کشور میباشد. به همین منظور، 58 حوضه واجد اطلاعات رسوب‌دهی در استان‌های سمنان، مرکزی، اصفهان، چهارمحال و بختیاری، آذربایجان غربی، لرستان، فارس، گلستان و خراسان رضوی برای مقایسه با مقادیر برآوردی مدل انتخاب شدند. برای محاسبه رسوب‌دهی حوضه‌ها، لایههای اطلاعاتی لازم برای مدل FSM بررسی و امتیازهای مربوطه داده شد. مقایسه نتایج نشان داد که تمامی تخمین‌های مدل اصلی (قبل از واسنجی) چند برابر بیشتر از مقادیر رسوب اندازه‌گیری شده مخازن (44/0 تا 64/459 تن بر کیلومتر مربع در سال) هستند. به منظور اصلاح ضرایب، واسنجی در قالب دو سناریو، یک‌بار با کل داده‌ها و بار دیگر پس از تقسیم به سه منطقه جغرافیایی انجام گرفت که سبب بهبود قابل توجه برآوردها شد. به‌طوری‌که ضریب کارایی Nash‐Sutcliffe برای کل ایستگاه‌ها، 39/0 و برای مناطق مرکزی، زاگرس و شمال شرقی به‌ترتیب 51/0، 66/0 و 78/0 به‌دست آمدند. به همین دلیل توصیه میشود که از کاربرد مدل FSM بدون واسنجی خودداری شود. همچنین، طبق نتایج به‌دست آمده میتوان جمع‌بندی نمود که واسنجی منطقه‌ای مدل تجربی FSM، نتایج بهتری دارد.
رحیم کاظمی؛ جهانگیر پرهمت
چکیده
تعیین سهم جریان‌های زیرسطحی در جریان رودخانه، میتواند در تحلیل جریان رودخانه، مدلسازی بارش-رواناب و واسنجی مدلها، مدیریت آب در شرایط کم‌آبی و تعیین میزان ذخیره آبخیز مفید باشد. در این پژوهش، تعداد 22 ایستگاه آب‌سنجی با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سالهای آبی1391-1361 انتخاب شدند. روند تغییرات جریان در طی ماههای سال برای ...
بیشتر
تعیین سهم جریان‌های زیرسطحی در جریان رودخانه، میتواند در تحلیل جریان رودخانه، مدلسازی بارش-رواناب و واسنجی مدلها، مدیریت آب در شرایط کم‌آبی و تعیین میزان ذخیره آبخیز مفید باشد. در این پژوهش، تعداد 22 ایستگاه آب‌سنجی با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سالهای آبی1391-1361 انتخاب شدند. روند تغییرات جریان در طی ماههای سال برای کلیه ایستگاه‌های آب‌سنجی منطقه پژوهش ترسیم و خشک‌ترین ماه سال تعیین شد. سپس، واسنجی شش الگوریتم رقومی برگشتی با استفاده از داده‌های دراز مدت خشک‌ترین ماه سال انجام و پس از به‌دست آوردن پارامترهای بهینه مدلها، تفکیک جریان پایه برای کل دوره انجام و ارزیابی کارایی مدلها با استفاده از شاخص ریشه میانگین مربعات خطا انجام شد. نتایج نشان داد که قسمت اعظم جریان رودخانه در منطقه مورد پژوهش، مربوط به جریان پایه است و کمینه، بیشینه و میانگین سالانه شاخص جریان پایه در کل دوره به‌ترتیب برابر با 0.48، 0.62 و 0.56 میباشد که نشاندهنده مشارکت بیش از 50 درصدی منابع آبهای زیرسطحی در آبهای سطحی حوضههای مورد پژوهش است. نتایج ارزیابی کارایی مدلها با استفاده از شاخص ریشه میانگین مربعات خطا نشان داد که متوسط خطا در منطقه پژوهش، برای هر شش روش در محدوده 0.025 تا 0.044 است که کمترین آن متعلق است به‌روش لینه و هالک و بیشترین خطا، مربوط به فیلتر رقومی تک‌پارامتره میباشد. جمع‌بندی کلی نتایج فرایند واسنجی و بررسی روابط همبستگی بین داده‌های محاسباتی و اندازه‌گیری شده، نشان داد که بین داده‌های محاسباتی و اندازه‌گیری شده، همبستگی با ضریب تبیین بیش از 0.80 وجود دارد و روش واسنجی با داده‌های فصل خشک در غیاب روشهای مبتنی بر ردیاب‌ها، به‌عنوان مناسب‌ترین روش واسنجی فیلترهای رقومی تفکیک جریان در منطقه مورد پژوهش پیشنهاد میشود.
ابوالحسن فتح‌آبادی؛ مهناز کوهنشین؛ علی حشمت‌پور؛ معصومه فراستی
چکیده
در دهه‌های اخیر مدلهای هیدرولوژیکی کاربرد گستردهای در شبیهسازی فرایند بارش رواناب یافته‌اند. این مدلها دارای مقادیر پارامترهای ثابت هستند که نیاز است با روش مناسب، مقادیر آنها بهینه شوند. در واقع، کارایی مدلهای هیدرولوژیک علاوه بر ساختار آنها به مقادیر بهینه پارامترهای آنها بستگی دارند. ...
بیشتر
در دهه‌های اخیر مدلهای هیدرولوژیکی کاربرد گستردهای در شبیهسازی فرایند بارش رواناب یافته‌اند. این مدلها دارای مقادیر پارامترهای ثابت هستند که نیاز است با روش مناسب، مقادیر آنها بهینه شوند. در واقع، کارایی مدلهای هیدرولوژیک علاوه بر ساختار آنها به مقادیر بهینه پارامترهای آنها بستگی دارند. در این پژوهش، به بررسی کارایی سه روش بهینه‌سازی اتوماتیک شامل الگوریتم تکامل تصادفی جوامع، DDS و الگوریتم ژنتیک در بهینه‌سازی پارامترهای مدل یکپارچه HyMod در حوضه قورچای رامیان پرداخته شد. برای هر سه الگوریتم، سرعت رسیدن به هم‌گرایی و میزان تغییرات مقادیر بهینه شده مورد بررسی قرار گرفت. الگوریتم ژنتیک در تعداد اجرای کمتری به هم‌گرایی رسید و پس از آن، الگوریتم DDS در مرتبه بعدی قرار داشت. از نظر زمان اجرا به ازای هر تکرار، کمترین زمان مربوط به روش تکامل تصادفی جوامع و بیشترین زمان مربوط به روش الگوریتم ژنتیک بود. بیشترین نوسانات در جواب‌های بهینه شده مربوط به الگوریتم DDS و کمترین نیز مربوط به الگوریتم تکامل تصادفی جوامع بود که از این نظر، بهینه‌سازی با استفاده از روش تکامل تصادفی جوامع از ثبات بیشتری برخودار بود. با استفاده از تحلیل واریانس و مقایسه میانگینها مشاهده شد، در روش تکامل تصادفی جوامع با افزایش تعداد جوامع تا 12 جمعیت عملکرد مدل بهتر شد که از این تعداد بیشتر، عملکرد الگوریتم بهبود پیدا نکرد. برای پارامتر alpha با افزایش مقدار آن، عملکرد الگوریتم بدتر شد و بهترین عملکرد الگوریتم مربوط به مقدار برابر با 0.58 بود. بر عکس پارامتر alpha، با افزایش پارامتر beta عملکرد الگوریتم بهتر شد و بهترین عملکرد در مقدار beta برابر با یک به‌دست آمد. برای الگوریتم ژنتیک مقادیر بهینه تعداد کروموزوم‌ها، نرخ تزویج و نرخ جهش به‌ترتیب برابر با 16، 0.2 و 0.3 به‌دست آمد.
نسیم آرمان؛ علی شهبازی؛ محمد فرجی؛ سمیه دهداری
چکیده
سامانه‌های جمعآوری و کنترل آبهای سطحی ناشی از بارندگی از اجزاء مهم برنامهریزی و عمران مناطق شهری هستند و هر گونه سهلانگاری در طراحی صحیح آنها میتواند برای جوامع شهری مشکلآفرین باشد. لذا بهمنظور پیشبینی عملکرد هیدرولیکی از کل سامانه، نیاز به استفاده از روشهای محاسباتی پیشرفته و مدل‌سازیهای جدید و کارآمدتر ...
بیشتر
سامانه‌های جمعآوری و کنترل آبهای سطحی ناشی از بارندگی از اجزاء مهم برنامهریزی و عمران مناطق شهری هستند و هر گونه سهلانگاری در طراحی صحیح آنها میتواند برای جوامع شهری مشکلآفرین باشد. لذا بهمنظور پیشبینی عملکرد هیدرولیکی از کل سامانه، نیاز به استفاده از روشهای محاسباتی پیشرفته و مدل‌سازیهای جدید و کارآمدتر وجود دارد. کاهش پیامدهای زیانبار ناشی از سیلابهای شهری معمولاً با برآورد دقیق رواناب شهری و انتخاب روش مناسب کنترل آن محقق میشود، به این منظور، لازم است میزان رواناب شهری به درستی برآورد شود. بر این اساس، محققین در سالهای اخیر به مدلسازی روی آوردهاند. از جمله مدلهای پر کاربرد در مدیریت رواناب مدل SWMM ابزاری قدرتمند برای محاسبات زهکشی شهری و مدیریت رواناب میباشد. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی کارایی مدل بارش-رواناب SWMM در شبیهسازی رواناب سطحی در حوضه شهر ایذه میباشد. برای مشخص کردن بارندگی طرح، زمان تمرکز حوضه محاسبه و تداوم رگبار طرح برابر زمان تمرکز حوضه در نظر گرفته شد. همچنین، از سه معیار NAS، BIAS و RMSE برای بررسی صحت واسنجی و اعتبارسنجی مدل استفاده شد. در نهایت پس از تأیید مدل، نقاط حساس به آبگرفتگی با دوره بازگشتهای دو، پنج، 10، 20، 50 و 100 ساله تعیین شد. نتایج نشان داد، علت آبگرفتگی در بعضی از نقاط به‌دلیل نبود ظرفیت کافی آبگذرها است، در حالی‌که در سایر نقاط با وجود ظرفیت کافی برای عبور رواناب، آبگرفتگی مشاهده میشود که دلیل آن مربوط به احداث پلهای نامناسب در مسیر کانالها که سبب کاهش ابعاد آبگذر و آشغال گرفتگی در محل گرهها است. برای واسنجی و ارزیابی مدلها از سه واقعه بارندگی در تاریخهای 23/12/1395، 08/01/1396 و 17/01/1396 استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل SWMM نشان داد، انطباق خوبی بین دبی شبیهسازی شده و مشاهدهای وجود دارد. بنابراین، میتوان از این مدلها برای پیشبینی خطر آبگرفتگی، طراحی و برآورد مقدار و هزینه زهکشی، مدیریت حوضههای شهری و اولویتبندی مناطق برای رفع مشکل آبگرفتگی استفاده کرد.
هوشنگ بهروان
چکیده
ذوب برف در حوزه‌های آبخیز کوهستانی میتواند تأثیر قابل توجهی در تعادل آب و همچنین، در زمان‌های خاصی از سال مهمترین نقش را در تولید رواناب داشته باشد. در این پژوهش از مدل هیدرولوژیکی توزیعی-مکانی فرایندگرا برای حوزه آبخیز لتیان (زیرحوضه رودک) به بزرگی 431 کیلومتر مربع بهمنظور درک و استنتاج توزیع مکانی و زمانی وضع متغیرهایی ...
بیشتر
ذوب برف در حوزه‌های آبخیز کوهستانی میتواند تأثیر قابل توجهی در تعادل آب و همچنین، در زمان‌های خاصی از سال مهمترین نقش را در تولید رواناب داشته باشد. در این پژوهش از مدل هیدرولوژیکی توزیعی-مکانی فرایندگرا برای حوزه آبخیز لتیان (زیرحوضه رودک) به بزرگی 431 کیلومتر مربع بهمنظور درک و استنتاج توزیع مکانی و زمانی وضع متغیرهایی مانند بارش، رواناب، آب معادل برف (SWE) و ذوب برف استفاده شده است. مدل از توزیع مفهوم واحدهای پاسخ هیدرولوژیکی (HRU) برای اخذ، شناخت و محاسبه تنوع مکانی در حوضه استفاده می‌کند. مدل برای هر HRU در هریک از واحدهای زمانی پارامترهایی چون تجمع و ذوب برف، رطوبت خاک، تبخیر و تعرق واقعی، قابلیت شارژ مجدد آبهای زیرزمینی و تولید رواناب را شبیهسازی می‌کند. پارامترهای مدل به‌طور خودکار با استفاده از روشهای واسنجی مونت‌کارلو (Monte-Carlo analysis) و تحول مرکب (SCE-UA) اعتبارسنجی شد. واسنجی با مقایسه مقدار رواناب اندازه‌گیری شده به مدت 11 سال از اکتبر 1990 تا سپتامبر 2001 در مراحل زمانی ماهانه با استفاده از معیار کارایی (Nash–Sutcliffe efficiency)، ضریب تعیین (R2) و درصد نسبی خطا (Pbias) به‌عنوان تابع هدف انجام توسعه داده شد. پس از واسنجی، مدل J2000g، رواناب را با NSE=0.82، و0.83=R2 و 5.6-=PBIAS نسبت به رواناب اندازه‌گیری شده، شبیهسازی کرد. در ادامه واحد برف مدل J2000g توسعه داده شد. برای شش ایستگاه برف‌سنجی HRUهای مربوطه استخراج و مدلهای جداگانه با استفاده از آب معادل برف SWE اندازه‌گیری شده، کالیبره شد. مقایسه نتایج شبیهسازی (SWE) بهصورت مجزا برای معیار (NSE) مقادیر بین 0.28 تا 68/0 و برای معیار (R²) بین 0.53 تا 0.83 را نشان داد. نتایج به‌دست آمده از مدل و داده‌های حوضه کالیبره شده برای تمام ایستگاه‌های انباشت و ذوب برف بسیار مناسب برآورد شد، در حالی که نتایج مدل برای ایستگاه‌های برف‌سنجی حوضه که به‌طور جداگانه کالیبره شدند، از دقت پایین‌تری برخوردار بود. نتایج نشان داد که دینامیک‌های هیدرولوژیکی و فرایندهای برف زیرحوضه‌های فرعی حوزه آبخیز لتیان میتواند به‌خوبی با مدل J2000g شبیهسازی شود.
مرضیه حاجی‌محمدی؛ ابوالفضل عزیزیان؛ باقر قرمزچشمه
چکیده
شناخت دگرگونی‌های اقلیمی و رفتار آنها در دوره‌های آتی و اثرات آنها در حوزه‌های مختلف به‌خصوص در منابع آب در برنامه‌ریزی‌های کلان و استراتژیک از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این پژوهش، ارزیابی اثر تغییرات اقلیمی بر شرایط هیدرولوژیکی حوضه کن است. برای این منظور ابتدا شبیهسازی متغیرهای دما و بارش بهوسیله داده‌های ...
بیشتر
شناخت دگرگونی‌های اقلیمی و رفتار آنها در دوره‌های آتی و اثرات آنها در حوزه‌های مختلف به‌خصوص در منابع آب در برنامه‌ریزی‌های کلان و استراتژیک از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این پژوهش، ارزیابی اثر تغییرات اقلیمی بر شرایط هیدرولوژیکی حوضه کن است. برای این منظور ابتدا شبیهسازی متغیرهای دما و بارش بهوسیله داده‌های مدل بزرگ مقیاس HadCM3 تحت سناریوی A2 و مدل ریزمقیاسگردانی SDSM صورت گرفت. سپس شبیهسازی رواناب بهصورت ماهانه و بهوسیله مدل هیدرولوژیکی SWAT انجام شد و برای واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل، از نرم‌افزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI-2 استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی مدل SDSM بهوسیله دو پارامتر MBE و NRMSE نشان داد که مدل در شبیهسازی متغیر دما نسبت به بارش از دقت بالاتری برخوردار بوده است. مقایسه مقادیر شبیهسازی شده برای دوره آتی (2040-2011) و دوره پایه (2001-1961) به‌ترتیب افزایش 1.3 و 0.8 درجه سانتیگراد دمای بیشینه و کمینه را نشان داد. همچنین، در تمامی ایستگاه‌های منتخب کاهش بارش به‌دست آمد که بیشترین کاهش مربوط به فصل بهار بود، ولی در برخی ماههای مربوط به فصل زمستان افزایش بارش مشاهده شد. نتایج حاصل از واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWAT نیز رضایتبخش بود بهطوری که معیار نش- ساتکلیف به‌عنوان تابع هدف برای دوره واسنجی (1991-1983) و اعتبارسنجی (1996-1992) به‌ترتیب 0.82 و 0.71 به‌دست آمد. در نهایت سناریوهای اقلیمی ایجاد شده، افزایش رواناب برای فصل زمستان و کاهش مقدار آن را برای سایر فصول نشان داد. به‌طور کلی، بر اساس نتایج به‌دست آمده، کاهش هفت درصدی رواناب برای دوره آتی پیشبینی شد.
مریم آذینمهر؛ عبدالرضا بهرهمند؛ آتنا کبیر
چکیده
انواع کاربری اراضی و پوشش مختلف زمین عملکرد قابل توجه و مؤثری روی فرایندهای هیدرولوژیکی از جمله رواناب و سیل دارند. اما چگونگی و میزان این تأثیر در سطح و مکانهای مختلف متفاوت میباشد. مدلهای توزیعی مکانی به‌دلیل داشتن قابلیت توزیعی، برای بررسی تغییرات کاربری اراضی و برآورد کمی این تغییرات مناسب می‌باشند. هدف اصلی این تحقیق، ...
بیشتر
انواع کاربری اراضی و پوشش مختلف زمین عملکرد قابل توجه و مؤثری روی فرایندهای هیدرولوژیکی از جمله رواناب و سیل دارند. اما چگونگی و میزان این تأثیر در سطح و مکانهای مختلف متفاوت میباشد. مدلهای توزیعی مکانی به‌دلیل داشتن قابلیت توزیعی، برای بررسی تغییرات کاربری اراضی و برآورد کمی این تغییرات مناسب می‌باشند. هدف اصلی این تحقیق، ارزیابی اثرات سناریوهای تغییرات کاربری اراضی روی هیدروگراف خروجی حوضه با کمک ابزار مدلسازی توزیعی و GIS است. بهمنظور حصول هدف در این تحقیق مدل هیدرولوژیکی توزیعی-مکانی WetSpa که در گروه مهندسی هیدرولوژی و هیدرولیک دانشگاه آزاد بروکسل توسعه یافته است، به‌کار برده شد. این مدل در حوضه دینور با مساحت 1717 کیلومتر مربع از شاخههای رودخانه کرخه واقع در استان کرمانشاه استفاده شد. همچنین، مدل هیدروگراف روزانه را با توجه به معیار ناش-ساتکلیف 66 درصد با دقت نسبتاً خوبی پیشبینی مینماید. طبق پتانسیل حوضه دینور، نه سناریو تغییر کاربری اراضی در محیط GIS طراحی و برای شبیهسازی به مدل واسنجی شده وارد شدند. سپس با مقایسه هیدروگراف خروجی در وضعیت موجود کاربری اراضی با نتایج شبیهسازی شده از نه سناریو، تغییرات در فرایندها و پارامترهای هیدرولوژیکی بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که شبیهسازی این تغییرات بهوسیله مدل با توجه به نتایج، قابل قبول میباشد.
اکبر حسنی؛ حسینعلی بهرامی؛ علی‌اکبر نوروزی؛ شاهین اوستان
چکیده
روشهای طیف‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ بر مبنای حساسیت ترکیبات آلی و معدنی خاک به بازتاب امواج مرئی و فروسرخ استوار شده است و از این ویژگی برای مطالعات کشاورزی و زیست‌محیطی خاک‌ها استفاده میشود. علی‌رغم مطالعات گسترده در زمینه طیف‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ خاک‌ها، این مطالعات در خاک‌های گچی ایران انجام نشده است. ...
بیشتر
روشهای طیف‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ بر مبنای حساسیت ترکیبات آلی و معدنی خاک به بازتاب امواج مرئی و فروسرخ استوار شده است و از این ویژگی برای مطالعات کشاورزی و زیست‌محیطی خاک‌ها استفاده میشود. علی‌رغم مطالعات گسترده در زمینه طیف‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ خاک‌ها، این مطالعات در خاک‌های گچی ایران انجام نشده است. هدف از این پژوهش، دستیابی به روشی است که بتواند از طریق طیف بازتابی مرئی-فروسرخ پیشبینی قابل قبولی از ویژگی‌های شیمیایی خاک‌های گچی-آهکی ارائه دهد. بدین منظور، تعداد 102 نمونه خاک از عمق‌های 30-0 سانتی‌متری در پنج استان جمعآوری شد. در نمونه‌ها مقادیر گچ، کربنات کلسیم معادل، ظرفیت تبادل کاتیونی، شوری، pH، کاتیون‌های تبادلی کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم، مقادیر رس، شن و سیلت با روشهای استاندارد، اندازه‌گیری شدند. سپس نمونه‌های خاک با دستگاه طیف‌بین با قدرت تفکیک یک نانومتر در دامنه 350 تا 2500 نانومتر اسکن شدند. واسنجی بین داده‌های طیفی و آزمایشگاهی به‌روش اعتبارسنجی داخلی با کمک مدلهای PLSR و BRT انجام شد. داده‌های خام طیف بازتاب و داده‌های مشتق اول به‌طور جداگانه و نیز داده‌های ترکیبی این دو مورد استفاده قرار گرفتند. سپس داده‌ها به‌طور تصادفی به دو گروه 70 و 30 درصدی تقسیم شدند و از هر دو گروه یک‌بار به‌عنوان سری واسنجی و بار دیگر به‌عنوان سری اعتبارسنجی استفاده شد. بر اساس نتایج، در بین ویژگی‌های خاک بهترین پیشبینی مدلها برای گچ (0.79=R2)، کربنات کلسیم معادل (0.71=R2)، ظرفیت تبادل کاتیونی (0.72=R2)، کلسیم تبادلی (0.81=R2)، منیزیم تبادلی (0.67=R2)، درصد رس (0.82=R2)، درصد شن (0.85=R2)، درصد سیلت (0.66=R2) و مواد آلی خاک (0.79=R2) به‌دست آمد. مقایسه دو مدل نشان داد که در حالت اعتبارسنجی داخلی، مدل BRT تقریباً در همه متغیرها برآورد بهتری داشت اما وقتی از دو سری جداگانه واسنجی و اعتبارسنجی استفاده شد، بین دو مدل تفاوت چندانی دیده نشد. با توجه به نتایج، به نظر می‌رسد که روش طیف‌سنجی مرئی-فروسرخ میتواند به‌عنوان یک روش جایگزین برای روشهای مرسوم آزمایشگاهی در تعیین ویژگی‌های خاک مطرح باشد و به کاهش تعداد نمونه‌های خاک در پروژه‌های مدیریت منابع طبیعی و آبخیزداری کمک کند.
فواد ناصرآبادی؛ اباذر اسمعلی‌عوری؛ حسین اکبری؛ رخساره رستمیان
چکیده
در مدلهای هیدرولوژیک با انجام آنالیز حساسیت برای شناسایی پارامترهای مهم، میتوان تعداد آنها را برای فرایند واسنجی مدل کاهش داده و واسنجی مدل را سریعتر انجام داد. این پژوهش، کاربرد یک روش مفید برای تحلیل حساسیت پارامترهای مدل SWAT را شرح میدهد که با استفاده از آن، پارامترهایی که بیشترین تاثیر را در نتایج مدل دارند، مشخص شده و برای این ...
بیشتر
در مدلهای هیدرولوژیک با انجام آنالیز حساسیت برای شناسایی پارامترهای مهم، میتوان تعداد آنها را برای فرایند واسنجی مدل کاهش داده و واسنجی مدل را سریعتر انجام داد. این پژوهش، کاربرد یک روش مفید برای تحلیل حساسیت پارامترهای مدل SWAT را شرح میدهد که با استفاده از آن، پارامترهایی که بیشترین تاثیر را در نتایج مدل دارند، مشخص شده و برای این پارامترها نسبت حساسیت و همچنین، نمودار ارتباط تغییرات پارامتر با نتایج شبیهسازی ارائه میشود. منطقه مورد پژوهش، حوزه آبخیز رودخانه قره‌سو واقع در استان اردبیل با مساحتی بالغ بر 4861 کیلومتر مربع میباشد. از مدل SWAT برای شبیهسازی رواناب ماهانه در منطقه مورد پژوهش استفاده شد. واسنجی بهصورت دستی و بر اساس آمار سا ل‌های 1889 تا 1880 و اعتبارسنجی نیز بر اساس آمار سا ل‌های 1883 و 1828 انجام شد. چهار بخش مهم بیلان آب شامل رواناب سطحی، جریان جانبی، آب زیرزمینی و تبخیر و تعرق به‌عنوان تابع هدف انتخاب و حساسیت هر پارامتر بر روی آنها بررسی شد. نتایج نشان داد که پارامترهای شماره منحنی SCS ( CN (، ظرفیت آب قابل دسترس خاک ) SOL_AWC (، چگالی توده خاک ) SOL_BD (، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک ) SOL_K (، حداکثر نگهداشت تاج پوشش ) CANMX (، ضریب تبخیر از لایههای خاک ( ESCO ( و حداقل نرخ ذوب برف در طول سال ) SMFMN ( در بخش‌های مختلف بیلان آب بیشترین تاثیر را داشتند.
آزاده جباری؛ مجید حسینی؛ امیر خسروجردی
چکیده
به‌دلیل افزایش جمعیت و مشکلات عدیدهای که در برنامهریزی منابع آب منطقه سنجابی، واقع در استان کرمانشاه ایجاد شده است، در پژوهش حاضر، به بررسی بیلان آبی در این منطقه با استفاده از مدل SWAT2009، پرداخته شد. بدین منظور، پارامترهای این مدل، با به‌کارگیری لایههای اطلاعاتی مورد نیاز مدل، در دوره آماری 2004-1995، در حوزه آبخیز سنجابی، با ...
بیشتر
به‌دلیل افزایش جمعیت و مشکلات عدیدهای که در برنامهریزی منابع آب منطقه سنجابی، واقع در استان کرمانشاه ایجاد شده است، در پژوهش حاضر، به بررسی بیلان آبی در این منطقه با استفاده از مدل SWAT2009، پرداخته شد. بدین منظور، پارامترهای این مدل، با به‌کارگیری لایههای اطلاعاتی مورد نیاز مدل، در دوره آماری 2004-1995، در حوزه آبخیز سنجابی، با استفاده از برنامه SUFI2 حساسیتسنجی و واسنجی شد. حساسیت پارامترهای جریان با استفاده از معیارهای P-Value و t-Stat در SUFI2 تعیین شد. پس از واسنجی پارامترهای حساس، مدل برای دوره آماری 2007-2005 اعتبارسنجی شد. نتایج ارزیابی مدل SWAT، مقادیر NS (ناش-ساتکلیف)، ضریب تبیین (R2)، خطای نسبی میانگین قدرمطلق (MARE) و درصد تفاوت (D) را به‌ترتیب برای دوره واسنجی معادل 0.78، 0.78، 0.2 و 0.2- و برای دوره اعتبارسنجی برابر با 0.74، 0.86، 0.3 و 0.01 نشان داد. نتایج حاکی از دقت مطلوب مدل SWAT در شبیهسازی رواناب بوده و کم برآوردی ناچیزی در دوره واسنجی و بیش برآوردی بسیار کم در دوره اعتبارسنجی را نشان میدهد. بیلان آبی در این مدل، بهصورت مقدار آب موجود در خاک شبیهسازی شد، بهطوری که بیلان آبی در سالهای 2005 (سال معمولی)، 2006 (سال تر) و 2007 (سال خشک) منفی به‌دست آمد. با این حال، بیلان آبی ماهانه در فصلهای پاییز و زمستان در این سه سال مثبت و در فصلهای بهار و تابستان منفی بوده است. نتایج نشان داد بیشتر هدر رفت آب در این حوضه بهوسیله تبخیر و تعرق صورت میگیرد.
حسین سعادتی؛ شعبانعلی غلامی؛ فرود شریفی
دوره 1، شماره 2 ، مرداد 1388، ، صفحه 87-98
چکیده
از مشکلات مهم در طرح‌های تحقیقاتی و اجرایی کمبود یانبود آمار هیدرومتری است. در تحقیق حاضر،برای حل معضل نبود آمار،میزان کارآیی مدل SWAT در شبیهسازی دبی روزانه،بهمنظور تولید آمار هیدرومتری برای حوضههای بدون ایستگاه بررسی شده است. این مدل دارای توان شبیهسازی شش پدیده هیدرولوژیکی و بیولوژیکی شامل دبی روزانه، رسوب روزانه، بیلان ...
بیشتر
از مشکلات مهم در طرح‌های تحقیقاتی و اجرایی کمبود یانبود آمار هیدرومتری است. در تحقیق حاضر،برای حل معضل نبود آمار،میزان کارآیی مدل SWAT در شبیهسازی دبی روزانه،بهمنظور تولید آمار هیدرومتری برای حوضههای بدون ایستگاه بررسی شده است. این مدل دارای توان شبیهسازی شش پدیده هیدرولوژیکی و بیولوژیکی شامل دبی روزانه، رسوب روزانه، بیلان آبی ماهانه و سالانه، کیفیت آب، تولید محصولات زراعی، برآورد تولید پوشش گیاهی مرتعی با اعمال مدیریت سامانه‌های چرایی دام، است.شبیهسازی در دوحالت بدون ایستگاه اندازه گیری و با ایستگاه اندازه گیری در حوزه آبخیز معرف کسیلیان و نیز در دودوره زمانی صورت گرفته است. این دوره‌ها شامل واسنجی و اعتبارسنجی مدل است. دوره واسنجی، چهار سال (1981-1978) و دوره اعتبارسنجی، شش سال (1986-1981) بوده است. بعد از عملیات واسنجی، مدل SWAT ، روان آب را باضریب تبیین نسـبت به روان آب اندازه‌گیری شده شبیهسازی کرد. اعتبارسنجی مدل نیز باضریب تبیین 0.69 و BPIAS= -2.5 و NS=0.72 نسـبت به روان آب اندازه‌گیری شده شبیهسازی کرد. اعتبارسنجی مدل نیز باضریب تبیین 0.57 و NS=0.54 و BPIAS=4.3 انجام گرفت. برای آزمون تست حساسیت، پارامترها درسه گروه خیلی حساس، حساسیت متوسط و حساسیت‌کم طبقه‌بندی شدند. پارامترهای ABF (عامل آلفای آب زیرزمینی)، REVAPC (ضریب تبخیر از سفره آب زیرزمینی) و CN (شماره منحنی) در طبقه خیلی حساس، پارامترهای CCT (ضریب تراکم ذوب برف)،TC (دمای آستانه بارش برف) و CRCO (شکاف‌های خاک و زمین که جریان را نفوذ میدهد) در طبقه حساسیت متوسط و پارامترهای Z (عمق لایههای خاک) و T-laps (شدت تغییر دما نسبت به ارتفاع) در طبقه حساسیت کم قرار گرفتند. این پارامترها نشان می‌دهند که مدل SWAT شبیهسازی معنی‌داری انجام داده است. ولی برای روانآب‌های کمینه نتایج ضعیفی نشان داده شد. در اصلاحاتی که در سالهای 2000 و 2005 بر روی مدل SWAT انجام شده، کاربری آن به وسیله GIS آسان‌تر شده است.
