سیدامید آل یاسین؛ بهمن شمس اسفند اباد؛ حمید ترنجزر؛ عباس احمدی؛ شهرو مختاری
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
محمدتقی حیدری؛ حسینعلی بهرامی؛ علیرضا علیاری
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.
مهری رئوفی؛ محمود حبیب نژاد روشن؛ کاکا شاهدی؛ فاطمه کاردل
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
محمودرضا طباطبایی؛ امین صالح پور جم؛ جمال مصفایی
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.
محمد رستمی
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.
روح انگیز اختری؛ حمیدرضا حاجی پور؛ مجتبی صانعی؛ محمدرضا غریب رضا
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.
حسین ملکی نژاد؛ احسان بذرافشان؛ سید زین العابدین حسینی؛ مهدی سپهری
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.
محمودرضا طباطبایی؛ محمدرضا غریب رضا
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.
نادر جندقی؛ مهدی علی بگلی
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.
.png){kind=small}
_(1).png)
)
