نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محمودرضا طباطبایی ¹
• امین صالح پور جم ²
• جمال مصفایی ²

¹ دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

² دانشیار پژوهشی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

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 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.

کلیدواژه‌ها

• SQL
• پایگاه داده
• داده‌های رسوب معلق
• دبی جریان
• رسوب معلق
• حوزه آبخیز

عنوان مقاله [English]

Design and Development of a Specialized Spatial System for the Management and Analysis of Suspended Sediment Data and Flow Discharge at Country Hydrometric Station

نویسندگان [English]

• Mahmoudreza Tabatabaei ¹
• Amin Salehpour Jam ²
• Jamal Mosaffaie ²

¹ Member of scientific boAssistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

² Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

چکیده [English]

In watershed areas, monitoring and assessing erosion and sedimentation processes are crucial, as these processes directly impact the quality and quantity of water resources. The design and construction of advanced systems, such as a specialized geographic information system for the country’s hydrometric stations, can significantly enhance watershed management research.

This study developed a specialized geographic system for managing and analyzing hydrological data using the C# programming language and open-source spatial libraries. The system uses SQLite as a data storage platform and employs Entity Framework 6 (EF6) and LINQ to facilitate data management and extraction. It can perform various spatial and descriptive queries and analyses, as well as statistical analyses and summaries from sedimentation data.

The results can be summarized in two sections: the design and construction of the system, and the statistical analysis of sedimentation data from the Aras basin. The statistical analysis of sedimentation data (26,156 recorded data points until 2017) indicates that at the watershed scale, the average daily suspended sediment discharge is 11,814.95 tons per day, the average suspended sediment concentration is 4,185.68 mg per liter, and the average instantaneous flow discharge is 13.16 cubic meters per second.

At the study unit scale, the average maximum and minimum suspended sediment discharge correspond to the Jolfa-Duzal unit (code 1105) with 10,312.33 tons per day and the Qareh Ziyaldin unit (code 1108) with 991.96 tons per day, respectively. Additionally, at the hydrometric station scale, the average maximum and minimum daily suspended sediment discharge correspond to the Jolfa station (code 807-19) with 571,697.82 tons per day and the Naur-Exit Neur station (code 0195-19) with 2.82 tons per day.

This research aims to develop a national software infrastructure for managing sedimentation data and flow discharge from the country’s hydrometric stations.

کلیدواژه‌ها [English]

• SQL
• Database
• Sediment data
• Streamflow
• Suspended sediment
• Watershed