پیام ابراهیمی؛ کریم سلیمانی؛ کاکا شاهدی
چکیده
حوزه آبخیز نکا در گذشته با سیلابهای متعددی همراه بوده و همواره خسارات جبران‌ناپذیری را در پی داشته است. اطلاع از نوع کاربری اراضی و تغییرات آن در طی زمان، از موارد مهم در برنامهریزی و سیاستگذاری کشور است. در این پژوهش، کاربری اراضی حوزه آبخیز نکا با تصاویر سنجنده ETM+ سال 1379و سنجنده IRS-1D سال 1390 و براساس پردازش رقومی بیشینه ...
بیشتر
حوزه آبخیز نکا در گذشته با سیلابهای متعددی همراه بوده و همواره خسارات جبران‌ناپذیری را در پی داشته است. اطلاع از نوع کاربری اراضی و تغییرات آن در طی زمان، از موارد مهم در برنامهریزی و سیاستگذاری کشور است. در این پژوهش، کاربری اراضی حوزه آبخیز نکا با تصاویر سنجنده ETM+ سال 1379و سنجنده IRS-1D سال 1390 و براساس پردازش رقومی بیشینه احتمال در محیط ENVIتهیه شد. سپس، مسیر دو کیلومتری از بالادست شهر نکا بهوسیله نقشههای پلان با مقیاس 1:1000 و ایجاد TIN منطقه و الحاقیه HEC-geo-RAS وارد محیط GIS شد. در نهایت، دادهها وارد محیط نرمافزار HEC-RAS شد و پهنهبندی سیلاب با تعیین ضریب زبری بستر به‌روش کاون در دوره بازگشتهای دو، سه، پنج، 10، 20، 50، 100 و 200 سال مشخص شد. نتایج نشان داد کاربری اراضی کشاورزی، اراضی غیرقابل استفاده و شهر بهترتیب 2.27، 7.31 و 1.91 درصد افزایش و در مقابل جنگل و مرتع بهترتیب 10.22 و 1.27 درصد کاهش یافته است و این تغییرات باعث شد 13.14 درصد پهنه سیلابی نسبت به سال 1379 سطح وسیعتری را تحت تأثیر قرار دهد.
مجید خزایی؛ محمد رضا میرزایی
چکیده
پیشبینی در هیدرولوژی به معنی تخمین شرایط هیدرولوژیکی و هواشناسی در یک بازه زمانی خاص میباشد. در همین راستا، فهم رابطه بین بارش و رواناب یکی از ضروری‌ترین مسائل برای مدیریت منابع آب میباشد. پژوهش حاضر با هدف مقایسه بین مدل‌های مختلف شبکه عصبی مصنوعی (MLP وRBF) و سریهای زمانی آرما (ARMA) در برآورد دبی ماهانه در حوزه آبخیز طالقان برای ...
بیشتر
پیشبینی در هیدرولوژی به معنی تخمین شرایط هیدرولوژیکی و هواشناسی در یک بازه زمانی خاص میباشد. در همین راستا، فهم رابطه بین بارش و رواناب یکی از ضروری‌ترین مسائل برای مدیریت منابع آب میباشد. پژوهش حاضر با هدف مقایسه بین مدل‌های مختلف شبکه عصبی مصنوعی (MLP وRBF) و سریهای زمانی آرما (ARMA) در برآورد دبی ماهانه در حوزه آبخیز طالقان برای یک دوره 30ساله بین سال‌های 1356 تا 1386 پیریزی شد. در روش شبکه عصبی مصنوعی از توابع محرک سیگموئیدی و پارامترهای تعداد تکرار، ضریب یادگیری، تعداد نرون مخفی و خطای هدف که با استفاده از آزمون و خطا بهدست آمده، استفاده شد. همچنین، در روش آرما از بین مدل‌های مختلف روشی که دارای کمترین میزان خطا و معیار سنجش آکائیک (AIC) بود بهعنوان مدل بهینه انتخاب شد. نتایج مدل‌سازی سریهای زمانی با استفاده از مدل‌های آنالیز روند، هالت وینترز و باکس-جنکینز (آرما) حاکی از دقت بیشتر مدل‌های آرما (2 و 2) (R=0.77) و هالت وینترز (R=0.72) بوده است. در مقایسه بین مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی، مدل MLP با میانگین ضریب هم‌بستگی 0.83 نسبت به مدل RBF با میانگین ضریب هم‌بستگی 0.81 دقت بیشتری در پیشبینی دبی نشان داده است. در مجموع دقت‌سنجی مدل‌ها براساس آماره‌های ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب هم‌بستگی حاکی از دقت بیشتر شبکه عصبی مصنوعی (ANN) نسبت به مدل‌های سری زمانی (ARMA) میباشد. همچنین، ارزیابی دقت در مدل‌های مختلف حاکی از دقت بیشتر مدل یک (R=0.86 و RMSE=6.45) با ورودی‌های دبی یک ماه تا چهار ماه قبل بوده است. بهترین معماری در روش شبکه عصبی مصنوعی نوع MLP، مدل شماره 1 با آرایش 1-20-4 بهترتیب با چهار نرون در لایه ورودی، 20 نرون در لایه مخفی و یک نرون در لایه خروجی شناخته شد.
رحیم کاظمی؛ علیرضا اسلامی
چکیده
جریان پایه و شاخص مربوطه که متاثر از عوامل مورفومتری، زمین‌شناسی و هیدرواقلیمی است، همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده و اطلاع از میزان آن، نقش به‌سزایی در برنامهریزی و مدیریت بهینه منابع آب دارد. در این پژوهش با استفاده از دادههای جریان روزانه رودخانه، جریان پایه و شاخص آن، از روش فیلتر رقومی برگشتی یک پارامتره، در ...
بیشتر
جریان پایه و شاخص مربوطه که متاثر از عوامل مورفومتری، زمین‌شناسی و هیدرواقلیمی است، همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده و اطلاع از میزان آن، نقش به‌سزایی در برنامهریزی و مدیریت بهینه منابع آب دارد. در این پژوهش با استفاده از دادههای جریان روزانه رودخانه، جریان پایه و شاخص آن، از روش فیلتر رقومی برگشتی یک پارامتره، در 18 ایستگاه آب‌سنجی حوضه خزری، استخراج شد. پارامترهای فیزیوگرافی محاسبه و عوامل هیدرولوژیکی، اقلیمی و زمین‌شناسی در محیط GIS برآورد شد. با استفاده از روش آزمون تحلیل عاملی از بین 18 پارامتر مؤثر در شاخص جریان پایه، پنج عامل بهعنوان عوامل مستقل انتخاب شدند. سپس روابط تحلیل منطقهای به‌روش‌های رگرسیون خطی، توانی، نمایی و چندمتغیره در سطوح معنیداری کمتر از یک و پنج درصد بهدست آمد. علاوه براین، به‌منظور مقایسه و ارزیابی صحت و کارآیی مدل‌های برآوردی، روش آنالیز باقی‌مانده‌ها نیز مورد استفاده قرار گرفت. از بین عامل‌های زمین‌شناسی مشخصاً سازندهای سخت، از بین عوامل مورفومتری، پارامترهای متوسط ارتفاع و تراکم زهکشی حوضه و از جنبه قابلیت اراضی نیز عامل سطح جنگلی، در روش رگرسیون‌های چند متغیره بهعنوان بهترین برآورد کننده شاخص جریان پایه رودخانه‌ها، تشخیص داده شدند. همچنین، با توجه به مدل‌های رگرسیون خطی، توانی و نمایی تک‌متغیره، پارامتر Q90/Q50 بهعنوان موثرترین عامل هیدرولوژیکی در تخمین شاخص جریان پایه در منطقه تعیین شد. همراهی سازندهای سخت کربناته با نهشته‌های کواترنری و همچنین، سازندهای سخت غیرکربناته با عامل‌های مورفومتری و درصد پوشش جنگلی در مدل‌های بهدست آمده، موید نقش کنترل‌کننده عامل زمین‌شناسی بر جریان پایه است.
وحید چیت ساز؛ سید باقر فاطمی؛ ذبیح‌الله اسکندری
چکیده
امروزه بهکارگیری سنجش از دور در پروژههای حفاظت و فرسایش خاک مرسوم شده است که در بیشتر آنها از عکسهای هوایی استفاده میشود که با وجود مزایای فراوان، دارای محدودیتهایی هستند. در این پژوهش جایگزینی دادههای ماهوارهای با قدرت تفکیک متوسط بهجای عکسهای هوایی، با تأکید بر قابلیت پردازش تصاویر ماهوارهای و استفاده ...
بیشتر
امروزه بهکارگیری سنجش از دور در پروژههای حفاظت و فرسایش خاک مرسوم شده است که در بیشتر آنها از عکسهای هوایی استفاده میشود که با وجود مزایای فراوان، دارای محدودیتهایی هستند. در این پژوهش جایگزینی دادههای ماهوارهای با قدرت تفکیک متوسط بهجای عکسهای هوایی، با تأکید بر قابلیت پردازش تصاویر ماهوارهای و استفاده از فیلترهای تصویری، با هدف تشخیص اشکال فرسایش خاک مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. پس از انجام فعالیت‌های ستادی و بررسی تصحیح‌های اتمسفری و هندسی و انجام پیش پردازشها و پردازشهای اولیه روی تصاویر ASTER و ETM+، در نهایت تصویر پردازش شدهای از منطقه و دارای بیشینه قابلیت تفسیر بصری عوارض مرتبط با موضوع فرسایش تهیه شد. به‌منظور بررسی کارآیی فیلترها در بارزسازی و تشخیص انواع فرسایش خاک، دو دسته مهم فیلترهای پایین‌گذر و بالاگذر از جمله فیلترهای میانه، میانگین، High Pass، Gaussian، Laplacian، Sobel و فیلترهای خطی، روی تصاویر ASTER و ETM+ قسمتی از حوضه دستکن اصفهان مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به نتایج بهدست آمده، استفاده از فیلترهای پایین‌گذر به‌علت کاهش وضوح تصویر در بررسی فرسایش خاک توصیه نمیشود. فیلترهای بالاگذر تا حدی میتوانند لبههای موجود در تصویر را بارز ساخته و به تفسیر بصری (مخصوصا در حالت ترکیب با تصویر اصلی) کمک نمایند. به‌دلیل وجود مشکلات ناشی از کاربرد فیلترها در تفکیک واحدهای فرسایشی خاک، استفاده از فیلتر تنها به‌صورت ترکیب با تصویر و بهعنوان کمک برای تفسیر بصری توصیه میشود. با توجه به ابعاد عارضههای فرسایش خاک (شیاری و آبکندی) و در مقایسه با قدرت تفکیک مکانی سنجنده‌های مورد استفاده در این پژوهش، عوارض مورد نظر به وضوح و تمایز در تصویر ظاهر نشده و اعمال فیلترهای مختلف تصویری به‌منظور کشف و استخراج خودکار این عوارض کارا نیست. قدرت تفکیک تصاویر ASTER و ETM+ برای تهیه نقشه فرسایش به‌روش خودکار پاسخگو نبوده و باید به دنبال راه‌حلهای نیمه خودکار و تفسیر بصری بود. همچنین، به‌علت تشابه طیفی و هندسی بین این دو تصویر، تفاوت عمده‌ای در نتایج بهدست آمده مشاهده نمیشود. بنابراین توصیه میشود بهجای تولید نقشه انواع فرسایش خاک یک منطقه، نقشه احتمال حساسیت به فرسایش یا نقشه خطر فرسایش تولید شود.
مهدی بشری؛ حمیدرضا مرادی؛ میرمسعود خیرخواه؛ مجید جعفری خالدی
چکیده
خاکهای دارای قطعات سنگی بخش مهمی از سطوح اراضی را تشکیل میدهند. حضور بخشهای سنگی، تعیین کننده خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک است و بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و فرسایشی نیز اثر میگذارد. تاکنون مطالعات فراوانی خاطرنشان کردهاند که اثر قطعات سنگی سطحی در فرسایش خاک و تولید رواناب و رسوب پیچیده و مبهم است، لذا لازم است این ...
بیشتر
خاکهای دارای قطعات سنگی بخش مهمی از سطوح اراضی را تشکیل میدهند. حضور بخشهای سنگی، تعیین کننده خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک است و بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و فرسایشی نیز اثر میگذارد. تاکنون مطالعات فراوانی خاطرنشان کردهاند که اثر قطعات سنگی سطحی در فرسایش خاک و تولید رواناب و رسوب پیچیده و مبهم است، لذا لازم است این اثرات بیشتر مورد توجه قرار گیرند. در این راستا، پژوهش حاضر با استفاده از کرت‌های فرسایشی و شبیهساز باران به مطالعه عکس‌العمل‌های فرسایشی خاک نسبت به سطوح مختلف نفوذناپذیر سنگی با مقادیر صفر، پنج، 10، 15، 20 و 25 درصد پرداخت. نتایج حاصل از نمونهبرداری رسوب و حجمسنجی رواناب طی رگباری 30 دقیقهای و با شدت 70 میلیمتر بر ساعت مورد تجزیه واریانس قرار گرفت. تحلیلهای آماری نشان داد که بهطور کلی افزایش درصد سطوح سنگی اثر چندانی بر افزایش رواناب ندارد. اما مقادیر غلظت رسوب با حضور بخشهای سنگی بهطور معنیداری (0.05>p) نسبت به خاک فاقد سطوح سنگی افزایش نشان میدهد، گرچه همگام با افزایش درصد سطوح سنگی مقادیر رسوب حاصله افزایشی خطی نشان نمیدهند. در مقادیر 10 و 20 درصد از سطوح سنگی، حجم رواناب و غلظت رسوب بالاترین میزان را در مقایسه با سایر تیمارها دارا میباشند. نهایتاً با افزایش سطوح سنگی به 25 درصد، مقادیر رواناب و رسوب کاهش معنیداری مییابد. نتایج پژوهش، وجود مقادیر آستانه در سطوح سنگی برای افزایش رواناب و رسوب و نیز عملکرد متفاوت سطوح سنگی بسته به میزان آن را تایید میکند.
سید حمیدرضا صادقی؛ سودابه قره محمودلی
چکیده
آگاهی از دانه‌بندی مواد بستر رودخانه‌ای نقش مهمی در انجام مطالعات مربوط به ساماندهی و تحلیل رفتار رودخانه‌ها ایفا میکند. تفکیک‌های سنتی دانه‌بندی رسوبات بستر نیاز به هزینه، زمان و کار میدانی زیادی دارد. لذا استفاده از روشهای جدید از جمله پردازش تصویر در مطالعات دانه‌بندی رسوبات بستر رودخانه امری ضروری است. از سویی، رعایت ...
بیشتر
آگاهی از دانه‌بندی مواد بستر رودخانه‌ای نقش مهمی در انجام مطالعات مربوط به ساماندهی و تحلیل رفتار رودخانه‌ها ایفا میکند. تفکیک‌های سنتی دانه‌بندی رسوبات بستر نیاز به هزینه، زمان و کار میدانی زیادی دارد. لذا استفاده از روشهای جدید از جمله پردازش تصویر در مطالعات دانه‌بندی رسوبات بستر رودخانه امری ضروری است. از سویی، رعایت استانداردها امری لازم در نیل به اهداف متصور و همچنین، در توجیه بهکارگیری روشهای تفکیک جدید است. بر همین اساس قدرت تفکیک دوربین‌های مورد استفاده از استانداردهای مهم در پردازش تصویر است، حال آن‌که تاکنون اهمیت این موضوع مورد توجه قرار نگرفته است. از این‌رو، پژوهش حاضر با هدف تحلیل دقت دانه‌بندی رسوبات بستر با استفاده از پردازش تصاویر حاصل از دوربین‌های با قدرت تفکیک مختلف صورت گرفت. برای این منظور، تصویربرداری از رسوبات بستر با دوربین‌های با قدرت تفکیک متفاوت و همچنین، نمونهبرداری مستقیم از رسوبات بستر انجام شد. در نهایت میزان دقت پردازش تصاویر هر یک از دوربین‌های مورد استفاده برای تحلیل توزیع رسوبات بستر از طریق مقایسه با نتایج حاصل از نمونهبرداری مستقیم و روش الک، بررسی شد. نتایج نشان داد برای رسوبات دانه‌درشت، پردازش تصاویر دوربین با قدرت تفکیک ۱۰ و ۳ مگاپیکسل بهترتیب با ضریب هم‌بستگی 0.65 و 0.51- بیشترین و کمترین میزان تطابق با روش الک کردن را داشتند. همچنین، برای رسوبات ریزدانه نیز پردازش تصاویر دوربین‌های با قدرت تفکیک ۱۶ و ۱۸ مگاپیکسل بهترتیب با ضریب هم‌بستگی 0.88 و 0.69 بهترتیب بیشترین و کمترین میزان تطابق با روش الک را ارائه دادند. در مجموع نتایج حاکی از آن بود که مناسب‌ترین دوربین برای تصویربرداری برای اهداف پردازش تصویر رسوبات دانه‌درشت و ریزدانه در بازه‌ی با قدرت تفکیک ۱۰ تا ۱۶ مگاپیکسل بود. بر اساس نتایج، دامنه قطری رسوبات دانه‌درشت از ۱۰ تا ۱۰۷ میلیمتر با بیشترین و کمترین انحراف معیار و نما بهترتیب 98.455، 89.7 و 21 و 14 میلیمتر، همچنین، دامنه قطری رسوبات ریزدانه از ۱۰ تا ۵۷ میلیمتر با بیشترین و کمترین انحراف معیار و نما بهترتیب 33.143، 17.10 و 48 و 12 میلیمتر بهدست آمد.
علیرضا اسلامی؛ علیرضا شکوهی
چکیده
با توجه به گستردگی، تنوع و پیچیدگی فرآیندهای هیدرولوژیکی، تحلیل این جنبه از خشک‌سالی، داده ها و اطلاعات زیادی را طلب میکند. از این رو دستیابی به شاخصی با ویژگی‌های بهکارگیری از دادههای مشاهداتی، سهولت برآورد و برخورداری از اعتبار کافی که قابلیت تحلیل این نوع خشک‌سالی را نیز داشته باشد، مورد نیاز و ارزشمند است. در این بررسی ...
بیشتر
با توجه به گستردگی، تنوع و پیچیدگی فرآیندهای هیدرولوژیکی، تحلیل این جنبه از خشک‌سالی، داده ها و اطلاعات زیادی را طلب میکند. از این رو دستیابی به شاخصی با ویژگی‌های بهکارگیری از دادههای مشاهداتی، سهولت برآورد و برخورداری از اعتبار کافی که قابلیت تحلیل این نوع خشک‌سالی را نیز داشته باشد، مورد نیاز و ارزشمند است. در این بررسی شاخصی که هر دو جنبه خشک‌سالی هیدرولوژیکی و زیست‌محیطی را دارا است، معرفی شده است. شالوده روش ارائه شده بر استفاده از منحنی تداوم جریان بهعنوان یکی از روشهای تحلیل خشک‌سالی هیدرولوژیکی و جریان‌های کم، پایه‌ریزی شده است. کارایی شاخص مورد نظر (FDCI) با یکی از شاخص‌های جدید ارائه شده یعنی Stream flow Drought Index(SDI) مورد مقایسه قرار گرفته است. برای پیاده‌سازی روش، سه رودخانه دائمی از نواحی مختلف کشور (حوضه چالوس، جوستان و فریزی) با اقلیم و طول دوره آماری متفاوت، انتخاب شد. نتایج نشان داد که هم‌بستگی بسیار بالایی بین شاخص بهدست آمده با شاخص SDI (ضریب تعیین 0.98 =R2 و خطای استاندارد 0.02=SE )وجود دارد. برتری شاخص پیشنهادی در بهکارگیری اصل دادههای تاریخی با بیشترین مشاهدات و بدون هیچ‌گونه تغییر در اصل داده‌هاست. از این‌رو، کاربرد شاخص FDCI برای تحلیل خشک‌سالی هیدرولوژیکی رودخانه‌های واقع در مناطق شبه مدیترانه‌ای و نیمه‌خشک، بهعنوان نتیجه اصلی این پژوهش محسوب میشود.
هیوا عثمانی؛ بهارک معتمدوزیری؛ ابوالفضل معینی
چکیده
هدف اصلی در این پژوهش آزمون کارایی مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و قابلیت استفاده از آن بهعنوان شبیهساز جریان و استفاده از نرمافزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI2 برای واسنجی و اعتبار سنجی در حوضه بالادست سد لتیان تهران میباشد. اطلاعات مورد نیاز برای این پژوهش شامل نقشههای توپوگرافی، کاربری اراضی و اطلاعات خاکشناسی از اداره کل منابع ...
بیشتر
هدف اصلی در این پژوهش آزمون کارایی مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و قابلیت استفاده از آن بهعنوان شبیهساز جریان و استفاده از نرمافزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI2 برای واسنجی و اعتبار سنجی در حوضه بالادست سد لتیان تهران میباشد. اطلاعات مورد نیاز برای این پژوهش شامل نقشههای توپوگرافی، کاربری اراضی و اطلاعات خاکشناسی از اداره کل منابع طبیعی استان تهران و سازمان جنگل‌ها و مراتع و آبخیزداری کشور و با همکاری شرکت جهاد تحقیقات آب و انرژی، همچنین اطلاعات آب و هواشناسی شامل دادههای روزانه بارش، دما و دبی جریان از سازمان هواشناسی و شرکت آب منطقهای استان تهران و دفتر مطالعات پایه منابع آب کشور(تماب) تهیه شد. به‌منظور کارایی این مدل جهت شبیه سازی دبی، با مقایسه مقادیر شبیهسازی با ایستگاه هیدرومتری رودک واقع در خروجی حوضه در طول دوره آماری 11 ساله (2007-1997) مشخص شد که مدل در شبیهسازی دبی‌های پیک به‌خوبی عمل نکرده است. در ادامه پژوهش ابتدا 21 پارامتر موثردر جریان به نرمافزار SWAT-CUP وارد شد که پس از تحلیل حساسیت 14 پارامتر برای واسنجی و اعتبارسنجی مورد استفاده قرار گرفتند. واسنجی مدل برای سال‌های 1997 تا 2003 و اعتبارسنجی مدل برای سال‌های آماری 2004 تا 2007 انجام گرفت. شاخص‌های ارزیابی مختلفی برای عملکرد مدل در نرمافزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI2 مورد استفاده قرار گرفت که شاخص‌های R2، NS، P-factor و R-factor برای دوره واسنجی بهترتیب 0.91، 0.88، 0.96 و 1.79 و برای دوره اعتبارسنجی 0.92، 0.92، 0.9 و 1.54 بهدست آمدند و ضریب آلفای آب زیرزمینی، ضریب تاخیر رواناب و چگالی ظاهری خاک بهعنوان حساسترین پارامترها در میزان دبی خروجی شناخته شدند. در نهایت باتوجه به ارزیابی عملکرد مدل، شبیهسازی جریان در حوضه مورد مطالعه با توجه به کوهستانی بودن منطقه توصیه میشود.
