نگین قادری دهکردی؛ عبدالواحد خالدی درویشان؛ محمدرضا زارع؛ پائولو پورتو
چکیده
مقدمه
برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از عناصر پرتوزا، یکی از روش‌هایی است که برای ارائه نقشه فرسایش/رسوب‌گذاری و محاسبه اجزای بودجه رسوب در مقیاس‌های زمانی رگبار تا سالانه و حتی متوسط سالانه بلند مدت استفاده می‌شود. مقیاسه نتایج حاصل از میانگین سالانه بلند مدت فرسایش/رسوب‌گذاری با مقادیر رسوب مشاهداتی دهه‌های اخیر می‌تواند ...
بیشتر
مقدمه
برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از عناصر پرتوزا، یکی از روش‌هایی است که برای ارائه نقشه فرسایش/رسوب‌گذاری و محاسبه اجزای بودجه رسوب در مقیاس‌های زمانی رگبار تا سالانه و حتی متوسط سالانه بلند مدت استفاده می‌شود. مقیاسه نتایج حاصل از میانگین سالانه بلند مدت فرسایش/رسوب‌گذاری با مقادیر رسوب مشاهداتی دهه‌های اخیر می‌تواند برای بررسی روند تغییرات فرسایش و تولید رسوب مورد استفاده قرار گیرد. پژوهش حاضر با هدف مقایسه شدت متوسط فرسایش خاک در دوره‌های زمانی 120-100 و 60 سال اخیر، به‌ترتیب با استفاده از هسته‌های پرتوزای سرب-210 و سزیم-137 از طریق اندازه‌گیری و تحلیل روند تغییرات شدت متوسط فرسایش خاک و تولید رسوب در یک قرن اخیر در زیرحوزه آبخیز شاهد حوضه معرف-زوجی خامسان انجام شد.
مواد و روشها
نمونه‌برداری از خاک در زیرحوزه آبخیز شاهد با روش نظام‌مند-تصادفی در تعداد 75 نقطه با پراکنش مناسب در کاربری‌های مختلف انجام شد. برای محاسبه شدت فرسایش/رسوب‌گذاری در هر نقطه، مدل پخش و انتقال برای اراضی غیرکشاورزی و مدل موازنه جرمی نوع II برای اراضی زراعی با استفاده از میزان موجودی سرب-210 و سزیم-137 در خاک بر حسب بکرل بر مترمربع و دیگر عامل‌های مورد نیاز اجرا شد. نقشه محدوده‌های فرسایش/پایدار/رسوب‌گذاری از طریق مقایسه موجودی سرب-210 و سزیم-137 با مناطق مرجع تهیه شد. در نهایت، نقشه توزیعی متوسط شدت فرسایش/رسوب‌گذاری با استفاده از رهیافت واحد کاری تهیه شده و اجزای بودجه رسوب به‌ترتیب برای متوسط 120-100 سال اخیر با استفاده از سرب-210 و متوسط 60 سال اخیر با استفاده از سزیم-137 محاسبه شد.
نتایج و بحث
مقایسه نتایج بودجه‌‌بندی رسوب در زیرحوزه آبخیز موردمطالعه حاصل از دو روش سرب-210 و سزیم-137 نشان داد که در دوره زمانی 120-100 سال و 60 سال اخیر متوسط فرسایش خاک کل به‌ترتیب 292.87 و 526.87 تن در سال، متوسط رسوب‌گذاری کل به‌ترتیب 7.07 و 20.26 تن در سال و متوسط فرسایش خاک خالص (رسوب‌دهی) به‌ترتیب 285.79 و 506.61 تن در سال بوده است. در دو دوره زمانی 120-100 و 60 سال اخیر متوسط شدت فرسایش به‌ترتیب 2.92 و 5.25 تن بر هکتار در سال و تولید رسوب به‌ترتیب 2.85 و 5.05 تن بر هکتار در سال برآورد شد. همچنین، نسبت تحویل رسوب زیرحوزه آبخیز مورد بررسی در دوره‌های زمانی 120-100 و 60 سال اخیر به‌ترتیب 0.98 و 0.96 بود. به‌عبارت دیگر، در دوره زمانی 120-100 سال به‌طور متوسط تنها دو درصد از خاک فرسایش‌یافته مجدداً در سطح زیرحوزه آبخیز توزیع شده است و در دوره زمانی 60 سال اخیر این مقدار به چهار درصد رسیده است.
نتیجهگیری
با توجه به نتایج به‌دست آمده و تحلیل تغییرات فرسایش خاک و تولید رسوب زیرحوزه آبخیز شاهد در حوزه آبخیز معرف خامسان با روش هسته‌های پرتوزا می‌توان بیان کرد که به‌طورکلی از 120-100 سال گذشته تا به امروز شدت فرسایش در سطح آبخیز افزایش یافته است. نتایج نشان داد که متوسط فرسایش کل، متوسط رسوب‌گذاری کل و متوسط فرسایش خالص در دوره زمانی120-100 سال اخیر نسبت به دوره زمانی 60 سال اخیر به‌ترتیب حدود دو برابر، سه برابر و دو برابر افزایش پیدا کرده است. با بازدیدهای میدانی از زیرحوزه آبخیز موردمطالعه مشخص شد که افزایش فرسایش و تولید رسوب در 60 سال اخیر عمدتاً به‌دلیل تمرکز بیشتر عملیات خاک‌ورزی در کاربری کشاورزی دیم به‌ویژه در اراضی شیب‌دار و شخم در جهت شیب رخ داده است. نتایج پژوهش حاضر می‌تواند علاوه بر درک روند تغییرات فرسایش و تولید رسوب در یک قرن اخیر، برای پیش‌بینی وضعیت فرسایش خاک آینده در حوزه‌های آبخیز نیز مورد استفاده قرار گیرد.
پویا اللهویردی پور؛ یعقوب دین پژوه
چکیده
مقدمه
در سال‌ها و دهه‌های اخیر به‌دلیل تغییرات اقلیمی و مشکلات ایجاد شده در دسترسی به منابع آب کافی و با کیفیت، مسأله تأمین منابع آب پایدار مورد توجه محققان و پژوهشگران مختلف قرار گرفته است. کمبود منابع آب سالم و با کیفیت مانعی بزرگ در جهت توسعه پایدار محسوب می‌شود. به‌همین علت شناخت فرایندهای چرخه آب بسیار مهم بوده و نیازمند اطلاعات ...
بیشتر
مقدمه
در سال‌ها و دهه‌های اخیر به‌دلیل تغییرات اقلیمی و مشکلات ایجاد شده در دسترسی به منابع آب کافی و با کیفیت، مسأله تأمین منابع آب پایدار مورد توجه محققان و پژوهشگران مختلف قرار گرفته است. کمبود منابع آب سالم و با کیفیت مانعی بزرگ در جهت توسعه پایدار محسوب می‌شود. به‌همین علت شناخت فرایندهای چرخه آب بسیار مهم بوده و نیازمند اطلاعات دقیق از پدیده‌های هیدرولوژیکی است. رواناب‌های حاصل از بارش یکی از منابع اصلی تأمین نیازهای آبی مختلف ازجمله کشاورزی، صنعت و مصارف خانگی هستند. تخصیص منابع آب به این بخش‌ها با استفاده از داده‌های مربوط به رواناب در زمان‌های مختلف، برنامه‌ریزی می‌شود. برآورد و پیش‌بینی دقیق رواناب، اصلی‌ترین مسأله در استحصال منابع آب‌های سطحی و استفاده بهینه از پتانسیل حوضه‌های مختلف آبخیز است. حوزه آبخیز دریاچه ارومیه، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین حوضه‌های آبی ایران، در سالهای اخیر رو به خشکی نهاده است. با توجه به این موضوع، اطلاع و آگاهی در زمینه منابع آبی این حوضه و زیرحوضههای آن و نیز شبیه‌سازی و پیش‌بینی منابع مختلف ورودی به آن ازجمله رواناب‌ها بسیار مهم است.
مواد و روشها
حوزه آبخیز آجی‌چای، یکی از زیرحوضههای دریاچه ارومیه است. این حوضه در ناحیه شمال‌غربی ایران و در استان آذربایجان شرقی قرار دارد. در این پژوهش از داده‌های بارش ایستگاه همدیدی تبریز و رواناب ایستگاه هیدرومتری نهند واقع در این حوضه از سال آبی 77-1376 تا 97-1396 استفاده شد. جهت مدل‌سازی بارش-رواناب از روش‌های شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، برنامه‌نویسی بیان ژن (GEP)، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و جنگل تصادفی (RF) استفاده شد. 70 درصد از داده‌ها برای آموزش و 30 درصد از داده‌ها برای صحتسنجی مدل‌ها استفاده شد. برای ارزیابی عملکرد مدل‌ها از معیارهای آماری ضریب تعیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب نش-ساتکلیف (NSE) و شاخص ویلموت (WI) استفاده شد.
نتایج و بحث
نتایج این پژوهش نشان داد که تمامی مدلهای مورد بررسی در این پژوهش عملکرد بسیار خوبی در شبیه‌سازی بارش-رواناب روزانه در حوضه آجی‌چای دارند. بر اساس نمودارهای پراکنش و سری‌های زمانی، مدل GEP در مدل‌سازی مقادیر بارش-رواناب این حوضه با همبستگی بالا نسبت به سایر مدل‌ها بیشترین دقت را داشت. با توجه به نتایج و معیارهای آماری، مدل GEP با مقادیر R2، RMSE، NSE و WI به‌ترتیب برابر 0.84، 0.024، 0.864 و 0.968، دقیق‌ترین مدل در شبیه‌سازی فرایند بارش-رواناب روزانه حوضه آجی‌چای بود. مدلهای مورد بررسی در شبیه‌سازی رواناب‌های بیشینه خطا داشته و این مقادیر را کمتر برآورد کرده‌اند. این نکته می‌تواند به‌دلیل خاصیت مدلهای هوشمند باشد که به داده‌های آموزش حساسیت بسیار زیادی دارند. از عوامل مؤثر در عملکرد مدل‌ها در برآورد رواناب‌های بیشینه می‌توان تعیین نوع و ساختار مدل‌ها را نام برد.
نتیجهگیری
به‌طورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که مدل GEP نسبت به سایر مدلهای مورد بررسی، در شبیه‌سازی بارش-رواناب دقت بیشتر و عملکرد بهتری دارد. نتایج این پژوهش نشان‌دهنده عملکرد مناسب مدلهای یادگیری ماشین در شبیه‌سازی فرایند بارش-رواناب است. به‌طورکلی با توجه به دقت بالای مدلهای هوشمند به‌ویژه مدل GEP در پیش‌بینی فرایند بارش-رواناب روزانه، استفاده از این روشها در مسائل هیدرولوژیک توصیه می‌شود. همچنین، پیشنهاد می‌شود، در تحقیقات آینده از روش‌های هوشمند و داده‌کاوی در مدل‌سازی فرایند بارش-رواناب در حوضه‌های مختلف به‌طور جداگانه برای سالهای درگیر خشکسالی و ترسالی استفاده شود.
حسن نیکخو؛ امین صالح پور جم؛ زهرا گرامی
چکیده
مقدمه
امروزه منابع طبیعی کشور با معضلات و تهدیدات جدی همچون کمبود آب، خشکسالی، تغییر اقلیم، آلودگی آب، خاک و هوا، بیابان‌زایی، فرسایش خاک و مشکلات ناشی از بهره‌برداری و مدیریت غیراصولی و نامناسب اراضی نظیر جنگل‌تراشی، تخریب مراتع، افزایش دام و کشاورزی غیراصولی روبه‌رو است. این مسأله نشان‌دهنده اهمیت ضرورت توجه جدی‌تر به ...
بیشتر
مقدمه
امروزه منابع طبیعی کشور با معضلات و تهدیدات جدی همچون کمبود آب، خشکسالی، تغییر اقلیم، آلودگی آب، خاک و هوا، بیابان‌زایی، فرسایش خاک و مشکلات ناشی از بهره‌برداری و مدیریت غیراصولی و نامناسب اراضی نظیر جنگل‌تراشی، تخریب مراتع، افزایش دام و کشاورزی غیراصولی روبه‌رو است. این مسأله نشان‌دهنده اهمیت ضرورت توجه جدی‌تر به مقوله تحقیق و توسعه پایدار در مدیریت منابع طبیعی و محیط زیست کشور برای ارایه راهکارهای برون‌رفت از مشکل و بهبود سلامت و پایداری زیست بوم کشور است. این در حالی است، که در بعد تحقیقات، تاکنون مقالات زیادی در زمینه آبخیزداری با تأکید بر جنبه های فنی و مدیریتی آن در مجلات داخلی و خارجی به چاپ رسیده است. با این حال، دسته بندی و تحلیل موضوعی مقالات علمی-پژوهشی چاپ شده در نشریات داخلی کشور، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. دراین ارتباط، این پژوهش، با هدف بررسی موضوعی و طبقه بندی انواع مقالات چاپ شده در مجله مهندسی و مدیریت آبخیز و نیز بررسی و تحلیل روند موضوعی هر طبقه در دوره های زمانی سه گانه انجام شده است.
مواد و روشها
این پژوهش، با هدف بررسی و ارزیابی مقالات چاپ شده در مجله "مهندسی و مدیریت آبخیز" طی دوره زمانی 1388 تا پایان سال 1402 (دوره 15،شماره 4) انجام شد. در این ارتباط، ابتدا طبقه بندی موضوعی انواع مقالات چاپ شده انجام شد. همچنین، به منظور بررسی فراوانی انواع مقالات چاپ شده در طبقات تخصصی مربوطه و نیز فراوانی واژه‌های کلیدی ارایه شده در این مقالات، سه دوره زمانی مشتمل بر دوره زمانی 1388 تا 1392 (دوره 1 تا 5)، 1393 تا 1397 (دوره 6 تا 10) و 1398 تا 1402 (دوره 11 تا 15) در نظر گرفته شد. همچنین، در این پژوهش، اقدام به بررسی دیدگاه اعضای هیئت علمی و کارشناسان محقق گروه‌های پنجگانه پژوهشی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری درخصوص ارسال مقاله به نشریه "مهندسی و مدیریت آبخیز" و نیز کیفیت، ویژگی‌ها، چالش‌ها و کارکردهای مقالات چاپ شده در این نشریه طی دوره زمانی 1388 تا پایان سال 1402 (دوره 15، شماره 4) شد. در این ارتباط، پس از دسته‌بندی موضوعی انواع مقالات چاپ شده به تفکیک گروه‌های پنجگانه پژوهشی و طراحی گویه‌های مرتبط، نظرسنجی در خصوص نقش عوامل منتخب در ارسال مقالات و نیز انواع مقالات چاپ شده به تفکیک هر گروه مبتنی بر پرسش‌نامه متشکل از 11 متغیر ترتیبی کیفی و ارزش‌گذاری منطبق با طیف پنجگانه لیکرت انجام شد. پس از بررسی روایی و پایایی ابزار اندازه‌گیری و تعیین حجم نمونه با استفاده از فرمول کوکران، در این پژوهش از تحلیل آماری (آمار توصیفی) به‌منظور تحلیل نتایج استفاده شد.
نتایج و بحث
نتایج نشان می‌دهد، که طبقات موضوعی "هیدرولوژی" و "باغبانی" به‌ترتیب بیشینه و کمینه فراوانی تکرار را دارا هستند. نتایج نشان داد، که تعداد مقالات ارائه شده در طبقات "اقلیم"، " ژئومورفولوژی"، " مدیریتی"، " هیدروژئولوژی" و " هیدرولوژی" دارای روندی صعودی طی دوره های زمانی سه گانه 1388 تا 1392 (دوره 1 تا 5)، 1393 تا 1397 (دوره 6 تا 10) و 1398 تا 1402 (دوره 11 تا 15) است. نتایج نشان داد، که پنج واژه کلیدی "سامانه اطلاعات جغرافیایی"، "رواناب"، "فرسایش خاک"، "رسوب" و "سنجش از دور" دارای بیشترین فراوانی در مقالات چاپ شده در بازه زمانی 1388 تا پایان سال 1402 (دوره 15، شماره 4) است. نتایج نشان داد که کلیه گروه‌های پژوهشی، میانگین امتیاز بالاتر از متوسط را برای انتخاب نخستین این نشریه برای چاپ مقالاتشان داده‌اند. همچنین، "طول زمان داوری و انتشار مقاله"، "هزینه داوری و چاپ مقاله" و نیز "سهولت کار با سامانه این نشریه (سینا وب)" با میانگین امتیاز متوسط و بیش از متوسط، نقش مهمی در ترغیب پژوهشگران برای ارسال مقالات به این نشریه ایفا میکند. این درحالی است، که نقش اعضای هیئت تحریریه، مدیر مسئول، سردبیر، مدیران داخلی و اجرایی در ارائه مقاله به این نشریه دارای مقادیر مختلف اهمیت بوده، به‌طوری که، از اهمیت کم تا کمتر از زیاد را به خود اختصاص داده است. همچنین، نتایج نظرسنجی نشان داد که گروه‌های پنجگانه پژوهشی، میانگین امتیاز بیش از متوسط تا کمتر از خیلی زیاد را به هم‌راستا بودن موضوعات مقالات با محورهای نشریه داده‌اند. در این مورد، مقالات چاپ شده مرتبط با تخصص گروه پژوهشی مدیریت حوزه آبخیز، دارای بیشترین تطابق (زیاد تا خیلی زیاد) با محورهای نشریه است. این در حالی است که نوآوری مقالات بیشتر در حد متوسط بوده که این مسأله در ارتباط با مقالات مرتبط با تخصص گروه پژوهشی خشکسالی و تغییر اقلیم، کمتر از متوسط (کم تا متوسط) ارزیابی شده است. همچنین، نتایج نشان می‌دهد، که میزان کاربست ابزارها و روش های نوین تحقیقی در مقالات این نشریه در حد متوسط تا کمتر از زیاد است. علاوه‌بر این، نتایج نشان می‌دهد که موضوع مقالات چاپ شده در این نشریه برای رفع نیازها و چالش های کشور از میانگین امتیاز بیش از کم تا کمتر از زیاد برخوردار است. این مسأله در ارتباط با مقالات مرتبط با گروه مهندسی رودخانه و حفاظت سواحل کمتر از حد متوسط و برای سایر گروه‌ها بین متوسط تا کمتر از زیاد ارزیابی شده است. به استثنای گروه خشکسالی و تغییر اقلیم، کاربست نتایج و دستاوردهای این مقالات در شرح خدمات مطالعات تفصیلی-اجرایی آبخیزداری، از میانگین امتیاز کمتر از متوسط برخوردار است. این مسأله، اهمیت ضرورت بازنگری در شرح خدمات مطالعات تفصیلی-اجرایی آبخیزداری توسط سازمان منابع طبیعی و آبخیزداری کشور را نشان می‌دهد.
نتیجه گیری
به‌طور کلی، نتایج نشان داد، که تعداد 674 مقاله تاکنون در بازه زمانی 1402-1388 در این نشریه به چاپ رسیده است. در این پژوهش، مقالات بر اساس عناوین خویش در 12 طبقه موضوعی مشتمل بر "اقلیم"، "باغبانی"، "GIS و سنجش از دور"، "خاکشناسی"، "زمین‌شناسی"، "ژئومورفولوژی"، "عملیات حفاظت آب و خاک"، "مدیریتی"، "مرتعداری"، "مهندسی رودخانه"، "هیدروژئولوژی" و "هیدرولوژی" طبقه بندی شدند. نتایج نشان می دهد که طبقات موضوعی "هیدرولوژی" و "باغبانی" به‌ترتیب بیشینه و کمینه فراوانی تکرار را دارا هستند. نتایج نشان داد که تعداد مقالات ارائه شده در طبقات "اقلیم"، " ژئومورفولوژی"، " مدیریتی"، " هیدروژئولوژی" و " هیدرولوژی" دارای روندی صعودی طی دوره های سه گانه زمانی هستند. همچنین، واژه‌های کلیدی "سامانه اطلاعات جغرافیایی"، "رواناب"، "فرسایش خاک"، "رسوب" و "سنجش از دور" دارای بیشترین فراوانی در مقالات چاپ شده در این نشریه طی دوره انتشار 1402-1388 است. در ارتباط با تمایل و عوامل مؤثر در ارسال مقالات اعضای هیات علمی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری به این نشریه، نتایج نشان داد که کلیه گروه‌های پژوهشی، میانگین امتیاز بالاتر از متوسط را برای انتخاب نخستین این نشریه برای چاپ مقالات داده‌اند. همچنین، "طول زمان داوری و انتشار مقاله" ، "هزینه داوری و چاپ مقاله" و نیز "سهولت کار با سامانه این نشریه (سینا وب)" با میانگین امتیاز متوسط و بیش از متوسط، نقش مهمی در ترغیب پژوهشگران برای ارسال مقالات به این نشریه ایفا کرده است. نتایج نشان داد که گروه‌های پنجگانه پژوهشی، میانگین امتیاز بیش از متوسط تا کمتر از خیلی زیاد را به هم‌راستا بودن موضوعات مقالات با محورهای نشریه داده‌اند. این در حالی است، که نوآوری مقالات و میزان کاربست ابزارها و روش های نوین تحقیقی در مقالات این نشریه به‌ترتیب در حد متوسط و متوسط تا کمتر از زیاد است. همچنین، نتایج ارزیابی کیفیت چاپ مقالات در این نشریه از نظر مواردی مانند ویرایش، صفحه‌بندی و جانمایی اشکال، نشان‌دهنده وضعیت نسبتاً خوب (بیش از متوسط تا کمتر از خیلی زیاد) نشریه است. علاوه‌بر این، نتایج نشان داد که موضوع مقالات چاپ شده در این نشریه برای رفع نیازها و چالش های کشور از میانگین امتیاز بیش از کم تا کمتر از زیاد برخوردار است. همچنین، به استثنای گروه خشکسالی و تغییر اقلیم، کاربست نتایج و دستاوردهای این مقالات در شرح خدمات مطالعات تفصیلی-اجرایی آبخیزداری، از میانگین امتیاز کمتر از متوسط برخوردار است. ارزیابی جاری می تواند به عنوان الگویی برای بررسی و تحلیل سایر نشریات و بهبود کیفیت انواع محتوای علمی چاپ شده در آنها پیشنهاد شود.
فاطمه وطن‌پرست قلعه جوق؛ برومند صلاحی
چکیده
مقدمه
حیات انسانی دائماً تحت تأثیر انواع مخاطرات طبیعی قرار دارد که برخی از آنها برآمده از پیشامدهای آب و هوایی و گرمایش جهانی است. ارزشمندی این مسئله به اندازه‌ای است که هیئت بین‌الدول تغییر اقلیم تأسیس‌شده تا دگرگونی‌های اقلیمی را در سطح جهانی مطالعه کند و نقش فعالیت بشر را در این مورد ارزیابی کند. یکی از پیامدهای تغییر اقلیم، ...
بیشتر
مقدمه
حیات انسانی دائماً تحت تأثیر انواع مخاطرات طبیعی قرار دارد که برخی از آنها برآمده از پیشامدهای آب و هوایی و گرمایش جهانی است. ارزشمندی این مسئله به اندازه‌ای است که هیئت بین‌الدول تغییر اقلیم تأسیس‌شده تا دگرگونی‌های اقلیمی را در سطح جهانی مطالعه کند و نقش فعالیت بشر را در این مورد ارزیابی کند. یکی از پیامدهای تغییر اقلیم، وقوع رخدادهای حدی نظیر خشکسالی است. در واقع با رخداد تغییر اقلیم، شدت و فراوانی خشکسالی نیز پیچیده‌تر می‌شود و به‌دلیل نقش حیاتی آب در زندگی انسان، تولیدات کشاورزی و محیط‌زیست، ارزیابی تأثیرات سوء آن بر وقوع و شدت خشکسالی‌ها اهمیت زیادی دارد. دلیل اصلی پدید آمدن خشکسالی‌ها نیز نوسانات در مؤلفه‌های اقلیمی ازجمله کمبود بارش و افزایش دما است.
مواد و روشها
پژوهش حاضر با هدف پیش‌بینی خشکسالی در ایستگاه‌های اردبیل، اهر، پارس‌آباد، جلفا، خوی و ماکو واقع در حوزه آبخیز رودخانه ارس انجام شده است. برای این منظور، دقت مدل گردش عمومی هیئت بین‌الدول تغییر اقلیم (CMIP6) مورد ارزیابی قرار گرفت. مدلهای اقلیمی مورد استفاده در این پژوهش برای پیش‌نگری داده بارش طی دوره آینده (۲۰۴۳-۲۰۲۴) شامل مدلهای CanESM5، NorESM2-MM و MPI-ESM1-2-HR تحت سناریوهای انتشار خوش‌بینانه (SSP1-2.6) و بدبینانه (SSP5-8.5) هستند. آنگاه با استفاده از شاخص بارش استانداردشده (SPI)، ویژگی‌های خشکسالی در مقیاس سالانه طی دوره پایه (۲۰۱۴-۱۹۸۵) با دوره آینده مورد سنجش قرار گرفت. سپس صحتسنجی مدل‌ها با استفاده از سنجه‌های R2، RMSE و NSE انجام و در نهایت با داده‌های تولید شده بارش، شاخص خشکسالی SPI از لحاظ شدت و فراوانی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
نتایج و بحث
ارزیابی مدل‌ها با سنجه‌های خطاسنجی مختلف نشان داد که در شبیه‌سازی بارش ایستگاه‌های مورد مطالعه، مدل CanESM5 بهترین عملکرد را نسبت به سایر مدل‌ها دارد. مقایسه مدل‌ها و سناریوهای استفاده شده در این پژوهش نشان داد که بر مبنای خروجی مدل MPI-ESM1-2-HR، شدت خشکسالی‌ها و تحت مدل CanESM5، فراوانی خشکسالی‌ها نسبت به سایر مدل‌ها بیشتر شده است. همچنین نتایج نشان داد که در بدبینانه‌ترین حالت ممکن، تعداد و شدت دوره‌های خشک نسبت به سناریوی خوش‌بینانه افزایش خواهد داشت. طبق نتایج حاصل از این پژوهش، دوره‌های دارای وضعیت نرمال کاهش‌یافته و به تعداد و فراوانی دوره‌های دارای وضعیت خشک افزوده شده که ناشی از پیامدهای تغییر اقلیم در محدوده مورد بررسی است. همچنین، فراوانی و شدت ترسالی‌ها هم به مقدار اندکی نسبت به دوره مورد نظارت افزایش داشته است. بنابراین، تغییرات اقلیمی تا اندازه قابل قبولی بر وضعیت خشکسالی حوزه رود ارس در آینده اثر دارد.
نتیجهگیری
در مجموع می‌توان بیان کرد، آگاهی از میزان تغییرات بارش و منابع آب به‌دلیل مصارف گوناگون آن برای کشاورزی، شرب و صنعت از ارزشمندی فراوانی برخوردار است. در حالت کلی می‌توان اظهار داشت که قدرت مدلهای اقلیمی دوره آینده بنا به آب و هوای هر گستره، ماه و متغیر اقلیمی پیش‌نگری شده مختلف است. حوضه رود ارس، به‌علت انجام فعالیت‌های کشاورزی بیش از ظرفیت و مصرف آب در بخش‌های مختلف کشاورزی در معرض کاهش منابع آبی قرارگرفته است. بنابراین، پژوهش حاضر تلاشی به‌منظور بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر شدت و فراوانی خشکسالی حوزه رود ارس بود که می‌تواند سیاست‌های هوشمندانه در مورد مدیریت با پابرجا منابع آب و زمین را ساده نماید. نتایج این پژوهش بر مبنای مدلهای اقلیمی مورد استفاده، وقوع تغییر اقلیم و به‌خصوص تکرار خشکسالی‌ها را در ایستگاه‌های مورد بررسی تأیید میکند. استفاده از مدلهای اقلیمی متعدد، به‌عنوان معتبرترین ابزار تولید سناریوهای اقلیمی، پیش‌بینی‌ها و مهم‌تر از آن عدم قطعیت‌ها را در شرایط اقلیمی آینده بهتر ارزیابی میکند و به برنامه‌ریزان و تصمیم‌‌گیران کمک میکند تا برای مقابله با اثرات سوء خشکسالی در بخش‌های مختلف منابع آب و کشاورزی نظارت بهتری داشته باشند و نیز برنامه‌ریزی‌های قبل از وقوع بحران جهت کاهش خسارات در منطقه را آسان‌‌تر میکند.
مریم سادات جعفرزاده؛ ابراهیم کریمی سنگچینی
چکیده
مقدمه
اقدامات آبخیزداری در جهت حفظ یا بازیابی عملکرد اکوسیستم حوزه‌های آبخیز، با کاهش اثرات رویدادهایی چون سیل، زمین‌لغزش، فرسایش و غیره در پایین‌دست و در عین حال، افزایش بهره‌وری منابع موجود و بهبود معیشت محلی، انجام می‌شوند. این اقدامات زمانی مؤثر می‌شوند که مناطقی با ارزش اکولوژیکی بالا که باید از تخریب یا تبدیل به سایر مصارف ...
بیشتر
مقدمه
اقدامات آبخیزداری در جهت حفظ یا بازیابی عملکرد اکوسیستم حوزه‌های آبخیز، با کاهش اثرات رویدادهایی چون سیل، زمین‌لغزش، فرسایش و غیره در پایین‌دست و در عین حال، افزایش بهره‌وری منابع موجود و بهبود معیشت محلی، انجام می‌شوند. این اقدامات زمانی مؤثر می‌شوند که مناطقی با ارزش اکولوژیکی بالا که باید از تخریب یا تبدیل به سایر مصارف محافظت شوند را شناسایی و بازسازی یا تقویت نمایند. ازاین‌رو، بررسی و ارزیابی اثربخشی اقدامات آبخیزداری، به‌منظور داشتن الگویی از اقدامات صحیح و یا اثرات منفی ناشی از این اقدامات، به جهت راهنمایی کاربران (چه در بخش پژوهش و چه در بخش اجرا)، در برنامه‌ریزی و اجرای طرح‌های موفق مدیریت حوزه آبخیز آتی، بسیار ضروری است. در گزارش هر پروژه عمدتاً نقاط قوت و اثرات مثبت اقدامات برجسته می‌شود و کمتر به نتیجه بخش نبودن برخی اقدامات اشاره می‌شود. در این پژوهش، گزارشاتی از جدیدترین پروژه‌های اثربخشی اقدامات آبخیزداری انجام شده تهیه شد تا نقاط قوت و نقاط ضعف آنها بررسی شود.
مواد و روشها
در این پژوهش به بررسی اثربخشی چند نمونه از جدیدترین پروژه‌های اثربخشی اقدامات آبخیزداری اجرا شده سازمان منابع طبیعی و آبخیزداری کشور (حوزه‌های آبخیز بهشهر-گلوگاه، مراغه–استان مرکزی، خاوه-دلیجان، آسیابرود شهرستان چالوس و فاریاب- گلاشگرد استان کرمان) پرداخته شد. روش پژوهش به‌صورت کتابخانه‌ای و با بررسی اسناد و گزارش‌های موجود بوده است.
نتایج و بحث
هر یک از پروژه‌های مورد نظر و نتایج مثبت و منفی حاصل از اقدامات آبخیزداری در هر کدام، مورد بررسی قرارگرفتند. نتایج اجرای پروژه در حوزه‌های آبخیز ساحلی بهشهر-گلوگاه نشان داد، در زیرحوضههای که عملیات آبخیزداری به‌صورت ترکیبی از سازههای متفاوت نسبت به رژیم آبراهه احداث شده، در کاهش دبی پیک سیلاب و افزایش زمان تمرکز تأثیرگذار بود. در زیرحوضه‌‌هایی با سازههای اصلاحی به تعداد کم، با توجه به مساحت زیرحوضه‌ها و طول زیاد آبراهه‌ها، این سازه‌ها نقش چندانی در کاهش طول آبراهه و تغییر در زمان تمرکز و دبی اوج سیل نداشته ولی منجر به تثبیت پروفیل طولی آبراهه شده‌اند. بر اساس یافته‌های اثربخشی عملیات آبخیزداری در حوزه‌های آبخیز مراغه-استان مرکزی نیز، میزان فرسایش و رسوب ویژه این حوضه در قبل و بعد از اجرای طرح به‌ترتیب 78/10 و 14/3 (تن بر کیلومترمربع) و 1/3 و 66/9 (تن بر کیلومترمربع) ارزیابی شد. پروژه اثربخشی اجرای عملیات آبخیزداری حوزه آبخیز خاوه دلیجان نیز نشان داد، احداث سازههای اصلاحی باعث کاهش دبی اوج (برای دروه بازگشت‌های پنج، 10، 20، 50 و 100 ساله دبی اوج به‌ترتیب از 6/0 به 3/0، 9/4 به 7/2، 4/9 به 1/5، 6/14 به 8 و 4/22 به 4/12 مترمکعب بر ثانیه)، افزایش زمان پایه هیدروگراف و افزایش میزان تأخیر در زمان تا اوج برای هیدروگراف‌ها (حدود 5/3 ساعت) شده‌اند. بر اساس نتایج پروژه اثربخشی اجرای عملیات آبخیزداری حوزه آبخیز آسیابرود شهرستان چالوس نیز، بعد از اجرای اقدامات آبخیزداری، میزان فرسایش ویژه در حوضه برابر 89/3 تن بر هکتار بر سال و میزان رسوب ویژه نیز 87/1تن بر هکتار بر سال برآورد شد. با توجه به مطالعات بخش هیدرولوژی منطقه در بین سالهای 2019-2000 میلادی، CN کاهش، زمان تمرکز افزایش و دبی پیک و حجم سیلابی به میزان 49/1078 میلیون مترمکعب کاهش یافت. متعاقباً با کاهش حجم سیلابی، خسارات مالی ناشی از سیل نیز در این حوضه کاهش یافت. پژوهش یافته‌های پروژه اثربخشی عملیات آبخیزداری حوزه آبخیز فاریاب- گلاشگرد نیز افزایش قابل‌توجه زمان تمرکز و کاهش دبی اوج را در تمام دور برگشت‌های مورد بررسی نشان داد.
نتیجهگیری
این پژوهش‌ها در بیشتر موارد اثرات مثبت و مهمی در کاهش دبی اوج سیلاب، کاهش فرسایش و تولید رسوب، افزایش زمان تمرکز و غیره داشتند. اما ادامه اثربخشی این اقدامات وابسته به رسیدگی و حفظ این سازه‌ها و عملیات اجرا شده دارد. همچنین، اقدامات بیولوژیکی مناسب در کنار سازههای مکانیکی که در حوضه‌ها انجام می‌شوند، در تداوم اثربخشی این عملیات بسیار حائز اهمیت هستند.
مهجبین ردایی؛ اسماعیل صالحی
چکیده
مقدمه
در گذار از جامعه سنتی درون‌گرا به جامعه مدرن برون‌گرا، بیشتر مکان‌ها نمی‌توانند در برابر تنش‌های مدرنیته و درگیری‌های فرهنگ غالب پایدار و تاب‌آور باشند. تلاش برای ایجاد زیرساخت‌های قابل اعتماد، ایمن، اقتصادی و تاب آور در برابر مخاطرات اقلیمی، اصلی انکارناپذیر در عصر حاضر محسوب می‌شود. سازههای آبی کهن، میراثی ...
بیشتر
مقدمه
در گذار از جامعه سنتی درون‌گرا به جامعه مدرن برون‌گرا، بیشتر مکان‌ها نمی‌توانند در برابر تنش‌های مدرنیته و درگیری‌های فرهنگ غالب پایدار و تاب‌آور باشند. تلاش برای ایجاد زیرساخت‌های قابل اعتماد، ایمن، اقتصادی و تاب آور در برابر مخاطرات اقلیمی، اصلی انکارناپذیر در عصر حاضر محسوب می‌شود. سازههای آبی کهن، میراثی آبی و حاوی راه‌حل‌های موفقیت‌آمیز ساختاری، عملکردی و مدیریتی برای پایداری و تاب‌آوری در برابر شرایط سخت اکولوژیک هستند. ازاین‌رو، استنتاج تفکر باستان ارتباط انسان با طبیعت و راه حل‌های مبتنی بر طبیعت، به منظور توسعه الگوهای کاربردی در مواجهه با بحران‌های طبیعی و انسانی، همچنین کاربست آن در فرایندهای برنامه‌ریزی و شهری سیمای سرزمین و حوزه‌های آبخیز می‌تواند تاب آوری شهرهای معاصر را بهبود بخشد. نظر به این‌که پیشینیان هر منطقه راهکارهای مدیریتی را در پاسخ به چالش‌های اجتماعی، اکولوژیک و نیازهای انسانی با توجه به ویژگی‌های فرهنگی، اقتصادی، جغرافیایی توسعه داده‌اند و به‌همراه عملکردها، تجربیات، ارزش‌ها و اعتقادات طی هزاران سال به منصه آزمون و خطا گذاشته‌اند، پایه‌های شکل‌گیری عقلانیت اکولوژیک را بنا نهاده اند. در پژوهش حاضر، سوال اصلی پژوهش بدین صورت قابل طرح است که توسعه اصول و قواعد حاکم بر ساختار و عملکرد میراث آبی چگونه بر تحقق شهرهای تاب‌آور در برابر سیلاب موثر خواهد بود. ازاین‌رو، ضمن انتخاب و بررسی نمونه ای از سازه آبی کهن در چین باستان، به استنتاج تفکرات باستانی ارتباط انسان با طبیعت پرداخته شد و الگوی کاربردی تحقق شهرهای تاب‌آور در برابر سیلاب ترسیم شد تا ضمن ترکیب دانش سنتی با دانش علمی و کاربست آن بتوان به تحلیل راهبردی تاب آوری شهری در برابر سیلاب پرداخت.
مواد و روشها
این پژوهش، یک بررسی توصیفی-تحلیلی با هدف تحلیل الگوی سیستم زهکشی توانچنگ در چین باستان به‌منظور تحقق تاب آوری در برابر سیلاب شهری است. مبتنی بر روش استنتاجی-تطبیقی، اصول و قواعد ساختاری-عملکردی حاکم بر سیستم زهکشی توانچنگ به‌عنوان تجربه کهن مدیریت سیلاب شهری با تجربیات مدرن در مقیاس‌های چندگانه تطبیق داده شد و الگوی کاربردی تحقق تاب‌آوری در برابر سیلاب و مدیرت منابع آب تدوین شد. ازاین‌رو، مراحل انجام پژوهش شامل بررسی سیستم زهکشی چین باستان، سمبل عقلانیت اکولوژیک در میراث کهن،- تبیین معیارهای تاب‌آوری در سازههای آبی و زهکشی، استنتاج اصول و قواعد حاکم بر سیستم زهکشی چین باستان، تدوین الگوی کاربردی تاب آوری در برابر سیلاب و رواناب در شهرهای معاصر است.
نتایج و بحث
سازه های آبی کهن که توسط فرهنگ‌های گذشته مهندسی شده‌اند، بر تحقق عملکردهای اساسی هیدرولوژیک استوارند و با حفظ منابع آب، مدیریت رواناب، حفظ یکپارچگی اکولوژیک، مدیریت آبخیز، محافظت از خاک و تنوع زیستی و غیره، بینش‌های ارزشمندی را ارائه می‌دهند که علی‌رغم تفاوت‌های گسترده در پیچیدگی، توسعه فناوری، تقاضای منابع بین جوامع بومی باستان و دنیای مدرن، می‌تواند الهام بخش جوامع معاصر در مدیریت سیمای سرزمین باشد. اصول طراحی حاکم بر این سازه های کهن بر حفظ سیستم‌های آبی و طبیعی، بهبود فرایندها و عملکردهای اکولوژیک و افزایش خدمات اکوسیستمی مؤثر است. برای بهره‌برداری کارآمد از منابع آب بارشی به‌منظور کاهش چالش کمبود آب در عصر حاضر شایان توجه است. علاوه‌بر این با کاهش وقوع بلایای طبیعی، بروز سیل و خسارات اقتصادی، روشی مطمئن برای مدیریت منابع آبی و صرفه جویی در هزینه‌های مالی جوامع محلی است. همچنین، می‌تواند فرصت‌های سرمایه‌گذاری در ارتقاء زیرساخت‌ها، محصولات مهندسی و تکنولوژی‌های جدید ایجاد کند. ترکیب زیرساخت‌های سبز و خاکستری، طراحی خوشه ای و عملکرد چند ظرفیتی به‌طور قابل توجهی منجر به افزایش کارایی، ارتقاء عملکرد، افزایش ظرفیت مقابله با تنش و کاهش خسارات و هزینه‌ها می‌شود. برخی از فناوری‌های رایج در شکل گیری شهرهای اسفنجی با استفاده از سقف‌های سبز، فضاهای باز و سبز، پارکینگ سبز، تالاب‌های مصنوع برای جمع‌آوری باران و رواناب، ایجاد حوضچه‌های با قابلیت نفوذپذیری آب، تأسیسات حفظ فرایندهای بیولوژیک، ایجاد سنگ فرش‌های با قابلیت نفوذپذیری، کاهش سطوح صلب و نفوذناپذیر، مدیریت یکپارچه اکولوژیک، حفاظت از اکوسیستم آبی و بهره‌برداری از منابع بارشی و غیره، امکان توسعه هماهنگ محیط شهری و طبیعی، توسعه زیرساخت‌های سبز-آبی و ارتقاء تاب‌آوری در برابر بحران‌های آبی را فراهم می آورد.
نتیجهگیری
نتایج پژوهش حاکی از آن است که تجلی اصول و قواعد عقلانیت اکولوژیک در قالب سیاست ها و راهبردهای مختلف نظیر طرح‌های حفاظتی، افزایش نفوذپذیری، ذخیره سازی رواناب، انتقال رواناب، تصفیه آب و منظرسازی در مقیاس‌های ساختاری-عملکردی متعدد می‌تواند الگویی بنیادین را در تحقق شهرهای اسفنجی و تاب‌آور در برابر سیلاب ارائه نماید. ایده‌ای تجلی یافته از تمدن محیطزیستی با قابلیت کاهش اثرات توسعه شهری بر اکوسیستم‌های طبیعی، ترکیب زیرساخت‌های سبز-آبی و خاکستری، مدیریت آبخوان و غیره، در ابعاد مختلف اجتماعی، اقتصادی و اکولوژیک که سعی در مدیریت منابع آب و حل بحران آب در بسیاری از کشورهای دنیا نظیر ایران را دارد.
علیرضا مجیدی
چکیده
مقدمه
جمع‌آوری و ذخیره‌سازی آب با کمترین تلفات ازجمله اقدامات مؤثر برای توسعه منابع آب در نواحی با اقلیم خشک و نیمه‌خشک است. فناوری سد زیرزمینی، راهکاری مناسب برای توسعه منابع آب، در این‌گونه نواحی است. بندهای زیرزمینی سازههای زیرزمینی هستند که با اثرگذاری بر هیدرولیک جریان در محیط متخلخل، به‌منظور انسداد، انحراف یا کاهش ...
بیشتر
مقدمه
جمع‌آوری و ذخیره‌سازی آب با کمترین تلفات ازجمله اقدامات مؤثر برای توسعه منابع آب در نواحی با اقلیم خشک و نیمه‌خشک است. فناوری سد زیرزمینی، راهکاری مناسب برای توسعه منابع آب، در این‌گونه نواحی است. بندهای زیرزمینی سازههای زیرزمینی هستند که با اثرگذاری بر هیدرولیک جریان در محیط متخلخل، به‌منظور انسداد، انحراف یا کاهش جریان زیرزمینی، احداث می‌شوند. سد زیرزمینی با اهداف مختلف ازجمله، کنترل، مدیریت، حفاظت و توسعه منابع آب احداث می‌شوند. مهم‌ترین عامل در موفقیت استفاده از این فناوری و پایداری این سازه، انتخاب مناسب‌ترین مکان برای احداث آن با توجه به هدف، نحوه عملکرد و بهره‌برداری از آن است. دلیل عدم موفقیت و یا شکست در پروژه‌های سدسازی، اکثراً ناشی از مطالعات ناکافی در زمینه انتخاب مکان مناسب است.
مواد و روشها
محدوده مطالعاتی از زیرحوضههای غرب استان سمنان و از لحاظ موقعیت جغرافیایی، بین 53 درجه و 15 دقیقه تا 54 درجه و 20 دقیقه طول شرقی و 35 درجه و 20 دقیقه تا 36 درجه عرض شمالی قرار دارد. این منطقه ازنظر ساختاری و موقعیت زمین‌شناسی در زون‌های البرز و ایران مرکزی واقع شده است. مساحت حوضه 104.91 کیلومترمربع است. حداکثر و حداقل ارتفاع حوضه 1643 و 1413 متر است. ازنظر ویژگی‌های هواشناسی، اقلیم منطقه، مدیترانه‌ای نیمه‌خشک است. میانگین بارندگی سالانه منطقه حدود 100 میلی‌متر است. این بخش از استان به سه زیرحوزه آبخیز قابل تفکیک است. هندسه و توپوگرافی کنونی حوضه متأثر از وضعیت ساختارهای زمین‌شناسی، جنس و فرسایش‌پذیری سازندهای منطقه است. در سطح حوضه به‌علت کوهستانی بودن، فاقد سفره آب زیرزمینی آبرفتی بوده و منابع آب زیرزمینی محدود به آب زیرسطحی در آبرفت بستر آبراهه‌ها و یا آب سازند سخت است. بنابراین، سد زیرزمینی یکی از راهکارهای تأمین آب در چنین شرایطی است. در این پژوهش، امکان‌سنجی احداث سد زیرزمینی در زیرحوضههای غرب استان سمنان، با استفاده از تحلیل‌های سلسله‌مراتبی و سامانه اطلاعات جغرافیایی، ارائه می‌شود. با توجه به ماهیت، عملکرد و اهداف سدهای زیرزمینی و براساس مرور منابع انجام شده، شرایط، مشخصه‌ها و معیارهای لازم در زمینه انتخاب مکان مناسب برای احداث این نوع سازههای هیدرولیکی زیرزمینی، مشخص شد. در این پژوهش، استخراج برخی معیارها و همچنین، تولید لایه‌های اطلااعاتی و تلفیق لایه‌ها و اعمال شروط انتخاب محل به‌صورت سلسله‌مراتبی، در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) انجام شده است.
نتایج و بحث
کنترل و انسداد جریانات زیرسطحی در آبرفت‌های بستر آبراهه‌ها در سطح حوضه توسط سدزیرزمینی و ایجاد مخزن آب در محیط متخلخل و توسعه منابع آب، از راهکارهای توصیه شده برای تأمین آب در نواحی خشک و نیمه‌خشک نظیر زیرحوضههای شمال غرب و غرب استان سمنان است. در این پژوهش، به‌منظور شناسایی نواحی دارای پتانسیل برای احداث این سازه زیرزمینی، از مشخصه‌ها و معیارهای لازم، ازجمله، شرایط زمین‌شناسی، هیدرولوژی، منابع آب، توپوگرافی و هندسه آبراهه، به‌عنوان مشخصه و معیارهای مکان‌یابی، برای منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. با استناد به این شرایط و معیارها، نواحی که فاقد معیارهای مناسب هستند، به‌عنوان نواحی فاقد پتانسیل برای احداث سد زیرزمینی، محسوب و حذف می‌شوند. بیشتر این مشخصه‌ها و معیارها، خروجی‌هایی هستند که از تصاویر ماهواره‌ای و نقشه‌های پایه نظیر، توپوگرافی، زمین‌شناسی و منابع آب و با دانش موجود در این زمینه و همچنین، تجربه کارشناسان خبره، به‌دست می‌آید. در این پژوهش، پس از انتخاب معیارهای مکان‌یابی، آنها به دو گروه معیارهای مطلق و معیارهای تصمیم‌گیر، تفکیک شدند. معیارهای مطلق، برای شناسایی نواحی پتانسیل‌دار حکم مساعد و نامساعد (صفر و یک) و حذفی را دارد. در گام بعد، معیارهای تصمیم‌گیر که در انتخاب محل، در یک بازه با درجه و ارزش خیلی مناسب تا نسبتاً مناسب دخالت دارند، در اولویت‌بندی مکان و انتخاب گزینه‌های برتر با استفاده از متدولوژی سلسله‌مراتبی و گام به گام، در بستر GIS شرکت داده می‌شوند. در این مسیر، استفاده از توانایی‌های سیستم اطلاعات جغرافیایی در روی‌هم گذاری لایه‌ها، کار با توابع و جمع جبری وزن‌ها و امتیازات، سبب افزایش سرعت، سهولت و دقت کار خواهد شد.
نتیجه گیری
نتایج پژوهش مشخص نمود، استفاده از متدولوژی سلسله‌مراتبی و گام به گام، در بستر تکنیک‌های نوین، نظیر GIS، می‌تواند سرعت و دقت در مطالعات مکان‌یابی که مطالعات در مقیاس منطقه‌ای است را افزایش دهد. در این روش، دقت در تعیین معیارها و نحوه وزن‌دهی و امتیازدهی آنها، ضریب اطمینان را در رسیدن به مناسب‌ترین محل‌هایی که نسبتاً شامل تمامی شرایط باشند، بالا می‌برد. نتایج کار نشان داد که در متدولوژی سلسله مراتبی، با اعمال گام به گام معیارهای مطلق، به‌ترتیب اولویت و با حذف نواحی نامناسب، سبب کاهش سطح منطقه مورد مطالعه و افزایش تمرکز، به‌صورت مرحله‌ای خواهد شد. نتایج نشان داد که حدود 20 درصد از آبراهه‌های سطح حوضه‌های غرب استان سمنان، دارای پتانسیل احداث سد زیرزمینی و ذخیره‌سازی و کنترل آب با کیفیت قابل قبول، هستند. در این حوضه بیشتر نواحی مستعد در آبراهه‌های رده 4 و 5 و بر روی سازندهای ماسه‌سنگی، آهکی و مارنی، جانمایی شده‌اند.
حمیدرضا باباعلی؛ مصطفی اکبری خیر آبادی؛ تورج سبزواری
چکیده
مقدمه
تخمین سیلاب حوزه‌های آبخیز بدون آمار برای طراحی سازههای هیدرولیکی بسیار حائز اهمیت است. جریان کل سیلاب در حوزه‌های آبخیز از دو بخش جریان سطحی و زیرسطحی تشکیل شده است. در حوضه‌های با نفوذپذیری بالا جریان زیرسطحی سهم مهمی در رواناب کل حوضه دارد و در این موضوع تحقیقات کمی انجام شده است. مکانیسم رواناب در حوضه‌ها به دو شکل مکانیسم ...
بیشتر
مقدمه
تخمین سیلاب حوزه‌های آبخیز بدون آمار برای طراحی سازههای هیدرولیکی بسیار حائز اهمیت است. جریان کل سیلاب در حوزه‌های آبخیز از دو بخش جریان سطحی و زیرسطحی تشکیل شده است. در حوضه‌های با نفوذپذیری بالا جریان زیرسطحی سهم مهمی در رواناب کل حوضه دارد و در این موضوع تحقیقات کمی انجام شده است. مکانیسم رواناب در حوضه‌ها به دو شکل مکانیسم هورتونی که خاک از بالا اشباع می‌شود و مکانیسم دانی بلاک که خاک از زیر اشباع می‌شود و در این تحقیق از مکانیسم دانی بلاک استفاده شده است.
مواد و روشها
یکی از روش‌های پیش‌بینی هیدروگراف جریان سطحی و زیرسطحی حوضه‌ها، استفاده از روش هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژیک بر اساس اطلاعات ژئومورفولوژیک حوضه‌های فاقد آمار است. اطلاعات ژئومورفولوژیکی حوضه‌ها با استفاده از نرم‌افزار ArcGIS و الحاقیه‌های هیدرولوژیکی محاسبه می‌شوند. روش GIUH، قابلیت جداسازی جریان سطحی و زیرسطحی را از کل جریان دارد. مدل GIUH در تحقیقات گذشته بیشتر برای تخمین جریان سطحی استفاده شده است، لذا معادلات این مدل گسترش یافته تا بتوان هیدروگراف جریان زیر سطحی کل حوضه را تخمین زد. در این پژوهش از مدل GIUH برای تخمین جریان سطحی و زیرسطحی دو حوضه کسیلیان در ایران و حوضه گاجاس در کشور هند استفاده شد.
نتایج و بحث
مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژیکی (GIUH) ارائه شده در این پژوهش و برای تحلیل جریان سطحی و زیرسطحی دو حوضه کسیلیان (ایران) و گاجاس (هند) به‌کار گرفته شد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی برای چهار رویداد بارندگی-رواناب در هر دو حوضه نشان داد که مدل توانایی مناسبی در تخمین هیدروگراف کل و مؤلفه‌های آن دارد. مقایسه دبی‌های پیک برآوردی و مشاهده‌ای در حوضه کسیلیان نشان داد که مقدار دبی پیک شبیه‌سازی‌شده در تاریخ ۱۰ می ۱۹۹۲ برابر با 10.1 مترمکعب بر ثانیه بوده، درحالی‌که مقدار مشاهده‌ای آن 11.8 مترمکعب بر ثانیه است. این اختلاف در دیگر رویدادها نیز در محدوده سه تا ۱۶ درصد قرار داشت که نشان‌دهنده دقت قابل‌قبول مدل در تخمین رواناب است. در حوضه گاجاس، مقدار حداکثر دبی کل جریان بین ۴۴ تا ۱۱۰ مترمکعب بر ثانیه متغیر بود و جریان زیرسطحی حدود پنج تا شش درصد از کل جریان را تشکیل می‌داد. در حوضه کسیلیان، مقدار دبی کل بین 1.6 تا ۱۲ مترمکعب بر ثانیه و مقدار دبی پیک جریان زیرسطحی بین ۳۵ تا ۶۰ لیتر بر ثانیه برآورد شد. بررسی ارتباط بین میزان بارندگی و دبی پیک جریان زیرسطحی نشان داد که کاهش بارندگی منجر به کاهش دبی پیک جریان زیرسطحی شده است. تحلیل حساسیت مدل نشان داد که ضریب هدایت هیدرولیکی خاک یکی از مؤثرترین پارامترها بر روی شبیه‌سازی جریان زیرسطحی است. در خاک‌های با ضریب هدایت هیدرولیکی بالا، جریان زیرسطحی سهم بیشتری از کل جریان را تشکیل داده و زمان تأخیر هیدروگراف افزایش می‌یابد. برای نمونه، در صورتی که ضریب هدایت هیدرولیکی خاک حوضه کسیلیان از 0.0025 به 0.0009 متر بر ثانیه کاهش یابد، مقدار دبی پیک جریان زیرسطحی از 0.35 به 1.3 مترمکعب بر ثانیه افزایش خواهد یافت. همچنین، بررسی تأثیر ضریب مانینگ صفحات نشان داد که کاهش مقدار این ضریب از 0.2 به 0.4، موجب کاهش ۳۱ درصدی مقدار دبی پیک سیلاب می‌شود. این یافته‌ها بر اهمیت ویژگی‌های هیدرولوژیکی و ژئومورفولوژیکی حوضه در برآورد دقیق رواناب و طراحی سازههای کنترل سیلاب تأکید دارد.
نتیجهگیری
در این پژوهش، مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژیکی (GIUH) برای تخمین رواناب سطحی و زیرسطحی در دو حوضه کسیلیان (ایران) و گاجاس (هند) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که مدل دقت مناسبی در برآورد دبی پیک دارد، به‌طوری که خطای تخمین در کسیلیان بین سه تا ۱۶ درصد و در گاجاس بین 1.6 تا ۱۲ درصد بود. همچنین، جریان زیرسطحی در حوضه‌های با نفوذپذیری بالا سهم قابل‌توجهی دارد و در حوضه گاجاس به‌طور میانگین پنج تا شش درصد از کل جریان را تشکیل داد. تحلیل حساسیت نشان داد که افزایش ضریب هدایت هیدرولیکی، پیک جریان زیرسطحی را افزایش می‌دهد، درحالی‌که کاهش ضریب مانینگ صفحات موجب افزایش پیک سیلاب شد. این یافته‌ها اهمیت ویژگی‌های ژئومورفولوژیکی و هیدرولوژیکی را در مدل‌سازی رواناب تأیید میکند. درنهایت، مدل GIUH می‌تواند ابزار مناسبی برای مدیریت سیلاب و ارزیابی پاسخ هیدرولوژیکی حوزه‌های آبخیز باشد.
