تحقیقات منابع آب ایران
سال:1398 | دوره:15 | شماره:2 |تعداد مقالات:29

فرآیند بارش-رواناب از مهمترین و پیچیده ترین پدیده ها در چرخه هیدرولوژی بوده لذا در مدل سازی آن، دیدگاه های متفاوتی برای توسعه و بهبود مدل های پیش بینی کننده ارائه گردیده است. بدیهی است درک صحیحی از رفتار حوضه می تواند نقش موثری در انتخاب مدل و همچنین صرفه جویی در زمان مربوط به امر شبیه سازی ایفا نماید. مطالعات پیشین نشان داده است که جهت مدل سازی حوضه های آرام که معمولا دارای الگوی منظم بارش هستند، مدل های چندخطی عملکرد قابل قبولی دارند. در این مطالعه ضمن معرفی مدل ترکیبی چندخطی موجک-درخت تصمیم، کارایی آن جهت مدل سازی فرآیند بارش-رواناب حوضه آبریز آجی چای مورد مطالعه قرار گرفت. در ابتدا سری های زمانی بارش و رواناب با استفاده از تبدیل موجک به چندین زیرسری تجزیه گشته تا بر ناایستایی آن غلبه گردد. سپس زیرسری های حاصله به عنوان ورودی به مدل M5 درختی اعمال شد تا پس از طبقه بندی داده ها، رگرسیون مربوط به هر خوشه ارائه شود. در ادامه نتایج با سایر مدل ها (مدل های ANN، M5 و WANN) مقایسه گردید که برای این منظور از دو معیار ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین جهت ارزیابی نتایج استفاده شد. نتایج نشان داد که برای حوضه نسبتا آرام آجی چای عملکرد مدل ترکیبی پیشنهادی موجک-درخت تصمیم نسبت به مدل خام M5 درختی تا 69 درصد بهبود می یابد.

آبخوان ساحلی دشت نقده که در بخش جنوب غربی دریاچه ارومیه واقع است، بر اساس کموگراف درازمدت، دچار روند افزایشی شوری شده است. با توجه به نتایج نامطلوب نفوذ آب شور از جمله تاثیرات بهداشتی، سلامت انسان و مشکلات زیست محیطی مختلف، مطالعات بیشتر در این زمینه اهمیت می یابد. بر اساس رده بندی مقادیر TDS حدود 48% از منابع آب زیرزمینی این دشت برای مصارف شرب و کشاورزی نامناسب هستند. به منظور پایش منابع آب زیرزمینی دشت تعداد 33 نمونه آبی جمع آوری و مورد آنالیز هیدروشیمیایی قرار گرفت. شناسایی منشا شوری و مکانیسم-های هیدروشیمیایی حاکم بر آب زیرزمینی با استفاده از اندیس تبادل کاتیونی (BEX)، نسبت های یونی، دیاگرام های ترکیبی، تفاسیر زمین شناسی و هیدروژئولوژیکی انجام گرفت. همچنین هالوژن های Cl و Br به دلیل رفتار تغییرناپذیر برای مطالعات شوری مورد استفاده قرار گرفتند. دیاگرام تحولات رخساره های هیدروشیمیایی (HFE) به عنوان روشی سودمند برای شناسایی وضعیت آبخوان و آسیب پذیری آن نسبت به نفوذ آب شور به کار برده شد. تطابق این نتایج با توزیع مکانی شوری (EC)، نشانگر وجود دو محدوده در قسمت های شرق و شمالی مرکز دشت با مقادیر شوری بالا و خطر نفوذ آب شور می باشد. شوری این منابع آبی در رابطه با برهمکنش آب-سنگ و انحلال سازندهای شورکننده، کاهش بارندگی و افزایش تبخیر همراه با تشکیل شوره زارهای فصول خشک، نفوذ شورآبه ها و زهکشی آب های سطحی، توسعه فعالیت های کشاورزی و همچنین احتمال بالاآمدگی آب شور تشخیص داده شد.

یکی از مسائل مهم امروز کشور ما بحث احیای دریاچه ارومیه می باشد که از سال 1387 شمسی مورد توجه دولت و برنامه های توسعه قرار گرفته است. مسلما از دلایلی که علی رغم این تلاش ها و هزینه های سنگین آن تاثیری چندانی بر وضعیت دریاچه نداشته، تبعات تخصیص آب به دریاچه بر بخش کشاورزی می باشد. بدین منظور این تحقیق در تلاش است بطور کمی، این تبعات را بر کشاورزی استان های مرزی دریاچه نشان دهد. بدین منظور یک دوره 49 ساله از جریان طبیعی رودخانه های حوضه در نظر گرفته شده است تا تحت شرایط مختلف هیدرولوژیکی، سه نوع مدیریت آب کشاورزی، تخصیص کامل و یا بخشی از نیاز آب دریاچه این مهم مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد. نتایج نشان داد که تامین حقابه دریاچه به کاهش حدود 20 تا 25 درصدی حقابه بخش زراعت آبی در استان های آذربایجان غربی و شرقی نیاز دارد. بدیهی است که حصول به چنین کاهش سطحی، تبعات سیاسی و اجتماعی بالایی دارد و این درحالی ست که طی سال های اخیر شاهد افزایش سطح و تبدیل زراعت به باغ در حوضه بوده ایم. بدین ترتیب توصیه شده است تا ستاد احیا براساس تجربیات جهانی، مطالعات داخلی و تجربیات 5 ساله خود، چشم انداز قابل حصول و خدمات جدیدی برای اکولوژی حوضه و دریاچه تببین نماید، در غیراین صورت، امکان بهره برداری بهینه از منابع زمانی و اعتباری فراهم نخواهد شد.

جریان کمینه، مولفه ای مهم بمنظور بررسی میزان آب دردسترس بویژه در مناطق خشک است که جهت مدیریت خشکسالی و کاهش آن مورد استفاده قرار می گیرد. مطالعه حاضر به بررسی تغییرات زمانی-مکانی پدیده خشکسالی هیدرولوژیکی در سطح حوزه دریاچه نمک بر پایه ی شاخص های فصلی منحنی تداوم جریان (FDCSI) شامل Q70، Q80، Q90، Q95 و Q99 می پردازد. برای این منظور، 18 ایستگاه با حداکثر آمار بلندمدت (43 سال) انتخاب و مقادیر FDCSI براساس دو فصل تابستان (خرداد تا آبان) و زمستان (آذر تا اردیبهشت) استخراج گردید. از آزمون های ناپارامتری من-کندال، من-کندال اصلاح شده و برآوردگر شیب سن جهت شناسایی روند زمانی و توان هرست جهت بررسی حافظه بلندمدت استفاده شد. برپایه نتایج هرست، اغلب سری های زمانی دارای حافظه بوده ولی الگوهای یکپارچه ای تبیین نگردید. روند کاهشی شدید معنی دار براساس شاخص های فصلی تابستانه و زمستانه به ترتیب در 66-50 و 50-38 درصد از کل ایستگاه ها شناسایی شد. علاوه براین روند ضعیف افزایشی در 11-5 درصد ایستگاه های مطالعاتی در سطح معنی داری 95 و 99 درصد مشاهده گردید. ارزیابی نتایج شاخص های فصلی نشان داد، جریان تابستانه به علت عدم تامین دبی پایه، خشکسالی شدیدتری طی دوره 2012-1970 متحمل شده است. الگوهای زمانی بارشی، افزایش تبخیر-تعرق، تغییر کاربری اراضی و در نهایت برداشت بیش از حد از منابع آب سطحی و زیرزمینی جهت اهداف کشاورزی از عوامل احتمالی روند کاهشی شدید طی فصل تابستان است.

باتوجه به گسترش روز افزون تکنولوژی های ماهواره ای و قدرت محاسبات رایانه ای، پایگاه های بارشی با توان تفکیک زمانی و مکانی مختلفی ایجاد شده است که بر خلاف ایستگاه های زمینی دارای پوشش مکانی بسیار زیادی می باشند. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارائی پایگاه های بارشی باز تحلیل شده ECMWF و PERSIAN جهت مدلسازی هیدرولوژیکی با استفاده از مدل بزرگ مقیاس VIC-3L در حوضه آبریز سفیدرود پرداخته شده است. نتایج حاصل از ارزیابی آماری حاکی از آن است که در مقیاس زمانی روزانه پایگاه ECMWF با دارا بودن ضریب همبستگی معادل 83/0 با داده-های زمینی از عملکرد بسیار بهتری نسبت به پایگاه PERSIAN برخوردار می باشد. هرچند در مقیاس زمانی ماهانه هر دو پایگاه بارشی مذکور دارای عملکرد تقریبا مشابهی می باشند و در بیشتر بخش های حوضه دارای ضریب همبستگی بالای 8/0 با داده های زمینی هستند. همچنین نتایج حاصل از اجرای مدل هیدرولوژیکی نشان داد که علی رغم پائین بودن توان پایگاه PERSIAN در تخمین بارش در سطح حوضه، عملکرد آن در شبیه سازی هیدروگراف جریان خروجی از حوضه در هر دو مقیاس زمانی روزانه و ماهانه نسبت به پایگاه ECMWF بسیار بهتر می باشد. به عنوان مثال، ضریب کارائی نش-ساتکلیف (NS) بدست آمده در دو مقیاس زمانی روزانه و ماهانه در صورت استفاده از داده های PERSIAN به ترتیب در حدود 80/0 و 88/0 می باشد و این در حالیست که در صورت استفاده از داده های ECMWF مقادیر مذکور به ترتیب معادل 67/0 و 72/0 خواهد بود. همچنین در صورت استفاده از داده های PERSIAN میزان خطای مدل هیدرولوژیکی در برآورد دبی های اوج هیدروگراف جریان تا مقدار زیادی کاهش می یابد.

اتکای بخش های زیادی از کشور بر منابع آب زیرزمینی از یک طرف و افت روزافزون سطح تراز ایستابی آبخوان ها از طرف دیگر اهمیت توجه به این بخش از منابع آب را بیش از پیش افزایش داده است. به دلیل پیچیدگی های سیستم های اجتماعی-زیست محیطی مرتبط با منابع آب زیرزمینی، نیاز به استفاده از ابزارهایی است که بتواند این پیچیدگی ها را در قالب روابط عامل های موثر مدل نماید. مدل سازی عامل بنیان، شبیه سازی کامپیوتری با رویکردی جامع نگر از ذینفعان یا همان عامل هایی است که با یکدیگر و با محیط خود بر اساس اصول رفتاری خاص تعامل می کنند. در این مقاله، با کاربرد مدل سازی عامل بنیان رفتار کشاورزان، عوامل نهادی موثر، آبخوان و نیز روابط آن ها در دشت شبستر-صوفیان با مشارکت ذینفعان از طریق به کارگیری مصاحبه ها و پرسش نامه های نیمه ساختاریافته مدل شده است. نتایج بررسی اجرای پنج سناریوی نمونه نشان می دهد در صورت هماهنگی مناسب نهادها و جلب مشارکت کشاورزان، ضمن افزایش درآمد کشاورزان، می توان در طول 10 سال، 202 میلیون مترمکعب از برداشت چاه ها را کاهش داده و در نتیجه حدود 40 درصد بیلان منفی آبخوان را جبران نمود. با استفاده از این مدل می توان فهم مناسب تری از سیستم پیچیده مدیریت منابع آب زیرزمینی به دست آورده، مشارکت ذینفعان را جلب کرده و با تعریف سناریوها در فرآیندی مشارکتی، به راهکارهای بهتر در فرآیند تصمیم گیری دست یافت.

تخصیص بهینه بار آلودگی قابل تخلیه به منابع آلاینده در راستای بهبود شرایط کیفی رودخانه از مسائل حائز اهمیت می باشد. هدف این مقاله بکارگیری رویکرد ورشکستگی، یکی از زیرمجموعه های تئوری بازیها، جهت تخصیص بار آلودگی به منابع آلاینده و رسیدن به مقدار استاندارد اکسیژن محلول پایاب رودخانه زرجوب در گیلان است. بر این اساس در این تحقیق، از ترکیب مدل شبیه ساز کیفی QUAL2Kw، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و قوانین ورشکستگی استفاده شده است. در واقع در این تحقیق، مقادیر تخلیه آلاینده های نقطه ای و غیرنقطه ای حاشیه رودخانه توسط الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و با قیدهای ورشکستگی تعیین گردید. نتایج نهایی بدست آمده بیانگر کاربرد موثر رویکرد ورشکستگی در دستیابی به حد مطلوب اکسیژن در پایاب رودخانه می باشد. این در حالی است که مقدار بار آلودگی ورودی به رودخانه در اثر بکارگیری این قیود تا حد بالایی کاهش یافته و تخلیه کنندگان را ملزم به تصفیه می کنند. بر اساس نتایج بدست آمده برخی روش ها مطلوب آلاینده های عمده و برخی دیگر روش ها مطلوب واحدهای آلاینده کوچک می باشد ولیکن در تمام آنها استاندارد کیفیت رودخانه رعایت شده است.

بحران کم آبی و سهم بالای بخش کشاورزی در استفاده از منابع آبی، منجر شده است که همواره مطالعات بسیاری جهت بهبود مصرف آب در بخش کشاورزی انجام شود که تعداد قابل ملاحظه ای از این مطالعات به اجرای الگوی کشت بهینه، جهت استفاده مناسب از منابع آبی تاکید کرده اند. اما دراین میان به تاثیر و نقش معیارهای انتخابی در تعیین الگوی کشت و تاثیر آن بر کارایی استفاده از منابع آبی کمتر توجه شده است. برای تعیین الگوی کشت در هر منطقه معیارهای بسیاری وجود دارد که انتخاب هر سری از معیارها، منجر به نتایج متفاوت می گردد. به همین دلیل بررسی و مطالعه جهت انتخاب مناسب معیارهای الگوی کشت که منجر به استفاده بهینه از منابع آبی در بخش کشاورزی شود، امری ضروری می باشد. در این راستا در مقاله حاضر با تکیه بر توسعه پایدار، معیارهای مختلف الگوی کشت مورد ارزیابی قرار گرفته و در نتیجه یازده معیار به عنوان معیارهای اصلی انتخاب شده و برای دو محصول پسته و گل محمدی در حوضه "کویر درانجیر" اولویت بندی و بررسی می شوند. این اولویت بندی در قالب یک مساله بهینه سازی با تابع هدفی مبتنی بر توسعه پایدار پیشنهاد و جستجو می شود. حل این مساله از طریق روش های الگوریتم ژنتیک تصادفی و آشوبناک (تنت، هنون و لجستیک) مورد مطالعه قرار داده می شود. نتایج عددی حل این مساله نشان از قابلیت بهتر الگوریتم ژنتیک آشوبی تنت نسبت به دیگر روش های مزبور دارد. همچنین تحلیل نتایج عددی حاصله از حل این مساله بهینه سازی، بیان گر دسته بندی معیارها به ترتیب دسته معیارهای زیست محیطی، اقتصادی، و اجتماعی می باشد.

برآورد رسوبات معلق در آب های روان از جنبه های مختلف نظیر عملکرد سازه های هیدرولیکی، مشکلات زیست محیطی و. . دارای اهمیت می باشد. هدف اصلی از این تحقیق استفاده از فناوری سنجش از دور به منظور برآورد غلظت مواد معلق در سطح آب ورودی به مخازن سدها در طول عمر سد و همچنین برآورد سالانه آن می باشد. برای این منظور از نتایج آزمایشگاهی و داده های سنجنده 〖 ETM〗 ^+ ماهواره لندست مربوط به طیف بازتابنده گی رسوبات معلق در غلظت های مختلف استفاده شده است. در یک کار آزمایشگاهی با استفاده از یک دستگاه اسپکترورادیومتر ASD، مقادیر بازتابند گی آب محتوی مقادیر مختلف رسوبات معلق در محدوده طیفی 400 تا 2500 نانومتر اندازه گیری شد. سپس این مقادیر بازتابندگی برای باندهای سنجنده OLI ماهواره لندست 8 با استقاده از توابع پاسخ طیفی آنها، بازنمونه برداری شد. در این تحقیق از مقادیر مختلف رسوب در 90 نمونه از غلظت gr⁄ lit 16/0 تا gr⁄ lit 05/100 استفاده گردید. در بررسی های انجام شده بازتابند گی باند 5 لندست با مرکزیت 865 نانومترو باند 2 با مرکزیت 5/482 نانومتر به عنوان باندهایی که به ترتیب بیشترین و کمترین حساسیت را به مقدار رسوبات از خود نشان داده اند، تشخیص داده شدند. به این ترتیب بین تفاضل بازتابندگی در این دو باند (〖 R_865-R〗 _482. 5) و غلظت رسوبات معلق رابطه ای نمایی با همبستگی مناسبی تشخیص داده شد. در این رابطه پارامتر RMSE آن برای حداکثر غلظت محتمل رسوب براب57/1 و پارامتر R2 برابر با 91/0 بدست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل جهت برآورد رسوبات معلق در آب، عملکرد خوبی از خود نشان می دهد.

ذخایر آب زیرزمینی در ایران از اصلی ترین منابع تامین آب می باشد. با پیشرفت فناوری، بهره برداری از این ذخایر در چند دهه اخیر بشدت روبه فزونی گذاشته، بطوریکه آب استحصالی معمولا بیشتر از ظرفیت آب تجدیدپذیر منبع بوده و روند افت سطح تراز آب زیرزمینی و کاهش این ذخایر را به دنبال داشته و منجر به بروز پیامدهای منفی شده است. از این رو، مدیریت صحیح این ذخایر ارزشمند و حفظ پایداری آنها اهمیت زیادی پیدا می کند. امروزه برای مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی از مدل های تصمیم با چارچوب تلفیقی مدل های شبیه سازی-بهینه سازی می توان استفاده کرد. بنابراین، در این تحقیق با استفاده از مدل شبیه سازی عددی MODFLOW در یک برنامه مدیریتی ده ساله و الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچه ها، مدل تلفیقی شبیه سازی-بهینه سازی برای آبخوان نمدان واقع در استان فارس، ایران توسعه داده شد. سه شاخص پایداری، پرشدگی و احیاء آبخوان در راستای طرح ملی احیاء و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی کشور برای مدیریت احیاء منابع آب زیرزمینی محدوده موردمطالعه مدنظر قرار گرفت و بر اساس آنها، توابع هدف و قیود مسائل مدیریتی، توسعه داده شد. نتایج بدست آمده براساس هدفگذاری دستیابی به بهترین وضعیت پایداری، پرشدگی و احیاء آبخوان در طول دوره مدیریتی هدف بترتیب بیانگر افزایش 3، 5/9 و 6/10 متری سطح تراز آب زیرزمینی نسبت به ابتدای دوره بوده است که لزوم توجه به انتخاب تابع هدف صحیح در راستای تحقق هدف برنامه مدیریتی را مشخص می سازد و امکان بررسی عملیاتی شدن الزامات تحقق آن را فراهم می نماید. همچنین استفاده از سه شاخص اعتمادپذیری، مطلوبیت و آسیب پذیری جهت بررسی نتایج سناریوها بیانگر بهترین وضعیت آبخوان تحت سناریوی اعمال شاخص احیاء بوده است.

در این تحقیق با استفاده از روش ارزشگذاری مشروط تمایل به پرداخت شهروندان شهر اهواز جهت کمک به بهبود کیفیت آب آشامیدنی بررسی شده است. جهت بررسی عوامل اقتصادی و اجتماعی موثر بر میزان تمایل به پرداخت، از مدل اقتصاد سنجی لاجیت استفاده شده است. داده های مورد نیاز از طریق یک مطالعه میدانی، تکمیل پرسشنامه و مصاحبه حضوری با 400 خانوار ساکن شهر اهواز به روش نمونه گیری خوشه ای چند مرحله ای جمع آوری شده است. مطابق نتایج 75 درصد خانوارها، حاضر به پرداخت مبلغی جهت کمک به بهبود کیفیت آب آشامیدنی بوده اند. به طوری که تمایل داشته اند جهت بهبود آب شرب سالم مبلغ 2886 ریال به ازای هر مترمکعب در ماه پرداخت نمایند. همچنین بر اساس این مطالعه، متغیرهای تاهل و جنسیت تاثیر معنی داری بر تمایل به پرداخت خانوار ندارند. سایر متغیر های مدل یعنی سن، سطح تحصیلات، بعد خانوار، درآمد و قیمت پیشنهادی معنی دار بوده است. با توجه به ارزش و اهمیت بالای بهبود کیفیت آب آشامیدنی، پیشنهاد می شود که سیاست هایی جهت حفظ استانداردهای کیفیت آب اتخاذ گردد.

آگاهی ازتوان طبیعی تولید رواناب درحوضه های آبریز یکی از نیازهای اساسی برای برنامه ریزی اصولی جهت بهره برداری بهینه از رواناب می باشد. از اینرو شبیه سازی بارش-رواناب در حوضه های آبریز از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. در این مقاله به شبیه سازی پیوسته بارش-رواناب در حوضه سد مارون با شبکه های عصبی مصنوعی پرداخته شد تا توانایی و دقت این شبکه در برآورد رواناب نیز ارزیابی گردد. با توجه با اینکه تعداد روزهای بارندگی در هر سال کمتر از روزهای غیر بارندگی می باشد بنابراین رواناب خروجی از حوضه ناشی از دو مکانیسم متفاوت می باشد. در زمانهای همراه با وقوع بارش و چند روز بعد از آن، رواناب خروجی از حوضه عمدتا به صورت سیلابهای با دبی زیاد و تداوم کم می باشد. ولی در اکثر روزهای سال که بارندگی وجود ندارد، رواناب خروجی بصورت جریان پایه با مقادیر دبی کم و با تداوم زیاد می باشد. بنابراین در این تحقیق سعی بر ارائه یک مدل بارش-رواناب دو ضابطه ای شامل مدل مربوط به روزهای بارانی و مدل مربوط به روزهای غیربارانی شده است. همچنین متغیر های ورودی موثر در دبی جریان در حوضه مارون با استفاده از الگوریتم اطلاعات متقابل جزیی (PMI) تعیین شده اند. مقایسه مقادیر شاخص های آماری بین مدل تک ضابطه ای و مدل دوضابطه ای نشان می دهد که دقت مدل دوضابطه ای در برآورد دبی جریان در ایستگاه ایدنک بیشتر از دقت مدل تک ضابطه ای می باشد. بطوری که ضریب ناش-ساتکلایف برای مدل تک ضابطه ای و دوضابطه ای به ازای مرحله آزمون شبکه به ترتیب برابر با 86/0 و 94/0 می باشد.

برنامه ریزی و مدیریت خشکسالی مبتنی بر شناخت خشکسالی، مشخصه های آن و گستردگی مکانی و زمانی آن است. در تحقیق حاضر شاخص بارش و تبخیر و تعرق استاندارد شده ( SPEI ) دوازده ماهه در دوازده ایستگاه قدیمی حوضه زاینده رود با اعمال چهار کرنل شامل مستطیلی، مثلثی، دایره ای و گوسی با حداکثر وزن ماه پنجم برآورد گردید و تاثیر کرنل ها بر مشخصه-های خشکسالی ارزیابی شد. نتایج بررسی سری زمانی شاخص SPEI در ارتباط با چهار مشخصه خشکسالی یعنی زمان رخداد، تداوم، بزرگی و شدت خشکسالی حاکی از حساسیت بالاتر سایر کرنل ها نسبت به کرنل مستطیلی در شناسایی خشکسالی بود. کرنل مستطیلی دارای حداکثر ضریب تغییرات در هر تداوم خشکسالی است. کرنل گوسی در تداوم و بزرگی خشکسالی و کرنل دایره ای در شدت خشکسالی کمترین ضریب تغییرات را بخود اختصاص دادند. همچنین کرنل گوسی در مقایسه با سایر توابع از حساسیت بیشتری در آشکار سازی نوسانات خشکسالی برخوردار است و زودتر از سایر توابع علائم مواجهه با خشکسالی را آشکار می سازد. در مجموع نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد استفاده از اوزان یکسان و در واقع کرنل مستطیلی برای کلیه ماه های مورد استفاده در تحلیل خشکسالی می تواند منجر به بیش یا کم برآوردی پارامترهای مختلف خشکسالی گردد.

در پژوهش اثر تغییر اقلیم بر مقادیر حداکثر بارش محتمل 24 ساعته (PMP24) در قسمتی از حوزه آبریز قره سو واقع در استان گلستان بررسی شد. به این منظور از داده های اقلیمی در مقیاس های زمانی ساعتی و روزانه طی دوره زمانی 2017-1987 استفاده شد. جهت تولید داده های آینده از خروجی های مدل گردش عمومی جو (CanESM2) تحت سه سناریوی خوش بینانه (RCP 2. 6)، حد وسط (RCP 4. 5) و بدبینانه (RCP 8. 5) و مدل ریزمقیاس نمایی آماری (SDSM) در دو دوره آینده نزدیک و دور استفاده گردید. مقادیر PMP24 با روش های همدیدی، استاندارد و تجدید نظر شده هرشفیلد در دوره های زمانی پایه و آینده تحت سه سناریو محاسبه شدند. مقدار PMP24 با استفاده از روش استاندارد Hershfield در دوره پایه 421 میلی متر محاسبه شد. این مقادیر تحت سناریوهای RCP، برای دوره آینده نزدیک 202، 228 و 213 و برای دوره آینده دور 216، 201 و 230 میلی متر به دست آمدند. نتیجه حاصل از روش تجدید نظر یافته Hershfield در دوره پایه 230 میلی متر بود. مقادیر PMP24 تحت سه سناریو در دوره آینده نزدیک 81، 85 و 76 و در دوره آینده دور 83، 80 و 79 میلی متر محاسبه شدند. مقدار PMP24 حاصل از روش همدیدی در دوره پایه 143 میلی متر به دست آمد. این مقادیر در آینده نزدیک 98، 105 و 109 و در آینده دور 129، 122 و 126 میلی متر به دست آمد.

کاربری یا پوشش سرزمین در حوضه آبخیز تاثیرات زیادی بر کیفیت آب رودخانه ها دارد. کیفیت آب رودخانه ها به علت تغییرات الگوهای کاربری یا پوشش سرزمین در حوضه آبخیز به دلیل فعالیت های انسانی تغییرات زیادی از خود نشان می دهند. در این تحقیق برای تعیین میزان اثراتی که تغییر در کاربری در بستر و حریم حوضه های آبخیز رودخانه ها بر کیفیت آب آن ها می گذارد، به مدل سازی رابطه بین کاربری و متغیرهای کیفیت آب پرداخته شده است. برای انجام آن، با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و به کار گیری نقشه کاربری یا پوشش سرزمین؛ درصد کاربری سرزمین در مناطق میانگیر با عرض 30، 60، 90 و 120 متر برای 39 حوضه آبخیز که در حوضه آبریز حوضه های جنوبی دریای خزر قرار گرفته اند، تعیین شد و سپس رابطه بین متغیرهای کیفیت آب و ویژگی های کاربری سرزمین در هریک از حریم های 30 متری مناطق میانگیر، از طریق آزمون همبستگی اسپیرمن مورد تحلیل قرار گرفت و برای مدل سازی به دلیل اینکه ممکن است دو یا چند متغیر مستقل روی متغیر وابسته تاثیر بگذارند، از رهیافت مدل سازی رگرسیون خطی چندگانه گیری استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از داده های کاربری سرزمین در مناطق میانگیر میتواند مدل های قابل اعتمادی را برای پیش بینی کلراید (r2=0. 81) و سدیم (r2 = 0. 78) در اختیار قرار دهد. بعلاوه، در مناطق میانگیر با حریم 30 متری متغیر های SAR, K, Na, Cl, pH, EC, TDS, Mg, Ca, HCO3 دارای بیشترین ضریب همبستگی با کاربری سرزمین اطراف خود بودند و SO4 در 60 متری از چنین شرایطی برخوردار بود.

در بین انواع پروژه های انتقال آب بین حوضه ای، انتقال آب از رودخانه های فرامرزی مشترک بین کشورها به دلیل ورود به یک فضای آنارشیست، دارای پیچیدگی های بیشتری می باشد. با توجه به مطرح شدن چنین پروژه هایی به عنوان یکی از گزینه های روی میز برای کاهش آسیب پذیری به کاهش منابع آب در کشور، اهمیت واکاوی معیارهای اینگونه مطالعات دوچندان می شود. در این راستا مقاله پیش رو با در نظر گرفتن طرح انتقال آب از رودخانه فرامرزی مرغاب مشترک بین دو کشور افغانستان و ترکمنستان برای انتقال آب به ایران، با استفاده از روش توصیفی-تحلیلی و مطالعه اسناد و مدارک و تجربیات موجود به واکاوی پروژه مزبور از ابعاد مختلف می پردازد. لذا معیارهای حقوقی و عملیاتی خرید آب شامل فاکتور آب قابل مذاکره و نحوه محاسبه آن، فاکتور تداخل معاهدات، فاکتور مدت زمان خرید و فروش آب، فاکتور نفر سوم، فاکتور ریسک های محیطی، فاکتور جبران خسارات خرید و فروش آب و ملاحظات اجرایی انتقال آب شامل فاکتور ساخت و ساز در کشور مبدا، فاکتور تعهدات زیست محیطی انتقال آب و فاکتور قراردادهای اجرایی انتقال آب در پروژه مزبور مورد مطالعه قرار گرفته است. در پایان نقشه راه معیارهای مورد نیاز برای انجام مطالعات خرید و انتقال آب از رودخانه فرامرزی مرغاب به کشور ترسیم گشته و از سه منظر و مدل همکاری، شامل مدل همکاری ایران با افغانستان، مدل همکاری ایران با ترکمنستان و مدل همکاری ایران با هر دو کشور افغانستان و ترکمنستان بلحاظ مزایا و معایب هریک مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

بسیاری از سازه های هیدرولیکی با استفاده از شدت بارش های طراحی با دوره ی بازگشت و زمان تداوم مشخص طراحی می شوند، لذا منحنی های شدت-مدت-فراوانی (IDF) نقش اساسی در طراحی ابعاد و اجزای این سیستم ها دارند. این منحنی ها با استفاده از داده های مربوط به رگبارهای تاریخی ثبت شده در ایستگاه های هواشناسی استخراج می شوند. از طرف دیگر با توجه به پدیده ی تغییر اقلیم که پیامد رشد روزافزون فعالیت های انسانی است، الگوهای بارش در مناطق مختلف جهان تغییر کرده و لذا نیاز به اصلاح منحنی های شدت-مدت-فراوانی در شرایط جدید و پیش یابی برای آینده می باشد. در این تحقیق با استفاده از تئوری فرکتال که مبتنی بر نوعی نظم در بی نظمی است، اقدام به بررسی تغییرات منحنی های شدت-مدت-فراوانی در ایستگاه سینوپتیک اصفهان شد. منحنی های در سه دوره زمانی به صورت دوره تاریخی (1967-1993)، دوره اخیر (1994-2016) و دوره آینده تحت شرایط تغییر اقلیم (2017-2035) استخراج و تغییرات آن ها مورد بررسی قرار گرفت. برای شرایط آینده از خروجی وزن دهی شده 15 مدل AOGCMتحت سناریو انتشار A2 مربوط در چهارمین گزارش ارزیابی IPCC استفاده شده است. در دوره اخیر و دوره پیش بینی به دلیل تشدید پدیده ی تغییر اقلیم، هر چند میانگین بارش ها کاهش یافته ولی شدت بارش های با تداوم کوتاه افزایش یافته و منحنی های IDF به سمت بالا جابجا گردیدند. این میزان افزایش به بیش از حدود 52 درصد نسبت به داده های تاریخی هم می رسد.

پیش بینی ذوب برف در حوزه های کوهستانی نقش مهمی در مدیریت منابع آبی ایفا می کند. لذا هیدرولوژی برف در این مناطق از اهمیت زیادی برخورداراست. در این پژوهش به دلیل نبود داده برف در حوزه بوجین از مدل SRM و HBV برای شبیه سازی ذوب برف استفاده گردید. ابتدا داده های دبی، بارش در دوره آماری 1387 تا 1389 تهیه و صحت سنجی گردید. به منظور پایش زمانی و مکانی سطح پوشش برف در مدل SRM، از داده های سنجندهMODIS در فواصل زمانی یک روزه استفاده شد. برای اجرای مدل ها خصوصیات فیزیکی حوزه به کمک نرم افزار ArcGIS به دست آمد. با اجرای مدل های SRM و HBV شبیه سازی ذوب برف انجام شد. مقادیر پارامترهای مدل ها در مرحله واسنجی تدقیق و به کمک مقادیراصلاح شده در مرحله واسنجی، در سال دوم مرحله اعتبارسنجی انجام شد. میزان ضریب تبیین (R2) به دست آمده برای مدل های SRM و HBV در مرحله واسنجی به ترتیب برابر 71/0 و 61/0 و مقدار 72/0 و 69/0 برای مرحله اعتبار سنجی به دست آمد. این نتایج به همراه سایر معیارهای ارزیابی همانند نش-ساتکلیف(ضریب 71/0 برای مدل SRM و 61/0 برای مدل HBV در مرحله اعتبار سنجی)، دقت خوب مدل ها در شبیه سازی رواناب را نشان داد. همچنین مدل SRM به دلیل استفاده از تصاویر ماهواره ای، نسبت به مدل HBV عملکرد قابل قبول تری در شبیه سازی رواناب حاصل از ذوب برف از خود نشان داد.

آب به عنوان یک منبع طبیعی مشترک بین ذیمدخلان مختلف (محلی، منطقهای، ملی و بین المللی)، عنصری حیاتی برای بشر است که مرزهای سیاسی، اقتصادی و فرهنگی را به رسمیت نمی شناسد. ارتباط مستقیم بین امنیت آبی، امنیت انسانی و امنیت ملی دولت ها از یک سو و وجود حوضه های آبریز و آبخوان های مشترک بین المللی متعدد در دنیا از سوی دیگر، سبب شده است که سامانه های آبی به نحو اجتناب ناپذیری به یک مقوله سیاسی و امنیتی در دنیا تبدیل شوند و پیوند درهم تنیده «آب، سیاست و امنیت» را ایجاد کنند. هدف از این مقاله، بررسی پیوند درهم تنیده آب و سیاست با تمرکز بر مساله قدرت است. از آنجا که قدرت یکی از مهم ترین عناصر تعیین و اجرای سیاست ها است و ارزش ها و هنجارها به عنوان پیشرانه های اجتماعی در شکل گیری قدرت سهیم هستند، لذا تعریف قدرت در دوره های زمانی و در شرایط مکانی مختلف، متفاوت خواهد بود. براین اساس، آشنایی و شناخت ماهیت و ابعاد مختلف قدرت و هژمونی (به مثابه یکی از مشتقات آن) بسیار حائز اهمیت است. قدرت همچنین در مناسبات آبی، به عنوان سامانه های درهمتنیده طبیعی-انسانی، نقش بسیار مهمی ایفا می کند. طبق نظر وارنر، کشورهای بالادست، عموما از آب برای به دست آوردن قدرت بیشتر استفاده می کنند درحالیکه کشورهای پایین دست عموما قدرت را برای به دست آوردن آب بیشتر بکار می برند. با توجه به نقش و اثر جدی قدرت در هیدروپلیتیک به طور عام و دیپلماسی آب به طور خاص، این مقاله به بررسی و واکاوی ماهیت و نقش قدرت و هژموندر روابط کشورهای حوضه آبریز مشترک بین المللی می پردازد.

پژوهش حاضر با هدف بررسی عوامل موثر بر پذیرش طرح مدیریت آب در راستای احیای دریاچه ارومیه توسط کشاورزان شهرستان نقده انجام شد. جامعه آماری پژوهش 670 کشاورز ساکن در 9 روستای شهرستان نقده بودند که بر اساس فرمول کوکران و روش نمونه گیری طبقه ای تصادفی با انتساب متناسب، 152 نفر از آنها به عنوان نمونه مورد مطالعه انتخاب شدند. ابزار گردآوری داده ها پرسشنامه بود که روایی آن توسط متخصصان تایید گردید و پایایی آن از طریق انجام یک مطالعه راهنما و محاسبه آلفای کرونباخ تایید شد. نتایج تحلیل همبستگی نشان داد بین نگرش نسبت به احیای دریاچه ارومیه و طرح مدیریت آب، امکانات برای پذیرش طرح، دانش در زمینه احیای دریاچه و طرح مدیریت آب، هنجار ذهنی، احساس مسوولیت، میزان زمین و سطح تحصیلات با پذیرش طرح مدیریت آب توسط کشاورزان رابطه مثبت و معنی داری وجود دارد. یافته های تحلیل رگرسیون لجستیک نیز نشان داد که متغیرهای دانش در زمینه احیای دریاچه، امکانات برای پذیرش طرح، نگرش نسبت به احیای دریاچه و نگرش نسبت به طرح مدیریت آب به عنوان مهمترین عوامل متمایزکننده دو گروه کشاورزان پذیرنده و نپذیرنده طرح مدیریت آب می باشند. این متغیرها با تبیین حدود 88 درصد از واریانس متغیر پذیرش طرح مدیریت آب، در مجموع توانستند 1/92 درصد از کل پاسخگویان را به درستی در دو گروه پذیرنده و نپذیرنده طرح مدیریت آب تفکیک نمایند. بر اساس یافته های پژوهش، پیشنهادهایی در رابطه با طراحی و اجرای برنامه های آموزشی و ترویجی به منظور افزایش پذیرش طرح مدیریت آب در راستای احیای دریاچه ارومیه توسط کشاورزان ارائه گردید.

مدیریت منابع آب زیرزمینی، نیازمند شناخت عملکرد آن و پیش بینی تاثیر عوامل مختلف اقلیمی و انسانی می باشد. در این تحقیق، به منظور شناخت و شبیه سازی ویژگی های آبخوان دشت مهاباد از مدل GMS10. 05 استفاده شد. پس از واسنجی و صحت سنجی مدل، عوامل تاثیرگذار بر تراز آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت و به این منظور مدل با حذف کلیه عوامل انسانی تاثیرگذار اجرا شد که در این شرایط مدل، تراز آب زیرزمینی را به طور متوسط به اندازه 3 متر بالاتر از مقدار کنونی پیش بینی کرد. بررسی تاثیر احداث سد به عنوان یک عامل انسانی تاثیرگذار نشان داد به طور متوسط در این شرایط تراز آب زیرزمینی به اندازه 11/1 متر پایین تر از حالت اول خواهد بود. به منظور بررسی تاثیر عوامل مذکور بر کیفیت آب زیرزمینی از مدل برنامه ریزی بیان ژن استفاده شد. به این منظور پارامتر شوری آب زیرزمینی به عنوان تابعی از تراز آب زیرزمینی پیش بینی شد. نتایج بررسی نشان داد تاثیر عوامل انسانی بر کیفیت و کمیت آن غالب بوده و موجب تغییر کلاس آب آبیاری شده است. نتایج تحقیق در اعمال سیاست های مدیریت تطبیقی در آینده قابل استفاده خواهد بود.

با توجه به اهمیت کاهش سطح آب های زیر زمینی در مناطق با اقلیم خشک، ارائه روش های مناسب جهت تعیین مناطق مناسب برای تغذیه آب های زیر زمینی از اهمیت بالایی برخوردار است. از این رو، هدف این تحقیق، استفاده از عملگر تصمیم گیری چندشاخصه میانگین وزن دار مرتب (OWA) و روش فازی سازی لایه ها برای تولید نقشه های نواحی مناسب جهت تغذیه آب زیرزمینی برای محدوده سلفچگان واقع در استان قم بود. در این راستا از لایه های اطلاعاتی شامل اطلاعات چاه ها، نقشه ها و گزارش های خاک شناسی، مدل رقومی ارتفاعی و تصویر سنجنده لندست 8OLI استفاده گردید. نقشه های تناسب با استفاده از OWA با بهره گیری از رویکرد های وزن دهی ترتیبی مختلف دارای ریسک پذیری متفاوت (چهار رویکرد) به منظور اعمال وزن دهی به دست آمد. در نهایت با اعمال فیلتر کاربری زمین و همچنین شروط نزدیکی به آبراهه ها و خطواره ها، نقاطی به عنوان نقاط منتخب به منظور تغذیه آب های زیر زمینی تعیین شد. رویکردهایی دارای ریسک پذیری کمتر (رویکردهای اول و سوم)، هیچ نقطه ای را به عنوان نقاط مناسب به منظور تغذیه آب های زیر زمینی ارائه نکردند؛ اما رویکرد دوم و چهارم به ترتیب 11 و 25 محدوده ارائه نمودند. به منظور بررسی همبستگی لایه های اطلاعاتی و نتایج از تحلیل مولفه های اصلی استفاده شد. نتایج تحلیل نشان داد که لایه های شیب و نفوذ دارای همبستگی بالای مثبت (بیش از 75%) و لایه هدایت الکتریکی دارای همبستگی منفی در مولفه اول (بیش از 50%) بوده است.

این تحقیق با هدف بررسی و تحلیل اثرات خشکسالی از طریق محاسبه شاخص SPI برکمیت و کیفیت آب رودخانه دز انجام شد. برای تعیین خشکسالی، آمار هواشناسی 10 ساله (1393-1384) از ایستگاه های هواشناسی حسینیه، دزفول و شوش و برای ارزیابی تاثیر خشکسالی بر کمیت و کیفیت آب رودخانه، آمار دبی و پارامتر های کیفی آب رودخانه دز مربوط به 7 ایستگاه هیدرومتری در طول مسیر، از سازمان آب و برق خوزستان اخذ گردید. فراوانی میانگین آنیون های محلول در ایستگاه های هیدرومتری رودخانه دز به صورت HCO3>SO4>C ومقادیر کاتیون-های اصلی محلول در آب نیز به صورت Ca>Na>Mg بدست آمد. نتایج تجزیه واریانس پارامتر های کیفی آب نشان داد اثر ایستگاه و سال بر میزان دبی، هدایت الکتریکی (EC)، مواد محلول آب (TDS)، سدیم قابل تبادل آب (SARIW)، pH، غلظت کلر (Cl)، بی کربنات (HCO3)، کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg)، سدیم (Na) و سولفات (SO4)، اختلاف معنی داری در سطح اطمینان % 99 دارد. بررسی روند تغییرات شوری آب دز نشان داد در ایستگاه های سپید دشت سزار، سپید دشت زاز و تنگ پنج سزار روند تغییرات شوری معنی دار نیست این درحالی است که در ایستگاه های پایین دست رودخانه روند تغییرات شوری معنی دار و مثبت است. شدید ترین خشکسالی در ایستگاه حسینیه و دزفول در سال 1387 و در ایستگاه شوش در سال 1390 رخ داد. در سال های خشکسالی میزان شوری آب رودخانه دز به طور متوسط % 24/15 افزایش داشت. نتایج تحقیق نشان داد پدیده خشکسالی پارامتر ی است که در کنار مسایل انتقال آب، تغییر کاربری اراضی و مدیریت صحیح عوامل آلاینده، بر کیفیت آب موثر است.

در این پژوهش، تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای کیفیت آب حوضه آبخیز رودخانه ارس طی دوره آماری 1378-1390 در سه ایستگاه خداآفرین، خزانگاه و جلفا با استفاده از تکنیکهای آماری چند متغیره تحلیل عاملی و تحلیل مولفه های اصلی بررسی شد. در مولفه اول که بیشترین درصد تبیین واریانس جامعه بوده است، پارامترهای Mg2+، Ca2+، HCO-3، EC و TDS بیشترین همبستگی را با این مولفه دارند. اعضای این مولفه بیشتر نشان دهنده یونها و مواد معلق در محل ایستگاه خدا آفرین میباشد. در میان پارامترهای موجود در مولفه اول، EC دارای بیشترین بار عاملی (92/0) است و بعنوان پارامتر اصلی این مولفه شناخته شده است. در ایستگاه خزانگاه، سه مولفه اول دارای بیشترین مقادیر ویژه هستند. این مولفه ها به ترتیب 6/53، 5/17 و 9/12 درصد از واریانس جامعه را تبیین میکنند که در مجموع 84 درصد از واریانس جامعه توسط آنها توصیف شده است. در مولفه اول که بیشترین درصد تبیین واریانس جامعه بوده است، پارامترهای Mg2+، Ca2+، SO42-، Cl-، HCO-3، EC و TDS بیشترین همبستگی را با این مولفه دارند. اعضای این مولفه بیشتر نشان دهنده یونها و مواد معلق در محل ایستگاه خزانگاه میباشد. در ایستگاه جلفا، چهار مولفه اول دارای بیشترین مقادیر ویژه هستند. این مولفه ها به ترتیب 7/50، 8/15، 2/13 و 8/5 درصد از واریانس جامعه را تبیین مینمایند که در مجموع 2/88 درصد از واریانس جامعه توسط چهار مولفه اول توصیف شده است.

دریاچه ارومیه واقع در شمال غرب ایران به دلیل عوامل طبیعی و انسانی با بحران جدی مواجه شده است. تنظیم منحنی فرمان سدها و باز توزیع بهینه آن ها برای حفظ سلامتی اکوسیستم دریاچه ضروری است. در یک روش ساده هیدرولوژیکی رژیم جریان بهینه سدها با استفاده از حجم جریان حوضه آبریز پایین دست می تواند تخمین زده شود. بر این اساس در تحقیق حاضر منحنی فرمان سدهای مخزنی شهید کاظمی، شهرچای، زولا، دیریک، عجب شیر، ونیار و علویان در حوضه آبریز دریاچه ارومیه تحت سه سیاست متفاوت بهره برداری (30%، 50% و 80% از میانگین جریان سالانه به عنوان حجم آب قابل رهاسازی) محاسبه شده است. سپس با استفاده از داده ی اندازه گیری شده، مقدار ماهانه مولفه ی QResidual (تلفات و آوردها در پایین دست) محاسبه شد. در گام بعدی مولفه ی QAAD (حجم آب در دسترس سالانه در آخرین ایستگاه آبسنجی) برای سه سناریو بهره برداری از سد محاسبه شد. نتایج نشان داد با بکار بردن 80% از میانگین جریان سالانه (سناریو 3)، تمامی رودخانه ها مقدار مثبتی برای QAADخواهند داشت؛ بنابراین سناریو 3 به عنوان سناریو موثر بر احیای دریاچه انتخاب شد. درنهایت مقدار ماهانه QCAH(نزدیک ترین هیدروگراف به هیدروگراف طبیعی رودخانه) در آخرین ایستگاه آبسنجی و QRW (حجم آب مورد نیاز ماهانه برای خروج از سد) محاسبه شد.

محاسبه شاخص های قوی تر جهت پایش خشکسالی مستلزم در اختیار داشتن داده های گسترده هواشناسی است که ممکن است در برخی از مناطق ثبت نشده باشد. در این تحقیق از شاخص SPI که در محاسبه آن فقط به داده های بارندگی نیاز است جهت شبیه سازی شاخص های قوی تر RDI و SPEI استفاده گردید. جهت شبیه سازی از معادلات برآوردگر تعمیم یافته (GEE) استفاده شد. اعتبارسنجی مدل های برازش داده شده جهت شبیه سازی توسط معیارهای مختلف نیکویی برازش (NSE، RMSE، MAE، R2 و مقایسه با خط یک به یک) انجام شد. به طور کلی طبق نتایج مدل مربوط به شاخص SPEI نسبت به مدل شاخص RDI شبیه سازی بهتری انجام داد. اعتبارسنجی نشان دهنده تفاوت غیر معنی دار داده های شبیه سازی شده با داده های مشاهده شده در سطح 5% در این ایستگاه ها بود. ضمنا نتایج بیانگر جواب بهتر مدل های کلی برازش داده شده در این تحقیق در منطقه خشک استان می باشد.