مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
سال:1389 | دوره:4 | شماره:11 |تعداد مقالات:8

مناسب بودن تراکم و توزیع باران سنجها در شبکه های باران سنجی هر منطقه، گامی موثر در موفقیت طرحهای آبی و برنامه ریزی های منطقه ای و استفاده موثر از اطلاعات می باشد. در این پژوهش با استفاده از مفهوم آنتروپی انتقال اطلاعات، موقعیت ایستگاه های جدید باران سنجی در شبکه باران سنجی حوزه باتلاق گاوخونی با استفاده از داده های بارندگی سالانه ایستگاه ها (1385-1356) تعیین شد. برای مکان یابی باران سنج ها از دو الگوریتم ترتیبی و ژنتیک استفاده و برای هر الگوریتم دو هدف بیشینه کردن حداقل آنتروپی انتقال اطلاعات و بیشینه کردن متوسط آنتروپی انتقال اطلاعات، تعریف و سپس عملکرد مدل ها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده عملکرد بهتر و برتری نسبی الگوریتم ژنتیک بر الگوریتم ترتیبی با هر دو هدف بیشینه کردن حداقل آنتروپی (حداکثر 1.31+، 1.34+ و 0.12+ درصد به ترتیب در نواحی یک، دو و سه) و بیشینه کردن متوسط آنتروپی (حداکثر 0.35+، 0.21+ و 0.02+ درصد به ترتیب در نواحی یک، دو و سه) بود.

در رودخانه های مناطق خشک جریان آب سطحی به طور دایمی برقرار نمی باشد و محدود به دوره های زمانی کوتاه مدت می شود که پس از آن دوباره رودخانه خشک می گردد. لذا هنگام وقوع سیلاب، حجم جریان در پایین دست به علت نفوذ به بستر رودخانه، کاهش می یابد، که این کاهش حجم، تلفات انتقال نامیده می شود. در این پژوهش سعی می شود تا با توسعه معادله های همبستگی برای حوضه آبریز قره قوم در خراسان رضوی، تلفات انتقال در رودخانه های این حوضه را برآورد نمود. برای این منظور، اطلاعات موجود در ایستگاه های آب سنجی و ویژگی های فیزیکی رودخانه های کشف رود، کارده و زشک در این حوضه استخراج، تحلیل و مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور تولید معادله های همبستگی، تلفات انتقال در کیلومتر اول از ابتدای هر بازه به عنوان متغیر وابسته معادله در نظر گرفته شد و چگونگی وابستگی آن به متغیرهای مستقلِ حجم جریان بالادست، زمان تداوم جریان، شاخص رطوبت پیشین، هدایت هیدرولیکی، شیب و عرض رودخانه مورد آزمایش قرار گرفت. در نتیجه این پژوهش مشخص شد که موثرترین متغیر مستقل در برآورد تلفات انتقال، حجم جریان بالادست می باشد. سه معادله همبستگی (خطی و غیرخطی) برای پیش بینی تلفات انتقال بر حسب حجم جریان بالادست و عرض رودخانه، از میان روابط موجود توصیه می شوند. با استفاده از این روابط می توان تلفات انتقال را در انتهای هر کیلومتر از مسیر رودخانه، با داشتن حجم جریان در آغاز آن کیلومتر برآورد نمود. چنین روابطی می توانند توسط بهره برداران منابع آب و طراحان سازه هیدرولیکی استفاده شوند.

کمبود منابع آب و نیز تغییرات کمی و کیفی آنها، تجدید نظر در خصوص ارایه برنامه ها و تصمیم گیری های مربوط به تخصیص این منابع را ضروری نموده است. در این پژوهش نتایج مختلف تخصیص های متفاوت منابع آب سد بوستان استان گلستان با ارایه و تدوین گزینه ها و سناریوهای مختلف مدیریتی مورد بررسی قرار گرفته است. کنترل و تنظیم سطح آب در مخزن سد به طوری که بتوان آب کافی برای تامین نیاز آبی، خصوصا در ماه های کم آب را ذخیره نمود و در عین حال حجم خالی لازم به منظور کنترل سیلاب ها را فراهم آورد و همچنین نیازهای بوم شناسی پایین دست را تامین کرد که خود فرآیندهای مدیریتی را با چالش مواجهه کرده، از اهداف این پژوهش بوده است.بدین منظور با بررسی داده های دبی جریان ثبت شده، مشاهده گردید که چهار ماه سیلابی در منطقه مورد مطالعه وجود دارد. این چهار ماه شامل اردیبهشت، خرداد، مرداد و شهریور می باشند. جهت کاهش معضلات تخصیص منابع آب بین کاربران با توجه به دیدگاه ها و اهداف مدیریتی مختلف در بین بهره برداران منابع آب، 16 سناریوی مدیریتی خاص تدوین گردید. در ادامه مقادیر دبی ماهانه ایستگاه آب سنجی تمر در سال آبی 88-87 به کمک مدل سری زمانی SARIMA پیش یابی گردید. نحوه تخصیص و بهره برداری بهینه منابع آب سطحی با توجه به مقادیر پیش یابی شده به صورت ماهانه در سناریوهای تدوین شده مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس، پنج معیار جهت ارزیابی اثرات اجرای سناریوها تعیین گردید. این پنج معیار عبارتند از (1) میزان حجم خالی مخزن در ماه های سیلابی، (2) میزان آب ذخیره شده در پایان یک سال آبی، (3) خطر احتمال طغیان در پایاب سد، (4) میزان دبی سیل خروجی از مخزن و (5) خطر شکست سد در هنگام وقوع سیل.به منظور موازنه نتایج حاصل از اجرای سناریوهای تدوین شده، و نیز تعیین سناریو یا سناریوهای برتر، فن تصمیم گیری چند معیاره بکار گرفته شد. بدین منظور، پس از محاسبه مقدار معیارها در کلیه سناریوها، معیارهای مذکور به کمک فرآیند AHP وزن دهی گردیدند. سپس، 16 سناریوی تدوین شده با استفاده از روشTOPSIS ، جهت تعیین برترین سناریوها اولویت بندی گردیدند. با توجه به نتایج حاصله مشاهده گردید که سناریوهای تدوین شده در 9 اولویت قرار گرفتند و سناریوی هفت، اولویت اول را به خود اختصاص داده است. این سناریو شامل انجام اقدامات کنترل سیل فقط در ماه های اردیبهشت و مرداد می باشد و در سایر ماه ها هیچ گونه اقدام کنترل سیل صورت نمی گیرد. همچنین پژوهش حاضر می تواند در آینده در قالب یک سیستم پشتیبان تصمیم گیری برای نیل به مدیریت بهره برداری بهینه از مخازن، توسعه پیدا کند.

رودخانه دره گپ واقع در شمال استان بوشهر در بازه مورد مطالعه، الگوی پیچانرودی را تجربه نموده است که قوس های خارجی آن متمایل به شهر گناوه بوده که موجب می شود افزایش تراز آب، سیلاب های رخ داده متوجه شهر باشد. لذا در این پژوهش در قالب مسیر طرح، با فرض احداث سه میانبر قوس های موجود حذف شدند، این امر موجب افزایش شیب رودخانه و سرعت جریان و در نتیجه افزایش توان فرسایشی رودخانه خواهد شد. سپس متوسط میزان فرسایش و رسوب سالیانه و حداکثر عمق فرسایش و رسوب گذاری در شرایط سیل طرح در محدوده مطالعاتی برای دو مسیر پیچانرودی سابق و مسیر طرح رودخانه با استفاده از مدل MIKE11 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد حداکثر میزان فرسایش رودخانه در جریان های سالیانه، در محل دو پل کمربندی و اصلی شهر، برای هر دو مسیر به وقوع می پیوندد. میزان فرسایش در محل پل کمربندی بیشتر از پل اصلی بوده و همچنین در مسیر طرح نسبت به مسیر موجود میزان فرسایش بیشتر می باشد. همچنین حداکثر عمق فرسایش درسیلاب با دوره برگشت 100 ساله، در مسیر موجود برابر با 0.65 متر و در مسیر طرح به میزان 0.78 متر بوده که محل وقوع هردو در محل پل کمربندی می باشد.

پژوهش حاضر به منظور تحلیل روابط جامع متغیرهای بارش، روان آب و رسوب معلق در مقیاس رگبار در حوزه آبخیز معرف خامسان با مساحت 4193 هکتار در استان کردستان انجام شد. بدین منظور تعداد 4 رگبار منجر به تولید روان آب و طبعا تولید رسوب از مجموع 9 واقعه اتفاق افتاده در فرصت مطالعه استفاده گردید. سپس مدل های مختلف رگرسیون دو متغیره برای تخمین مقدار رسوب رگبار تهیه شد. نتایج پژوهش حاضر بر توانایی برتر مدل رگرسیونی خطی حاصل از کاربرد حداکثر شدت بارش با ضریب تبیین و کارآیی به ترتیب بیش از 0.843 و 0.84 و خطای تخمین حدود 39 درصد در تخمین رسوب رگبار تاکید داشت.

برآورد مشخصات آبنمود سیل در رودخانه ها یکی از مسایل مورد علاقه پژوهشگران علوم آب و آب شناختی می باشد. در این پژوهش توانایی مدل های شبکه عصبی مصنوعی جهت شبیه سازی آبنمود سیل ورودی به سد مخزنی شیرین دره در استان خراسان مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور تمامی آبنمودهای سیل ثبت شده در ایستگاه آب سنجی موجود در بالادست مخزن سد، گردآوری و مقادیر دبی سیل با استفاده از روابطه مربوطه استاندارد شد. در ادامه چهار الگوی ورودی بر مبنای استفاده از دبی سیل در ساعات گذشته (یعنی 2، 3، 4 و 5 ساعت قبل) طراحی شدند. به منظور بررسی اثر تعداد پارامترهای ورودی بر دقت برآورد، در هر الگو نیز چهار سیگنال بر اساس تاخیر دبی سیل طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور ارزیابی تاثیر افزایش آموزش مدل در بهبود عملکرد آن، معیارهای آماری متعددی همچون خطای حجم سیل، خطای دبی اوج، خطای زمان تا اوج و معیار ناش- ساتکلیف در هر سیگنال ورودی محاسبه و مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که با افزایش زمان تاخیر، دقت شبیه سازی کمتر می شود. همچنین به ازای یک زمان تاخیر معین، با افزایش تعداد ورودی ها (دبی در ساعتهای قبل)، نیز دقت نتایج افزایش می یابد. به طوریکه با افزایش تعداد ورودی ها در الگوی اول، میزان ضریب ناش- ساتکلیف از مقدار 0.79 به 0.91 برای سیگنال چهارم افزایش یافت.

در پژوهش حاضر کلیه ایستگاه های آب سنجی موجود در بخشی از حوزه آبخیز مرکزی ایران مورد بررسی قرار گرفته و ویژگی های فیزیوگرافی اصلی حوزه های آبخیز بالادست آنها استخراج گردید، سپس با استفاده تحلیل عاملی متغیرهای مستقل و با استفاده از تحلیل خوشه ای حوزه های آبخیز همگن تشخیص داده شد و با تحلیل متمایزکننده مورد آزمون قرار گرفت. پس از آن تحلیل منطقه ای به روش سیل شاخص مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در سه منطقه همگن در حوزه آبخیز مرکزی وجود دارد و بهترین دبی شاخص، دبی با دوره بازگشت دو سال است؛ و استفاده از مشخصات دیگر فیزیوگرافی علاوه بر مساحت تاثیری در افزایش دقت این روش ندارند.

ایجاد پوشش گیاهی دایمی و دارای بازدهی اقتصادی از راه های کنترل فرسایش در دشت های دامنه ای به روش مشارکت مردمی است. به همین منظور ایجاد سامانه های سطوح آبگیر باران همراه با افزایش ضریب رواناب سطحی خصوصا در بارش های حداقل روزانه لازم می باشد. با توجه به نیاز کشور بخصوص استان زنجان به استفاده از روش های مناسب ایجاد سامانه جمع آوری آب باران با هدف تامین آب و توسعه باغات مثمر در اراضی شیب دار این طرح تحقیقاتی در ایستگاه قره چریان زنجان اجرا گردید. نظر به اینکه ایستگاه سینوپتیک زنجان به عنوان ایستگاه معرف شرایط اقلیمی نیمه خشک محسوب می گردد. لذا فراوانی بارش های روزانه در هر ماه و برای یک دوره آماری 45 ساله و برای مقادیر بیشتر از صفر، 1، 5 و 10 میلی متر تهیه گردید. سطوح آبگیر با تیمارهای سطح عایق، نیمه عایق و طبیعی در چهار تکرار بر روی سطح شیب دار ایجاد و میزان بارش روزانه و عمق رواناب اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که میزان فراوانی بارش های روزانه با عمق مساوی یا بیشتر از 1، 5 و 10 میلی متر در ماه های گرم شامل تیر، مرداد و شهریور بترتیب دارای متوسط فراوانی وقوع حدودا یک بار در یک، سه و ده سال هستند. تجزیه واریانس، مقایسه میانگین ها و تحلیل رگرسیونی بین عمق بارندگی روزانه و عمق رواناب ایجاد شده نشان می دهد که تیمارها دارای تفاوت آماری معنی دار در سطح یک درصد خطا می باشند. همچنین حد آستانه بارندگی برای شروع رواناب برای سطوح عایق، نیمه عایق و طبیعی در حدود 1، 4 و 7 میلیمتر و متوسط درصد ضریب رواناب 43.9، 12.15 و 3.04 می باشد.