مهندسی منابع آب
سال:1394 | دوره:8 | شماره:26 |تعداد مقالات:8

خشکسالی یک پدیده و خطر پیچیده طبیعی، ناشی از شکستن تراز آبی است، که تاثیر آن همیشه در حوزه های زیست محیطی مشهود می باشد. بدین منظور، به کارگیری فن آوری سنجش از دور در پایش خشکسالی، با توجه به کمبود ایستگاههای اندازه گیری عناصر آب و هوایی، بسیار پراهمیت است. در این پژوهش شاخصهای پوشش گیاهی NDVI، RVI، VCI، DSI، VSWI، SAVI، TCI و EVI حاصله از تصاویر سنجنده TM ماهواره LANDSAT به تاریخهای: 13/6/2010 و 16/5/2000 جهت پایش خشکسالی مورد استفاده قرار گرفتند. همچنین، آمار بارندگی در بازه زمانی 14 ساله (1998-2012) مستخرج از ماهواره TRMM با تفکیک مکانی 0.25´0.25 درجه مشتمل بر 15 نقطه دریافت گردیدند، سپس، با به کارگیری شاخصهای خشکسالی آزمون دنباله ها و شاخص معیار بارش سالانه (SIAP) سالهای تر و خشک مشخص گردیدند. نتایج بیانگر وجود پنج سال خشک (2011-2006)، چهار سال بهنجار و پنج سال تر می باشد. با بررسی شاخصهای NDVI و SAVI، شاهد افزایش مقادیر کمینه و بیشینه در سالهای تر می باشیم، همچنین، با توجه به این شرایط دمایی تاثیر بسزایی بر میزان خشکی دارد، با تلفیق شاخصهای پوشش گیاهی و دمای سطح زمین در شاخصهای DSI-VSWI میزان تفاوت مقادیر این شاخصها در سالهای تر و خشک به دست آمد.

سدها و بندهای انحرافی موانعی برای جلوگیری از مهاجرت ماهیها در طول رودخانه به حساب می آیند. به منظور رفع این مشکل در طراحی سد، یک سازه هیدرولیکی تحت عنوان راه ماهی در کنار سد تعبیه می شود، بنابراین، مساله زیست محیطی طرح احداث بندهای انحرافی با احداث راه ماهی انعطاف پذیر حل می گردد. منظور از سازه راه ماهی انعطاف پذیر، راه ماهی با خروجی قابل تنظیم با نوسان سطح آب می باشد. خروجی راه ماهی عبارت است از یک سرریز با جریان آزاد که در کناره نهر و عمود بر آن تعبیه شده و اجازه می دهد تا در موقعی که ارتفاع آب بالاتر از تاج سرریز است، مقداری از آب از روی آن خارج شود. بر اثر نوسان سطح آب رودخانه، بده عبوری از سازه راه ماهی نیز تغییر یافته، و در نتیجه، عملکرد سازه راه ماهی دچار ضعف می گردد. در این مقاله به تحلیل عدم قطعیت نیمرخ سطح آب و ارتفاع تاج سرریز در دهانه خروجی سازه راه ماهی با استفاده از تحلیل خطرکردن با کاربرد MFOSM (mean first order second moment) پرداخته شده، سپس طراحی ابعاد بهینه دهانه خروجی سازه راه ماهی بر اساس آن تحقق می یابد.

به علت بروز خشکسالی های متمادی و کاهش شدید بارندگی در چند دهه اخیر، پیش بینی وضعیت اندازه جریان منابع آبهای سطحی در رودها جهت مدیریت منابع آبی اهمیت ویژه ای یافته است. از این نظر، اندازه بده عبوری از رودخانه ها که مهمترین منبع تغذیه آب پشت سدها می باشند، جزء مهمترین عوامل در زمینه پیش بینی آبهای سطحی به شمار می رود. در این مطالعه از ترکیب دو ابزار شبکه های عصبی مصنوعی و نظریه موجک شبیه قدرتمند ایجاد شد که از آن برای پیش بینی بده ایستگاه دشتبال بر رود کر استفاده گردید. مقایسه نتایج این شبیه ترکیبی با شبیه آنفیس نشان داد که شبیه عصبی- موجکی، به شرط تنظیم فراسنجهای ساختار آن بهتر از آنفیس عمل کرده، و می تواند جایگزین مناسبی برای شبیه های پیش بینی قبلی باشد. بهترین شبیه با موجک گوسی در سطح سوم تجزیه به دست آمد. پس از آن، شبیه آنفیس با استفاده از 4 تابع عضویت گوسی، و همچنین موجک دابشیز 4 در سطح سوم تجزیه بهترین شبیه ها به دست آمدند.

خشکسالی یکی از بزرگترین بلاهای طبیعی محسوب می شود که تاثیر آن بر جوامع بشری بیشتر از دیگر چنین آسیب هاست. در این تحقیق، به منظور بررسی خشکسالی در شهرستان نهاوند واقع در استان همدان، از داده های بارندگی ماهانه و سالانه ایستگاههای وراینه و وسج طی یک دوره آماری مشترک 41ساله (1388- 1348) استفاده گردید. وضعیت خشکسالی بر اساس داده های مذکور با استفاده از شاخصهای ناهنجاری بارندگی (RAI)، معیار بارش -سالانه (SLAP)، درصد بهنجار (PNI)، دهک (DI)، بارش معیار (SPI)، Z چینی (CZI)، Z چینی اصلاح شده (MCZI)، نمره z (ZSI)، مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که بیشترین وقوع خشکسالی بسیار شدید بر اساس شاخصهای PNI، SPI، CZI، DI، ZSI در هر دو ایستگاه وسج و وراینه در سال آبی 1378-1377 مشاهده شد. بر پایه شاخص MCZI، یک مورد خشکسالی بسیار شدید در هر دو ایستگاه وسج و وراینه در سال آبی 1350-1349 رخ داده است. بر اساس شاخص SLAP، پنج مورد خشکسالی بسیار شدید در ایستگاه وراینه، و هفت مورد خشکسالی بسیار شدید در ایستگاه وسج دیده شد. بر پایه شاخص RAI پنج مورد خشکسالی بسیار شدید در ایستگاه وراینه، و چهار مورد خشکسالی بسیار شدید در ایستگاه وسج، مشاهده شده اند. همچنین، بر اساس شاخصهای پرشمار، فراگیرترین سالهای خشکسالی در شهرستان نهاوند، مربوط به سال آبی 1378-1377بوده است.

دشت ساری- قائمشهر در شمال شرقی ایران در استان مازندران کنار ساحل دریای خزر قرار دارد. در پاییز 1390 و بهار 1391 از 44 نقطه برای تعیین وضعیت منابع آب از لحاظ شرب و کشاورزی نمونه برداری انجام گرفته است. در این نمونه ها عناصر اصلی از قبیل کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، بی کربنات، سولفات و کلراید و فراسنجهایی مانند، TDS، PI، SAR و غیره و درمورد آب آبیاری آزمایش و محاسبه شده است. براساس تحلیل نتایج آبهای زیرزمینی، نمودار پایپر آبها را در محدوده شیرین، لب شور تا شور و از نوع CaHCO3، اختلاط (Ca, Mg.Cl) و Na-Cl نشان می دهد. نمودار گیبس نیز نحوه واکنش شیمیایی و نوع آب را تائید می کند. نسبتهای یونی نشان دادند که منشا یونهای کلسیم و منیزیم از سنگهای کربناته، یون سدیم از کانیهای رسی (غنی از سدیم)، و محلول سدیم کلرایدی، سولفاتها از فعالیتهای انسانی بوده و منشا رسوبی ندارد. این واکنشها تحت تاثیر تشکیلات زمین شناسی، نفوذ آب شور (دریا، آبخوانهای شور سنگواره ایی) شکل گرفته اند. آبها با توجه به معیار شرب و نمودار شولر، با آن در حد سخت و خیلی سخت می باشند، هم اکنون از نظر شرب مشکلی ندارند. ارزیابی شیمیایی فراسنجهای مورد استفاده نیز نشان می دهد که این آبها از لحاظ کشاورزی در حد خیلی خوب، مناسب و مجاز، و درصدهای کمتری نامناسب می باشند. برای جلوگیری از شستشو شدن خاک، کاهش نفوذپذیری و پیشروی آب شور، یعنی نامناسب شدن آب تمهیداتی از قبیل مهار کردن بهره برداری، و بالا بردن سطح ایستابی در بخش تغذیه اندیشده شوند.

افزایش دقت برآورد داده های مفقود بارش روزانه، بویژه در حوضه های بزرگ آبخیز با شبکه باران سنجی غیر متراکم، یکی از چالشهای آبشناسها می باشد. در این مطالعه، شش شبیه شبکه عصبی مصنوعی به نامهای MLP، TLFN، RBF، RNN، TDRNN، CFNN با روشهای مختلف اعتبارسنجی برای تکمیل داده های مفقود بارش روزانه در مقایسه با روشهای زمین آمار کریجینگ و کوکریجینگ با شبیه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند. برای ارزیابی دقت شبیه های مختلف در تکمیل داده های مفقود، از داده های بارش 15 ایستگاه بارانسنجی موجود در حوضه رود کرخه استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که شبیه های MLP، TLFN، CFNN و کوکریجینگ می توانند دقیقترین برآورد را از مقادیر گم شده ارائه دهند، هر چند به نظر می رسد که شبیه MLP در برآورد داده های مفقود بارش موثرتر از بقیه است. همچنین، بر اساس نتایج به دست آمده، شبیه RNN و TDRNN در مورد داده های بارش تناسب کمتری داشته، و ضعیفترین نتیجه مربوط به شبیه RBF است. روش کریجینگ از روشهای برتر عملکرد ضعیفتری داشته، اما از شبیه های RNN و TDRNNو RBF بهتر است.

حجم رسوبها یکی از فراسنجهای اساسی در طراحی هر سد به شمار می رود، که نه تنها در بالادست بر روی پیکره و ساختار سد موثر است، بلکه به دلیل تبعات منفی ناشی از عملیات رسوب زدایی که معضلات زیست محیطی بسیاری را که در پایین دست سد به همراه خواهد داشت، شناختن آن الزامی است. عوامل متعدد تاثیرگذار بر این پدیده، که با روابط غیرخطی به یکدیگر وابسته اند، سبب شده اند که پدیده انتقال رسوب، سامانه تصادفی محسوب شود. نظریه آشوب بیان می کند که بسیاری از سامانه های پیچیده با تظاهرات تصادفی تنها تحت تاثیر چند فراسنج محدود قرار دارند، و حتی رفتار آنها در کوتاه مدت نیز قابل پیش بینی است. در این پژوهش، با استفاده از بازسازی فضای فاز و بعد همبستگی، که یکی از پر کاربردترین روشهای تشخیص آشوب است، به بررسی پویایی انتقال رسوب از دیدگاه آشوبی، و همچنین تاثیر وجود سد بر تغییرات این الگو، پرداخته شده است. نتایج حاکی از آنند که گروه زمانی رسوب دارای الگوی آشوبی کم دامنه است، و در بازه زمانی کوتاه مدت ده روزه، سد بر پویایی آن موثر بوده و آن را از پدیده ای آشوبی به تصادفی تبدیل می کند، اما در بازه های زمانی بلند مدت تر مانند ماهانه به دلیل خلق اطلاعات و قطع ارتباط با شرایط اولیه که در سامانه های آشوبی رخ می دهند، این تاثیر از بین رفته و گروه زمانی دوباره رفتار آشوبی را به خود می گیرد.

مدیریت خشکسالی کوششی همه جانبه است که به کارگیری آن به وسیله کشاورزان می تواند به گونه ای قابل توجه پیامدهای خشکسالی را کاهش دهد. برای موفقیت در اجرای هر گونه برنامه ریزی در جهت ترویج مدیریت خشکسالی، آگاهی از دانش کشاورزان در این زمینه ضروری است. این پژوهش با هدف سنجش دانش کشاورزان شهرستان میاندوآب نسبت به مدیریت خشکسالی باکاربرد توصیفی و همبستگی انجام شد. ابزار اصلی تحقیق پرسشنامه ای بود که روایی آن با بهره وری از نظرات اعضاء هیات علمی و کارشناسان با تجربه، و پس از انجام اصلاحات لازم، به دست آمد. پایایی ابزار تحقیق با استفاده از آزمون نمونه و محاسبه ضریب کرونباخ آلفا (0.73 تا 0.88) تایید گردید. جامعه آماری تحقیق را کشاورزان شهرستان میاندوآب تشکیل دادند که باکاربرد روش نمونه گیری خوشه ای دو مرحله ای، با انتصاب متناسب با حجم انتخاب شدند (n=120). نتایج نشان دادند میانگین نمره دانش کشاورزان نسبت به مدیریت خشکسالی 9.72 از 20 بود. نتایج آزمون مقایسه دانش نیز نشان داد که آگاهی کشاورزان بیمه گذار و شرکت کننده در دوره های ترویجی بطور معنی داری بیشتر از کشاورزان غیر بیمه گذار و غیر شرکت کننده در دوره های ترویجی بود. همچنین، نتایج تحلیل همبستگی نشان دادند که بین نمره دانش کشاورزان نسبت به مدیریت خشکسالی و متغیرهای سن، مساحت باغ و درآمد سالانه رابطه معنی داری وجود داشت.