پژوهش های آبخیزداری
سال:1394 | دوره:28 | شماره:107 |تعداد مقالات:10

از جمله کاربردهای مدل های بارش - رواناب، تعیین رفتار هیدرولوژیک حوزه آبخیز و شبیه سازی جریان برای طراحی سازه های آبی و بخصوص ارزیابی تاثیر عملیات اجرا شده بر رژیم جریان است. با توجه به مشکل کمبود و نقص آمار هیدرومتری در اکثر حوزه های آبخیز کشور، نیاز به استفاده از مدل های هیدرولوژیک ساده و مناسب و توسعه آن ها در حوزه های آبخیز فاقد ایستگاه از موارد ضروری است. در این زمینه روش های متعددی پیشنهاد شده است. تحقیق حاضر، با هدف مقایسه دقت، صحت و درجه اطمینان روش های آبنمود واحد لحظه ای ژئومورفولوژیک، ژئومورفوکلیماتیک و نش در برآورد مشخصات آبنمود رواناب خروجی حوزه آبخیز منشاد انجام شده است. به این منظور، شش واقعه رگبار و سیل متناظر، با به کارگیری آمار دبی و بارش منطقه تعیین شد. پس از محاسبه پارامترهای مورد نیاز روش های مورد تحقیق، شامل خصوصیات مورفومتریک حوزه و ویژگی های سیلاب های انتخابی، آبنمود رواناب خروجی در هر روش، برای هر واقعه مشخص گردید. بررسی و ارزیابی هیدروگراف ها با به کارگیری شاخص های میانگین خطای نسبی، مجذور میانگین مربعات خطا و ضریب نش ساتکلیف، موید کارایی بالاتر روش نش در برآورد دبی اوج، با درصد خطای 23.75، زمان تا اوج با درصد خطای 28.21 و شکل کامل هیدروگراف، با ضریب کارایی 0.4، نسبت به سایر روش ها می باشد. این روش در برآورد مقادیر واقعی حجم سیل نیز با درصد خطای 9.90، قابلیت بالایی داشته است. بنابراین روش نش در منطقه مورد مطالعه، نسبت به دو روش دیگر از کارایی بیشتری برخوردار است.

اجرای سیاست های مدیریتی و کنترل رسوب یک نیازمندی به شمار می آید و لازمه این برنامه ها شناسایی و کسب اطلاع از اهمیت نسبی منابع رسوب و در نتیجه شناسایی مناطق بحرانی در درون آبخیز است. در این تحقیق رسوبات نهشته شده در پشت سازه احداثی کنترل رسوب بر روی آبراهه اصلی حوزه آبخیز نوکنده واقع در استان گلستان مورد بررسی قرارگرفتند. هدف از این تحقیق تفکیک منابع رسوب با استفاده از روش منشایابی است. ابتدا با توجه به اطلاعات موجود و تلفیق نقشه های سنگ شناسی، کاربری اراضی، فرسایش و شیب، نقشه واحد کاری تعیین شد و در هر واحد کاری به تعداد حداقل سه نمونه رسوب برداشت گردید. سپس نمونه ها در آزمایشگاه بروش دیفراکسیون اشعه ایکس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و 9 کانی رسی بر اساس روشهای آماری کروسکال والیس و تابع تشخیص مورد ارزیابی قرارگرفتند. نتایج به دست آمده بیانگر تفکیک مناسب منابع رسوب بوده به طوریکه2 کانی رسی مسکویت و کوارتز توانسته اند 100% منابع رسوب را از هم تفکیک نمایند. میانگین خطای نسبی کم، ضریب کارایی بالای مدل یاد شده و همچنین همخوانی خوب نتایج با مشاهدات صحرایی نشان میدهد که روش منشایابی بهره گیری شده در این بررسی روشی ارزشمند برای تفکیک منابع رسوب در این حوزه آبخیز می باشد. نتایج همچنین نشان می دهد که استفاده از ترکیبی از خصوصیات منشایاب، میزان تفکیک منابع رسوب را به میزان قابل توجهی نسبت به هر یک از خصوصیات فردی بالا برده است.

در کشور ما با شرایط آب و هوایی نیمه خشک، استفاده بهینه از منابع محدود آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. انجام پژوهش هایی در زمینه منابع آب، به ویژه در دهه های اخیر که زیستگاه بشر با پدیده تغییر اقلیم و خشکسالی رویاروی شده، بیشتر احساس می شود. در این پژوهش تاثیر عوامل اقلیمی بر نوسانات تراز سطح آب دریاچه پریشان طی یک دوره 37 ساله (1388-1352) در نرم افزار 16. SPSS به صورت مدل های رگرسیونی ارائه شد. با کمک نرم افزار SAMS پیش بینی عوامل اقلیمی با مدل (1،1) ARMA برای 30 سال آینده صورت گرفت. سرانجام متغیرهای پیش بینی شده در مدل های رگرسیونی وارد و شبیه سازی تراز سطح آب دریاچه برای 30 سال آینده انجام شد. یافته ها نشان داد که موثرترین عوامل بر نوسانات تراز سطح آب دریاچه به ترتیب اهمیت بارش، تبخیر و دما می باشند. بررسی نوسانات تراز سطح آب دریاچه در دوره آماری مورد بررسی نشان داد این نوسانات غالبا پیامد تغییرپذیری طبیعی اقلیم، چرخه هیدرولوژیکی و دوره بازگشت خشکسالی می باشد. مدل ها نشان دادند که نوسانات سطح تراز آب دریاچه در آینده هم وجود دارد و برای سال های آینده انباشت آب در دریاچه و بالا آمدن تراز سطح آن پیش بینی می شود.

تعیین ارزش رجحانی گونه های مرتعی عامل مهمی در ارزیابی تناسب مرتع با نوع دام می باشد. مطلوبیت گیاهان علوفه ای برای دام در تعیین وضعیت، ظرفیت و مدیریت علمی مرتع مورد استفاده قرار می گیرد. از این رو توجه به ارزش رجحانی گونه های موجود در یک منطقه از نکات کلیدی است که می تواند موفقیت مدیریت در دستیابی به اهدافش را تضمین نماید. برای این منظور در این بررسی ارزش رجحانی گونه های گیاهی به روش زمان سنجی برای گوسفند در مراتع پلور در استان مازندران در سالهای 1389-1386 تعیین گردید. روش کار به این صورت بود که که طی 4 سال در ماههای تیر، مرداد و شهریور و در هر ماه یک روز در دو زمان و هر زمان حدود 20 دقیقه از چرای گوسفند روی گونه های مورد چرا، فیلم تهیه و پس از انتقال فیلم به کامپیوتر، زمان چرای هر گونه مشخص گردید. همچنین تعداد دفعات استفاده از گونه ها، مدت زمان استفاده از هر گونه و زمان بدون چرا در ماههای مذکور برای هر دام مورد نظر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تجزیه واریانس مربوط به ارزش رجحانی گونه های گیاهی و ترجیح غذایی دام که با استفاده از روش زمان سنجی مورد مطالعه قرار گرفته بود نشان داد که بین گونه های مختلف از نظر مدت زمان چرا در سطح یک درصد اختلاف معنی دار وجود دارد. همچنین بین گونه های مختلف در ماههای فصل چرا از نظر مدت زمان چرا در سطح 5 درصد اختلاف معنی دار وجود دارد. گروه بندی میانگین زمان چرای گونه های مختلف نشان می دهد که بیشترین مدت زمان چرا مربوط به گونه های Elymus hispidus var hispidus و Bromus tomentellus و کمترین مدت زمان چرا مربوط به گونه های Verbascum thapsus و Geobelia alopecuroides می باشد.

پژوهش حاضر با هدف مطالعه تغییرات مکانی تولید، تراکم و درصد تاج پوشش گونه درمنه کوهی (Artemisia aucheri) و بررسی وابستگی مکانی آن با خصوصیات خاکی و توپوگرافی در مراتع نیمه استپی بلده نور صورت پذیرفت. بدین منظور، تعداد 132 نقطه نمونه برداری در قالب یک شبکه به ابعاد 550 در 600 متر به روش سیستماتیک از طریق پلات گذاری در امتداد ترانسکت های 50 متری انجام شد. نمونه های خاک از عمق 0 تا 20 سانتی متری برداشت و همزمان طول و عرض جغرافیایی نمونه های برداشت شده و ارتفاع آن ها توسط GPS ثبت و درصد شیب با شیب سنج اندازه گیری شد. به منظور تعیین خصوصیات تولید، تراکم و درصد تاج پوشش گونه درمنه کوهی از پلات های 4 مترمربعی استفاده شد. همبستگی داده ها با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون تعیین شد. برای انجام آنالیزهای زمین آماری و تهیه نقشه پراکنش مکانی از روش های میان یابی استفاده شد. بر اساس نتایج آنالیز همبستگی مکانی، در بین فاکتورهای خاکی و توپوگرافی مورد مطالعه، ماده آلی و درصد رس خاک وابستگی مکانی قوی تری را با گونه مورد مطالعه داشتند. درون یابی و تهیه نقشه های پراکنش مکانی خصوصیات پوشش گیاهی درمنه کوهی توسط روش های کریجینگ، کوکریجینگ و معکوس وزنی فاصله انجام گرفت. در این تحقیق، به جز تراکم، متغیرهای درصد تاج پوشش و تولید گونه درمنه کوهی ساختار مکانی ضعیفی را با استفاده از روش کریجینگ نشان دادند. این نشان می دهد این روش در برآورد تغییرات مکانی خصوصیات تولید و درصد تاج پوشش گونه درمنه کوهی از اعتبار چندانی برخوردار نیست. در صورتی که در روش کوکریجینگ وابستگی مکانی قوی برای متغیرهای مورد بررسی به دست آمد.

استرس شوری تولید علوفه را محدود نموده و نقش مهمی را در تعیین پراکنش گونه های گیاهی در محیط های مختلف ایفا می نماید. گونه های M.polymorpha و M.scutellata لگوم یکساله هستند که بعنوان منبع تولید علوفه قابل دسترس در مراتع و چراگاههای ایران می باشد. هدف از این مطالعه ارزیابی تاثیر استرس شوری با سولفات سدیم روی کیفیت علوفه M.polymorpha و M.scutellata بود. این آزمایش در یک طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار و 5 تیمار 0، 50، 100، 150 و 250 میلی مولار سولفات سدیم) و 50 عدد بذدر در هر تکرار انجام شد. بذر ها در گلدانهای پلاستیکی در داخل ماسه استریل شده در گلخانه قرار گرفتند. همه گلدانها با آب مقطر تا زمان جوانه زدن بذر آبیاری شدند. سپس گلدانها بصورت یک روز در میان با محلول هوگلند تغییر یافته و بمدت 40 روز آبیاری شدند و سرانجام کیفیت علوفه اندازه گیری شد. داده ها با نرم افزار SPSS آنالیز شدند، و اختلاف بین میانگین داده ها با استفاده ازآزمون دانکن مقایسه شدند (P<0.05). نتایج نشان دادند که افزایش شوری سبب کاهش معنی داری در درصد پروتئین خام، انرژی متابولیسمی و درصد ماده خشک قابل هضم M.polymorpha و M.scutellata شده است. این مطالعه نشان داد که درصد پروتیین خام و انرژی متابولیسمی و درصد ماده خشک قابل هضم در گونه M.polymorpha بیشتر از M.scutellata بود. افزایش شوری سبب افزایش فیبر خام و ADF در گونه های M.polymorpha و M.scutellata شد.

بی شک اجرای برنامه های حفاظت خاک از طریق اعمال مدیریت جامع بر حوزه های آبخیز، نقش موثری در جلوگیری از فرسایش و حفظ این منبع ارزشمند خواهد داشت. روش های مختلفی برای اندازه گیری فاکتور فرسایش پذیری خاک وجود دارد. یکی از ساده ترین و آسان ترین روش ها استفاده از دستگاه شبیه ساز باران است. در این مقاله با نمونه برداری تصادفی از افق سطحی مربوط به 30 نمونه (سری) خاک مربوط به مناطق جنوب و جنوب غربی تهران جهت تعیین فاکتور فرسایش پذیری خاک (K) با استفاده از روش شبیه ساز باران در شرایط استاندارد مربوطه مهیا گردید. همچنین بافت خاک، حد رطوبت ظرفیت مزرعه، درصد کربن آلی و میزان شن خیلی ریز هریک از نمونه ها تعیین شد.بررسی نتایج حاصله نشان داد که بین K شبیه ساز باران و K ویشمایر همبستگی کمی وجود دارد. درحالی که K بیسال و K شبیه ساز باران از همبستگی بالایی برخوردار است. این امر ناشی از توجه فرمول بیسال برای برآورد پاشمان و K شبیه ساز باران با فرسایش بارانی است. دستگاه شبیه ساز باران مورد استفاده نیز برای اندازه گیری فرسایش پاشمانی کاربرد داشته و فقط مرحله برخورد قطرات باران با خاک و فرسایش پاشمانی ناشی از آن را اندازه گیری می کند. در صورتی که در فرمول جهانی فرسایش، تلفات خاک اندازه گیری می شود.

مطالعات مهندسی رودخانه و طراحی سازه های متقاطع رودخانه نظیر پل ها، سدهای انحرافی، دهانه آبگیر و غیره ارتباط تنگاتنگی با محاسبه دقیق عمق، سرعت جریان و برآورد دبی حداکثر لحظه ای سیل دارد. برآورد سرعت جریان از مباحث مهم در مطالعات هیدرولیک و هیدرولوژی محسوب می شود. از آنجایی که بیشتر مناطق در کشور فاقد آمار دبی و سرعت جریان بوده و یا دارای آمار ناقص هستند استفاده از فرمول های تجربی در این زمینه ضروری می باشد. جهت استفاده مناسب و بدست آوردن نتایج قابل قبول از این روابط در دیگر مناطق، می بایست دامنه حساسیت پارامترهای فیزیکی موجود، مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. لذا در این تحقیق علاوه بر ارائه یک روش جدید جهت آنالیز حساسیت پارامترهای موجود در روابط تجربی، که ضمن سادگی از کارایی خوبی نیز برخوردار است، دو رابطه مرسوم برآورد سرعت جریان (رابطه شزی و رابطه مانینگ) که در هیدرولیک رودخانه ها کاربرد وسیعی پیدا کرده است، آنالیز حساسیت شده اند. نتایج تحقیق حاکی از آن است که رابطه تجربی شزی نسبت به رابطه مانینگ، در برآورد سرعت جریان از حساسیت بیشتری برخوردار است. در رابطه مانینگ نیز حساسیت مدل به مقادیر زبری کمتر، بیشتر است و نیز در شیب خط انرژی (سطح آب) بالاتر، سرعت جریان حساس تر می باشد. به عبارتی با تغییرات جزئی در شیب های زیاد سرعت جریان تغییرات چشمگیری دارد. حساسیت خروجی مدل به پارامتر شعاع هیدرولیکی نیز در سطوح بالاتر بیشتر می شود. همچنین، حساس ترین پارامتر در رابطه شزی، ضریب زبری است که در برآورد آن می بایست دقت کافی اعمال گردد.

فرآیند بارش-رواناب پدیده ای فیزیکی است که بررسی آن به سبب تاثیرپذیری از پارامترهای مختلف، دشوار می باشد. تاکنون روش های مختلفی برای تحلیل این پدیده ارایه شده است. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارآمدی مدل ترکیبی موجک-نروفازی و نروفازی در شبیه سازی فرآیند بارش-رواناب با دخالت دادن ارتفاع آب معادل برف در حوزه آبخیز لتیان واقع در استان تهران صورت گرفته است. بدین منظور92 تصویر سنجنده مودیس در طی سه سال آبی 83-1382 تا 85-1384 از سایت ناسا دریافت گردید و سطح پوشش برف در هر یک از تصاویر استخراج و میزان ارتفاع آب معادل برف در طی سال های مورد نظر محاسبه شد. همچنین داده های ارتفاع بارندگی، درجه حرارت و دبی در سال های مورد نظر در دسترس بوده که برای مدلسازی استفاده شد. نتایج نشان داد مدل ترکیبی موجک - نروفازی با ورودی باران، دما و آب معادل برف با یک روز تاخیر با ریشه میانگین مربعات خطا 0.006 و ضریب تبیین 0.97 نسبت به مدل نروفازی با تفکیک خوشه ای با ورودی باران، دما و آب معادل برف بدون تاخیر با ریشه میانگین مربعات خطا 0.059 و ضریب تبیین 0.62 و شبکه نروفازی با تفکیک شبکه ای با ورودی باران، دما و آب معادل برف با ریشه میانگین مربعات خطا 0.059 و ضریب تبیین 0.65 دارای عملکرد بهتری بوده است..همچنین نتایج نشان داد دخالت دادن آب معادل برف باعث افزایش دقت مدل شده است.

حوضه آبریز سد لتیان به عنوان یکی از حوضه های کوهستانی کشور در شمال شرق استان تهران واقع شده است. وجود دو سیستم گسلی اصلی مشاء – فشم به طول تقریبی 170 کیلومتر و گسل شمال تهران به طول 75 کیلومتر و گسل های فرعی متعدد، نشانگر ظهور پدیده های مهم زمین ساختی در این منطقه می باشد. بنابراین، هدف از این پژوهش بررسی وضعیت نو زمین ساخت در این حوضه با استفاده از شاخص های ژئومورفولوژیکی می باشد. جهت دستیابی به این هدف از هفت شاخص ژئومورفولوژیکی عدم تقارن حوضه زهکشی (AF)، نسبت پهنای کف دره به ارتفاع دره (VF)، شکل حوضه (Bs)، تقارن توپوگرافی عرضی (T)، منحنی هیپسومتری حوضه (Hc)، پیچ و خم رود (S) وگرادیان طولی رود (SL) به عنوان ابزارهای اصلی پژوهش بهره گرفته شده است. داده های مورد استفاده در ارزیابی شاخص های ژئومورفولوژیکی، نقشه های توپوگرافی، نقشه های زمین شناسی و تصاویر راداری بوده و در تحلیل داده ها و تهیه نقشه های مربوطه از سیستم اطلاعات جغرافیایی و نرم افزار ArcGis9.3 استفاده شده است. نتایج حاصل از شاخص های ژئومورفولوژیکی حاکی از آن است که حوضه مورد مطالعه این پژوهش از نظر نو زمین ساختی فعال، اما میزان فعالیت حرکات نو زمین ساخت در همه جا یکسان نبوده و مناطق بالادست حوضه از این لحاظ فعال تر می باشد.