تحقیقات منابع آب ایران
سال:1400 | دوره:17 | شماره:1 |تعداد مقالات:15

شاخص خشکی (AI) به عنوان نسبت تبخیر-تعرق به بارش برای کمی سازی مقدار خشکی به کار می رود. در این مطالعه، تحلیل حساسیت AI براساس 7 متغیر هواشناسی شامل بارش، دمای حداکثر، دمای حداقل، فشار بخار هوا، سرعت باد و تابش ورودی در 5 نمونه اقلیمی متفاوت بر اساس طبقه بندی دومارتن طی دوره 2019-1990 در مقیاس زمانی سالانه با استفاده از روش مشتقات جزیی محاسبه شد. برای روندیابی تغییرات AI، از آزمون من-کندال و روش تخمین گر شیب خط سن استفاده شد. به منظور پیش نگری تغییرات AI در دوره آینده 2050-2020، از مدل گردش عمومی جو (canESM2) تحت دو سناریوی RCP4. 5 و RCP8. 5 و مدل ریز مقیاس نمایی (SDSM) استفاده شد. نتایج تحلیل روند حاکی از افزایش خشکی در همه ایستگاه ها به جز مشهد بود. نتایج ضریب حساسیت نشان داد، در بین متغیرهای اقلیمی، بارش بیش ترین سهم را در تغییرات AI داشته است. به طوری که %10 افزایش در بارش، باعث کاهش AI در ایستگاه های رشت، ایلام، یاسوج، مشهد و کرمان به ترتیب %10/72، %11/81، %12/48، %11/14 و %12/82 می شود. بعد از بارش، بیشترین حساسیت AI به متغیرهای اقلیمی در ایستگاه های ایلام و رشت به ترتیب دمای حداکثر و حداقل، در ایستگاه های کرمان و مشهد، فشار بخار هوا، و در ایستگاه یاسوج مقدار تابش ورودی است. طی دوره 30 سال پیش رو، انتظار می رود مقادیر AI در همه ی ایستگاه های مطالعاتی به جز یاسوج افزایش یافته و بیشترین و کمترین نرخ افزایش AI سالانه به ترتیب در ایستگاه های رشت تحت سناریوی RCP8. 5 و مشهد تحت سناریوی RCP4. 5، رخ دهد.

درک صحیح از وقوع طوفان های گرد و غبار در هر منطقه و آگاهی از تغییرات زمانی-مکانی این پدیده به مدیریت و کاهش خسارت های ناشی از گرد و غبار کمک شایانی می کند. در سال های اخیر، توسعه فرامدل ها و ترکیب آن ها با الگوریتم های بهینه سازی به منظور مدل سازی و پیش بینی متغیرهای آب و هوایی، مورد توجه زیادی قرار گرفته است. از این رو در مطالعه حاضر، نوعی رویکرد ترکیبی به منظور پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار (FDSD) در مقیاس فصلی پیشنهاد شده که در آن از ترکیب شبکه های عصبی LSTM و GRU استفاده می شود. در این پژوهش، عملکرد مدل هیبریدی پیشنهادی با شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی (RBF) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) مورد مقایسه قرار گرفته است. بدین منظور، از داده های ساعتی گرد و غبار و کدهای سازمان جهانی هواشناسی در مقیاس فصلی با طول دوره آماری 30 ساله (2019-1990) در هفت ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان استفاده شد. نتایج معیارهای ارزیابی در مرحله آموزش و آزمایش مدل ها نشان داد که مدل هیبریدی GRU-LSTM عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل های مورد استفاده به منظور پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار ارایه می نماید؛ به طوری که مدل هیبریدی پیشنهادی با ضریب همبستگی (0/988-0/905=R)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE=0/313-0/402 day)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE= 0/144-0/226 day) و ضریب نش-ساتکلیف (0/903-0/819=NS)، عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل های مورد استفاده در پیش بینی شاخص FDSD داشته است. در مجموع با مقایسه مدل های مورد استفاده، روش هیبریدی GRU-LSTM بهترین عملکرد و بعد از آن مدل SVM بهترین نتیجه را ارایه نمود. لذا مدل هیبریدی پیشنهادی می تواند به عنوان ابزاری مناسب جهت پیش بینی شاخص FDSD و به تبع آن اتخاذ تصمیمات مدیریتی به منظور کاهش خسارات طوفان های گرد و غبار، در منطقه مطالعاتی مورد استفاده قرار گیرد.

محدودیت منابع آب شیرین در کشور ما و نیاز روزافزون به منابع آبی پایدار موجب توجه ویژه به آب های زیرزمینی شده است. این در حالی است که تجدید پذیری آبخوان ها در اثر خشک سالی و تغییرات اقلیمی کاهش یافته است. منابع آب زیرزمینی دشت ابهر تامین کننده نیاز عمده شهرستان های ابهر و خرمدره، در اثر حفر چاه های متعدد، با افت سطح ایستابی چشم گیری مواجه گشته و در نتیجه کف شکنی چاه ها به عنوان راهکار مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش منابع آب زیرزمینی دشت ابهر به منظور تعیین حداکثر عمق کف شکنی چاه ها بررسی گردیده است. بدین منظور، حجم آبخوان دشت ابهر با استفاده از نرم افزار ArcGIS تعیین شد. براساس وضعیت فعلی دشت و سیاست های مدیریت منابع آب آن، سه سناریوی پیش بینی وضعیت آینده آبخوان دشت تهیه و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج هر سه سناریو نشان می دهد در صورت ادامه رویه بهره برداری فعلی، قسمت وسیعی از بخش غربی دشت طی 25 سال آینده کاملا خشک شده و وسعت اشباع آبخوان به 65 درصد اندازه فعلی کاهش خواهد یافت. نتایج حاصل بیانگر نقش موثر محدود ساختن عمق چاه های کشاورزی به عنوان یک راهبرد مدیریتی در جلوگیری از خشک شدن آبخوان و کند شدن روند کاهش وسعت اشباع آن می باشد.

برآورد بار رسوب معلق و بستر حمل شده توسط جریان، برای برنامه ریزی و ذخیره منابع آب مخازن سدها، مدیریت آبخیز، حفاظت سواحل و محیط زیست حایز اهمیت است. در این تحقیق تحلیل فراوانی چند متغیره بین مقادیر حداکثر سالانه دبی سیل، بار رسوب معلق و بار رسوب بستر در ایستگاه هیدرومتری سیرا کرج با توابع مفصل مختلف انجام شد. دوره زمانی مشترک بین متغیرهای بار رسوب معلق و بار رسوب بستر از سال آبی 89-1388 تا 99-1398 تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که برترین توابع مفصل در تحلیل وابستگی بین متغیرهای دبی سیل-بار رسوب معلق، دبی سیل-بار رسوب بستر و بار رسوب معلق-بار رسوب بستر به ترتیبTawn، Shih-Louis و Gaussian است. نتایج نشان می دهد که به ازای دوره بازگشت توام با سناریو “ OR” برابر با 10 سال، مقادیر دبی سیل، بار رسوب معلق و بستر به ترتیب برابر با 125 مترمکعب در ثانیه، 100 هزار تن در روز و 2500 تن در روز می باشد. مقادیر با حداکثر احتمال وقوع بار رسوب معلق و بار رسوب بستر برای دوره بازگشت توام با سناریو “ AND” برابر با 10سال، به ترتیب برابر با 45000 تن در روز و 1500 تن در روز است. نتایج نشان می دهد که بر اساس سناریو "AND" برای دوره بازگشت توام، مقادیر طراحی چندمتغیره بار رسوب معلق و بستر کوچکتر از مقادیر تک متغیره هستند. بنابراین نادیده گرفتن همبستگی بین بار رسوب معلق و بستر و دبی سیل ممکن است بطور قابل توجهی مقدار واقعی رسوب را بیشتر برآورد کند، در نتیجه احتمال وقوع متناظر بیشتر برآورد شود.

نشت به عنوان یکی از ارکان اصلی هدررفت واقعی آب، جزو لاینفک شبکه های توزیع آب شهری محسوب می شود؛ به طوری که حتی بهترین شبکه های توزیع آب نیز از مقداری نشت در زیرساخت خود برخوردار هستند. جهت کاهش نشت و بهبود عملکرد شبکه های توزیع آب، روش ها و رویکردهای متعددی ارایه شده است. اقدامات و استراتژی های اصلی جهت کنترل و مدیریت نشت توسط شرکت های آب و فاضلاب، شامل چهار استراتژی اصلی عملیات کنترل فعال نشت (نشت یابی فعال)، مدیریت حوادث و شکستگی ها (کنترل منفعل نشت)، مدیریت فشار و مدیریت دارایی (بازسازی و نوسازی زیرساخت شبکه) می باشد. سوال حایز اهمیت این است که، کدام یک از این رویکردها برای یک شبکه ی توزیع آب مناسب تر است؟ پاسخ این سوال با انجام تحلیل سطح اقتصادی نشت به دست می آید. لذا مهمترین جزء یک استراتژی کنترل و مدیریت نشت، هدف گذاری آن بر اساس سطح اقتصادی نشت است. این مقاله، مروری جامع بر روش های برآورد سطح اقتصادی نشت در شبکه های توزیع آب، در قالب دوره های زمانی مختلف از جمله کوتاه مدت، بلندمدت و پایدار دارد. علاوه بر این رویکردی جهت تخمین سطح اقتصادی نشت با توجه به شرایط حاکم در هر شبکه و یا شرکت آب و فاضلاب مربوطه پیشنهاد می شود. نتایج این مقاله برای متخصصان و محققان حوزه ی آب بدون درآمد که در شبکه های توزیع آب فعالیت دارند مرجعی مفید و کاربردی محسوب می شود.

این مطالعه به منظور بازیابی میزان بارش با استفاده از دمای روشنایی کانال های فروسرخ از داده های تصویربردار چرخان پیشرفته مریی و فروسرخ (SEVIRI) از نسل دوم ماهواره های Meteosat (MSG) انجام گرفته است. با توجه به ارتباط بین دمای روشنایی کانال های فروسرخ ماهواره ای با ویژگی های میکروفیزیکی و نوری ابرها (مانند دمای قله ابر، ارتفاع قله ابر، ضخامت نوری ابر، اندازه ذرات و همچنین فاز ذرات)، و تاثیر تغییر هر یک از این ویژگی ها در تعیین میزان و محدوده شدت بارش، با استفاده از مدل های آماری و رگرسیونی و همچنین روش شبکه-های عصبی مصنوعی ارتباط بین تغییرات دمای روشنایی و بارش در دو ایستگاه هواشناسی استان هرمزگان، مورد مطالعه قرار گرفته و عملکرد روش های مذکور برای بازیابی میزان بارش مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بررسی مدل ها نشان داد مدل رگرسیون فرآیند گاوسی نمایی پس از انجام تحلیل مولفه اصلی با POD: 0/96، RMSE: 0/44 و HSS: 0/67 برای آستانه بارش 0. 1 میلیمتر (در طی نیم ساعت) برای مجموعه داده های بارش کمتر از 10 میلیمتر، بهترین عملکرد را دارا می باشد. شبکه عصبی مصنوعی نیز با RMSE 1/27 عملکرد ضعیف تری نسبت به مدل رگرسیونی را نشان داد اما عملکرد خوبی را در تفکیک شرایط بارشی از غیربارشی (POD: 0. 85 و HSS: 0. 48) ارایه داد. با مقایسه همبستگی بین بارش و دمای روشنایی (بطور متوسط 0. 36)، و همبستگی بین بارش مشاهده شده و بارش بازیابی شده (در مدل رگرسیونی 0. 91 و در شبکه عصبی 0. 43)، می توان نتیجه گرفت در این مطالعه محصولات بارشی تولید شده که توانست همبستگی خوبی را بین بارش مشاهده شده و بارش بازیابی شده نشان دهد.

مسیله افزایش جمعیت و نیازهای جمعیتی ازجمله نیاز به غذا و تقاضای آب، نیاز به تدوین و اجرای راهکارهای سیاستی مبتنی بر کاهش فشار بر منابع آب را ضروری می نماید بخصوص که بحث امنیت غذایی و اتخاذ سیاست خودکفایی در محصولات استراتژیک موردتوجه برنامه های بالادستی کشور بوده است. یکی از راهکارهای موثر، بهره گیری از رژیم غذایی کم آب بر می تواند باشد. از طرفی نیز نظر بر برخی کمبودها در رژیم غذایی فعلی کشور؛ لزوم تغییر آن و طراحی رژیم سالم و پایدار که توامان ارتقای سلامت جامعه و کاهش اثرات محیط زیستی آن (مانند میزان ردپای کمتر آب) را به دنبال داشته باشد، ضرورت پیدا می کند. در این مطالعه، رژیم غذایی فعلی همراه با سه رژیم جایگزین به کمک تصمیم گیری چندشاخصه گروهی با در نظر گرفتن شاخص های سلامتی (میزان انرژی و پروتیین دریافتی از رژیم)، آثار محیط زیستی (ردپای آب)، هزینه اقتصادی رژیم برای خانوار و پذیرش اجتماعی رژیم مورد ارزیابی قرار گرفته و درنهایت رژیم مطلوب و تاثیر آن معرفی شده است. همچنین در جهت لحاظ عدم قطعیت برخی از داده ها نظیر قیمت اقلام غذایی و ایجاد اعداد تصادفی از ابزارهایی نظیر قضیه حد مرکزی بهره گرفته شده است. از مهم ترین خروجی این مطالعه، می توان به ضعف رژیم غذایی فعلی نسبت به سایر رژیم های غذایی از منظرهای محیط زیستی، سلامتی و اقتصادی اشاره کرد. همچنین نتایج نشان داد که با طراحی رژیم هایی می توان هم در جهت بهبود سلامت و هم در جهت کاهش مصرف آب قدم نهاد که تحقق امنیت غذایی در کشور را به دنبال داشته باشد.

در کشورهای دارای اقلیم خشک نظیر ایران، منابع آب سطحی و زیرزمینی به علت استفاده بیش از حد و فاقد مدیریت بهم پیوسته تحت فشار و تنش قرار دارد. بررسی تعاملات بین آب سطحی و زیرزمینی و پیدا کردن یک استراتژی مناسب برای مدیریت منابع آب، برای حفظ و پایداری این منابع ضروری می باشد. هدف مطالعه حاضر، بهینه سازی تخصیص منابع آب به محصولات کشاورزی در دشت اشتهارد واقع در استان البرز است که در آن آبخوان، یک منبع مهم برای زراعت آبی می باشد و به علت برداشت بیش از حد از آبخوان، افت شدید سطح آب آبخوان به مساله بحرانی در منطقه تبدیل شده است. به این منظور، با استفاده از یک رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی تعاملات آب سطحی و زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته که در آن با استفاده از مدل های SWAT و MODFLOW به ترتیب حوضه آبریز و عملکرد محصولات کشاورزی و رفتار آبخوان و سطح آب زیرزمینی شبیه سازی شده و الگوی کشت بهینه کشاورزی در دشت با استفاده از الگوریتم PSO به دست آمده است. متغیرهای تصمیم در مساله بهینه سازی، سطح زیرکشت محصولات آبی و میزان آبیاری هر یک از محصولات است و تابع هدف مساله، بیشینه سازی سود به دست آمده از تولیدات محصولات زراعی است. محدودیت اصلی حاکم بر مساله نیز این است که سطح آب زیرزمینی از سطح پایداری آبخوان نبایستی پایین تر رود. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در شرایط بهینه، میزان افت سطح آب زیرزمینی کاهش یافته و آبخوان با بحران کمتری در طول دوره بهره برداری مواجه شده است. برای نیل به این هدف، در جواب بهینه بخشی از سطح زیر کشت گندم زمستانه و پنبه با جوی زمستانه جایگزین شده و مقدار آبیاری بهینه با کاهش %45، %7 و %10 به ترتیب برای گندم زمستانه، جوی زمستانه و پنبه باعث کاهش برداشت آب از آبخوان شده است. پس از اعمال این تغییرات سود حاصل از عملکرد محصول گندم زمستانه و پنبه به ترتیب %35 و %13 کاهش و جو %49 افزایش یافته که به طور کلی منجر به افزایش سود تولید محصولات آبیاری به میزان %4 شده است.

تداوم خشکسالی در سطوح مختلف باعث خشکی رودخانه ها و تالاب ها می شود. در این تحقیق با استفاده از تصاویر ماهواره Landsat، تغییرات مساحت دریاچه بختگان و طشک در طول سال های 1986 تا 2019 میلادی بررسی شده است. همچنین، بر مبنای شاخص بارش استاندارد (SPI) اثر بارش بر مساحت دریاچه و مجموع جریان ورودی به آن بررسی شد. در ادامه با تولید نقشه های کاربری اراضی، تغییرات کاربری اراضی در سطح حوضه دریاچه بختگان و طشک بررسی شد. به علاوه، مدلی برای پیش بینی مساحت دریاچه با استفاده از مساحت دریاچه در سال گذشته، مجموع جریان ورودی و عمق بارش سالانه بر روی دریاچه ارایه شد. نتایج نشان داد که در دوره مطالعاتی، کمترین مساحت دریاچه بختگان و طشک در سال 2011 برابر با 17/038 کیلومتر مربع بوده که در مقایسه با حداکثر مساحت دریاچه در سال 1993 کاهش %98 را نشان می دهد. بررسی SPI در سطح حوضه دریاچه بختگان و طشک در مقیاس 12 ماهه در ماه شهریور نشان می دهد که شاخص خشکسالی هواشناسی به طور مستقیم تغییرات سطح دریاچه را تحت تاثیر قرار می دهد اما در سال 2006 تا 2012 جریان ورودی به دریاچه تحت تاثیر گسترش فعالیت انسانی در سطح حوضه به شدت کاهش یافته و در این دوره روند تغییرات سطح دریاچه مطابق با تغییرات شاخص SPI نیست. نتایج حاصل از مدل پیش بینی نشان می دهد مقدار ضریب تعیین برای نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی و نتایج حاصل از تصاویر ماهواره ای برابر با 0/72 است. در نتیجه با استفاده از مدل می توان تغییرات دریاچه را با دقت قابل قبولی پیش بینی کرد.

کاهش کیفیت آب و کمبود آن دو مشکل جدی است و مدیریت منابع آب مربوط به این مشکلات معمولا با مناقشاتی همراه است. هدف از پژوهش حاضر، تحلیل رفتارها و تعاملات ذینفعان در حوضه کرج به منظور ارایه راهبرد مطلوب در سیاست گذاری پایدار منابع آب با در نظر گرفتن حفظ محیط زیست است. در این پژوهش، از تعاریف پایداری برای تحلیل نتایج حاصل از مدل گراف در نظریه بازی های غیر همکارانه استفاده شد. بازیکنان شامل سازمان جهاد کشاورزی، شرکت آب منطقه ای، کشاورزان و سازمان محیط زیست می باشند. نتایج حاصل از مدل گراف نشان داد که از بین تعاریف پایداری مورد استفاده در این پژوهش، تحلیل پایداری Non myopic برای تحلیل این بازی قابل اطمینان بوده و خروجی این پایداری، احتمال بیشتری در رخداد رفتار بازیکنان دارد. یکی از مطلوبترین نقاط تعادل، وضعیت پایه و نقطه تعادل دیگر وضعیتی است که کشاورزان برداشت غیر مجاز از کانال های آبیاری انجام می دهند که باعث وضعیت نامناسبی در آینده خواهد شد. لذا می توان با تعیین تشویق هایی از سوی شرکت آب منطقه ای به منظور همکاری کشاورزان و آموزش آن ها و نیز شناسایی و تنبیه متخلفان، مدیریت منابع آب را بهبود بخشید. در نهایت، نتایج نشان داد بکار بردن تعاریف پایداری مناسب، زمانیکه عدم اطمینان در مورد رفتار بازیکنان وجود داشته باشد، برای تجزیه و تحلیل مناقشه ای خاص، می تواند بینش ارزشمندی برای سیاست گذاری ایجاد نماید.

با رشد جمعیت، توسعه شهرنشینی و افزایش نیازهای جوامع، امروزه مدیریت منابع آب بیش از گذشته مورد توجه گرفته است. مدیریت حوضه آبریز شهری با کنترل و هدایت رواناب، به منظور کاهش دبی اوج رواناب و کاهش حجم آبگرفتگی انجام می شود. احداث حوضچه های تعدیل سیلاب در سیستم های جمع آوری رواناب شهری موجب تاخیر در زمان وقوع دبی اوج و کاهش دبی اوج رواناب می گردد. عملکرد این حوضچه ها، نه تنها به ابعاد آن ها و سازه های ورودی و خروجی شان، بلکه به نحوه ی بهره برداری از این سازه ها نیز وابسته است و می تواند در میزان راندمان و کارایی آن ها در کنترل سیلاب شبکه زهکشی شهری موثر واقع شود. در این تحقیق، بهره برداری هماهنگ از حوضچه های تعدیل سیلاب شبکه زهکشی شرق تهران، با استخراج منحنی های کنترل بهینه ی دریچه ها مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور از الگوریتم جستجوی هارمونی (HS) در ترکیب با مدل هیدرولوژیکی-هیدرولیکی SWMM برای استخراج منحنی های کنترل بهینه ی دریچه های سازه های ورودی و خروجی حوضچه ها، با هدف حداقل سازی حجم سیلاب مازاد بر ظرفیت شبکه استفاده شده است. نتایج برای 5 رویداد بارش بزرگ در ایستگاه باران سنجی نیاوران نشان می دهد که بهره برداری بهینه ی هماهنگ از این حوضچه ها باعث بهبود سطح عملکرد حوضچه ها در مقایسه با روش فعلی بهره برداری شده است، بطوریکه رویکرد پیشنهادی برای رویدادهای بزرگ بارش مورد بررسی به طور متوسط حدود 62 درصد سیلاب مازاد بر ظرفیت شبکه زهکشی را کاهش داده است.

تهیه مدل مفهومی جریان آب زیرزمینی به عنوان مهمترین گام در مدل سازی جریان آب زیرزمینی، یکی از اصلی ترین اقدامات در فرآیند مدیریت درست منابع آب زیرزمینی، بخصوص در نواحی خشک که بیشتر مصرف متوجه منابع آب زیرزمینی است، می باشد. تهیه بیلان منابع آب زیرزمینی به عنوان جزء اساسی مدل مفهومی جریان آب زیرزمینی با مشکلاتی از قبیل کمبود و ناهمگنی اطلاعات به علت نبود شبکه پایش مناسب مکانی-زمانی همراه است. در تحقیق حاضر سعی شده با استفاده از داده های کمکی، ابزارهای ریاضی-آماری و قابلیت های نوین سامانه اطلاعات جغرافیایی از جمله تحلیلگر مکانی زمین آمار، روش هایی جهت برآورد هر چه دقیق تر مولفه های بیلان ارایه شود. این روش ها در آبخوان مه ولات که از آبخوان های بحرانی کشور بوده، برای سال های آبی 1380 الی 1391 پیاده سازی گردید. خطای متوسط معادله بیلان با استفاده از روش های پیشنهادی تحقیق حاضر، 26/9 درصد مجموع مولفه های ورودی بیلان محاسبه گردید که با توجه به عدم قطعیت زیاد مولفه های بیلان آب زیرزمینی نشان از کارایی روش های پیشنهادی در تدقیق مولفه های بیلان دارد. در ادامه، با توجه به وجود خطا در سطح اطلاعات موجود، با در نظر گرفتن ضرایبی اصلاحی برای مولفه های موجود در معادلات بیلان در مقیاس سالانه، در یک فرآیند بهینه یابی با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، مجموع قدرمطلق خطاهای موجود در معادله بیلان آب زیرزمینی مه ولات کمینه شدند. خروجی این محاسبات، مقادیر بهینه ضرایب اصلاحی در دامنه تغییرات منظور شده برای آن ها بود. پس از کمینه سازی مجموع قدرمطلق خطاها، این خطا با حدود 97 درصد کاهش از 227 به 115 میلیون مترمکعب تقلیل یافت.

یکی از مهمترین اثرات تغییر کاربری اراضی و تبدیل حوضه های طبیعی به شهری، کاهش سطوح نفوذپذیر و در نتیجه افزایش احتمال وقوع سیلاب های شهری و آبگرفتگی معابر در هنگام بارندگی می باشد. با توجه به افزایش بی سابقه وسعت شهر مشهد در سال های اخیر و به دنبال آن افزایش پتانسیل رواناب ناشی از بارندگی ها از یک طرف و کمبود جدی منابع آب از طرف دیگر، انجام یک مطالعه جامع در ارتباط با رواناب های سطحی در شهر مشهد و چگونگی مدیریت آنها ضرورت جدی پیدا کرده است. در این تحقیق، پس از انجام حوضه بندی با توجه به اطلاعات موجود ابتدا فرآیند بارش-رواناب با استفاده از مدل HEC-HMS برای بخشی از زیرحوضه های شهری و طبیعی مشهد واسنجی و سپس حجم رواناب برای کل شهر محاسبه گردیده و در نهایت چگونگی مدیریت و امکان فنی و اقتصادی بویژه ذخیره رواناب تولید شده جهت استفاده در فضای سبز بررسی شده است. نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر نشان می دهد که علی رغم حجم بالای رواناب تولید شده، انتظار حل مشکل صرفا با احداث مخزن ذخیره به دلیل محدودیت های مکانی به جز در چند نقطه محدود چندان قابل توجیه نیست. به عبارت دیگر نسبت هزینه لازم برای ذخیره و استفاده هر متر مکعب رواناب بسیار بالا و غیر اقتصادی است. لذا رویکرد اصلی استفاده از پتانسیل دریاچه ها و مخازن موجود و استفاده از ذخیره ی رواناب حوضه بند گلستان در 5 کیلومتری جنوب غرب مشهد می باشد.

آبخوان گتوند یکی از آبخوان هایی است که از منابع آب آن، عمدتا برای مصارف کشاورزی بهره برداری می شود. برای بررسی کیفیت آب این آبخوان با تاکید بر آلودگی نیتراته، در خرداد ماه سال آبی 99-1398 از یازده حلقه چاه نمونه برداری انجام شد. پارامتر های صحرایی (دما، pH و EC) اندازه گیری و غلظت عناصر عمده (Ca2+، Mg2+، Na+، K+،-Cl،-SO42،-CO32 و-HCO3) و نیترات نیز مورد سنجش شیمیایی قرار گرفت. توزیع مکانی یون نیترات، تقریبا از جهت جریان آب زیرزمینی آبخوان گتوند تبعیت نموده و از ابتدای جهت جریان در بخش های شمالی و غربی به سمت انتهای جهت جریان در شرق و جنوب شرقی روند کاهشی را نشان داده است. نسبت های یونی (-NO3-/CL)، (-K+/CL) و (-SO42-/CL) نشان دادند که افزایش یون کلرید و سولفات به غیر از عامل طبیعی زمین زاد، ناشی از فعالیت های انسانی می باشد. در تحلیل آماری مولفه های اصلی، عامل اول 47/7 درصد و عامل دوم 32/2 درصد از کل تغییرات را نشان داده اند. تیپ غالب آب زیرزمینی سولفات-کلسیک است. به طور کلی تغییرات غلظت یون نیترات در آب زیرزمینی آبخوان گتوند متاثر از اندازه ذرات خاک موجود در منطقه، عمق آب زیرزمینی، شبکه آبیاری و زهکشی، نشت فاضلاب خانگی و استفاده از کودهای شیمیایی بوده است.

اهمیت سیاست گذاری در حوزه «امنیت آبی» از یک سو و درهم تنیدگی امنیت انسانی و آبی از سویی دیگر، سبب شده است که درک و شناخت جامع و صحیح از مفهوم «امنیت آب» به عنوان اولین و یکی از مهم ترین مراحل فرآیند سیاست گذاری آبی از ضرورت جدی برخوردار گردد. تاکنون عمده تحلیل های صورت گرفته مربوط به امنیت آب و سیاست گذاری کلان در این حوزه، تنها به تدوین شاخص های عینی محدود شده اند. برای پاسخ به این ضرورت، این مقاله تلاش دارد با مرور مطالعات صورت گرفته در حوزه امنیت و با استفاده از روش توصیفی-تحلیلی و استناد به منابع کتابخانه ای به بازتعریف مولفه های امنیت آبی و جهت دهی صحیح به سیاست گذاری در این حوزه بپردازد. نتایج این مطالعه نشان می دهند که نیل به امنیت آبی در گرو لحاظ ابعاد اجتماعی-سیاسی-فرابخشی در کنار ابعاد عینی در سیاست گذاری آب است و تبیین مولفه های امنیت آبی، نیازمند شناخت و درک توامان ماهیت مفهوم «امنیت» و ذات منابع «آب» است. بر این اساس، مقاله حاضر به بازتعریف مولفه های امنیت آب با مد نظر قرار دادن 1) هویت های برسازنده و شکل دهنده به مناسبات آبی، 2) خواسته ها، داشته ها و ضریب ایدیولوژی ذی مدخلان، 3) فرآیند امنیتی سازی یا امنیتی زدایی شدن طرح ها و اقدامات آبی برای جلوگیری از سیاسی شدن آن ها و 4) همبست آب-غذا-انرژی می پردازد.