سامانه های سطوح آبگیر باران
سال:1399 | دوره:8 | شماره:3 (پیاپی 26) |تعداد مقالات:6

رواناب حاصل از بارندگی در مناطق شهری یکی از منابع آب قابل استفاده است که به دلیل عدم توجه و مدیریت صحیح از دسترس خارج می شود. علاوه بر این رواناب مازاد بر ظرفیت زهکش های شهری باعث ایجاد مشکلات فراوان ازجمله آبگرفتگی و آلودگی محیط زیست شهری می شود. لذا استفاده ازاین رواناب می تواند علاوه بر تامین بخشی از آب موردنیاز در مناطق شهری باعث کاهش آبگرفتی و سیل شهری شود که سامانه های استحصال آب باران می تواند در این زمینه نقش آفرینی کند. هدف از این مطالعه پتانسیل یابی مناطق مستعد جهت جمع آوری رواناب شهری با استفاده از مدل ماشین بردار پشتیبان است. برای این منظور 46 نقطه آبگرفتگی در شهرک امام علی (ع) شهر مشهد برداشت شد و به صورت کاملا تصادفی 32 نقطه برای گروه آموزش مدل و 14 نقطه برای گروه اعتبار سنجی مدل انتخاب گردید. همچنین از متغیرهای پیش بینی کننده ارتفاع، شیب، تراکم کانال های زهکشی، فاصله از کانال های زهکشی و کاربری اراضی برای اجرای مدل ماشین بردار پشتیبان استفاده گردید. نتایج نشان داد کلاس های پتانسیل زیاد و خیلی زیاد برای جمع آوری رواناب به ترتیب 63/11 و 49/4 درصد کل منطقه را شامل می شود. بخش های مرکزی و شمال شرقی پتانسیل بیشتری برای جمع آوری رواناب شهری دارند درحالی که بخش های غربی، شرقی و جنوبی دارای کمترین پتانسیل جمع آوری رواناب هستند. همچنین ارزیابی عملکرد مدل ماشین بردار پشتیبان در مرحله آموزش 8/87 درصد و در مرحله اعتبارسنجی 80 درصد به دست آمد که نشان دهنده عملکرد "بسیار خوب" مدل است.

شبیه سازهای باران ابزاری مناسب برای پژوهش های مرتبط با فرایند فرسایش و رواناب هستند. لیکن امکان استفاده از این وسیله در مباحث دیگر نیز وجود دارد. مثلا در طراحی ابعاد سامانه های آبگیر باران از قبیل ریز حوزه ها (Micro catchments) برای درختکاری در دامنه ها و همچنین هلالی های آبگیر در مراتع و تعیین ابعاد حوضچه جمع آوری آب، آگاهی از ضریب رواناب و حجم آب جمع شده ناشی از بارش ضروری است. به این منظور در یک پژوهش ملی چند تن خاک از چهار زمین دیم منتخب مشتمل بر فراغی (استان گلستان)، سرارود (استان کرمانشاه)، کوهین (استان قزوین) و سراب ننیز (استان کهگیلویه و بویراحمد) به آزمایشگاه شبیه ساز باران و فرسایش پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری منتقل شد و پس از آماده سازی به روش های استاندارد، تحت بارشی به شدت 64 میلی متر در ساعت در سه شیب 6، 12 و 25 درصد به مدت 30 دقیقه قرار گرفت. چنین بارانی احتمال وقوع کمی دارد و قابل استفاده برای طراحی سامانه های مذکور است. دبی خروجی در طول آزمایش با فواصل 1 تا 3 دقیقه (جمعا در 17 نوبت) و حجم کل رواناب اندازه گیری و سپس ضریب رواناب و ظرفیت نفوذ خاک ها با توجه حجم بارش محاسبه شد. ظرفیت نفوذ خاک ها بین حدود 3 تا 6 سانتی متر بر ساعت بدست آمد. ضریب رواناب این خاک ها (به استثناء خاک سرارود با نفوذ بالا) بین 50 تا 90 درصد محاسبه شد. با توجه به ویژگی های خاک ها، به نظر می رسد ساختمان خاک، وزن مخصوص و مقدار ماده آلی عوامل تعیین کننده ظرفیت نفوذ باشند. حجم رواناب (به استثناء خاک سرارود) در شدیدترین رویدادها از هر مترمربع بین 15 تا 30 لیتر برآورد شد که در طراحی سامانه های سطوح آبگیر مذکور در بالا کاربرد دارد. برای خاک ها با نفوذپذیری بالا، کوبیدن خاک یا استفاده از روش های دیگر برای کاهش نفوذ و افزایش ضریب رواناب توصیه می شود.

نقشه های سیلاب براساس رویکرد قطعی اگرچه به عنوان ابزاری مهم در به حداقل رساندن تلفات ناشی از سیلاب نقش دارند، اما عدم قطعیت قابل توجهی در محاسبه سطح آب گرفتگی وجود دارد. زبری به عنوان یک پارامتر کلیدی بر ارتفاع سطح آب محسوب می شود و ازآنجایی که به سادگی قابل اندازه گیری نیست و برمبنای روش های تجربی و آزمایشگاهی تخمین زده می شود، لزوما درجه قابل توجهی از عدم قطعیت را به مدل وارد می کند. به همین منظور در این مقاله چارچوب احتمالی برمبنای رویکرد شبیه سازی مونت کارلو برای تحلیل عدم قطعیت ضریب زبری به کمک مدل HEC-RAS استفاده شده است. در این چارچوب، ماژول محاسباتی در زبان ویژوال بیسک جهت ارتباط با HECRASController به منظور اجرای خودکار 84000 شبیه سازی مونت کارلو در بازه 5/7 کیلومتر از رودخانه کارده فراهم شد. در هر اجرا بر روی 84 مقطع عرضی به صورت مجزا تعداد 1000 شبیه سازی مونت کارلو براساس توزیع احتمال زبری مانینگ انجام شد و نتایج عدم قطعیت زبری بر ارتفاع سطح آب در سطح اطمینان %99، %95، %50، %5 و %1 ارایه شد. نتایج حاکی از تاثیر قابل توجه زبری بر باند عدم قطعیت ارتفاع سطح آب در سطح اطمینان %90 بوده به طوری که تغییرات ارتفاعی سطح آب در بسیاری مقاطع به بیشتر از 1 متر می رسد. با مقایسه مقاطع با باند عدم قطعیت حداقل و حداکثر مشاهده می شود مقاطعی که در آن ها شیب عرضی بیشتر بوده عدم قطعیت بیشتر و مقاطع V شکل با شیب عرضی کمتر از باند عدم قطعیت کمتری برخوردارند. علاوه براین، نتایج تحلیل حساسیت جهت انتخاب تعداد شبیه سازی بهینه نشان می دهد پهنای باند عدم قطعیت برای تعداد شبیه سازی های بیشتر از 1000 اجرا تحت تاثیر قرار نمی گیرد. نتایج ارایه شده براساس رویکرد احتمالی و با افزایش قابلیت اعتماد و بهبود عملکرد مدل مبتنی بر عدم قطعیت زبری در رودخانه کارده می تواند در طراحی سطوح آبگیر مورد استفاده قرار گیرد.

استفاده بی رویه از منابع آب و خاک به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک سبب افزایش فرسایش خاک و به دنبال آن وقوع سیلاب های مخرب و بروز گرد و غبار و تشدید پدیده بیابان زایی می گردد. بنابراین برای جلوگیری از معضلات زیست محیطی این نواحی، نیاز به مدیریت کارآمد منابع آب و خاک آنها می باشد. سامانه های سطوح آبگیر باران یکی از نقاط قوت مناطق خشک و بیابانی است که استعدادهای بالایی برای توسعه این نواحی دارد. این پژوهش عملکرد تاثیر سامانه های سطوح آبگیر باران بر ویژگی های پوشش گیاهی منطقه تاسوکی سیستان را مورد بررسی قرار داد. برای اجرای این تحقیق مساحت سطح آبگیر باران به عنوان محدوده مطالعاتی و همچنین جوار آن نیز به عنوان تیمار شاهد انتخاب شد. با توجه به پراکنش گونه های گیاهی موجود در محدوده سطوح آبگیر باران، اندازه پلات ها به گونه ای انتخاب گردید که با توجه به مساحت محدوده، علاوه بر گونه های درختچه ای، دقت لازم برای ارزیابی پوشش بوته ای را نیز دارا باشد. بر این اساس، دو ترانسکت خطی هر یک به طول 250 متر در هر واحد پژوهشی گذاشته و در هر50 متر پلات 3×3 متری مشخص و داخل آنها نیز پلات 1×1 متری انداخته و ویژگی های درصد تاج پوشش، مقدار تولید علوفه، درصد لاشبرگ، تعداد پایه و سطح خاک لخت اندازه گیری شد. علوفه با دست برداشت و بعد از خشک شدن با ترازوی دیجیتال با دقت 01/0 گرم وزن شد. یافته ها با استفاده از نرم افزار آماری spss تحلیل شد. نتایج نشان داد که گونه های گیاهی Alhagi camelorum، Aeluropus littoralis، Tamarix stricta، Haloxylon aphylum، Hammada salicornica در این محدوده رویش نموده اند ولی در منطقه شاهد فقط گونه Hammada salicornica پراکنش دارد. تجزیه تحلیل آماری نشان داد که مقایسه میانگین یافته های تمام ویژگی های دو تیمار شاهد و سطوح آبگیر باران در سطح یک درصد اختلاف معنی داری با هم داشتند که این وضعیت نشان دهنده عملکرد مناسب این سامانه در بهبود پوشش گیاهی و بهبود اثرات زیست محیطی این محدوده می باشد.

جهان امروز با مشکلات افزایش جمعیت، شهر نشینی، افزایش نیاز به غذا، کاهش منابع آب و تخریب محیط زیست روبه رو است. "کشاورزی شهری" به عنوان بخشی از فعالیت های شهری فرصتی برای ایجاد تغییرات مثبت در نظام غذایی جهان و تولید مواد غذایی با کیفیت می باشد. ورود هدفمند کشاورزی شهری به منظر شهری راه حل جدیدی برای مقابله با مشکلات زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی می باشد. به طور قطع با گسترش شهرها و رشد جمعیت شهری تقاضا برای مواد غذایی افزایش پیدا می کند. کشاورزی همواره اصلی ترین تامین کننده مواد غذایی بشر بوده است و امنیت غذایی را برای جامعه ایجاد کند. کشاورزی شهری در کنار محاسن و مزایای خود دارای چالش هایی نیز هست. شهرها کانون های اصلی تحقق اهداف توسعه پایدار می باشند و از این رو تولید مواد غذایی با کیفیت در کم ترین مکان و کوتاه ترین زمان بسیار مهم است، با تولید غذا روی بام ها، حیاط منازل و عرصه های مناسب شهری و با اعمال مدیریت صحیح می توان نیاز غذایی شهروندان را تامین و کیفیت محیط زیست شهری را حفظ کرد. هم چنین فرصتی برای اقشار کم درآمد شهری فراهم می شود تا با ایجاد اشتغال و کاهش هزینه های غذایی خانوار به امنیت غذایی برسند. از این رو تحقیق حاضر براساس روش مروری و توصیفی و با استفاده از مطالعات کتابخانه ای می باشد.

مطالعه تغییرات اقلیمی و تاثیر آن بر شدت و تواتر خشکسالی های دهه های آتی می تواند به برنامه ریزی به منظور استفاده صحیح منابع آب و سازگاری با آثار مخرب پدیده خشکسالی کمک شایانی نماید. در چند دهه اخیر افزایش دمای زمین باعث بر هم خوردن تعادل اقلیمی کره زمین شده و تغییرات اقلیمی گسترده ای را در اغلب نواحی کره زمین موجب گردیده است که از آن به عنوان تغییر اقلیم یاد می شود. بدین منظور پس از ارزیابی توانایی مولد آب و هوایی SDSM در شبیه سازی دوره 2019-1992 براساس سناریوی پایه، اقدام به ریزمقیاس نمایی برون دادهای مدل HadGEM تحت سناریوهای RCP8. 5 و RCP4. 5 برای برآورد چشم انداز دمای حداقل، دمای حداکثر و بارش و بررسی شاخص خشکسالی SPEIشده است. نتایج نشان از افزایش 85/0 تا 54/1 درجه سانتی گرادی میانگین دمای ماهانه تحت سناریوی RCP8. 5 و افزایش 25/0 تا 45/1 درجه سانتی گرادی آن تحت سناریوی RCP4. 5 دارد. نتایج نشان از کاهش 31 تا 100 میلی متری متوسط بارش سالانه دارد. بیش ترین کاهش بارندگی مربوط به ماه فوریه بوده، هم چنین تحلیل سالانه شاخص SPEI نشان داد که 65 درصد سال ها وضعیتی نرمال دارد، بنابراین، حوزه آبخیز سد لتیان در دوره 2050-2021 با افزایش فراوانی وقوع خشکسالی روبه رو نخواهد بود، اما انتظار می رود، بارش ها به سمت فصل گرم جابه جا شوند.