مهندسی و مدیریت آبخیز
سال:1398 | دوره:11 | شماره:3 |تعداد مقالات:20

برآورد دقیق رواناب یک عملیات محوری در زمینه مدیریت منابع آب محسوب می شود و پیش بینی آن برای بهره برداری مطلوب از یک سامانه هیدرولوژیکی نقش مهمی دارد که معمولاً انجام این مهم با توسل به مدل های مختلف هیدرولوژیکی صورت می گیرد. محاسباتی مانند شدت و مدت که برای بارش متداول است، در بیشتر نقاط جهان، برای تعیین خصوصیات کلی بارش کافی نمی باشند، زیرا محاسبات بارش از روی مشاهدات زمینی به صورت نقطه ای انجام می شود، در حالی که بارش خود یک پدیده سطحی است. در تحقیق حاضر، از داده های بارش سنجش از دور و ایستگاه هواشناسی و مدل SWAT برای شبیه سازی رواناب ماهانه حوزه آبخیز کلم در استان هرمزگان استفاده شد. برای اجرای مدل هیدرولوژیک در ابتدا داده های لازم شامل داده های بارش ایستگاه هواشناسی، بارش ماهواره TRMM و بارش پایگاه بارشی GPCP، دما، رطوبت نسبی، سرعت باد، تشعشع خورشیدی از سال 1998 تا 2012 از تارنما و ایستگاه های مورد نظر استخراج شد، همچنین، نقشه های خاک، کاربری اراضی و مدل رقومی ارتفاعی منطقه متناسب در قالب مدل تهیه شدند. از سال 2001 تا 2009 برای واسنجی و از سال 2010 تا 2012 برای صحت سنجی مدل هیدرولوژیک در نظر گرفته شد. در نهایت مقادیر پارامتر نش-ساتکلیف و ضریب تعیین در دوره واسنجی برای ایستگاه هواشناسی، ماهواره TRMM و GPCP به ترتیب برابر 0. 51، 0. 41، 0. 32، 0. 51، 0. 44 و 0. 37 و در دوره صحت سنجی برابر 0. 41، 0. 52، 0. 10، 0. 43، 0. 71 و 0. 19 برآورد شد. این نتایج حاکی از آن است که مدل داده های ایستگاه هواشناسی و ماهواره TRMM را رضایت بخش و قابل قبول شبیه سازی کرده اما در مورد پایگاه بارشی GPCP شبیه سازی به خوبی صورت نگرفته است.

جریان واریزه ای از جمله مخاطرات طبیعی است که زندگی انسان ها را در نواحی پر جمعیت کوهستانی تهدید می کند. لذا تعیین آستانه بارندگی وقوع جریان واریزه ای، برای توسعه یک سامانه پیش بینی مؤثر، ضروری است. در تحقیق حاضر، آستانه های تجربی بارندگی برای وقوع جریان واریزه ای به وسیله روش هیرانو در بخشی از حوضه های کوهستانی البرز شامل گرگان رود، ناورود، نکا و بابل رود ارزیابی شده است. بدین منظور، از هایتوگراف بارندگی باران سنج های ثبات در محدوده زمانی سال های 1383-1362 استفاده شد. سپس آستانه شدت-مدت بارش برای حوضه های منتخب برآورد شده، با تحقیقات پیشین در مقیاس محلی، ناحیه ای و جهانی مقایسه شد. بررسی آستانه های بارندگی برای شروع جریان واریزه-ای نشان داد، بارندگی های بیشتر از 27. 2 و 14. 8 میلی متر به ترتیب در حوضه های ناورود و گرگان رود و بارندگی های بیشتر از 37. 84 و 66. 12 میلی متر در حوضه های بابل رود و نکا در مدت زمان تمرکز آن ها، قادر به راه اندازی جریان واریزه ای هستند. مقایسه آستانه شدت-مدت بارندگی این پژوهش با نتایج تحقیقات قبل نشان داد که به طورکلی، آستانه شدت-مدت بارش ناحیه مطالعاتی نسبت به آستانه های شدت-مدت محلی و ناحیه ای سایر کشورها پایین تر و از آستانه های جهانی بالاتر هستند. به عبارت دیگر، در برخی نقاط دنیا بارندگی های کوچک تر نسبت به مناطق مورد مطالعه می توانند جریان واریزه ای تولید کنند. این اختلافات در میان آستانه ها می تواند به دلیل تنوع ناشی از عوامل اقلیمی، جغرافیایی، فیزیوگرافی، زمین-شناسی برخی مناطق دیگر باشد.

تبیین مدل مفهومی جامع و در عین حال قابل فهم برای ارزیابی سلامت آبخیز از اولویت های اصلی و ضروری بسیاری از طرح ها و برنامه های مختلف مدیریتی و سیاست گذاری در سطح جهان و از جمله طرح کلان ملی مدیریت جامع حوزه های آبخیز کشور است. در همین راستا، پژوهش حاضر به عنوان پژوهش پیش گام در کشور به بومی سازی مدل مفهومی پایایی، تاب آوری و آسیب پذیری (RelResVul) مبتنی بر داده های هیدرولوژی با هدف ارزیابی سلامت آبخیز پرداخته است. برای این امر، ابتدا اقدام به تهیه داده های طولانی مدت دبی جریان آبخیز شازند واقع در استان مرکزی و استخراج منحنی تداوم جریان شد. سپس، آستانه های مناسب دبی مشخصه کم آبی و پرآبی به عنوان یکی از پیش نیازهای ارزیابی سلامت آبخیز با استفاده از مدل مفهومی RelResVul مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در ادامه، شاخص های پایایی (Rel)، تاب آوری (Res) و آسیب پذیری (Vul) بر اساس مفاهیم حاکم بر مدل مفهومی RelResVul برای چهار مقطع زمانی 1365، 1377، 1387 و 1393 محاسبه شدند. در نهایت، از طریق تلفیق هندسی شاخص های نام برده، وضعیت عمومی سلامت حوزه آبخیز شازند و در زیرحوضه های مختلف مبتنی بر دو معیار دبی مشخصه کم آبی و پرآبی پهنه بندی شد. نتایج پژوهش نشان داد که به ترتیب 59، 53، 68 و 66 درصد از آبخیز مطالعاتی در مقطع های زمانی اول تا چهارم در وضعیت نسبتاً سالم و سالم از لحاظ شاخص سلامت آبخیز قرار داشتند. حال آن که برای معیار دبی مشخصه پر آبی، به ترتیب 19، 22، 54 و 38 درصد آبخیز شازند در مقطع های زمانی مورد نظر در وضعیت نسبتاً سالم و سالم از لحاظ شاخص سلامت آبخیز قرار گرفت. همچنین، ارزیابی شاخص سلامت کل آبخیز شازند مبتنی بر معیارهای دبی مشخصه کم آبی و پرآبی به ترتیب نشانگر وضعیت متوسط و نسبتاً سالم و روند بهبود و نیز وضعیت متوسط و روند ثابت بوده است. علاوه بر آن، تغییرپذیری غیر یکنواخت مکانی وضعیت سلامت آبخیز در زیرآبخیزهای مختلف در مقطع های زمانی مطالعاتی مورد تایید قرار گرفت.

دخالت های انسان بر روند طبیعی رخدادها و بهره برداری بی رویه از منابع طبیعی، روند احیاء طبیعت را مختل و باعث تسریع در روند تخریب آن شده است. هدف از تحقیق حاضر تعیین عوامل انسانی تشدید کننده فرسایش بادی در منطقه هامون سیستان می باشد. جامعه آماری تحقیق شامل دو گروه است، گروه اول شامل تمامی کارشناسان مربوط به بخش منابع طبیعی در شهرستان زابل، به تعداد 36 نفر که همه پرسی شدند و گروه دوم شامل کلیه خانوارهای موجود در بخش هامون سیستان به تعداد 4121 خانوار می باشد که با استفاده از فرمول کوکران، حجم نمونه 221 خانوار به دست آمد. نتایج حاصل از استخراج پرسشنامه کارشناسان نشان داد که کشت خارج از فصل خربزه در بستر دریاچه هامون، حفر گوال های ذخیره آب و برهم زدن بستر تثبیت شده دریاچه و رقابت در چرای دام در بستر دریاچه هامون، از مهمترین عوامل تشدید کننده فرسایش بادی در منطقه هستند. برای بررسی رابطه بین عوامل اقتصادی و اجتماعی و سه عامل تشدید کننده فرسایش بادی از روش همبستگی پیرسون استفاده شد. تجزیه و تحلیل داده ها نشان داد که تجربه بهره برداران از منطقه و تعداد اعضای خانوار ساکنان هر دو تاثیر معنی دار مثبتی در سطح اطمینان 99 درصد بر افزایش میزان سطح زیر کشت خارج از فصل خربزه در بستر دریاچه هامون، حفر گودال های ذخیره آب و میزان چرای دام در بستر دریاچه هامون دارند. از طرفی افرادی که زمین زراعی بیشتری دارند و از سطح تحصیلات بالاتری برخوردار هستند و همچنین، درآمد اقتصادی آن ها بالا است، کمتر اقدام به بهره برداری بی رویه و تخریب منطقه می کنند.

مدیریت پایدار آبخیز، کنترل هدررفت خاک و رسوب و اجرای طرح های حفاظتی آبخیزداری نیازمند ارزیابی تغییرات زمانی و مکانی رواناب و رسوب می باشند. لذا، در این تحقیق میزان شدت تمرکز دبی و رسوب ماهانه در 15 ایستگاه هیدرومتری واقع در استان آذربایجان غربی در یک دوره 20 ساله با استفاده از منحنی جرم مضاعف و شاخص تغییرات سالانه (شاخص ضریب تغییرات، ضریب تعدیل توزیع سالانه و شدت تمرکز) مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس ارتباط تغییرات بار رسوبی و دبی، از معادله سنجه رسوب با تبدیل لگاریتمی داده های دبی جریان و رسوب استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد که بیشینه مقادیر دبی و رسوب ایستگاه ها در فصل بهار و خصوصاً در ماه اردیبهشت اتفاق افتاده است که با مقادیر بالای بارش بهاره و ذوب برف و اثر آن در میزان آبدهی بالای رودخانه ها در این فصل در ارتباط بوده است. همچنین، مقادیر منحنی تجمعی رواناب و رسوب در ایستگاه های پل بهراملو، چوپلوچه، ساری قمیش، پی قلعه، نقده، دورود و چپرآباد دارای منحنی با شیب ثابت هستند و روند تغییرات رسوب با رواناب همگن می باشد. ولی در ایستگاه های دیزج، ارومیه، بالقچی، داشبند، قاسملو و بایزیدآباد، شیب منحنی تجمعی در طول دوره دارای روند کاهشی می باشد و می تواند بیانگر کاهش بارش، اقدامات حفاظتی (احداث سد) در سطح حوضه یا مقدار رسوب کمتر در طول دوره آماری باشد. همچنین، ایستگاه های اشنویه و بابارود دارای روند کاهشی و سپس افزایشی بوده اند. بیشترین ضریب تغییرات دبی و رسوب مربوط به ایستگاه پل بهراملو به ترتیب برابر 16 و 173 درصد است. در حالی که بیشترین یکنواختی در وقوع دبی و رسوب در ماه های سال مربوط به ایستگاه چپرآباد (ضریب تعدیل توزیع سالانه دبی و رسوب به ترتیب برابر 0. 19 و 0. 25 درصد) بوده است. کمترین شدت تمرکز نیز مربوط به ایستگاه چپرآباد با مقادیر شدت تمرکز دبی 0. 25 و رسوب 0. 35 درصد می باشد، در صورتی که ایستگاه ارومیه (با مقادیر دبی 0. 58 و رسوب 0. 84 درصد) دارای بیشترین شدت تمرکز بوده است. در مجموع می توان گفت که شاخص های تغییرات فصلی دبی و رسوب در بیشتر موارد در یک راستا بوده، نیز تغییرات مکانی رسوب در ایستگاه های مورد مطالعه دارای روند متفاوتی است که از شرایط اقلیمی، هیدرولوژیکی و انسانی متأثر می شود.

افزایش گازهای گلخانه ای تغییراتی را در تعادل آب و هوای کره زمین به وجود آورده است که تغییر آب و هوا نامیده می شود. افزایش گازهای گلخانه ای، می تواند علاوه بر تأثیر بر روی پارامترهای آب و هوایی، سامانه های متأثر از این متغیرها، نظیر منابع آب، کشاورزی، محیط زیست، بهداشت و اقتصاد را نیز دگرگون سازد. برای بررسی اثرات تغییر آب و هوا بر سامانه های مختلف در آینده، ابتدا باید متغیرهای آب و هوایی تحت تغییرات گازهای گلخانه ای (سناریوهای آب و هوایی) شبیه سازی شوند. روش های مختلفی برای این کار وجود دارد که معتبرترین آن ها استفاده از مدل های آب و هوایی است. مدل های آب و هوایی سیاره ای (AOGCM)، قادر به شبیه سازی در سطوح بزرگ چند صدکیلومتری هستند و نمی توانند فرایندهای منطقه ای و کوچک مقیاس آب و هوا را شبیه سازی کنند. از این رو، ضروری است تا این تغییرات به طور دقیق تر و در مقیاس های کوچک تر بررسی شوند. برای رسیدن به این مهم، از روش های ریزمقیاس نمایی استفاده می شود که یکی از مهمترین آن ها روش های دینامیکی است که مبتنی بر بالا بردن قدرت تفکیک و تجزیه هر چه بیشتر مدل های آب و هوایی سیاره ای هستند. این روش همچنین، برای کشورهایی مثل ایران که داده های مشاهده ای و ایستگاهی کافی و بلند مدت (مورد نیاز روش های ساده تر مثل ریزمقیاس نمایی آماری) ندارد، می تواند مناسب باشد. در این مطالعه، به ارزیابی مدل ریزمقیاس نمایی دینامیکی PRECIS، برای برآورد بارش و دما پرداخته شده است. نتایج ارزیابی مدل PRECIS نشان داد که به طور کلی، این مدل می تواند برآورد مناسبی از بارش و دما در منطقه داشته باشد (میانگین درصد خطا در مورد بارندگی حدود 4-درصد)، هر چند که در باره بارش های پاییزه و بهاره، به دلیل ماهیت محلی این بارش ها، مدل، چندان توانمند نبوده است. از طرف دیگر، با توجه به نتایج به دست آمده از ارزیابی های نقطه ای و منطقه ای به نظر می رسد که ارزیابی نقطه ای نمی تواند معیار مناسبی برای سطح یک منطقه باشد و بهتر است برای ارزیابی مدل های اقلیمی و بررسی تغییرت اقلیمی یک حوضه به صورت منطقه ای عمل شود.

شبیه سازی و ارزیابی آورد رسوب رودخانه از جمله مسائل مهم در مدیریت منابع آب می باشد. اندازه گیری مقدار رسوب به روش های متداول عموماً مستلزم صرف وقت و هزینه زیادی بوده، گاهی از دقت کافی نیز برخوردار نیست. در این پژوهش برای تخمین رسوبات رودخانه کشکان واقع در استان لرستان، از شبکه عصبی موجک استفاده شد و نتایج آن با روش های مرسوم هوشمند همچون شبکه عصبی مصنوعی مقایسه شد. پارامتر دبی، دما، میزان مواد جامد محلول در آب و بارش به عنوان ورودی و دبی رسوب به عنوان خروجی مدل در مقیاس زمانی ماهانه طی دوره آماری (1393-1364) انتخاب شد. معیارهای ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب نش ساتکلیف برای ارزیابی و نیز مقایسه عملکرد مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد، ساختار ترکیبی توانسته با استفاده از دو روش هوشمند مورد بررسی، در تخمین میزان رسوب نتایج قابل قبولی ارائه کند. لیکن از لحاظ دقت، مدل شبکه عصبی موجک با بیشترین ضریب همبستگی (0. 850)، کمترین ریشه میانگین مربعات خطا (t day-1 0. 051) و نیز معیار نش ساتکلیف (0. 758) در مرحله صحت سنجی در اولویت قرار گرفت. در مجموع نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی موجک توانایی بالایی در تخمین مقادیر کمینه و بیشینه برخوردار است.

شناسایی مناطق در معرض فرونشست و برآورد نرخ آن نقش مهمی در مدیریت کنترل این پدیده دارد. تکنیک تداخل سنجی تفاضلی راداری با دقت بالا از مناسب ترین روش های شناسایی و اندازه گیری میزان فرونشست می باشد. در این پژوهش، به منظور شناسایی و اندازه گیری فرونشست در دشت مهیار از تکنیک تداخل سنجی تفاضلی راداری در بازه زمانی 2004 تا 2010 استفاده شده است. بدین منظور تعداد هشت زوج تصویر سری زمانی از سنجنده ASAR در نوار C راداری، در عبور صعودی به کار گرفته شد. روش مورد استفاده در این پژوهش مبتنی بر روش آزمایشگاهی-پیمایشی است. به منظور صحت-سنجی روش از داده های پیمایشی، نقشه های کاربری اراضی، زمین شناسی و اطلاعات چاه های مشاهده ای در منطقه استفاده شد. طبق نتایج بیشینه نرخ متوسط فرونشست سالانه در منطقه حدود 6. 4 سانتی متر در سال برآورد شده است. نتایج نشان داد که بیشترین میزان فرونشست در مناطق تحت کشت و در نتیجه استحصال بیش از حد آب و فرونشست سطح سفره آب های زیرزمینی رخ داده است. رابطه بین فرونشست و مقدار تغییرات سطح چاه پیزومتری نشان داد که به ازای هر دو سانتی متر افت سطح چاه پیزومتری، دشت دچار 0. 384 سانتی متر فرونشست خواهد شد.

منحنی تداوم جریان نشان دهنده رابطه فراوانی وقوع دبی است و به عنوان پیش نیاز، برای طرح های مدیریت منابع آب مورد نیاز است. در این پژوهش، با بررسی داده های دبی روزانه ایستگاه های آب سنجی، تعداد 47 ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سال های 1355-1390 در منطقه نیمه خشک کشور انتخاب شد. با استفاده از نقشه توپوگرافی با مقیاس 1: 50000 و تعیین موقعیت ایستگاه ها، محدوده مورد پژوهش مشخص و 11 پارامتر فیزیوگرافی موثر بر منحنی تداوم جریان شامل ارتفاع متوسط، مساحت حوضه، ضریب گراویلیوس، شیب حوضه و طول رودخانه اصلی و پارامتر های هیدرولوژیکی شامل بارش سالانه، شاخص جریان پایه، ضریب افت هیدروگراف جریان، شماره منحنی، نفوذپذیری و تعداد روز های بارانی، برای هر حوضه استخراج شد. سپس منحنی تداوم جریان با استفاده از داده های روزانه جریان، ترسیم و شاخص های آن استخراج شدند. سپس تجزیه عاملی انجام و عوامل مستقل تاثیر گذار بر منحنی تداوم جریان مشخص شد. سرانجام همگن بندی بر اساس عوامل مستقل موثر انجام و روابط رگرسیونی شاخص های منحنی در هر منطقه همگن استخراج شد. به منظور بررسی صحت و دقت مدل ها در مناطق همگن از روش های آزمون استقلال خطا ها، بررسی توزیع نرمال خطا ها و ایستگاه های شاهد استفاده شد. نتایج نشان داد که عوامل انتخاب شده برای تحلیل عاملی در منطقه اقلیمی نیمه خشک 75. 875 درصد، واریانس داده ها را توضیح می دهند. شش پارامتر بارش، شماره منحنی، شیب، تعداد روز های بارانی، نفوذپذیری و مساحت موثرترین پارامتر ها شناخته شدند. نتایج بررسی دقت مدل ها با استفاده از ایستگاه های شاهد نشان داد که خطای نسبی روابط ارائه شده در منطقه همگن یک 0. 17، منطقه دو 2. 17، منطقه سه 1. 53 و منطقه چهار 1. 94 درصد می باشد. توزیع نرمال خطاها، ضریب تعیین بیشتر از 0. 90 و ضریب دوربین واتسن بین 1. 5 تا 2. 5 و معیار کارایی نش-ساتکلیف نزدیک "یک" بیانگر قابلیت اعتماد به روابط رگرسیونی ارائه شده برای برآورد شاخص های منحنی تداوم جریان در حوضه های فاقد آمار در مناطق نیمه خشک کشور است.

از جمله روش های کاهش ابعاد و یا حذف سازه مستهلک کننده انرژی پایین دست تند آب ها، استفاده از موانعی است که بر روی تندآب ها قرار می گیرند. در این تحقیق، با استفاده از مدل آزمایشگاهی به قابلیت استهلاک انرژی تندآب با استفاده از موانع مستغرق مکعب مستطیلی پرداخته شد. برای این منظور، آزمایش های مختلفی در تندآب با چهار شیب مختلف با و بدون وجود موانع در یک فلوم آزمایشگاهی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. نتایج حاصل از مدل های بدون مانع نشان داد که میزان استهلاک انرژی نسبت به انرژی بالادست در محدوده دبی های این تحقیق بین 10 درصد برای مدل با شیب یک به چهار تا 63 درصد برای مدل با شیب یک به پنج متغیر است. با مقایسه افت انرژی در شیب-های مختلف، می توان به نتیجه رسید که با کاهش شیب بستر تندآب، افت انرژی نسبی افزایش می یابد. همچنین، این نتیجه را نیز می توان عنوان کرد که با کاهش شیب بستر تندآب، روند کاهش افت انرژی با شیب کمتری اتفاق می افتد. با بررسی نتایج مدل های با مانع و مقایسه آن ها نسبت به مدل های بدون مانع، میزان استهلاک انرژی، افزایش 17 تا 44 درصدی را نشان داد. در مدل های با مانع نیز با مقایسه افت انرژی در شیب های مختلف، می توان به این نتیجه رسید که با کاهش شیب بستر تندآب، میزان افت انرژی نسبی افزایش و روند کاهش افت انرژی با شیب کمتری اتفاق می افتد. در بخش نهایی با استفاده از رگرسیون چند متغیره روابطی برای پیش بینی استهلاک انرژی در این نوع تندآب در حالت بستر بدون مانع و با وجود موانع استخراج شد.

هدررفت فسفر خاک از طریق رواناب ممکن است، باعث بالا رفتن غلظت فسفر آب های سطحی به اندازه ا ی شود که موجب شکفتگی جلبکی در سامانه های آبی شود. در نتیجه، بررسی ارتباط بین غلظت فسفر محلول رواناب و غلظت فسفر فراهم خاک برای مدیریت فسفر در آب های سطحی و نیز تعیین سطح بحرانی فسفر فراهم خاک ضروری است. برای انجام این کار، از 30 نقطه حوزه آبخیز تلخه رود که فسفر فراهم آن ها در دامنه گسترده ای قرار داشت، نمونه های خاک برداشت شدند. پس از تعیین ویژگی های عمومی، فسفر فراهم خاک ها با استفاده از روش های اولسن، مهلیچ-3، سلطان پور و صافی آغشته به اکسید آهن اندازه گیری شد. سپس، نمونه های خاک با فشردگی یکسان درون سینی هایی به ابعاد 30 در 60 سانتی متر ریخته و به مدت 30 دقیقه در شیب پنج درصد تحت باران با شدت 75 میلی متر بر ساعت قرار داده شدند. از رواناب خروجی در فواصل زمانی مختلف نمونه برداری و غلظت فسفر محلول آن ها اندازه گیری شد. همبستگی بین فسفر محلول رواناب و فسفر فراهم خاک ها که به چهار روش اندازه گیری شده بودند، معنی دار بود. غلظت آستانه فسفر فراهم برای روش های اولسن، مهلیچ-3، صافی آغشته به اکسید آهن و سلطان پور به ترتیب 86، 140، 52 و 49 میلی گرم بر کیلوگرم به دست آمد. همچنین، هر چهار روش غلظت آستانه فسفر محلول رواناب را در بازه باریک 0. 38 تا 0. 4 میلی گرم بر لیتر نشان دادند.

بررسی روند بیابان زایی مستلزم درک پدیده هایی است که هم به طور منفرد و هم در کنش و واکنش با یکدیگر در یک ناحیه تغییراتی را به وجود آورده اند که این تغییرات منجر به بیابان زایی و تخریب اراضی شده است. به منظور بررسی اثر معیار خاک-شناسی بر پتانسیل بیابان زایی مخروط افکنه ها در بخش جنوبی حوزه آبخیز رودخانه شور، نخست اقدام به تهیه نقشه طبقات شیب، کاربری اراضی و زمین شناسی کاربردی با هدف ایجاد واحدهای همگن و تعیین خصوصیات خاک شد، به-طوری که از طریق روی هم قرار دادن و تقاطع این نقشه ها با لایه شبکه ای ایجاد شده به وسیله برنامه جانبی ET GeoWizards در نرم افزار ArcGIS 10. 3، نقشه واحدهای کاری حاصل شد. در این تحقیق، سه شاخص حساسیت پذیری نسبت به فرسایش، شوری و نفوذپذیری خاک در نظر گرفته شد که در نهایت هر یک به صورت نقشه ای طبقه بندی شده، ارائه شدند. سپس اقدام به محاسبه وزن معیارها و نیز نسبت سازگاری با کاربرد روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی شد و از شاخص ویکور به منظور تعیین پتانسیل و اولویت بندی گزینه ها استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، دامنه تغییرات شاخص ویکور در گزینه ها مبتنی بر روش AHP-VIKOR از 0. 002 تا 1. 000 متغیر است. واحدهای V1 و V10 به ترتیب با دارا بودن شاخص های ویکور 1. 000 و 0. 002، بیشینه و کمینه پتانسیل بیابان زایی را به خود اختصاص داده اند. نتایج حاصل از پهنه بندی منطقه تحقیق نشان دهنده حضور دو طبقه کم (I) و خیلی زیاد (IV) در پهنه بندی شدت یا پتانسیل بیابان زایی مخروط افکنه ها است، به طوری که 74. 18 درصد منطقه (معادل 4245. 77 هکتار) دارای پتانسیل بیابان زایی کم و 25. 82 درصد (معادل 1477. 67 هکتار) دارای پتانسیل بیابان زایی خیلی زیاد است.

هدف از پژوهش حاضر، بررسی روند ارتباط بین خشکسالی آب شناسی و هواشناسی حوزه آبخیز مهارلو در استان فارس است. در این تحقیق، به منظور ارزیابی خشکسالی هیدرولوژیکی از شاخص استاندارد سطح آب (SWI) و از آمار آب های زیرزمینی 60 چاه پیزومتری با طول دوره زمانی مشترک 15 ساله (1392-1378) و برای ارزیابی خشکسالی هواشناسی، از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) استفاده شد و از آمار 18 ایستگاه باران سنجی حوزه آبخیز مهارلو طی یک دوره آماری 15 ساله (1392-1378) استفاده شد. به منظور پهنه بندی خشکسالی ها و تهیه نقشه های مربوطه، از روش های مختلف زمین آمار شامل میان یابی عکس مجذور فاصله (IDW) و کریجینگ معمولی در نرم افزار ArcGIS استفاده شد و نتایج مدل ها بر اساس معیار های میانگین مطلق خطا (MAE)، میانگین انحراف خطا (MBE) و ریشه دوم میانگین مربعات باقی مانده (RMSE) ارزیابی شد. شایان ذکر است که برای بررسی روند زمانی خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی از آزمون من– کندال استفاده شد. نتایج نشان داد که خشکسالی هیدرولوژیکی دارای روند معنی دار افزایشی بوده، در حالی که خشکسالی هواشناسی در ابتدا کاهشی و سپس افزایشی بوده، روند خاصی را دنبال نمی کند. در سال 78، بیشترین میزان خشکسالی با مقدار SWI 2. 25 و در سال 81، بیشترین میزان ترسالی با مقدار SWI-2. 66 رخ داده است. همچنین، نتایج نشان داد که در قسمت های جنوب غرب و مرکز بیشترین ترسالی و در نواحی شمال غربی، بیشترین شدت خشکسالی مشاهده شده است. نتایج خشکسالی هواشناسی نیز بیانگر آن بود که در سال 78 بیشترین شدت ترسالی در ایستگاه کمهر رخ داده است و بیشترین شدت خشکسالی طی سال های بعد نیز در ایستگاه کمهر رخ داده است. همچنین، نتایج ارزیابی روش های میان یابی نشان داد که روش عکس مجذور فاصله با کمینه میزان MAE (0. 2688) و RMSE (0. 629) به عنوان مناسب ترین روش میان یابی و نقشه شاخص SPI بر اساس کمینه MAE (0. 2688) و MBE (-0. 000051) به عنوان مناسب ترین شاخص در ارزیابی خشکسالی انتخاب شد.

فرسایش و آبشستگی از مهمترین مسائل نگران کننده در ارتباط با کناره های رودخانه و سواحل می باشد. استفاده از آبشکن ها، از جمله روش های نوین کنترل و کاهش فرسایش می باشد. آبشکن ها به اشکال مختلفی نظیر آبشکن ساده، L شکل و T شکل هستند. در این پژوهش آزمایشگاهی، تأثیر هندسه مختلف آبشکن های بالادست و پایین دست بر آبشستگی آبشکن T شکل میانی برای سری آبشکن های ترکیبی مطالعه شده است و بهترین ترکیب جهت افزایش کارایی آبشکن ها مشخص شده است. آزمایش ها در شرایط آستانه حرکت بستر متحرک، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که متوسط عمق آبشستگی اطراف آبشکن T شکل میانی، حدود 0. 8 برابر عمق جریان است. بهترین عملکرد آبشکن T شکل میانی زمان رخ می دهد که آبشکن بالادست L شکل و آبشکن پایین دست T شکل باشد (L T T). در واقع کمترین حجم و متوسط عمق آبشستگی با توجه به همه موقعیت ها نیز مربوط به همین ترکیب است. حجم فرسایش با استفاده از نرم افزار Surfer محاسبه شده است. متوسط حجم آبشستگی این ترکیب، 0. 063 مترمکعب و متوسط عمق آبشستگی در حدود 1. 21 برابر عمق جریان می باشد. در محل آبشکن اول تمام حجم فرسایش یافته در سمت موافق آبشکن ها است که با عبور از محدوده آبشکن ها، فرسایش به سمت مخالف هدایت می شود. آبشکن های ترکیبی پیشنهادی (L T T) پتانسیل بالایی جهت استفاده در رودخانه ها به منظور کاهش فرسایش بستر و دیواره ها را دارا می باشد.

سامانه های جمع آوری و کنترل آب های سطحی ناشی از بارندگی از اجزاء مهم برنامه ریزی و عمران مناطق شهری هستند و هر گونه سهل انگاری در طراحی صحیح آن ها می تواند برای جوامع شهری مشکل آفرین باشد. لذا به منظور پیش بینی عملکرد هیدرولیکی از کل سامانه، نیاز به استفاده از روش های محاسباتی پیشرفته و مدل سازی های جدید و کارآمدتر وجود دارد. کاهش پیامدهای زیان بار ناشی از سیلاب های شهری معمولاً با برآورد دقیق رواناب شهری و انتخاب روش مناسب کنترل آن محقق می شود، به این منظور، لازم است میزان رواناب شهری به درستی برآورد شود. بر این اساس، محققین در سال های اخیر به مدل سازی روی آورده اند. از جمله مدل های پر کاربرد در مدیریت رواناب مدل SWMM ابزاری قدرتمند برای محاسبات زهکشی شهری و مدیریت رواناب می باشد. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی کارایی مدل بارش-رواناب SWMM در شبیه سازی رواناب سطحی در حوضه شهر ایذه می باشد. برای مشخص کردن بارندگی طرح، زمان تمرکز حوضه محاسبه و تداوم رگبار طرح برابر زمان تمرکز حوضه در نظر گرفته شد. همچنین، از سه معیار NAS، BIAS و RMSE برای بررسی صحت واسنجی و اعتبارسنجی مدل استفاده شد. در نهایت پس از تأیید مدل، نقاط حساس به آب گرفتگی با دوره بازگشت های دو، پنج، 10، 20، 50 و 100 ساله تعیین شد. نتایج نشان داد، علت آب گرفتگی در بعضی از نقاط به دلیل نبود ظرفیت کافی آبگذرها است، در حالی که در سایر نقاط با وجود ظرفیت کافی برای عبور رواناب، آب گرفتگی مشاهده می شود که دلیل آن مربوط به احداث پل های نامناسب در مسیر کانال ها که سبب کاهش ابعاد آبگذر و آشغال گرفتگی در محل گره ها است. برای واسنجی و ارزیابی مدل ها از سه واقعه بارندگی در تاریخ های 23/12/1395، 08/01/1396 و 17/01/1396 استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل SWMM نشان داد، انطباق خوبی بین دبی شبیه سازی شده و مشاهده ای وجود دارد. بنابراین، می توان از این مدل ها برای پیش بینی خطر آب گرفتگی، طراحی و برآورد مقدار و هزینه زهکشی، مدیریت حوضه های شهری و اولویت بندی مناطق برای رفع مشکل آب گرفتگی استفاده کرد.

رطوبت خاک یکی از پارامترهای کلیدی در مطالعات منابع آب و آبخیزداری می باشد. اندازه گیری میدانی این پارامتر در مقیاس کلان کاری بسیار مشکل، زمان بر و پرهزینه است. از این رو، در سال های اخیر روش های نوین متعددی مبتنی بر داده های ماهواره ای برای برآورد و مدل سازی رطوبت خاک توسعه داده شده اند. در میان روش های ارائه شده مدل های مبتنی بر بیلان انرژی سطح با توجه به ماهیت فیزیکی که دارند، از اهمیت ویژه و میزان دقت بالاتری برخوردارند. اما با توجه به پیچیدگی خاصی که دارند، کمتر مورد استفاده واقع شده اند. لذا این تحقیق، به منظور برآورد رطوبت خاک با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 8 و مدل بیلان انرژی سطح در حاشیه تالاب شادگان واقع در جنوب غربی ایران صورت گرفت. بدین منظور در تاریخ 07/04/1395 و هم زمان با عبور ماهواره لندست 8 اقدام به اندازه گیری رطوبت خاک به صورت حجمی در 39 نقطه از منطقه حاشیه غربی تالاب شادگان شد. پس از انجام پردازش های لازم بر روی تصویر ماهواره ای با استفاده از سامانه بیلان انرژی سطح (SEBS)، کسر تبخیر منطقه محاسبه شد. سپس کسر تبخیر را به عنوان ورودی اصلی در یک مدل ساده تجربی (مدل نسبت اشباع) قرار داده، رطوبت خاک منطقه برآورد شد. نتایج نشان دهنده توانایی بالای مدل مورد نظر با میزان ضریب تعیین 69/0 و مقدار خطای RMSE برابر با 0. 03، در برآورد رطوبت خاک منطقه مورد مطالعه است. همچنین، نتایج نشان می دهد که استفاده ترکیبی از داده های سنجش از دور و مدل بیلان انرژی سطح و مدل تجربی رطوبت خاک، می تواند برای مدل سازی رطوبت خاک در سطح وسیع مورد استفاده قرار گیرد.

تأثیرات تغییر اقلیم بر دما و به ویژه بارش سراسر جهان به دلیل پیچیدگی و تغییرات مکانی آن ها به خوبی شناخته نشده است. در این تحقیق، اقدام به بررسی اثر پدیده تغییر اقلیم بر تغییرات برخی از متغیرهای اقلیمی (دما و بارش)، در حوضه حبله رود با توجه به حساسیت اکولوژیکی و موقعیت خاص این منطقه در دوره های آتی شد است. برای این کار، داده های مدلHadCM3 با به کارگیری مدلLARS-WG طبق سناریوهای A2، B2 و A1B ریزمقیاس شده و تغییرات فصلی بارش، کمینه و بیشینه دمای ایستگاه های سینوپتیک فیروزکوه و گرمسار در دو دوره 2030-2011 و 2065-2046 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بارش حوضه به طور متوسط در آینده نزدیک بین 0. 23 تا 4. 80 میلی متر افزایش و در آینده میانه 0. 08 تا 0. 15 میلی متر کاهش خواهد یافت. کمینه دما برای آینده نزدیک بین 0. 50 تا 0. 67 درجه سانتی گراد و در آینده میانه بین 1. 54 تا 1. 97 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. بیشینه دمای حوضه حبله رود برای آینده نزدیک بین 0. 43 تا 600. درجه سانتی گراد و برای آینده میانه بین 1. 47 تا 1. 89 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت و در نهایت می توان گفت که شرایط اقلیمی حوضه حبله رود در دوره های آتی، تفاوت محسوسی با شرایط فعلی خواهد داشت. بنابراین، با توجه به این موضوع و نیز آگاهی از اثرات منفی مستقیم و غیر مستقیم تغییر اقلیم بر بخش های مختلف حوضه (کشاورزی، منابع آبی، محیط زیست، منابع طبیعی، بهداشت، صنعت و اقتصاد)، برنامه ریزی های بلندمدت و استراتژیک برای مدیریت شرایط جدید، امری ضروری است.

پژوهش حاضر با هدف بررسی نقش گردشگری در توسعه پایدار روستایی با تأکید بر ابعاد اقتصادی، در شهرستان فومن انجام گرفت. تحقیق حاضر به لحاظ هدف از نوع کاربردی و از حیث روش توصیفی و تحلیلی است. جامعه آماری تحقیق عبارت است از کلیه سرپرستان خانوار 12 روستای شهرستان فومن که هدف گردشگری هستند. تعداد خانوار شامل 2019 خانوار و جمعیت 12 روستای هدف مطالعه 7256 نفر بودند. روش نمونه گیری طبقه ای متناسب با حجم برگزیده شد. با استفاده از فرمول برآورد حجم نمونه کوکران تعداد نمونه آماری 324 سرپرست خانوار نفر تعیین شد. ابزار اندازه گیری پرسش نامه محقق ساخته مشتمل بر 35 سوال و چهار مولفه بود. پایایی پرسش نامه با استفاده از ضریب آلفای کرونباخ 73/0 به دست آمد. اطلاعات حاصل از پرسش نامه ها با استفاده از آزمون های علامت و فریدمن تحلیل شد. بر اساس نتایج آزمون علامت در فرضیه اصلی مشخص شد که از نظر جامعه محلی بین گردشگری روستایی و توسعه پایدار اقتصادی رابطه معنی داری وجود دارد. در فرضیه فرعی 1 مشخص شد که بین گردشگری و افزایش اشتغال در روستاهای مورد مطالعه رابطه معنی داری وجود دارد، همچنین، در فرضیه فرعی 2 مشخص شد که بین گردشگری و افزایش سطح درآمد روستاییان رابطه معنی داری وجود دارد و در فرضیه 3 مشخص شد که بین گردشگری و افزایش ثروت روستاییان رابطه معنی داری وجود دارد. بین تأثیر پیامدهای گردشگری در توسعه پایدار اقتصاد روستایی اولویت وجود دارد. این اولویت ها به ترتیب اهمیت عبارت از 1-درآمد زایی، 2-اشتغال زایی و 3-پایداری اقتصاد روستا هستند.

در مناطق خشک همانند سطح عظیمی از ایران، انسان همواره با کمبود آب مواجه بوده و هست. جمع آوری آب به ویژه در بهره برداری صحیح از آب های موجود در مناطق خشک، می تواند موثر باشد. تنوع اقلیم در ایران با وجود میانگین بارندگی کمتر از یک سوم جهانی، بالا است، حتی در مناطق جنوبی کشور و در مقیاس کوچک، از جمله میناب و محل سد احداثی استقلال هم، که بارندگی به یک سوم میانگین کشوری می رسد، این تنوع اقلیمی به خوبی مشاهده می شود. در شرایط کنونی، روند بارندگی ها در میناب نیز تغییر کرده، طول دوره خشکسالی ها افزایش یافته است. سامانه های بهره برداری استاندارد طراحی شده قبلی برای برآورد آب ورودی به مخازن سدها همانند سد استقلال میناب، پاسخگوی مصارف نیست. لذا، استفاده از روش های جدید در افزایش دقت و همچنین، پیش بینی رواناب حوضه رودخانه میناب امری کاملا ضروری به نظر می رسد. برای رسیدن به این هدف، استفاده از مدل های فیزیکی و عددی در برآورد و پیش بینی دقیق تر از اهمیت خاصی برخوردار است. در این تحقیق، از دو مدل SWAT و هوش مصنوعی FTDNN برای برآورد و پیش بینی رواناب استفاده شده است. واسنجی، اعتبارسنجی و پیش بینی رواناب با استفاده از لایه های خاک، کاربری اراضی، توپوگرافی و داده های هیدروکلیماتولوژی در مقیاس سالانه و ماهانه انجام شد. مقادیر معیارهای ارزیابی همچون میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAE) برای دو مدل در مرحله واسنجی در دوره سالانه برای مدل SWATبه ترتیب برابر با 6. 89 و 8. 37 و در FTDNN برابر با 5. 35 و 7. 76 برآورد شدند. ضریب خطی رگرسیون R2 در مرحله واسنجی در مقیاس ماهانه به ترتیب معادل 0. 96 و 0. 89 برای SWAT و این شاخص در مقیاس سالانه معادل 0. 89 و 0. 49 برای FTDNN است. ضریب خطی رگرسیون در مرحله اعتبارسنجی دو روش مذکور به ترتیب در مقیاس ماهانه 0. 98 و 0. 6 و در مقیاس سالانه 0. 94 و 0. 97 در دو مدل را نشان می دهد. نتایج حاصل از مقایسه معیارهای ارزیابی دو مدل حاکی از آن است که مدل هوش مصنوعی FTDNN از دقت و کارایی بیشتری نسب به مدل SWAT برخوردار است.

رشد فعالیت های صنعتی طی 200 سال گذشته در دنیا منجر به افزایش بی سابقه غلظت گازهای گلخانه ای در اتمسفر و افزایش دما در لایه های پایین اتمسفر شده است. بی نظمی در وضعیت بارندگی ها، خشکسالی ها و بیابان زایی در نقاط مختلف دنیا در ارتباط با چنین تغییرات اقلیمی مرتبط دانسته شده است. از آنجایی که پدیده بیابان زایی به عنوان یکی از بارزترین وجوه تخریب منابع طبیعی در جهان مطرح شده است، در این پژوهش با بررسی روند گذشته و حال وضعیت بیابان زایی، شرایط آینده در قالب پنج بازه زمانی 1367-1358، 1387-1358، 1420-1391، 1450-1421 و 1480-1451 با بهره گیری از مدل تعیین شدت بیابان زایی IMDPA تعیین شد. برای هر کدام از معیارهای مورد نظر (اقلیم و زمین شناسی-ژئومورفولوژی) با توجه به شرایط منطقه، چند شاخص انتخاب شد. ابتدا دما و بارش گذشته مورد بررسی قرار گرفت و سپس پیش بینی تغییرات اقلیم در آینده با استفاده از دو مدل اقلیمی HADCM3 و GFDL2. 1 و سه سناریوی A2، B1 و A1B از سری مدل های گردش عمومی جو و ریز مقیاس نمایی برای داده های آینده صورت گرفت. سپس، نقشه کاربری اراضی در دو دوره 1365 و 1389 در چهار طبقه تهیه شد و به عنوان ورودی مدل زنجیره ای مارکوف برای پیش بینی تغییرات کاربری آینده در سه دوره 1419، 1449 و 1479 استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که میزان شدت بیابان زایی در طول زمان تغییر کرده که این تغییرات از طبقه کم به متوسط و طبقه متوسط به شدید متفاوت بوده، با مقایسه دوره های مختلف می توان بیان کرد که بیابان زایی در طول زمان افزایش پیدا کرده است. زیرا تغییر از طبقه ای به طبقه دیگر صورت گرفته، بیابان زایی پیشروی خواهد داشت. همچنین، روند اهمیت شاخص های اقلیمی در آینده به سمت استمرار بیشتر خشکسالی خواهد بود.