اکوهیدرولوژی
سال:1399 | دوره:7 | شماره:4 |تعداد مقالات:20

جای خالی آنچه در تحقیقات گذشته به چشم می خورد، یافتن ارتباط معنادار میان خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی و سپس، تعیین باند اعتماد احتمال تأخیر زمانی میان رخ دادن دو فاز خشکسالی است. در تحقیق حاضر، سعی شد تا با استفاده از روش شمارش فرکانس، زمان تأخیر میان دو فاز خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی، براساس مشاهدات موجود، برای حوضه ی تالاب انزلی با 9 ایستگاه هواشناسی و 20 ایستگاه هیدرومتری طی سال های 1364 تا 1394 تعیین شود. با توجه به آنکه در دوره ی مشاهداتی 30 ساله امکان رخداد خشکسالی های حدی کم است، برای تولید شرایط خشکسالی هواشناسی با بزرگی، تداوم و شدت های مختلف فراتر از آنچه تا کنون دیده شده، به کمک روش مونت کارلو به شبیه سازی مصنوعی بارش اقدام شد. برای شبیه سازی خشکسالی هیدرولوژیکی در سناریوهای مختلف خشکسالی هواشناسی از مدل بیلان آب SWAT استفاده شد. برای بررسی اثر تداوم و شدت خشکسالی هواشناسی بر تأخیر زمانی بین دو فاز خشکسالی، از ماتریس همبستگی تقاطعی استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش تداوم خشکسالی هواشناسی، تأثیرات آن تا مدت طولانی تر بر رودخانه به صورت خشکسالی هیدرولوژیکی مشاهده می شود. از طرفی، افزایش شدت خشکسالی هواشناسی، موجب کاهش زمان تأخیر میان دو فاز خشکسالی خواهد شد. باند اعتماد احتمال تأخیر زمانی میان خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک نیز نشان داد با احتمال حدود 70 درصد، تأخیر زمانی یک ماهه و کمتر میان دو خشکسالی وجود دارد.

کشور ایران به دلیل واقع شدن در اقلیم خشک و نیمه خشک و همچنین، با رشد روزافزون مصارف آب در بخش های کشاورزی، شرب و صنعت، با خطر جدی بروز بحران آب مواجه شده است. برای مقابله با این بحران، باید نسبت به انواع مصرف آب با حساسیت بیشتری برخورد شود. بخش صنعت یکی از مصرف کنندگان عمده ی منابع آب کشور است و مدیریت مصرف آب در این بخش، باید مورد توجه قرار گیرد، تا علاوه بر صرفه جویی در مصرف آب، نیاز آبی صنایع در آینده نیز تأمین شود. مطالعه ی حاضر، روی یکی از کارخانه های بزرگ تولید مواد شوینده در استان قزوین صورت گرفته است. نوعی آنالیز مرز سیستم برای یک کارخانه ی تولید مواد شوینده ارائه شده و محدوده ی محاسبات عوامل مصرف آب را مشخص کرده است. با استفاده از اطلاعات دریافت شده از کارخانه و محاسبات مربوط به آن، در سال 2019 مقدار رد پای آب کلی کارخانه 64/26 مترمکعب بر تن محصول محاسبه شده است. میزان رد پای آب مستقیم و غیرمستقیم به ترتیب 658/0 و 9/25 مترمکعب بر تن محصول برآورد شده است که نشان دهنده ی سهم زیاد تولید مواد شوینده در مصرف آب است. در پژوهش حاضر، رد پای آب خاکستری در این صنعت 5/14 مترمکعب بر تن محاسبه شده و میزان رد پای آن روی میزان رد پای آب کلی کارخانه بسیار تأثیرگذار است.

سیل شایع ترین مخاطره ی طبیعی در جهان است که سبب از بین رفتن جان و مال انسان ها شده است. تأثیر سیل تابعی از چندین معیار مانند قدرت و بزرگای سیل، تکرار و مدت جریان سیل و ژئومتری مقطع رودخانه است. ارزیابی مناطق مستعد سیل در مقیاس منطقه ای برای مدیریت حوضه ی آبریز و کاهش تلفات احتمالی اهمیت زیادی دارد. هدف از مطالعه ی حاضر، تهیه ی نقشه ی حساسیت سیل با استفاده از نوعی تحلیل ترکیبی از معیارهای هیدروژئومورفیک و فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) است. برای رسیدن به این هدف، از معیارهای عامل ارتفاع، شیب، فاصله از شبکه ی زهکشی، ژئومورفولوژی، تراکم شبکه ی زهکشی، تجمیع جریان، بارش، کاربری اراضی، زمین شناسی، قدرت جریان، شاخص رطوبت توپوگرافی و انحنای توپوگرافی استفاده شده است. لایه های قدرت جریان، شاخص رطوبت توپوگرافی و انحنای توپوگرافی در محیط ساگا (SAGA) و بقیه ی فاکتورها در محیط GIS تهیه شده اند. پس از آماده سازی معیارها، ماتریس مقایسه ی زوجی آنها تهیه شده است. سپس، مقدار ضریب نهایی لایه ها با کمک نرم افزار اکسپورت چویز تهیه شده است. پس از آن، تمامی فاکتور ها، کلاس بندی شده و با استفاده از توابع فازی، نرمال سازی فازی روی آنها اعمال شده است. در نهایت، همه ی لایه ها با استفاده از روش وزن دهی خطی (WLC) با هم ادغام شده اند و نقشه ی نهایی تهیه شده است. برای تعیین میزان همبستگی لایه ها با استفاده از نقاط تصادفی، میزان ضریب همبستگی فاکتورها محاسبه شده است. نتیجه ی به دست آمده از پژوهش حاضر نشان می دهد در حوضه ی آبریز سنقر، حدود 26 درصد از منطقه در معرض حساسیت سیل زیاد و خیلی زیاد و 59 درصد آن در معرض حساسیت سیلاب کم و خیلی کم قرار دارد. از میان عوامل ژئومورفولوژیک مؤثر بر سیلاب، سه عامل ارتفاع، شیب و تراکم شبکه ی زهکشی و بارش تأثیر عمده ای بر حساسیت سیلاب حوضه ی آبریز سنقر دارند. در مقابل، چهار فاکتور فاصله از شبکه ی زهکشی، تجمع جریان، شاخص قدرت رود و انحنای توپوگرافی تأثیر کمتری بر نقشه ی حساسیت سیلاب حوضه ی آبریز سنقر دارند.

بهبود بازده سیستم های حرارتی و بازیافت حرارت در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان بوده است. با توجه به بحران آب و انرژی، بهبود بازده سیستم های حرارتی و بازیافت حرارت به همراه استفاده از فرایند شیرین سازی آب، در سال های اخیر توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. طراحی هم زمان واحدها و یکپارچه سازی فرایندها سبب کاهش تعداد تجهیزات مورد نیاز و مصرف انرژی می شود. هدف اصلی مقاله ی حاضر، تأمین آب شیرین جزیره ی قشم با انرژی تجدیدپذیر است. در مقاله ی حاضر یک ساختار یکپارچه ی تولید هم زمان آب شیرین و تولید توان با استفاده از سیستم آب شیرین کن حرارتی چند مرحله ای و سیکل تولید توان کالینا توسعه داده شده است. به منظور تأمین حرارت این ساختار یکپارچه، طی شبانه روز از کلکتورهای صفحه تخت و سیستم ذخیره سازی مواد تغییرفاز دهنده استفاده شده است. در این ساختار یکپارچه به ترتیب بازده نیروگاه تولید توان سیکل کالینا به میزان 751/6 درصد، ضریب عملکرد سیستم آب شیرین کن حرارتی به میزان 874/2 و بازده اگزرژی کل ساختار یکپارچه به میزان 45/55 درصد است. آنالیز اگزرژی ساختار یکپارچه نشان می دهد بیشترین تخریب اگزرژی در ساختار یکپارچه به ترتیب در کلکتور های خورشیدی به میزان 68/81 درصد و در مبدل های حرارتی به مقدار 34/14 درصد رخ می دهد. آنالیز اقتصادی ساختار یکپارچه نشان می دهد به ترتیب مقدار بازگشت سرمایه به میزان 883/3 سال و قیمت محصول آب شیرین تولیدی US$/m3131/2 است.

یکی از عوامل تهدیدکننده برای منابع آب شیرین، پیشروی آب شور و نفوذ آن به سفره ی آب زیرزمینی است. این مسئله در مناطق ساحلی و حاشیه ی کویرها اتفاق می افتد و سبب کاهش کیفیت آب شیرین می شود. تبخیر از سطح خاک و عمق سطح ایستابی از عوامل تأثیرگذار بر پیشروی شوری و توزیع نمک در ناحیه ی اشباع و غیراشباع به حساب می آید. در پژوهش حاضر با ساخت مدل فیزیکی به ابعاد 1×1×4 متر شرایط قرارگیری آبخوان شور و شیرین در چهار گرادیان هیدرولیکی مختلف بررسی شد. هنگام انجام آزمایش از مدل فیزیکی، داده های رطوبت و شوری برداشت شد و سپس، توزیع شوری در مدل فیزیکی با استفاده از نرم افزار HYDRUS-2D به صورت عددی شبیه سازی شد. نتایج نشان داد مدل HYDRUS-2D به خوبی توزیع رطوبت و شوری را شبیه سازی می کند. بیشترین مقدار ریشه ی میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) برای شبیه سازی رطوبت و شوری به ترتیب 28/9 و 69/21 درصد بود. نتایج نشان داد الگوی پیشروی و پسروی شوری متفاوت است. در شرایطی که سطح آب شیرین بالاتر است، در ناحیه ی اشباع مانع از پیشروی آب شور شده و در ناحیه ی غیر اشباع تأثیر زیادی بر کنترل شوری نداشته است که دلیل آن تبخیر از سطح خاک است. در ناحیه ی اشباع، در شرایطی که سطح آب شور و شیرین برابر بود، سه واحد افزایش شوری در ناحیه ی شور دیده شد و در شرایطی که سطح آب شور بالاتر بود، 5/6 واحد افزایش شوری در وسط دو مخزن آب شور و شیرین مشاهده شد.

بلایای طبیعی یکی از علت های مهم مرگ ومیر انسان ها هستند. در این میان، سیل و زلزله بیشترین آمار خسارت های جانی و مالی را به خود اختصاص داده اند. با توجه به اینکه ایران جزء ده کشور اول حادثه خیز دنیا است، مطالعه ی حاضر به ارزیابی آثار متغیرهای کلان اقتصادی بر خسارت های جانی و مالی ناشی از سیل و زلزله به روش WLS طی بازه ی زمانی 1339-1398 در ایران پرداخته است. نتایج مطالعه ی حاضر نشان داد افزایش یک درصدی در متغیرهای تولید ناخالص داخلی سرانه، امید به زندگی و میزان باسوادی موجب کاهش به ترتیب 52/1، 26/5 و 55/10 درصدی در خسارت های جانی ناشی از سیل و زلزله شده است. همچنین، افزایش یک درصدی در متغیرهای تراکم جمعیت، میزان بیکاری، مخارج دولت در زیرساخت ها و باز بودن اقتصاد به ترتیب افزایش 64/20، 47/7، 22/4 و 86/4 درصدی خسارت های جانی ناشی از سیل و زلزله را به همراه دارد. از طرف دیگر، افزایش یک درصدی در متغیرهای تولید ناخالص داخلی سرانه، تراکم جمعیت، مخارج دولت در زیرساخت ها و میزان باسوادی سبب افزایش به ترتیب 86/1، 01/13، 81/12و 52/24 درصدی در خسارت های مالی ناشی از سیل و زلزله شده است. همچنین، افزایش یک درصدی در متغیرهای امید به زندگی و سرمایه گذاری در سرمایه ی فیزیکی نیز سبب کاهش به ترتیب 22/33 و 9/9 درصد در خسارت های مالی ناشی از سیل و زلزله شده است. با توجه به نتایج پژوهش حاضر، از آنجا که تأثیر متغیرهای اقتصادی بر میزان خسارت های مالی و جانی ناشی از سیل و زلزله در ایران درخور توجه است، بنابراین سیاست گذاری اقتصادی برای کاهش آثار منفی این حوادث امری ضروری تلقی می شود.

یکی از مشخصه های مهم در مطالعه ی هیدرولیکی و اکوهیدرولوژیکی جریان در رودخانه ها، مقاومت پوشش گیاهی در مقابل جریان، نیروی درگ و ضریب درگ به دست آمده است. ضریب درگ تابع خصوصیات جریان، مشخصات تراکم و توزیع پوشش گیاهی است و اغلب با استفاده از روابط تجربی که دقت مطلوبی ندارند، تخمین زده می شود. در تحقیق حاضر، با هدف بهبود دقت و استخراج روابط بهینه برای ضریب درگ جریان در کانال های روباز حاوی پوشش گیاهی مستغرق، از رویکرد بهینه سازی پارتو و برنامه ریزی بیان چندژنی در ترکیب با الگوریتم دسته بندی حداکثر عدم تشابه استفاده شده است. با آنالیز ابعادی، متغیرهای حاکم بر پدیده به صورت بدون بعد استخراج شده و سپس، تعداد 910 سری داده ی اندازه گیری شده ی مربوط به ضریب درگ پوشش گیاهی، مشخصات هیدرولیکی جریان و پوشش گیاهی تهیه شد و روابط صریحی برای تخمین ضریب درگ به دست آمد. بررسی نتایج مدل پیشنهادی نشان داد مدل یادشده با R2=0. 9, RMSE=0. 41, MPE=17% دقت بسیار بیشتری نسبت به روابط تجربی دارد و 20 درصد کمتر بودن خطای رابطه ی بهینه ی پیشنهادی از روابط تجربی، بیانگر کارایی مطلوب آن است. همچنین، تحلیل مفهومی رابطه ی پیشنهادی نشان داد علاوه بر سادگی فرم رابطه ی بهینه، مفاهیم فیزیکی حاکم بر پدیده و اجزای مؤثر بر مقاومت درگ جریان را نیز به خوبی استنتاج کرده است. بنابراین، کارآمدی مدل جدید پیشنهادی نسبت به مطالعات قبلی تأیید شده است و می توان از نتایج آن در مطالعات و مدل های هیدرولیکی و اکوهیدرولوژیکی جریان در رودخانه ها و کانال ها در شرایط وجود پوشش گیاهی استفاده کرد.

عوامل متعددی بر فرایند روندیابی سیلاب تأثیرگذار هستند که هریک وزن خاصی در کاهش پیک سیلاب عبوری از سرریز دارند. در تحقیق حاضر، این عوامل شناسایی شده و آنالیز حساسیت پارامترهای مؤثر بر دبی پیک طراحی مخزن سد سردشت بررسی شد. همچنین، تأثیرگذاری این عوامل و حساسیت آن ها در برآورد هیدروگراف تولیدی حوضه و روندیابی مخزن مشخص شد. در مرحله ی نخست پس از ساخت مدل حوضه با تمام المان های مؤثر در HEC-HMS، یک رگبار بارش و رواناب متناظر شبیه سازی و پارامترهای مؤثر بر ایستگاه های مختلف واسنجی شد. در مرحله ی دوم با تبدیل حداکثر بارش محتمل (PMP) به حداکثر سیل محتمل (PMF) در مخزن سد روندیابی شد. در مرحله ی آخر، حساسیت پارامترهای CN، مقدار بارش طراحی، مقدار زمان تأخیر آبراهه و زمان تأخیر حوضه ی بالادست سد و پارامترهای روندیابی دبی پیک طراحی انجام شد. نتایج نشان داد سیلاب طراحی بیشترین حساسیت را به مقدار بارش طراحی دارد، به طوری که با 30 درصد تغییر در بارش، مقادیر CN، زمان تأخیر آبراهه و سیلاب طراحی به طور خطی به ترتیب 40، 25 و 8 درصد تغییر می کند، ولی در 30 ±,درصد زمان تأخیر حوضه، تغییرات سیلاب به طور غیرخطی 5 درصد در تخمین بالا و 16 درصد در تخمین پایین را سبب می شود.

یکی از فرایندهای مهم هیدرولوژیکی، مدل سازی بارش –,رواناب است. هدف تحقیق حاضر، انتخاب ورودی های بهینه و ترکیب مناسب برای مدل سازی رواناب در حوضه ی آبخیز کارون شمالی با استفاده از آزمون گاما در نرم افزار WinGamma است. به این منظور، از داده های بارش و دبی جریان در مقیاس روزانه ی مربوط به سال های آماری 1376 1396 استفاده شد. نواقص آماری به روش همبستگی و آزمون همگنی داده ها با استفاده از ران تست انجام شد. برای تعیین تأخیرهای بارش و دبی جریان از ضرایب خودهمبستگی، خودهمبستگی جزئی و همبستگی متقاطع در محیط نرم افزار R Studio بهره گرفته شد. در نهایت، ورودی های بهینه و ترکیب مناسب با استفاده از آزمون گاما در محیط نرم افزار WinGamma به دست آمدند. نتایج این تحقیق نشان داد 9 پارامتر ورودی بهینه شامل بارش روز جاری (Pt)، بارش با تأخیر یک روز (Pt-1)، دو روز (Pt-2)، سه روز (Pt-3) و چهار روز (Pt-4) و همچنین دبی روز قبل (Qt-1)، دبی با تأخیر دو روز (Qt-2)، سه روز (Qt-3) و چهار روزه (Qt-4) سطح معنا داری در سطح اطمینان 5 درصد داشتند که برای ایجاد 130 ترکیب مناسب تشخیص داده شدند و بر مبنای کمترین میزان آماره ی گاما (Γ, ) برای هر زیرحوضه یک ترکیب مناسب مشخص شد. در نهایت، برای کل حوضه ورودی های بهینه شامل پارامترهای Pt، Pt-1، Qt-1، Qt-2 و Qt-4 و بهترین ترکیب به صورت Pt, Pt-1, Qt-1, Qt-2, Qt-3 است. به طور کلی، در تمامی زیرحوضه ها و کل حوضه ی بارش روز جاری، بارش یک و دو روز قبل و همچنین، دبی روز قبل و دو روز قبل تأثیر زیادی بر رواناب ورودی به رودخانه ی حوضه دارند.

یکی از مسائل مهم در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب کشور، پیش بینی تغییرات بارش در دوره های آینده است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی روند تغییرات بارش 19 سال آینده حوضة آبریز کرخه با استفاده از 6 ایستگاه سینوپتیک (اسلام آباد غرب، بستان، خرم آباد، روانسر، کنگاور و ملایر) است. ابتدا داده های اقلیمی دورة پایه از سال 1998 تا سال 2016 به صورت روزانه فراهم شد. سپس، داده های خروجی مدل گردش عمومی جو IPCM4 با سه سناریوی تغییر اقلیم A1B، A2 و B1 توسط مدل LARS-WG در حوضة آبریز کرخه ریزمقیاس شد. نتایج به دست آمده از تغییرات بارش، در 6 ایستگاه سینوپتیک حوضة آبریز کرخه در دورة پایه (2016-1998) و دورة آینده (2017 2035) ارزیابی و تجزیه وتحلیل شد. نتایج به دست آمده از بررسی میانگین بارش نشان می دهد در ایستگاه های اسلام آباد غرب، بستان، روانسر و ملایر میزان بارندگی 19 سال دورة آینده نسبت به 19 سال دورة گذشته بر اساس هر سه سناریوی A1B و A2 و B1 افزایش پیدا می کند و سناریوی اقلیمی A2 افزایش بیشتری را نسبت به دیگر سناریوها نشان می دهد. همچنین، میزان بارندگی دورة آینده نسبت به دورة گذشته در ایستگاه کنگاور، طبق هر سه سناریوی A1B و A2 و B1 کاهش خواهد یافت. در ایستگاه خرم آباد فقط طبق سناریوی A2 افزایش بارندگی در دوره ی آینده نسبت به دوره ی گذشته خواهد بود و طبق سناریوهای A1B و B1 میزان بارندگی دورة آتی روند کاهشی خواهد داشت.

تغییر اقلیم و فعالیت های انسانی، از جمله سدسازی و برداشت آب برای مصارف مختلف، دو کلیدواژه در مدیریت منابع آب هستند که به طور مستقیم بر تبادلات آب بین منابع آب سطحی و زیرزمینی مؤثر ند. تحقیق حاضر به تعیین سهم تغییر اقلیم (خشکسالی هیدرولوژیکی) و فعالیت های انسانی (سدسازی) بر منابع آب رودخانه ی کارون پرداخته است. به این منظور، منابع آب سطحی و آبخوان محدوده ی مطالعاتی گتوند-عقیلی برای مطالعه انتخاب شد. با تجزیه وتحلیل ماتریس ایرانی آثار سدسازی بر منابع آب مشخص شد. نتایج نشان داد تعداد آثار میانگین جبری منفی در ستون برابر با 6 عدد و تعداد پیامدهای میانگین جبری منفی در ردیف برابر با 4 عدد است که در این بین، تعداد پیامد های منفی کمتر از 1/3-در ستون، به توسعه ی گردشگری و تفرج مربوط می شود. همچنین، تعداد آثار منفی کمتر از 1/3-در ردیف، مربوط به کیفیت آب رودخانه است. در ادامه، به منظور تعیین سهم تغییر اقلیم در تغییرات منابع آب، شاخص های خشکسالی هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی در دوره ی آماری 15 ساله محاسبه شدند. نتایج مقایسه ی میزان هدایت الکتریکی و TDS در نقاط نمونه برداری شده نشان دهنده ی افزایش درخور توجه بود که با نتایج ماتریس ایرانی همخوانی داشت. همچنین، با توجه به آبگیری سد گتوند علیا در سال 1390 و مقایسه ی شاخص های SDI و GRI نشان می دهد طی سال های 1391 تا 1394 خشکسالی هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی در منطقه وجود نداشته است و بر این اساس، می توان بخشی از افت آبخوان را ناشی از احداث سد گتوند علیا و برداشت های منطقه ای دانست.

با افزایش جمعیت، استفاده از منابع طبیعی بیشتر شد و با وجود محدودیت های این منابع، مشکلات زیست محیطی به وجود آمد. از سویی دیگر، تغییرات اقلیمی نیز نگرانی ها را در حوزه ی تأمین آب و انرژی دو چندان می کند. شاید تنها دو راه حل برای مقابله با بحران آب موجود باشد: ایجاد و کشف منابع جدید، حفظ منابع فعلی در دسترس و استفاده ی برنامه ریزی شده از آن. پژوهش پیش رو با هدف بررسی رد پای آب صنعت برق صورت گرفت. ابتدا تعدادی از نیروگاه های کشور به عنوان نمونه مطالعه شد. سپس، میزان آب مجازی مصرفی به ازای تولید هر کیلووات ساعت برق از نیروگاه های حرارتی و انرژی های تجدیدپذیر بررسی و محاسبه شد. نتایج نشان داد میزان آب مجازی مصرفی در نیروگاه های مختلف تابع نوع نیروگاه و نوع سیستم خنک کننده ی آن است. مصرف آب در انواع نیروگاه ها به این ترتیب است: بخاری> سیکل ترکیبی >گازی > فتوولتائیک > بادی. میزان مصرف آب برای نیروگاه های بخاری با سیستم خنک کننده ی برج تر برابر با 2/2 لیتر بر کیلووات ساعت، 5/1 لیتر بر کیلووات ساعت برای نیروگاه های بخاری و سیکل ترکیبی با سیستم خنک کننده ی یک بارگذر، 2/0 لیتر بر کیلووات ساعت برای نیروگاه های بخاری و سیکل ترکیبی با سیستم خنک کننده ی خشک، 025/0 لیتر بر کیلووات ساعت برای نیروگاه های گازی و 07/0 لیتر بر کیلووات ساعت برای نیروگاه های فتوولتائیک است. با توجه به ارزش آب کشور در بخش های مختلف شرب، صنعت و آبیاری، هزینه های ناشی از آب مصرفی به ترتیب در نیروگاه بادی، گازی و فتوولتائیک نسبت به بخاری و سیکل ترکیبی به صرفه تر است. بنابراین، برای توسعه و رشد صنعت نیروگاهی کشور، انتخاب نوع نیروگاه و به ویژه نوع سیستم خنک کننده در صرفه جویی مصرف آب کارکرد زیادی دارد.

به منظور حفظ پایداری اکولوژیکی و بیولوژیکی تالاب ها، باید درک صحیحی از محیط فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی آنها داشت و وضعیت فلزات سنگین در آنها بررسی شود. هدف از مطالعه ی حاضر، بررسی آلودگی آب تالاب چغاخور به آرسنیک، مس، کروم، سرب، روی و کادمیوم با استفاده از شاخص های MI، HPI، HEI، Cd و IRWQIST طی فصل پاییز 1397 بود. نمونه برداری از آب سطحی در 10 ایستگاه انجام شده و میزان غلظت فلزات توسط دستگاه ICP-MASS سنجیده شد. نتایج محاسبه ی شاخص های آلودگی آب نیز نشان داد آب تالاب طبق شاخص MI در تمامی ایستگاه ها با مقدار 04/1 در طبقه ی آستانه ی خطر از نظر شرب و طبق شاخص HEI با مقدار 46/0 در طبقه ی آلودگی کم قرار گرفت. شاخص Cd نیز با مقدار 96/4-نشان دهنده ی آلودگی کم و HPI با مقدار 73/34 نشان دهنده ی عدم آلودگی آب تالاب به فلزات سنگین بودند. همچنین، طبق نتایج شاخص IRWQIST کیفیت آب در همه ی ایستگاه های بررسی شده از نظر آلاینده های سمی با کمترین مقدار 4/76 در ایستگاه 1 و بیشترین مقدار 4/80 در ایستگاه 10 در محدوده ی وضعیت خوب این شاخص قرار داشتند. بنابراین، به طور کلی کیفیت آب تالاب چغاخور از نظر فلزات سنگین موجود در آب در وضعیت آلودگی کم قرار دارد که نیازمند توجه ویژه بر کیفیت آب این تالاب به منظور جلوگیری از آلودگی آن است.

سیستم های توزیع آب شهری، بخش بزرگی از زیرساخت های شهری را تشکیل می دهند. آگاهی و شناخت از منابع ورود آلاینده و چگونگی حرکت آن، سبب مدل سازی و انجام یک مدیریت بحران مناسب هنگام نفوذ این آلاینده ها به شبکه می شود. در این تحقیق به منظور شبیه سازی حرکت نیترات در خاک، معادله ی انتقال-پخش آلودگی خاک در MATLAB کدنویسی شد. سپس، شبکه ی توزیع شماره ی 2، آب شرب شهر زاهدان به عنوان منطقه ی مطالعاتی مد نظر قرار گرفت و نقاط مستعد با غلظت زیاد آلاینده در شبکه شناسایی شد. شبیه سازی شبکه بر اثر وقوع دوساعته ی آلودگی، با استفاده از اتصال مدل عددی EPANET و نرم افزار MATLAB مدل سازی شد. به منظور مدیریت کیفی شبکه، دو ابزار کارآمد و به صرفه ی زمان ماند و جریان رقیق ساز معرفی شده و در کنار ابزار تخلیه ی آب آلوده، استفاده شدند. نتایج به کارگیری ابزار مدیریت کیفی تخلیه ی آب با غلظت غیرمجاز نشان داد با قطع کردن جریان به مدت 25/1 تا 4/2 بازه ی زمانی تزریق آلودگی به شبکه و همچنین، خروج آب به میزان 5 درصد دبی پایه ی لوله، می توان از ورود آلودگی به نقاط دیگر شبکه جلوگیری کرد. برای شبیه سازی ابزار زمان ماند، شبکه به چهار منطقه ی نزدیک، میانه، دور و خیلی دور تقسیم شد. نتایج تحلیل کیفی شبکه بیان می کرد که زمان ماند مورد نیاز گره های ناحیه ی میانه، دور و خیلی دور نسبت به حالت نزدیک به ترتیب بین 25 تا 30، 50 و 67 تا 75 درصد کاهش می یابد. در ادامه، تأثیر مثبت و کارآمد جریان رقیق ساز به عنوان یک راهکار مدیریت و کنترل کیفی شبکه ی توزیع به اثبات رسید. مقدار جریان رقیق ساز لازم به منظور بهبود وضعیت کیفی آب شبکه، حدود 20 درصد دبی پایه ی لوله محاسبه شد.

هدف از تحقیق حاضر، تعیین مناطق دارای پتانسیل آب زیرزمینی با استفاده از مدل های شبکه ی عصبی مصنوعی (ANN)، جنگل تصادفی (RF)، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و رگرسیون خطی (GLM) است. در تحقیق حاضر از 14 پارامتر شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، انحنا، فاصله از آبراهه و گسل، تراکم آبراهه و گسل، لیتولوژی، متوسط بارندگی، کاربری اراضی، شاخص موقعیت توپوگرافیک (TPI)، موقعیت شیب نسبی (RSP) و شاخص رطوبت توپوگرافیک (TWI) برای بررسی پتانسیل آب زیرزمینی استفاده شده است. از مجموع 10624 چشمه، به صورت تصادفی 70 درصد به عنوان داده های آزمون و 30 درصد به عنوان داده های اعتبارسنجی طبقه بندی شدند. همچنین، برای تعیین مهم ترین پارامترها از مدل RF استفاده شد. تست هم خطی بین پارامترها با استفاده از نرم افزار SPSS انجام شد. از منحنی تشخیص عملکرد نسبی برای قدرت پیش بینی مدل ها و شاخص سطح سلول هسته (SCAI) به منظور دقت تفکیک بین طبقات استفاده شد. نتایج نشان داد بین پارامترها هم خطی وجود ندارد. نتایج مدل RF نشان داد به ترتیب پارامترهای ارتفاع، کاربری اراضی، شیب، فاصله از گسل، TWI و لیتولوژی مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر پتانسیل آب زیرزمینی هستند. همچنین، بر اساس منحنی ROC در هر دو بخش آموزش (915/0=AUC) و اعتبارسنجی (909/0=AUC)، مدل ANN دارای بیشترین دقت بودند و مدل های RF، SVM و GLM در رده های بعدی قرار گرفتند. همچنین، نتایج شاخص سطح سلول هسته نشان داد هر چهار مدل با دقت مناسبی به تفکیک طبقات پرداخته اند. بر اساس مدل ANN، 4/31 درصد حوضه پتانسیل آب زیرزمینی زیاد و خیلی زیاد دارد.

یکی از کاربردهای مهم سدهای سنگریزه ای، کنترل سیل از طریق کاهش دبی اوج سیل ورودی است. بررسی اینکه چه مقدار از دبی ورودی به مخزن دارای سد سنگریزه ای در شرایط جریان غیرماندگار به پایین دست منتقل می شود، اهمیت زیادی دارد. در پژوهش حاضر، روندیابی سیل در سدهای سنگریزه ای تأخیری دوگانه با استفاده از 4 نمونه از داده های آزمایشگاهی موجود و روش ماسکینگام خطی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) بررسی شده و تأثیر طول سد سنگریزه ای و فاصله ی بین دو سد و همچنین، تأثیر اندازه ی قطر سنگدانه ها روی ضریب K روش ماسکینگام خطی ارزیابی شده است. نتایج بیانگر آن است که مقادیر میانگین خطای نسبی (MRE) 4 آزمایش استفاده شده در پژوهش حاضر، به ترتیب برابر با 9/4، 4/3، 35/4 و 55/3 درصد و مقادیر مربوط به خطای نسبی دبی اوج (DPO) آزمایش های یادشده نیز به ترتیب برابر با 58/1، 47/0، 86/2 و 78/1 درصد محاسبه شده که بیانگر دقت زیاد روش ماسکینگام خطی در برآورد هیدروگراف خروجی است. همچنین، نتایج نشان می دهد هرچه فاصله بین هیدروگراف ورودی و خروجی افزایش یابد، مقدار K افزایش یافته و هرچه اندازه ی قطر سنگدانه ها افزایش یابد، سرعت جریان افزایش یافته و به تبع آن، مقدار K کاهش می یابد.

قابلیت ها و مزایای مدل استراتژیک متاسوات در قالب نرم افزار مربوطه در پژوهش حاضر برای برنامه ریزی تالاب معرفی می شود. متاسوات بر مبنای تئوری مبتنی بر منابع است. بر اساس این تئوری، منابع و قابلیت های منحصربه فرد، عامل اصلی مزیت رقابتی مستمر و پایدار را شکل می دهند. بر این اساس، تالاب ها می توانند با برنامه ریزی اصولی و شناخت منابع و قابلیت های باارزش، تقلیدناپذیر، کمیاب و غیرقابل جایگزین نسبت به رقبا، مزیت های رقابتی پایدار خود را شناسایی کنند. در پژوهش حاضر ابتدا اهداف سازمان حفاظت محیط زیست در ارتباط با تالاب ها استخراج شد. سپس، هر یک از اهداف توسط کارشناسان اهل فن اولویت بندی شدند. پس از آن، شاخص های راهبردی تالاب با موفقیت استخراج شد و با تکنیک لیکرت وزن دهی شده و شاخص هایی برای ارزیابی، مشخص شد و نقشه ی راهبردی _ مدیریتی منابع آبی تالاب جازموریان به دست آمد. سپس، ارزیابی توانایی منابع، شاخص های مورد نظر استخراج و عوامل محیطی مؤثر بر برنامه ریزی راهبردی تالاب جازموریان تعیین شده و نقشه ی راهبردی بر اساس عوامل محیطی و منابع ترسیم شد. درنهایت، قضاوت بر اساس نقشه های راهبردی _ مدیریتی به دلیل دستیابی به راهبردها صورت پذیرفت. یافته های تحقیق مؤید این موضوع است که اعمال مدیریت زیست بومی با رویکرد حفاظتی به همراه دخیل کردن جوامع محلی منطقه در فرایندهای مدیریتی می تواند به عنوان بهترین شیوه ی مدیریتی و مقابله با خشکسالی ها و بحران های آبی مطرح شود، که به گونه ای مواردی همچون احداث سد با اندازه ی حباب 4/4 و مختصات 5/6، 3/1، جمعیت با اندازه ی حباب 6 و مختصات3/8، 3/0، حفر بیش از حد چاه با اندازه ی حباب و مختصات 3/8، 3/0 و در صدر همه، تغییر کاربری اراضی با اندازه ی حباب 5/6 و مختصات 8/3، 9/1 بیشترین تناسب راهبردی را داشته باشد.

محدودیت منابع آب و افزایش جمعیت سبب شده است که بخش کشاورزی نسبت به سایر بخش های مصرف کننده ی آب تقاضای بیشتری داشته باشد. بنابراین، امروزه چالش بخش کشاورزی تولید غذا با استفاده از آب کمتر است. تحقیق حاضر در سال 1397 1398 در دشت های استان تهران و بر اساس اطلاعات موجود جهاد کشاورزی انجام شده است. از این رو، هدف از انجام تحقیق حاضر، بررسی عوامل تأثیرگذار بر پایداری منابع آب است. در تحقیق پیش رو ابتدا 110 نفر از تولیدکنندگان براساس فرمول کوکران به عنوان حجم نمونه تعیین شدند و در آن از پرسشنامه برای تجزیه وتحلیل استفاده شد. نمونه گیری به صورت تصادفی از میان تولیدکنندگان محصولات کشاورزی انجام شد. پایایی پرسشنامه با استفاده از ضریب آلفای کرونباخ در بازه ی 75 93 درصد با استفاده از نرم افزار SPSS تأیید شد. سپس، تابع تولید کاب داگلاس به عنوان تابع تولید مناسب آورده شد و با استفاده از قضیه ی شپرد تابع هزینه ی تولید و تابع تقاضا برای آب کشاورزی محاسبه شد. ارزش افزوده ی بخش کشاورزی متغیر وابسته تابع و متغیرهای مستقل نیز شامل متغیرهای اقتصادی، اجتماعی و فنی در نظر گرفته شدند. تجزیه وتحلیل داده ها با نرم افزار SPSS انجام شد. نتایج همبستگی نشان داد بین مدیریت پایدار منابع آب با متغیرهای عوامل اقتصادی و سپس، با دیدگاه کارشناسان ارتباط معناداری در سطح 99 درصد وجود دارد. بین سن و سابقه ی کارشناسان و پایداری آب رابطه ی معناداری وجود ندارد و به بیانی دیگر، این عوامل مستقل از مدیریت پایدار آب هستند.

از آنجا که بسیاری از حوضه های آبخیز کشور ایران ایستگاه رسوب سنجی ندارند، بین اندازه گیری ها و برآوردهای انجام شده اختلاف زیادی مشاهده می شود. به همین دلیل، ارزیابی استفاده از مدل های تجربی و روش های آماری برآورد رسوب معلق انتقال رودخانه ها ضروری به نظر می رسد. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی همگنی و ناهمگنی، روند تغییرات میزان دبی جریان و رسوب و مقایسه ی مناسب کارایی روش های برآورد بار رسوب معلق با استفاده از منحنی سنجه در منطقه ی مطالعه شده است. با استفاده از نرم افزار ProUCL از طریق آزمون من کندال و پتیت به ترتیب به تغییرات روند و ارزیابی همگنی و ناهمگنی سری زمانی دبی آب و رسوب پرداخته شد. برای برآورد رسوب دهى,معلق منحنی سنجه ی یک خطی، دوخطی و حد وسط دسته ها بررسی شده و بهترین روش از میان روش های یادشده از طریق معیار R2، NSE، RMSE و SD ارزیابی و انتخاب شد. نتایج نشان داد روش حد وسط دسته ها با بیشترین کارایی به عنوان روش مناسب برای این منطقه است. همچنین، نتایج حاصل از بررسی روند تغییرات دبی جریان و رسوب با استفاده از آزمون من کندال با سطح 5 درصد معناداری نشان داد روند به صورت نزولی بوده و نشان دهنده ی تطابق تغییرات دبی و رسوب در این منطقه است. در ارزیابی آزمون پتیت مشخص شد که سری زمانی گسسته در دبی رسوب ناهمگن و در دبی آب همگن است؛ بنابراین داشتن دانشی در ارتباط با همگنی و ناهمگنی دبی جریان و رسوب می تواند برای اقدامات حفاظتی و تعدیل آثار زیست محیطی مؤثر باشد.

شور شدن خاک ها، مسئله ی مهم محیطی است که سبب کاهش بهره وری خاک می شود. برای مدیریت بهینه ی منابع خاکی پایش کمی شوری خاک، تغییرات زمانی و تحلیل فضایی عوامل تأثیرگذار بر آن ضروری به نظر می رسد. هدف از تحقیق حاضر، استخراج نقشه ی پراکندگی شوری خاک و تحلیل فضایی آن پس از بارش های بیش از نرمال سال آبی 1397 1398 در غرب ایران است. با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست و شاخص GDVI و به وسیله ی الگوریتم نوشته شده در سامانه ی گوگل اینجین، نقشه ی هدایت الکتریکی خاک استخراج شده و در پنج کلاس شوری طبقه بندی شد. نتایج نشان داد به طور کلی شوری خاک در محدوده ی مطالعه شده کاهش یافته است. اگر عامل بارشی در دوره ی مطالعه شده مهم ترین عامل در تغییرات پراکندگی شوری بدانیم، مناطق با شوری شدید که در کلاس ارتفاعات کم قرار دارند، تغییری نکرده است. این عامل به دلیل وجود سازندهای شور و شیب ملایم اطراف آنها نتوانسته تأثیر زیادی بر کلاس شوری شدید بگذارد، اما کلاس با شوری متوسط بیشترین تغییرات را داشته و بارش توانسته است شوری سطح خاک این کلاس را به پایین دست جابه جا کند. جهت بیضی سه برابر انحراف استاندارد مکانی شمال غربی به جنوب شرقی به دست آمد که نشان می دهد بیش از 99 درصد پراکندگی شوری به تبعیت از آرایش مکانی ارتفاعات، بارش و پراکندگی رده های خاک در این راستا گسترش دارد. آماره ی 4566/0شاخص موران و P_Value مقدار 00/0 خودهمبستگی مکانی شوری خاک را در غرب کشور نشان داد. نقشه ی لکه های داغ نیز نشان داد شوری سطحی خاک به صورت خوشه ای در راستای شمال غرب و به جنوب شرق و در ارتفاعات کمتر از 1200 متر قرار دارد. تحلیل لکه های داغ نیز نشان داد شوری خاک به سمت شرق و داخل کشور بیشتر الگوی خوشه بندی پیدا کرده است. از نتایج و روش این تحقیق می توان به راحتی و با سرعت زیاد مناطقی که در معرض شوری خاک قرار دارند، شناسایی و پایش کرده و در برنامه ریزی های محیطی برای پیاده سازی اقدامات پیشگیرانه استفاده کرد. همچنین، از نتایج تحقیق حاضر و خروجی های آن برای شناسایی کانون های شوری خاک در برنامه ریزی های کشاورزی و تخصیص امکانات استفاده کرد.