اکوهیدرولوژی
سال:1400 | دوره:8 | شماره:1 |تعداد مقالات:20

دمای سطح زمین بر میزان تغییرات مکانی و زمانی برف پشته ها به عنوان یکی از اجزای مهم بیلان آبی اثر می گذارد. . . به رغم سهولت دسترسی به داده های سنجش از دور، نظیر محصولات ماهواره ی مودیس در پایش و ارزیابی اثر دمای سطح زمین بر مساحت پوشش برفی گاهی به دلایلی سری پیوسته ی آن موجود نیست. به منظور غلبه بر این محدودیت، با استفاده از روابط رگرسیونی، ارتباط دمای سطح زمین و گستره ی پوشش سطح برف در هر 8 روز و به صورت میانگین ماهانه طی سال های 1382 تا 1394 ارزیابی شد. نتایج به دست آمده نشان داد حداقل و حداکثر میانگین سالانه ی درصد پوشش سطح برف در حوضه ی کسیلیان به ترتیب در سال های 1388 و 1390 برابر با 86/5 و 32/20 درصد و همچنین، میزان میانگین سالانه ی دمای حداقل و حداکثر سطح زمین در سال های 1383 و 1389 برابر با 65/17 و 1/21 درجه ی سانتی گراد است. بررسی الگوی تغییرات دو متغیر طی دوره ی مطالعاتی نشان داد تغییرات سطح پوشش برف نسبت به دمای سطح زمین به صورت معکوس و به تدریج در حال افزایش است. همچنین، نتایج نشان داد در رگرسیون توانی، مقادیر NSE برای شبیه سازی میزان درصد پوشش سطوح برفی، ، RMSE و Bias به ترتیب برابر 6/0، 64/0، 88/9 و 14/2-است. این ضرایب در رگرسیون خطی به ترتیب برابر با 16/0، 47/0، 37/14 و 32/86 به دست آمد. بنابراین، مطالعه ی حاضر می تواند برای برآورد پوشش سطح برف و بازسازی نواقص آماری موجود در تصاویر ماهواره ای مؤثر باشد.

ارزیابی میزان تبخیر و تعرق یکی از راه های جلوگیری از هدررفت آب و مدیریت منابع آب است. بنابراین، در پژوهش حاضر سعی شده است با استفاده از الگوریتم سبال، میزان تبخیر و تعرق واقعی در شرق استان آذربایجان شرقی محاسبه شود. برای این منظور، ابتدا بر اساس دو تصویر ماهواره ای لندست 8 به تاریخ های 22/08/2017 و 09/08/2018 مقادیر شار تابش، شار گرمای خاک، شار گرمای محسوس برآورد شد. سپس، بر اساس تفاضل به دست آمده، مقادیر شار گرمای لحظه ای محاسبه شد و تبخیر و تعرق 24 ساعته برای هر تصویر به دست آمد. در نهایت، میزان به دست آمده با مقادیر به دست آمده از روش پنمن –,مانتیث مقایسه شد. همچنین، برای پردازش و تجزیه وتحلیل تصاویر از نرم افزار ENVI4. 8 استفاده شد. نتایج بیانگر آن بود که میزان تبخیر و تعرق در روش پنمن مانتیث و سبال در تاریخ 22/08/2017 به ترتیب حدود 35/6 و 7 میلی متر در روز و در تاریخ 09/08/2018 به ترتیب حدود 25/7 برای پنمن مانتیث و 94/7 میلی متر در روز برای سبال بوده است. در مجموع، مقادیر تبخیر و تعرق واقعی سبال و تبخیر و تعرق پتانسیل پنمن مانتیث دارای میانگین تفاضل مطلق (MAD) 67/0 میلی متر در روز است که بیان می کند بین مقادیر تخمین زده شده به وسیله ی الگوریتم سبال و روش پنمن مانتیث تطابق خوبی وجود دارد.

با توجه به رشد آلودگی آب های سطحی، تحقیق پیش رو در نظر دارد با به کارگیری مدل سازی عددی، رفتار خودپالایی و حذف آلاینده در رودخانه ها را ارزیابی کند. در تحقیق پیش رو با استفاده از داده ها و اطلاعات ثبت و برداشت شده در رودخانه ی کارده به عنوان یک منبع در تأمین آب شرب شهر مشهد، به بررسی فرایند های پایش رودخانه ای با استفاده از مدل عددی MIKE11 پرداخته شده است. در این مدل شرایط مرزی شامل دبی، آلودگی (Ecoli) و رقوم سطح آب بوده که از طریق اندازه گیری و نمونه برداری های صحرایی تعریف شد. اندازه گیری در دو بازه ی زمانی؛ یکی در فروردین 1393 ( معرف فصل پر آب سال) و دیگری در مردادماه 1393 (معرف فصل کم آب سال) با اخذ 12 نمونه از آب رودخانه کارده، انجام شده است. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد ضریب زبری مانینگ با کمک کالیبراسیون مدل هیدرولیکی در بازه ی بررسی شده برابر با 058/0 به دست آمد و ضریب زوال رودخانه برای پارامتر Ecoli در فصل گرما با فاکتور پخش 20 و توان ضریب پخش 5/0 برابر با 08/0 و در فصل سرما با فاکتور پخش 5 و توان ضریب پخش 2 برابر با 207/0 است. بر اساس نتایج به دست آمده، تأثیر ضریب مانینگ در برآورد آلودگی 90 درصد و سهم پارامترهای دیگر درمجموع 10 درصد است. به منظور کالیبراسیون مدل از آنالیز حساسیت استفاده شد که از آنالیز حساسیت یادشده نتیجه می شود که ضریب مانینگ تأثیر زیادی بر مدل سازی پخش و انتقال آلودگی دارد.

یکی از خدمات مهم اکوسیستم ها، خدمت تولید آب است. خدمت تولید آب به طور مستقیم بر توسعه ی پایدار سیستم های اقتصادی-اجتماعی تأثیر می گذارد. هدف از انجام مطالعه ی حاضر، بررسی نقش خدمت اکوسیستمی تولید آب در حوضه ی دریاچه ی ارومیه در برآورد چارچوب حسابداری آب پلاس (WA+) است. در گام نخست، کاربرگ منابع آب از چارچوب WA+ برای منطقه ی مطالعاتی با استفاده از داده های هیدرولوژی و تصاویر ماهواره ای در سال 2015 محاسبه شد. در گام بعدی، به منظور کمی سازی خدمت تولید آب در همان سال از مدل Water Yield در نرم افزار InVEST استفاده شد. داده های ورودی این مدل شامل کاربری/پوشش سرزمین، بارش، تبخیر و تعرق، عمق محدودکننده ی خاک برای ریشه ی گیاه، میزان آب در دسترس گیاه، لایه ی زیرحوضه ها و جدول اطلاعات بیوفیزیکی می شود. سپس، اجرای مدل در نرم افزار InVEST نسخه ی 3. 5. 0 میزان تولید آب در سطح حوضه و زیرحوضه به دست آمد. نتایج WA+ و InVEST نشان دادند میزان کل ورودی آب در حوضه ی دریاچه ی ارومیه در حسابداری WA+ در سال 2015 برابر با 4/16 میلیارد متر مکعب است که از این میزان 7 میلیارد متر مکعب آن سهم خدمت اکوسیستمی تولید آب در این حوضه بوده است. بنابراین، اکوسیستم با تولید بیش از 40 درصد از حجم ورودی های آب در حوضه کارکرد زیادی در تأمین منابع آب آن دارد. از این رو، دانستن کمی سهم اکوسیستم ها در یک حوضه می تواند به برنامه ریزی بهتر در زمینه ی مدیریت منابع آبی و نیز حفظ ارزش های اکوسیستم بینجامد. از نتایج مدل Water Yield و کاربرگ منابع آب WA+ می توان در مدیریت جامع منابع آبی و برنامه ریزی برای تخصیص عادلانه ی آب بهره برد.

در گذشته، به دلیل عدم توسعه ی تکنولوژی، بهره برداری از سفره های زیرزمینی به صورت محدودی انجام می گرفت. اما در سه دهه ی اخیر، روش تخلیه ی سفره به تدریج تغییر کرده و استفاده از سیستم های برداشت جدید مانند چاه های عمیق و نیمه عمیق متداول شده است. با استفاده از این چاه ها، تخلیه ی آب زیرزمینی بدون توجه به میزان تغذیه ی آن، افزایش یافته و در نتیجه، سطح آب زیرزمینی سیر نزولی داشته است. در پژوهش حاضر وضعیت بهره برداری، تغییرات حجم ذخیره و حجم مخزن آبخوان های ممنوعه ی قروه، دهگلان و چهاردولی در استان کردستان تا انتهای سال آبی 1396 1397 بررسی شد. بر این اساس، نقشه های هم ضخامت اشباع، هم عمق، ایزوپیز و هم جهت جریان آب زیرزمینی در آبخوان ها در محیط ArcGIS تهیه شد. سپس، سطح تأثیر هر چاه از طریق پلی گون بندی تیسن محاسبه شد. سپس، با میانگین گیری وزنی، ارتفاع پیزومتری آبخوان ها در سال های مختلف محاسبه شده و نمودار هیدروگراف واحد آنها ترسیم شد. از بررسی هیدروگراف واحد دشت های شرق استان کردستان طی دوره ی 31 ساله (1366-1397) مشخص شد که سطح آب زیرزمینی روند نزولی دارد و با محاسبه ی بیلان آب زیرزمینی آبخوان ها، کسری تجمعی مخازن آبخوان های قروه، دهگلان و چهاردولی طی این دوره به ترتیب 2، 4/17 و 98/2 میلیون مترمکعب بوده و بیلان منفی است. به طور کلی، دشت های شرق استان کردستان با وجود اینکه جزء مناطق ممنوعه است و باید به این منظور تلاش بیشتری از سوی بهره برداران به خصوص کشاورزان صورت گیرد، اما مخازن این دشت ها با میزان کسری تجمعی 2/22 میلیون مترمکعب همراه است.

تغییر کاربری اراضی، نتیجه ی تعامل پیچیده بین بسیاری از فرایندها هستند. به منظور درک این پویایی ها، مدل های بسیاری در دهه های اخیر تولید شده اند. مطالعه ی حاضر با به کارگیری تصاویر ماهواره ای Landsat و استفاده از الگوریتم طبقه بندی حداکثر احتمال، به بررسی الگوی کاربری اراضی حوضه ی آبخیز سیمینه رود در سال های 1379، 1384، 1389 و 1396 پرداخته و سیر تبدیلات تاریخی آنها را مشخص می کند. در نهایت، سناریوهای مختلف تغییرات کاربری اراضی در سال 1419، با بهره گیری از آخرین نسخه ی موجود مدل Dyna-CLUE بررسی شده است. نتایج حاصل از مدل سازی بیانگر کارایی مدل Dyna-CLUE در تحلیل و پیش بینی الگوهای کاربری اراضی در سطح حوضه ای بوده و ضرایب واسنجی و اعتبارسنجی آن در سال های 1384 و 1389 به ترتیب 84/0 و 69/0 است. تحلیل تغییرات کاربری اراضی طی سال های 1379 تا 1396 نشان داده که بیشترین تغییر، تبدیل اراضی مرتعی به کشت آبی است؛ به طوری که حدود 343 کیلومترمربع از اراضی مرتعی (معادل 13 درصد) کاهش یافته و اراضی کشاورزی آبی حدود 127 درصد رشد داشته است. همچنین، آرایش مکانی کلاس های کاربری اراضی در سال 1419 در قالب سه سناریوی خوش بینانه، بدبینانه و ادامه ی روند گذشته بررسی و خروجی های آن نشان داده است که الگوی آتی غالب کلاس های کاربری اراضی منطقه نسبت به الگوهای فضایی تاریخی تغییر زیادی نکرده و پیشروی به صورت مجاورتی بوده است. نتایج مطالعه ی حاضر می تواند به عنوان ابزاری کارآمد، برنامه ریزان محیط زیست را در تجهیز مدیریتی زیرساخت های آتی حوضه ی سیمینه رود یاری دهد.

با توجه به شرایط طبیعی ایران، بی توجهی به موضوع سیلاب ها می تواند خسارت های جبران ناپذیری به بار آورد که در این میان، برآورد سیلاب و پهنه بندی نواحی سیل گیر اهمیت بسیار زیادی در کنترل خطرات دارد. بنابراین، پهنه بندی بر اثر تغییرات اقلیمی، امری ضروری است. از این رو، در پژوهش حاضر به منظور بررسی خطر پذیری سیلاب در حوضه های منتخب خراسان رضوی با استفاده از مدل ویکور، L-THIA و شبکه ی عصبی مصنوعی انجام شده است. سپس، از متغیرهای چهارده گانه ی مؤثر بر وقوع سیلاب شامل اقلیم، کاربری اراضی، ارتفاع، تراکم زهکشی، واحدهای ژئومورفولوژی، لیتولوژی، ارتفاع رواناب، نفوذپذیری، شیب و جهت آن، فاصله از آبراهه، بارش، دما و خاک استفاده شده است. نتایج نشان داد از میان عوامل نامبرده، پارامترهای اقلیم، کاربری اراضی، شیب، تراکم زهکشی، فاصله از آبراهه، بارش، خاک و واحدهای ژئومورفولوژی بر اساس محاسبات آماری تأثیر بیشتری را در وقوع سیلاب دارند. ارزیابی کمی و کیفی نتایج با استفاده از آماره های گوناگون نشان داد مدل L-THIA، با گامای 8/0 بیشترین مقدار همبستگی را با لایه های اولیه دارد و از دقت و کارایی بیشتری نسبت به دو مدل ویکور و شبکه ی عصبی مصنوعی در پیش بینی سیلاب برخوردار است.

تعیین و تأمین نیاز آب زیست محیطی اکوسیستم ها از جمله تالاب ها یکی از راهکارهای مؤثر به منظور پیشگیری از تخریب و اطمینان از تداوم خدمات اکوسیستمی آنهاست. در مطالعه ی حاضر تعیین نیاز آبی تالاب بین المللی کانی برازان )در جنوب دریاچه ی ارومیه( با اتخاذ یک رویکرد ترکیبی هیدرواکولوژیکی مد نظر قرار گرفت. به این منظور، با استفاده از داده های ماهواره ای تغییرات بلندمدت سطوح آب و پوشش گیاهی تحلیل شد. سپس، تحلیل فراوانی سطوح غرقابی و دوره های رشد پوشش گیاهی تالاب و برآورد مقادیر تبخیر تعرق از سطح انجام شد. در ادامه، بر مبنای مطالعات میدانی انجام شده از تابستان 1394 تا پاییز 1395، هیدروگرافی تالاب، گونه های گیاهی و پرندگان تالاب و مکان یابی زیستگاه های آنها تعیین شده و گونه های شاخص مشخص شدند. بر مبنای عمق مطلوب و الگوی مکانی زیستگاه های گونه های شاخص گیاهان و پرندگان زمستان گذران در معرض خطر و تهدید، سطوح غرقابی و احجام مطلوب تالاب تعیین شد. در نهایت، با استفاده از سری زمانی احجام تاریخی تالاب و مدل سازی معکوس بیلان آب، رژیم جریان ورودی تالاب از منابع سطحی برای تأمین نیاز آبی تالاب برآورد شد. نتایج مطالعه ی حاضر نشان می دهد در شرایط نرمال جریان زیست محیطی مورد نیاز تالاب کانی برازان معادل 5/16 میلیون مترمکعب در سال، شامل دو پیک جریان به ترتیب در اواسط پاییز و اواخر بهار است. نتایج مطالعه ی حاضر می تواند در برنامه ریزی منابع آب سطحی و زیرزمینی تغذیه کننده ی تالاب و نیز مدیریت کیفیت آب تالاب استفاده شود.

بحران های طبیعی قابل پیشگیری نیستند، اما می توان با تکیه بر فنون مهندسی و نوآوری های علمی، میزان خسار ت های به وجودآمده در بخش مالی و جانی آن را به شدت کاهش داد. بخش های زیادی از ایران از جمله مناطق حادثه خیز در جهان محسوب می شود که نیازمند توجه خاص قبل از وقوع بحران است. استان چهارمحال و بختیاری با توجه به موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی خاص آن از جمله ی این مناطق است که مکان یابی اسکان اضطراری وقوع سیلاب در این استان را بااهمیت می کند. در تحقیق حاضر از روش مبتنی بر تدوین پرسشنامه ی محقق ساخته و بررسی اسناد کتابخانه ای و مدل های آماری استفاده شده است. بنابراین، با استفاده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مکان های ایمن هنگام وقوع سیلاب و آماده سازی معیارها و زیرمعیارهای موجود شناسایی شد. سپس، با استفاده از اطلاعات آماری فازی-سلسله مراتبی (FAHP) مقادیر ارزش هر یک از معیارها و زیرمعیارها مشخص شده و وزن نهایی محاسبه شده و نقشه های مربوطه در محیط GIS برای نمایش هرچه بهتر تهیه و تدوین شد. نتایج به دست آمده نشان داد شهرکرد کمترین میزان خطرپذیری را در بین شهرستان های استان در اختیار دارد و به ترتیب، شمال و شمال شرق بروجن، اردل و قسمت های مرکزی و جنوب کوهرنگ و قسمت های شمالی لردگان ایمنی بیشتری نسبت به قسمت های شمالی شهرستان دارند.

تغییر اقلیم با ایجاد تغییر در میزان دما و بارش موجب تغییر در دبی رودخانه ها می شود. محدودیت منابع آبی و توزیع نامتجانس آن در مناطق مختلف کشور سبب شده است که در مقایسه با بسیاری از نقاط جهان، نسبت به پدیده ی تغییر اقلیم آسیب پذیر تر باشد. شبیه سازی جریان رودخانه به عنوان پیش نیاز برخی از مسائل زیست محیطی و مهندسی اهمیت دارد. در تحقیق حاضر تأثیر تغییر اقلیم بر میزان رواناب سطحی حوضه ی آبخیز هلیل رود استان کرمان با استفاده از مدل IHACRES در دوره های زمانی آینده ی نزدیک (2020-2050) و آینده ی دور (2070-2100) پیش بینی شد. به این منظور، ابتدا داده های روزانه ی بارش و دما ایستگاه های تعیین شده طی دوره ی آماری 1995 2017 از ایستگاه های هواشناسی منطقه ی مطالعه شده اخذ شدند. سپس، خروجی های مدل گردش عمومی جو CanESM2 تحت دو سناریوی انتشار میانه (RCP4. 5) و بدبینانه (RCP8. 5) با استفاده از مدل SDSM ریزمقیاس شدند. میانگین دمای ایستگاه ها در دو دوره ی آینده ی نزدیک و دور به ترتیب 5-و 6/4-درصد کاهش و میزان بارش نزدیک 5/42 و 40 درصد افزایش نسبت به دوره ی مشاهداتی (1989-2017) نشان دادند. در گام بعدی، مقادیر پیش بینی شده ی دما و بارش توسط مدل ریزمقیاس نمایی آماری SDSM به مدل بارش-رواناب IHACRES وارد شده و تغییرات دبی در دو دوره ی زمانی آینده پیش بینی شد. بر اساس مقادیر پیش بینی شده، متوسط دبی ماهانه در هر دو ایستگاه (کناروئیه، چشمه عروس) در ماه های گرم سال بیشترین افزایش را بر اساس پیش بینی ها نشان داد. براساس یافته های پژوهش حاضر، کاهش دما و افزایش میزان بارش طی دوره های آینده منجر به افزایش رواناب و شدت وقایع سیل در حوضه ی آبخیز هلیل رود در ماه های گرم سال خواهد شد.

در محیط های کم باران که درگیر خشکسالی هستند، حفاظت و توسعه ی پوشش گیاهی و فضای سبز با چالش های کم آبی و یا بی آبی رو به رو است. هدف از تحقیق حاضر، مقایسه ی نیاز آبی گونه های زبان گنجشک و توت نرک به عنوان گونه های استفاده شده در فضای باز و گلخانه در شهر رباط کریم، واقع در جنوب غربی استان تهران است. پژوهش پیش رو در دو محیط گلخانه و عرصه صورت گرفته و نهال ها از دو گونه ی درختی در قالب طرح کاملاً تصادفی در عرصه و در داخل گلدان کاشته شدند. پژوهش حاضر دارای دو مرحله است و هر مرحله شامل چندین فاز است. نتایج نشان داد در گونه ها ی زبان گنجشک و توت نرک، سریع ترین زمان رسیدن به نقطه ی حد مجاز کاهش رطوبت به ترتیب 4 روز (از 6 تا 9 تیر) و 4 روز (از 6 تا 9 تیر، 10 تا 13 تیر و 29 تیر تا 1 مرداد) در گلخانه و سریع ترین زمان رسیدن به نقطه ی حد مجاز کاهش رطوبت به ترتیب 7 روز (از 9 تا 15 تیرماه و 9 تا 15 امرداد) و 9 روز (از 12 تا 20 خرداد، 1 تا 9 تیر و 2 تا 10 شهریور) در عرصهاست. بیشترین رطوبت مصرفی استفاده شده ی نهال زبان گنجشک در گلخانه و طی ماه های مختلف در روز 11 تا 12 تیرماه برابر با 3/19 درصد رطوبت حجمی؛ 6/15 درصد رطوبت وزنی یا 6/38 میلی متر بوده است. در حالی که بیشترین رطوبت مصرفی استفاده شده ی نهال توت نرک در گلخانه و طی ماه های مختلف در روز 6 تا 7 تیرماه برابر با 8/12 درصد رطوبت حجمی؛ 83/9 درصد رطوبت وزنی یا 32 میلی متر بوده است. بیشترین رطوبت مصرفی استفاده شده ی نهال زبان گنجشک در عرصه و طی ماه های مختلف در روز 1 تا 2 تیرماه برابر با 2/6 درصد رطوبت حجمی یا 3/4 درصد رطوبت وزنی بوده است، در حالی که بیشترین رطوبت مصرفی استفاده شده ی نهال توت نرک در عرصه و طی ماه های مختلف در روز 18 تا 19 مردادماه برابر با 75/3 درصد رطوبت حجمی یا 7/2 درصد رطوبت وزنی بوده است. به طور کلی، نتایج پژوهش حاضر نشان داد زبان گنجشک و توت نرک بر حسب شدت نیاز آبی و دور آبیاری از زیاد به کم در عرصه و گلخانه طبقه بندی می شوند.

نظر به اهمیت آثار تغییر اقلیم بر منابع آبی، بررسی رفتار رودخانه به ویژه میزان آبدهی آن در دوره های آتی برای مدیریت منابع آب و ارائه ی راهکارهای سازگاری با پدیده ی تغییر اقلیم امری مفید و ضروری است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی اثر پدیده ی تغییر اقلیم بر دبی رودخانه ی زولاچای واقع در استان آذربایجان غربی است. به این منظور، ابتدا با استفاده از مدل LARS-WG مقادیر بارش و دمای ایستگاه هواشناسی چهریق علیا تحت سناریوهای مختلف از سال 2021 تا سال 2080 پیش بینی شد. سپس، بر اساس داده های ریزمقیاس شده ی بارش و دمای آینده، به کمک مدل بارش-رواناب IHACRES واسنجی و صحت سنجی شده ی حجم رواناب خروجی حوضه ی آبخیز در دوره های آتی شبیه سازی شد. نتایج پیش بینی رواناب طی دوره های اقلیمی آتی نشان داد متوسط تغییرات رواناب سالانه درازمدت طی دوره ی 2021 2080 به میزان 12/1 مترمکعب در ثانیه (34/33 درصد) تحت سناریوی RCP2. 6، 17/1 مترمکعب در ثانیه (67/33 درصد) تحت سناریوی RCP4. 5 و 37/1 مترمکعب در ثانیه (42/39 درصد) تحت سناریوی RCP8. 5 نسبت به دوره ی پایه کاهش خواهد یافت.

مطالعه و ارزیابی تغییرات سطح پوشش برف به عنوان یکی از منابع مهم تأمین آب، بسیار بااهمیت است. با توجه به شرایط مناطق صعب العبور کوهستانی، امکان اندازه گیری دائم زمینی برای تخمین منابع برفابی و تشکیل پایگاه داده ها وجود ندارد. به همین دلیل، استفاده از تصاویر ماهواره ای در شناسایی مناطق برف گیر و ارزیابی تغییرات آن بسیار مهم و ضروری است. در مطالعه ی حاضر از تصاویر ماهواره ای سنجنده ی MODIS حوضه ی ماربر واقع در جنوب استان اصفهان مربوط به دوره ی 20 ساله (2000 تا 2019) استفاده شد. نکته ی درخور توجه اینکه در این مطالعه از سامانه ی Google Earth Engine یا به اختصار GEE استفاده شد که سامانه ای نوپا و بسیار کاربردی در سال های اخیر است. در مطالعه ی حاضر بیش از 7 هزار تصویر مربوط به پوشش برف روزانه استفاده شده است که در GEE در کمترین زمان در دسترس قرار می گیرند. برای ارزیابی روند تغییرات پوشش برف از آزمون TFPW-MK استفاده شد. در این مطالعه علاوه بر برنامه نویسی و فراخوانی تصاویر و استخراج مقادیر پوشش برف در سامانه ی انجین و تحلیل روند با اجرای آزمون TFPW-MK، نرم افزار ArcGIS10. 5 نیز در تهیه ی خروجی ها استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد روند تغییرات سطوح پوشش برف طی دوره ی زمانی 20 ساله (2000 2019)، کاهشی بوده است، به طوری که از حدود 120 کیلومترمربع به کمتر از 60 کیلومترمربع در سال 2018 رسیده است. با توجه به درصد اعتماد ستون مربوط به p در روش TFPW ماه های ژانویه و آگوست دارای روند منفی معنا دار در سطح 5 درصد هستند و ماه ژوئن روند منفی معنا دار در سطح 10 درصد دارد. شدیدترین روند کاهشی مربوط به ماه ژانویه با آماره ی )518/2-= (Z است. روند سالیانه نیز با آزمون TFPW بررسی شد که نشان دهنده ی روند منفی معنا دار در سطح 5 درصد بود. آب حاصل از ذوب برف در این منطقه به عنوان یک منبع مهم تأمین آب باید مورد توجه، حفاظت و بررسی های بیشتر و نیز بررسی علل در مطالعات آینده قرار گیرد.

تبخیر و تعرق، انتقال انرژی بین سطح زمین و جو است و سازنده ترین مکانیسم ارتباطی بین هیدروسفر، لیتوسفر و بیوسفر محسوب می شود. پژوهش حاضر، روی پیش بینی تبخیر و تعرق پتانسیل در حوضه ی آبخیز گلپایگان به عنوان پاسخ به تغییرات آب وهوایی تمرکز دارد. به این منظور، از شش الگوریتم هارگریوز–,سامانی، تورنت-وایت، روماننکو، اودین، خاروفا و بلانی کریدل و نیز الگوریتم پنمن–,مانتیث-فائو به عنوان الگوریتم های معیار برای برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل استفاده شد. نتایج نشان داد الگوریتم هارگریوز-سامانی در مقایسه با سایر الگوریتم ها، عملکرد نزدیک تری به الگوریتم معیار پنمن–,مانتیث-فائو داشته است. بنابراین، این الگوریتم برای ارزیابی تأثیر احتمالی تغییرات آب وهوایی در دوره های آینده بر میزان تبخیر و تعرق پتانسیل استفاده شد. سپس، میزان تبخیر و تعرق پتانسیل با استفاده از مدل های گردش عمومی جو GCM برای دوره های آینده ی نزدیک، میانی و دور 2021-2040، 2041-2060 و 2061-2080 تحت تأثیر سناریوهای RCP2. 6, 4. 5, 8. 5 توسط مدل LARS-WG6 و با استفاده از مدل اقلیمی HadGEM2-ES برآورد شد. در نهایت، مقادیر تبخیر و تعرق پیش بینی شده در دوره های آینده با نتایج تبخیر و تعرق در دوره ی پایه (1992-2017) مقایسه شد تا تأثیر تغییرات آب وهوایی بر تبخیر و تعرق پتانسیل بررسی شود. نتایج بیانگر افزایش تبخیر و تعرق پتانسیل تحت کلیه ی سناریوهای RCP در دوره های آینده بود. افزایش تحت سناریوهای RCP2. 6، RCP4. 5 و RCP8. 5 در دوره ی آینده ی نزدیک به ترتیب 31/6، 05/7 و 10/7 درصد؛ در دوره ی آینده ی میانی 69/9، 84/9 و 82/11 درصد و در دوره ی آینده ی دور، 17/8، 79/13 و 15/18 درصد به دست آمد.

ارزیابی تأثیر تغییرات بارش و کاربری زمین بر سیلاب از مسائل اساسی در مدیریت آبخیز است. حال آنکه تأثیر هم زمان آنها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیرپذیری سیلاب از رژیم بارش و کاربری های زمین در آبخیز چشمه کیله تنکابن صورت پذیرفته است. برای انجام پژوهش حاضر از داده های پنج ایستگاه هواشناسی موجود در منطقه و آب سنجی هرات بر استفاده شد. ابتدا نقشه های کاربری اراضی سال های 1984، 2001 و 2017 با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی در سامانه ی Earth Engine تهیه شد. سپس، برای بررسی تأثیرپذیری سیلاب نسبت به رژیم بارش از مؤلفه های بارش و دبی استفاده شد. به منظور برآورد کمّی شاخص های سیلابی کمینه و بیشینه و منحنی تداوم جریان از نرم افزار IHA 7. 1 و رویکرد EFC استفاده شد. بررسی تأثیر متغیرهای رژیم بارش بر سیلاب نشان داد روند معناداری در داده های بارش در دوره ی آماری وجود ندارد. از طرفی، سطح کاربری جنگل در سال 2017 نسبت به سال 1984 حدود 25/21 درصد کاهش یافته، ولی کاربری های مرتع، کشاورزی و مناطق مسکونی به ترتیب 16/24، 00/315 و 47/225 درصد افزایش یافته است. درصد اختلاف شاخص های بیشینه ی 1، 3، 7، 30 و 90 روزه، میزان دبی و بیشینه ی سیلاب سالانه در سال 2017 نسبت به سال 1984 به ترتیب 17/193، 02/156، 87/124، 22/77، 93/57، 22/197 و 66/207 درصد افزایش داشته که نشان دهنده ی تأثیرپذیری شاخص های جریان سیلابی از تغییرات کاربری ها است. از نتایج پژوهش حاضر می توان نتیجه گرفت که تغییرات کاربری زمین آثار زیان باری بر حفاظت منابع خاک و آب و به طبع، بر تعادل اکولوژیک و هیدرولوژیک حوضه ی آبخیز دارد.

با توجه به اینکه کیفیت آب شرب در سلامتی انسان ها نقش مهمی دارد، باید کیفیت آب آبخوان ها به عنوان اصلی ترین منبع تأمین آب شرب تجزیه وتحلیل شود. هدف از مطالعه ی حاضر، بررسی کیفیت آب های زیرزمینی استفاده شده برای شرب در شمال شرقی دشت بیجار با شاخص GQI با استفاده از نرم افزار ArcGIS است. محدوده ی مطالعاتی آبخوان دشت بیجار یکی از آبخوان های استان کردستان است که منبع آب شرب قسمتی از شهر بیجار و بیش از 12 روستا را تأمین می کند. شاخص کیفیت آب شرب با استفاده از چهار روش GQI، GQI-GA، GQI-FL-GA و GQI-FG برای این آبخوان تهیه شده و سپس، به منظور صحت سنجی و مقایسه ی نتایج چهار روش یادشده از ضریب همبستگی (r) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، روش GQI-FL-GA با ضریب همبستگی 89/0 و RMSE 01/0 بهترین نتایج و روش GQI-FG با ضریب همبستگی 86/0 و RMSE 11/ 0 ضعیف ترین نتایج را ارائه دادند. بر اساس روش شاخص کیفی آب 2/91 درصد از دشت کیفیت مناسب داشته و 8/8 درصد باقی منطقه که بیشتر بخش های شمال شرقی (خروجی دشت) بوده و کیفیت قابل قبول دارد.

افزایش جمعیت، توسعه ی شهرنشینی و صنعتی شدن سبب افزایش درخور توجه تقاضای آب شیرین در جهان شده است. شیرین سازی منابع آب در دسترس و فراوان موجود، گزینه ای مطلوب و توجیه پذیر برای پاسخ به نیاز آب آشامیدنی و مصرفی صنعت است. نمک زدایی آب دریا فرایندی انرژی بر است و با توجه به اینکه 99 درصد تأسیسات نمک زدایی نصب شده از سوخت های فسیلی به عنوان منبع انرژی بهره می گیرند، عواملی همچون قیمت متغیر و پایان پذیری این نوع منابع انرژی، تأثیرات مخرب زیست محیطی ناشی از انتشار آلاینده ها و گازهای گلخانه ای در کنار سایر فاکتورهای راهبردی، سیاسی و اجتماعی سبب توجه گسترده به توسعه ی کاربرد انرژی های تجدیدپذیر به عنوان نیروی محرکه ی تأسیسات نمک زدایی شده است. پژوهش حاضر به مروری جامع بر پیشرفت های صورت گرفته در ترکیب منابع انرژی های تجدیدپذیر با فناوری های مرسوم و نوین در حوزه ی نمک زدایی آب دریا پرداخته و تمرکز آن بر تشریح فناوری ها و مطالعات انجام شده در کاربرد انرژی خورشیدی، انرژی هسته ای، انرژی بادی، انرژی زمین گرمایی، انرژی های اقیانوسی، انرژی زیست توده و انرژی های تجدیدپذیر ترکیبی در نمک زدایی است. استفاده ی ترکیبی از دو یا چند منبع انرژی تجدیدپذیر به همراه سیستم های ذخیره ساز، راه حلی مطمئن و نویدبخش به منظور تأمین پایدار انرژی مورد نیاز نمک زدایی معرفی شده است. در کشور ما نیز محققان و متخصصان این حوزه در حال تلاش و پژوهش هستند.

هدف از انجام پژوهش حاضر، به کارگیری و تبیین کاربرد و اهمیت تصاویر چندزمانه ی (تکرار زمانی) ماهواره ای لندست در بارزسازی تغییرات حریم (بستر و کرانه ها) رودخانه ی شیرین دره به منظور ارزیابی تغییرات مورفولوژی رودخانه بوده است. ارزیابی میزان توسعه ی بستر عمومی و فعال، نوع رودخانه و تغییر شکل های رود طی سال های 1995 تا 2019 در پنج دوره ی ارزیابی شامل 1995 تا 2005 (دوره ی اول)، 2005 تا 2010 (دوره ی دوم)، 2010 تا 2015 (دوره ی سوم)، 2015 تا 2017 (دوره ی چهارم) و 2017 تا 2019 (دوره ی پنجم) شده است. از مدل های تعیین فرسایش پذیری تجربی EPM و MPSIAC برای برآورد تغییرات رودخانه استفاده شده است. مدل EPM بر پایه ی اصل امتیازدهی به دو متغیر اصلی شامل شدت و میزان فرسایش و رسوب زایی، اقدام به بررسی میزان فرسایش پذیری حوضه ی آبریز کرده و مدل MPSIAC از تأثیر و نقش 9 عامل مهم و مؤثر بر فرسایش خاک و رسوب زایی حوضه ی آبریز برای برآورد وضعیت رسوب دهی و فرسایش بهره می گیرد. طبق نتایج به دست آمده مشخص شد که حوضه ی آبریز شیرین دره رسوب دهی کلی 3/83140 مترمکعب بر سال و رسوب دهی در سطح برابر با 94/217909 تن بر سال برای مدل EPM دارد. همچنین، مقادیر 95/750 مترمکعب بر سال و رسوب دهی در سطح برابر با 5/658509 تن بر سال توسط مقدار تحویل رسوب 02/38 برای مدل MPSIAC است. همچنین، با انجام اعتبارسنجی مدل های تجربی مشخص شد که نتایج مدل MPSIAC نسبت به EPM در مورد حوضه ی بررسی شده دقت بیشتری داشته است.

آب از اصلی ترین و حیاتی ترین عناصر در شکل گیری باغ است که شیوه ی حضور و حرکت آن، نظام خاصی دارد و در گونه های متفاوت باغ ایرانی، شکل های مختلفی به خود می گیرد. به این منظور، پژوهش حاضر با هدف تبیین رفتار آب در شکل گیری نظام باغ سازی بیرجند مبتنی بر مدل سازی کمی انجام شد. پژوهش حاضر از نظر هدف، کاربردی و از لحاظ روش استفاده شده، فلسفه ی زیربنایی آن اثبات گرایی، قیاسی و استراتژی آن، پیمایشی بود. بنابراین، جامعه ی آماری پژوهش از 247 نفر شامل اعضای کمیته ها و متخصصان حوزه ی معماری تشکیل شد که از این بین، 150 نفر از اعضای کمیته ها و متخصصان حوزه ی معماری با استفاده از جدول مورگان و گرجسی به عنوان حجم نمونه، انتخاب و مطالعه شدند. ابزار گردآوری داده ها نیز پرسشنامه های محقق ساخته بود. تجزیه وتحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار Spssنسخه ی 25 و همچنین، آزمون KMO انجام شد. نتایج تحلیل داده ها نشان داد نه تنها آب در نگاه معماران در نظام باغ سازی بیرجند اهمیت دارد، بلکه (به لحاظ ابعاد فرایندی، عملکردی و محیطی) می تواند مخاطبان را به خیزش و تحرک لذت روحی روانی در نظام باغ سازی وادار سازد (05/0> P). با توجه به نتایج، پیشنهاد می شود سازمان هایی مانند شهرداری و میراث فرهنگی برای احیای هویت معماری سنتی و اصیل ایرانی برای نسل آینده در طراحی پارک های شهری، مجموعه های توریستی و گردشگری، طراحی المان های فضایی و میادین از الگوهای فضایی حاصل در پژوهش حاضر در کنار سایر پژوهش ها استفاده کنند.

تعیین نقشه ی مناطق مستعد سیل با هدف ذخیره ی رواناب ها به منظور تأمین آب مورد نیاز برای اهداف مختلف و نیز کنترل خسارت های ناشی از سیل، اهمیت و ضرورت زیاد این موضوع را برای حفاظت از منابع طبیعی و انسانی نشان می د هد. استان لرستان و به ویژه حوضه ی کشکان شامل سلسله، دلفان، دوره، خرم آباد، پلدختر و کوهدشت، بسیار سیل خیز است و بارها دچار خسار ت های ناشی از سیل شده و در فروردین 1398 بزرگ ترین سیل 200 سال اخیر را تجربه کرده است. در پژوهش حاضر، تلاش شده است تا نقشه ی پهنه بندی سیلاب به منظور کاهش مخاطرات سیل حوضه ی آبخیز کشکان با استفاده از مدل های نسبت فراوانی، شاخص آماری و آنتروپی شانون و نیز با بهره گیری از روش های مبتنی بر ArcGIS برای بهبود تصمیم گیری و مدیریت سیل در این منطقه ارائه شود. به این منظور، موقعیت جغرافیایی 123 نقطه ی سیل گیر در منطقه به دو گروه واسنجی و اعتبارسنجی تقسیم شدند. در اجرای هر سه مدل از پارامترهای مؤثر بر سیل شامل شیب، جهت شیب، انحنای زمین، زمین شناسی، کاربری اراضی، خاک شناسی، شاخص رطوبت توپوگرافی، بارش، تراکم آبراهه، فاصله از آبراهه و مدل ارتفاعی رقومی منطقه استفاده شد. همچنین، برای اعتبارسنجی نتایج مدل ها از منحنی مشخصه ی عملکرد در نرم افزار SPSS استفاده شد. حساسیت سنجی پارامترها برای هر سه مدل نیز انجام شد که فاصله از رودخانه، مؤثرترین پارامتر مشترک در هر سه مدل بود. بیشترین صحت برای این منطقه به مدل آنتروپی شانون (82/0، خیلی خوب) اختصاص داشت و بعد از آن، مدل نسبت فراوانی و شاخص آماری (78/0، خوب)، مناسب این منطقه معرفی شدند. نتایج نشان داد مدل آنتروپی شانون، مساحت بیشتری از حوضه را تحت شرایط پتانسیل زیاد خطر سیل گیری نشان می دهد (حدود 40 درصد از مساحت منطقه در طبقه ی خطر سیل زیاد و خیلی زیاد) که اغلب مناطق غربی و همچنین، مناطق مرکزی حوضه را شامل می شوند که در کوهدشت، خرم آباد و پلدختر قرار دارند و باید در اولویت اول برنامه ریزی و مدیریت ریسک سیل در این حوضه قرار گیرند.