اکوهیدرولوژی
سال:1400 | دوره:8 | شماره:3 |تعداد مقالات:17

تالاب انزلی در ایران به عنوان یکی از تالاب های ارزشمند ثبت شده در کنوانسیون رامسر در معرض تهدید عوامل محیطی و انسانی است. در دو دهه اخیر در بین انواع تصاویر ماهواره ای، تصاویر سنجنده های راداری، نقش مهمی در پایش تالاب ها داشته اند، زیرا این سنجنده ها در تمام شرایط آب وهوایی فعالیت می کنند و به زبری و رطوبت سطح حساس هستند. با این حال، مشکلاتی نظیر تشابه ضرایب بازپخش بین کلاس های مختلف و پردازش های نسبتا دشوار در مقایسه با سنجنده های نوری کاربرد آن ها را محدود می کند. در مطالعه پیش رو قابلیت تصاویر راداری در طبقه بندی تالاب انزلی و سه کاربری اصلی اطراف تالاب (زمین های کشاورزی، نیزار و مناطق ساخته شده) ارزیابی شد. به این منظور، دو تصویر راداری آلوس پالسار 2 و سنتینل 1 در سال 2018 انتخاب شد. پارامترهای بافت از هر دو تصویر استخراج شد. باندهای دو تصویر رادار و لایه های بافت استخراج شده به روش تلفیق در سطح ویژگی ادغام شده و سپس، با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی طبقه بندی شدند. صحت کلی روش تلفیق در سطح ویژگی معادل با 75 درصد و ضریب کاپا برابر با 62 درصد است. نتایج ارزیابی مربوط به صحت تولید کننده و کاربر به ترتیب برابر با 100 و 83 درصد است. صحت زیاد نتایج به دست آمده نشان دهنده قابلیت مناسب تصاویر رادار در طبقه بندی و تشخیص بدنه آبی تالاب است، در صورتی که در تفکیک اراضی کشاورزی، نیزار و مناطق ساخته شده خطای بیشتری مشاهده شده است. همچنین، روش تلفیق در سطح ویژگی، شیوه موثری برای استفاده هم زمان از ویژگی های متمایز تصاویر مختلف در طبقه بندی کاربری اراضی تالابی است.

همواره مخاطرات طبیعی در زندگی انسان ها آثار مخربی داشته است که سیل یکی از انواع جدی آن است. بنابراین، ارایه روش های سریع شناسایی سیلاب برای مدیریت بحران ضرورت زیادی دارد. هدف از این تحقیق، ارایه روشی با دقت و سرعت مناسب در تهیه نقشه سیلاب است. در این تحقیق از دو سری زمانی داده های سنتینل 1 و لندست 8 برای تهیه نقشه شدت سیل با ترکیب روش محاسبات آماری و شاخص های استخراجی استفاده شد. الگوریتم پیشنهادی به این ترتیب است که ابتدا نقشه پهنه های آبی دایمی به صورت خودکار توسط تصاویر ماهواره ای اپتیکی طی 5 سال تهیه می شود. سپس، برای تعیین شدت سیلاب در مناطق مختلف از محاسبات آماری روی باندهای سری زمانی تصاویر راداری بهره گرفته می شود و درنهایت، با استفاده از شاخص نرمال شده تفاوت سیل که قابلیت شناسایی سریع سیل را دارد، نقشه نهایی سیلاب به دست می آید. رویکرد پیشنهادی در پی رخداد سیل 1398 روی دو منطقه گلستان و خوزستان که دارای شرایط جغرافیایی متفاوت هستند، پیاده سازی شده است. ارزیابی ها به کمک نقشه های واقعیت زمینی و ماتریس ابهام صورت گرفته و علاوه بر آن، برای تحلیل های کامل تر از آزمون مک نمار نیز استفاده شده است. پیاده سازی الگوریتم در محیط ارث انجین نشان داد این روش در کنار داشتن دقت زیاد، امکان استفاده از صدها تصویر را بدون نیاز به سخت افزارهای خاص فراهم می آورد. دقت کلی به عنوان نمونه در یک دوره زمانی در استان گلستان و خوزستان به ترتیب 84/91 و 36/97 بوده که نشان دهنده قابلیت تعمیم پذیری زیاد الگوریتم در مناطق با وسعت های متفاوت است.

بخش زیادی از اراضی کشور تحت تاثیر شوری است که کشاورزی پایدار و امنیت غذایی را به خطر می اندازد. همچنین، برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در دشت هایی که آبخوان شور و شیرین در مجاورت هم قرار دارند، باعث ایجاد گرادیان هیدرولیکی از سمت آب شور به آب شیرین و افزایش شوری می شود. شوری در شوره زار مرکزی قزوین تحت مکانیزم یادشده، در حال پیشروی به سمت اراضی بالادست بوده است. برای حل این مشکل، زهکش حایلی در منطقه احداث شده است تا با ایجاد افت سطح آب زیرزمینی شور، از گسترش شوری جلوگیری کند. هدف این مطالعه، بررسی عملکرد زهکش حایل در کنترل شوری و تاثیر افزایش و کاهش گرادیان هیدرولیکی منطقه، در گسترش شوری است. به این منظور، با استفاده از داده های مشاهداتی، مدل HYDRUS-2D واسنجی و صحت سنجی شد. سپس، در شش تیمار اثر افزایش و کاهش جریان آب زیرزمینی ورودی از بالادست (10، 20، 30 درصد) بر عملکرد زهکش در بازه های 5، 10، 15 و 20 ساله شبیه سازی شد. نتایج نشان داد در تمام بازه های زمانی، هرچه جریان آب زیرزمینی ورودی از بالادست بیشتر باشد، املاح بیشتری آب شویی شده و توسط زهکش حایل از منطقه خارج می شود. همچنین، بر اساس نتایج شوری اولیه خاک در تراز کف زهکش 20 سال بعد از احداث زهکش حایل در تیمار شاهد ds/m1/16 کاهش می یابد. کاهش 10، 20 و 30 درصد دبی ورودی از بالادست این مقدار (ds/m1/16) را به ترتیب 11، 17 و 25 درصد کاهش داده در حالی که افزایش دبی به اندازه 10، 20 و 30 درصد این مقدار (ds/m1/16) را 22، 28 و 40 درصد افزایش می دهد. بنابراین، برداشت بی رویه از آبخوان در بالادست زهکش موجب کاهش دبی ورودی به منطقه می شود و از کاهش بیشتر شوری جلوگیری می کند.

به دلیل رشد اقتصادی سریع و بهره برداری بیش از حد از آب های زیرزمینی، مسیله آلودگی نیترات در آب های زیرزمینی بسیار جدی شده است. هدف اصلی این مطالعه، توسعه مدل DRASTIC برای شناسایی آسیب پذیری آب های زیرزمینی در برابر آلودگی نیترات است. بنابراین، مدل استاندارد DRASTIC با در نظر گرفتن عامل کاربری اراضی (مدل DRASTIC-LU) برای به نمایش گذاشتن آسیب پذیری آب های زیرزمینی ارایه شد. نوآوری تحقیق حاضر، توسعه مدل های DRASTIC و DRASTIC-LU توسط ماشین بردار پشتیبان (SVM) به منظور جلوگیری از خطای روش های همپوشانی و شاخص است. برای پیاده سازی و اعتبارسنجی مدل ها، 21 نمونه چاه مشاهداتی در آبخوان دشت بیرجند جمع آوری شدند. مقادیر RMSE مربوط به مدل های DRASTIC، DRASTIC-LU، DRASTIC+SVM و DRASTIC-LU+SVM به ترتیب 821/0، 743/0، 612/0 و 490/0 شد که نشان داد مدل های ترکیبی با استفاده از SVM همبستگی بهتری را بین مقدار آسیب پذیری و آلودگی نیترات نشان می دهد. همچنین، مشخص شد که مدل DRASTIC-LU+SVM برای ارزیابی آسیب پذیری آب های زیرزمینی در برابر نیترات دقت بیشتری دارد.

سیلاب به عنوان یکی از سوانح مهم طبیعی برشمرده می شود که در سالیان اخیر در حوضه آبریز سد لتیان، تلفات جانی و خسارت های مالی زیادی را به ساکنان این منطقه تحمیل کرده است. برنامه ریزی مشارکتی به عنوان یکی از شیوه های نوین برنامه ریزی در دهه های گذشته مد نظر برنامه ریزان حوزه های مختلف اعم از برنامه ریزی شهری، شهرسازی، محیط زیست و مدیریت بحران قرار گرفته است. در این پژوهش، با بررسی پژوهش های پیشین، خصوصیات و شرایط کلی منطقه و جامعه ساکن در آن، متغیرهای اثرگذار در حوزه برنامه ریزی مشارکتی در مدیریت سیلاب مشخص شدند. متغیرهای اقتصادی، حاکمیتی، اجتماعی فرهنگی و محیطی، به عنوان متغیرهای اثرگذار در برنامه ریزی مشارکتی در مدیریت سیلاب ها شناسایی شدند. سپس، این متغیرها با یکدیگر مقایسه شدند، که برای این مقایسه و رتبه بندی متغیرها از روش سلسله مراتبی AHP استفاده شده است، زیرا با توجه به تعدد نظرات خبرگان امر و وجود ثبات کامل، می توان برای محاسبه وزن هر یک از متغیرها از روش نرمالیزه کردن ستون استفاده کرد. پس از انجام این تحلیل که نتیجه دیدگاه های 21 نفر از خبرگان امر است، مشخص شد که متغیر اقتصادی با بیشترین وزن، نسبت به سایر متغیرها در بالاترین رتبه قرار گرفته است. متغیر حاکمیتی پس از متغیر اقتصادی، در رتبه دوم قرار دارد. متغیر اجتماعی فرهنگی پس از متغیر حاکمیتی، در رتبه سوم و متغیر محیطی پس از متغیر اجتماعی فرهنگی، در رتبه چهارم قرار گرفته است.

جریان رودخانه ای یکی از منابع آبی مهم است که برای مصارف مختلف اهمیت دارد و روند تغییرات آن در مدیریت منابع آب ضروری است و از طرفی، جریان رودخانه ای توسط سدها، انحراف جریان، جریان برگشتی و توسعه شهری تحت تاثیر قرار می گیرد و منجر به مسایل مختلفی از جمله وقوع خشکسالی، کاهش آبدهی و مسایل محیط زیستی می شود. هدف تحقیق حاضر، برآورد 34 شاخص جریان محیط زیستی در پایین دست سدهای گلستان و وشمگیر با استفاده از نرم افزار IHA نسخه 1/7 است. برای انجام این کار، ایستگاه های هیدرومتری گنبد و قزاقلی در پایین دست سد گلستان برای بررسی اثر احداث سد گلستان و ایستگاه هیدرومتری آق قلا به منظور بررسی اثر احداث سد وشمگیر مد نظر قرار گرفتند. همچنین، به منظور بررسی وضعیت تغییر اقلیم در منطقه مطالعه شده، وجود روند در مقادیر متغیرهای اقلیمی بارش، دما و تبخیر و تعرق با استفاده آزمون من-کندال و شیب سن در سطح اطمینان 1 و 5 درصد ارزیابی شد. نتایج آزمون روند نشان داد تغییر در متغیرهای اقلیمی اغلب به صورت افزایش بارش و دما و روند معنا دار افزایشی و کاهشی تبخیر و تعرق است. همچنین، نتایج نشان داد دبی اوج پالس های بالای جریان در ایستگاه های هیدرومتری گنبد، قزاقلی و آق قلا به ترتیب 28، 38 و 5/30 مترمکعب بر ثانیه با فراوانی صفر، دو و یک روزه در دوره بعد از احداث سدها است. دبی اوج شاخص سیلاب های کوچک در ایستگاه های هیدرومتری گنبد، قزاقلی و آق قلا به ترتیب 46، 107 و 8/149 مترمکعب بر ثانیه با فراوانی صفر روزه، سدهای گلستان و وشمگیر به دلیل اثر خودتنظیمی سبب روند کاهشی این شاخص شده اند. با توجه به شاخص سیلاب های بزرگ می توان نتیجه گرفت که در ایستگاه های گنبد و قزاقلی دبی اوج شاخص سیلاب های بزرگ با مقدار صفر مترمکعب بر ثانیه روند کاهشی و در ایستگاه آق قلا دبی اوج با مقدار 274 مترمکعب بر ثانیه، روند کاهشی نشان می دهد. در نهایت، به دلیل اثر خودتنظیمی سد های گلستان و وشمگیر باعث کاهش تغییرات ماهانه و سیلاب های بزرگ و کوچک جریان شده و در بیشتر ماه های سال، دبی جریان در دوره های بعد از احداث سد ها کمتر است. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل می تواند در تصمیم گیری در مورد مسایل مدیریت پایدار منابع آب برای تدوین برنامه مدیریت حوضه در آینده استفاده شود.

فرسایش و انتقال رسوب از جمله فرایندهای هیدرودینامیکی مهمی است که بسیاری از سیستم های هیدرولیکی نظیر حوضه های آبریز، رودخانه ها، سواحل و بنادر، سدها، پل ها، جاده ها، کشتزارها و تاسیسات عمرانی را متاثر می سازد. رودخانه واز یکی از رودخانه های مهم دامنه شمالی البرز در استان مازندران است. هدف این پژوهش، بررسی وضعیت پایداری کناره رودخانه واز با استفاده از مدل BANCS که شامل دو شاخص NBS و BEHI است. برای برآورد میزان فرسایش کناره ای در رودخانه واز، بازه 3 کیلومتری انتخاب شد. سپس، با انتخاب 8 مقطع عرضی با استفاده از برداشت میدانی و نقشه برداری پارامتر های ارتفاع کناره، زاویه کناره، ارتفاع کناره، عرض دبی لبالبی، عمق متوسط در دبی لبالبی، بیشترین عمق متوسط کناره در دبی لبالبی، شعاع انحنا و جنس مواد کناره در دو شاخص مورد نظر اندازه گیری شد. با توجه به نتایج به دست آمده برای هر یک از مقاطع در دو شاخص خطر فرسایش کناره و تنش برشی نزدیک کناره و مقایسه آنها با مشاهدات میدانی کناره های با خطر فرسایش کناره ای بیشتر و کناره های پایدارتر مشخص شد. مقایسه نتایج از این دو شاخص با مشاهدات میدانی نشان داد مدل BEHI نسبت به مدل NBS برای رودخانه واز کارآمدتر است. با توجه به نتایج شاخص BEHI میزان خطر فرسایش کناره 8 مقطع و در هر دو کناره وجود دارد، به طوری که در کناره چپ مقاطع 3، 5 و 6 و کناره راست مقاطع 1، 4 و 7 میزان فرسایش زیاد بوده است و در کناره راست مقاطع 2، 3 و 6 و کناره مقاطع 1 و 6 فرسایش کم بوده و در سایر کناره ها فرسایش متوسط بوده است.

حوضه آبخیز تالار با ویژگی های متنوع کاربری اراضی، هیدرولوژی و پوشش گیاهی در استان مازندارن قرار گرفته است که در سال های اخیر شاهد وقوع سیلاب های مخرب در آن هستیم. در این پژوهش به منظور اولویت بندی سیل خیزی زیرحوضه های تالار تحت شرایط هیدرولوژیکی و فیزیوگرافی متفاوت با مساحت 6/189613 هکتار در کاربری های کشاورزی، مسکونی، مرتع و جنگل اقدام شد. ابتدا حوضه را به شش زیرحوضه شامل شیرگاه، کارمزد، دراسله، پل سفید، ارژنگ رودبار و چاشم تقسیم کرده و برای هر زیرحوضه پارامترهای ژیومتری، اقلیمی، نفوذپذیری و فیزیوگرافی مانند مساحت، محیط، طول آبراهه اصلی، طول و شیب حوضه، زمان تمرکز، CN و دبی با استفاده از نرم افزار GIS محاسبه شد. زمان تمرکز بر اساس خصوصیات حوضه با روش های برانس بای ویلیامز، جانسون، پیلگریم مک درمات، کرپیچ، کالیفرنیا، چاو، اسپی، ونتورا بررسی شد که روش برانس بای ویلیامز با 2/19 ساعت مناسب ترین روش برای حوضه تالار بود. بر اساس روش SCS سهم هریک از زیرحوضه ها در سیل خروجی از کل حوضه تعیین شد. نتایج دبی حداکثر لحظه ای سیلاب نشان داد پل سفید با دبی 380 مترمکعب بر ثانیه بیشترین دبی را طی دوره آماری 1365 1398 داشته است. زیرحوضه ها از نظر مشابهت پتانسیل سیل خیزی، فرسایش، پوشش گیاهی و تاثیرات عملکرد انسانی به سه گروه با پتانسیل سیل خیزی زیاد، متوسط و کم تفکیک شده اند. نتایج نشان داد بیشترین مقدار سیل خیزی در هر یک از زیرحوضه ها به ترتیب شامل زیرحوضه چاشم با 19/29 درصد، دراسله 25/23 درصد و در نهایت، شیرگاه 76/16 درصد است.

پرش هیدرولیکی نوعی پدیده پیچیده سه بعدی است که به وفور در رودخانه ها و کانال های روباز دیده می شود. مقاومت هیدرولیکی گیاهان کارکرد زیادی در هیدرودینامیک رودخانه ها با دشت های سیلابی طبیعی گسترده دارد. پوشش گیاهی به میدان جریان نفوذ می کند و باعث ایجاد نیروی مقاوم و در پی آن، اتلاف انرژی می شود. هدف از این تحقیق، بررسی اثر تراکم و ارتفاع پوشش، بر هیدرولیک جریان در پرش هیدرولیکی و پارامترهای مربوط به جریان دوفازی آب هوا با استفاده از المان های استوانه ای شکل از جنس آهن گالوانیزه با قطر همگون 7 میلی متر به عنوان پوشش گیاهی است. به این ترتیب، تاثیرات همراه با تنوع پوشش و یا خم شدن در نظر گرفته نمی شوند. به این منظور، چهار فرم بستر زبر، در دو حالت زبری پیوسته و غیر پیوسته و با دو ارتفاع 5/1 و 3 سانتی متر استفاده شده و نتایج با داده های مربوط به بستر صاف به عنوان مرجع، مقایسه شد. آزمایش های مورد نیاز این مطالعه در فلومی مستطیلی افقی با عرض 30 سانتی متر، در محدوده اعداد فرود بین 5/5 >1Fr > 5/1 انجام شد. اندازه گیری و تعیین پارامترهای مشخصه مربوط به جریان آب هوا، توسط دستگاه پروب الکتریکی دو سوزنی که در این تحقیق طراحی، توسعه و واسنجی شده است، انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد وجود پوشش در کف کانال موجب افزایش هوادهی از طریق افزایش جزء خالی در طول غلتاب پرش شده و از طرفی، با افزایش نیروی مقاوم و تنش برشی در بستر سبب کاهش اعماق مزدوج و طول غلتاب پرش می شود؛ که این افزایش و کاهش، بسته به مقدار عدد فرود و ارتفاع و تراکم زبری ها است.

بهینه سازی چاه های نمونه برداری موجود در شبکه پایش آب های زیرزمینی به لحاظ کاهش هزینه نگهداری و بهبود کارایی و افزایش سرعت به روزرسانی اهمیت زیادی دارد. برای تعیین چاه های بااهمیت، عموما از روش های زمین آماری (مانند کریجینگ) و یا تحلیل مولفه های اصلی (PCA) استفاده می شود. در روش های زمین آماری، بهینه سازی با توجه به موقعیت مکانی نمونه ها انجام می شود و اطلاعات زمانی چاه ها لحاظ نمی شود. در روش PCA تعیین چاه های شاخص با لحاظ اطلاعات زمانی چاه های موجود در همسایگی ایستگاه های پایش انجام می شود. در این تحقیق رویکردی بر اساس تلفیق این دو روش برای در نظر گرفتن اطلاعات مکانی و زمانی چاه ها ارایه شده و از آن برای کاهش تعداد چاه های نمونه برداری در تخمین سطح آب های زیرزمینی آبخوان دشت سراب استفاده شده است. تحقیق حاضر با اخذ مشاهدات 47 چاه مربوط به سفره اول دشت سراب در سال 1397 در سه مرحله اصلی انجام گرفته است: 1-جست و جوی اکتشافی داده ها؛ 2-تعیین اولویت چاه ها با لحاظ اطلاعات زمانی چاه های حاضر در همسایگی با روش PCA؛ 3-بررسی میزان تغییرات دقت سطح با روش کریجینگ با فرض حذف شدن چاه های با اولویت زمانی کم. نتایج نشان داد 9 چاه دشت سراب (19 درصد) دارای ارزش نسبی کمتر از 3/0 هستند که با حذف این چاه ها و ارزیابی خطای RMSE در نقاط حذف شده، مقدار این نقاط با 46 سانتی متر خطا از طریق اطلاعات مکانی همسایه ها قابل محاسبه است. بنابراین، چاه های حذف شده اطلاعات مکانی زیادی وارد شبکه نمی کنند و با حذف آنها، می توان با افزایش دقت اندازه گیری سطح آب در بقیه چاه های نمونه برداری و صرفه جویی در زمان و هزینه، به همان دقت سطح اولیه رسید.

در تحقیق حاضر پدیده فرونشست زمین در محدوده دشت ارومیه (غرب دریاچه ارومیه) بررسی شده است. در محدوده مطالعاتی از 53 حلقه چاه مشاهده ای برای بررسی تغییرات عمق سطح آب زیرزمینی استفاده شد. عمق آب زیرزمینی دشت بین 1 تا 50 متر متغیر است و از غرب به شرق کاهش می یابد. در شمال غربی دشت در اراضی نوشین شهر رقوم منحنی های هم عمق 50 متر بوده و از غرب به شرق سطح ایستابی کاهش یافته است. با بررسی اطلاعات حاصل از بازدیدهای دوره ای در سطح دشت ارومیه، در حواشی تعدادی از پیزومترهای حاشیه شرقی آبخوان محدوده به علت پدیده فرونشست لوله زایی در ملحقات چاه ها مشاهده شد. روند میزان فرونشست ها در 18 پیزومتر محدوده مطالعاتی بررسی شد. مقادیر فرونشست در دشت ارومیه از 5 تا 17 سانتی متر متغیر است. بیشترین فرونشست در شمال و شمال غربی دشت اتفاق افتاده که از لحاظ دانه بندی دارای درصد بیشتری رسوبات دانه ریز است. میزان فرونشست در محدوده روضه چای تا شهر چای کاهش می یابد و در چاه جارچیلو به 5 سانتی متر می رسد. مقدار فرونشست بین رودخانه های شهرچای تا باراندوز چای تقریبا به سمت دریاچه ارومیه افزایش قابل توجهی دارد و بین 6 تا 13 سانتی متر متغیر است. این تغییرات به دو دلیل عمده یعنی افت شدید سطح ایستابی (برداشت های بی رویه) و همچنین، فشردگی رسوبات دانه ریز ایجاد می شود. افت شدید سطح ایستابی باعث کاهش فشار هیدرواستاتیک در آبخوان شده و در نتیجه، فضاهای خالی بین دانه ای که پیش تر با آب اشباع بود، این بار با افزایش وزن رسوبات بالایی این فضاها به وسیله رسوبات دانه ریز جایگزین می شود. در نتیجه، با توجه به شرایط زمین شناسی محدوده مطالعاتی تا کنون به مرور فرونشست اتفاق افتاده است.

این پژوهش سعی بر آن داشته است تا با معرفی فلور، شکل زیستی و کورولوژی پوشش گیاهی حاشیه رودخانه بشار و بانک بذر رسوبات آن در استان کهگیلویه و بویراحمد، نقش این رودخانه را در انتقال بذور و اهمیت رسوبات آبرفتی در نگهداشت و ذخیره بذر گیاهان مشخص کند. به این منظور، با پیمایش زمینی، لیست فلورستیک پوشش گیاهی حاشیه رودخانه بشار در نواحی دهنو، مختار، دروهان، کبگیان و رودشتی تهیه شد. سپس، برای تعیین وضعیت بانک بذر با استفاده از روش پیدایش نهال، از رسوبات نهشته شده در کناره رودخانه نمونه برداری شده و برای کشت به گلخانه منتقل شد. نتایج نشان داد در پوشش گیاهی حاشیه رودخانه و بانک بذر رسوب به ترتیب، 32 و 25 گونه گیاهی وجود داشت. از میان گونه های شناسایی شده، 20 گونه بین پوشش گیاهی حاشیه رودخانه بشار با بانک بذر رسوبات مشترک است و 5 گونه شامل Alyssum dasycarpum.، Chenopodium botrys، Erodium cicutarium، Medicago rigidula و Aeluropus littoralis فقط در بانک بذر رسوبات وجود دارد. نتایج اشکال زیستی پوشش گیاهی حاشیه رودخانه نشان داد 50 درصد از کل گونه های گیاهی از نوع همی کریپتوفیت است و تروفیت ها و ژیوفیت ها نیز به ترتیب 87/48 و 12/3 درصد را به خود اختصاص داده اند. در بانک بذر رسوب نیز، 36 درصد گونه ها جزء همی کریپتوفیت ها و 64 درصد گونه ها تروفیت هستند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد از نظر تعداد گیاهچه رویش یافته بین بانک بذر رسوب در مناطق مختلف رودخانه بشار تفاوت معنا داری در سطح یک درصد وجود دارد؛ مقایسه میانگین نیز بر وجود اختلاف معنا دار بین بانک بذر رسوب همه مناطق به جزء منطقه کبگیان با دهنو دلالت دارد. از آنجا که رودخانه هایی با بار رسوبی قابل توجه، نشان دهنده وضعیت نامناسب اراضی بالادست و تخریب پوشش گیاهی است، بانک بذر رسوبات آبرفتی این رودخانه ها نیز کوچک و کم است که ضعیف بودن بانک بذر خاک حوضه آبخیز را نشان می دهد. بنابراین، تعیین وضعیت بانک بذر رسوباتی که به وسیله رودخانه حمل می شود، می تواند نقش کلیدی در آگاهی از وضعیت مدیریت حوضه ها ایفا کند.

خشکسالی پدیده ای اقلیمی است که بخش های مختلف محیط زیست را طی دوره استمرار خود تحت تاثیر قرار می دهد. بیشتر سیستم های ارزیابی خشکسالی بر مبنای داده های بارش استوارند. با وجود این، کوتاه بودن دوره آماری بسیاری از داده ها، تراکم ناکافی ایستگاه ها و کیفیت نامطلوب داده های باران سنجی زمینی، توانایی نشان دادن الگوی مکانی خشکسالی را کاهش می دهد. از این رو، هدف تحقیق حاضر پایش خشکسالی در استان تهران با استفاده از داده های شبکه ای بارش است. به این منظور، از داده های بارش ماهانه شش ایستگاه همدید در استان تهران و داده های ماهانه بارش ماهواره TRMM با قدرت تفکیک مکانی 25/0 × 25/0 درجه جغرافیایی طی دوره 1998 2019 استفاده شده است. نتایج نشان داده است خروجی شاخص SPI 12 ماهه برای نقاط TRMM همخوانی مناسبی با ایستگاه های همدیدی دارد و ویژگی های خشکسالی در ایستگاه های مختلف همسو و منطبق با نقاط مختلف شبکه TRMM است. در 36 درصد دوره مطالعه شده بارش استان در محدوده نرمال و در 64 درصد آن، شاهد ناهنجاری بارش هستیم. در همه نقاط استان فراوانی دوره های خشک و مرطوب با هم برابر هستند و هر یک 8/31 درصد را به خود اختصاص داده اند. از نظر شدت، بیشتر ناهنجاری های بارش در استان تهران از نوع ملایم و متوسط هستند، به طوری که فراوانی خشکسالی ملایم 18 درصد، خشکسالی متوسط 9 درصد و خشکسالی شدید حدود 5/4 درصد است. رخداد بسیار شدید خشکسالی در هیچ یک از نقاط استان طی 22 سال اخیر به وجود نیامده است. همچنین، سال های 2001، 2008، 2013 و 2014 شدیدترین دوره های خشکسالی فراگیر در استان محسوب می شوند که بیشتر مناطق در این سال ها از خشکسالی متوسط تا شدید رنج می برند.

در این مطالعه میزان مصارف آب کشور ایران با استفاده از محصول تبخیر تعرق واقعی WaPOR که توسط FAO توسعه داده شده، در سطح همه استان های کشور برآورد شده است. با در نظر گرفتن دشت هایی که بیشتر مصارف کشاورزی ایران را دار ند، میزان حجم آب مصرف شده طی سال های 2010 تا 2016 میلادی به تفکیک استانی تخمین زده شد. سپس، برای هر استان به صورت جداگانه شیب تغییرات مصارف کشاورزی استخراج شد. حجم آب مصرفی در بخش کشاورزی استان های خوزستان، تهران، گیلان به ترتیب طی سال های 2010 تا 2016 بیشترین روند افزایشی را داشته اند و به بیانی، دارای شیب تغییرات مثبت هستند. استان های هرمزگان و کرمانشاه نیز بیشترین روند کاهشی در میزان حجم آب مصرفی در بخش کشاورزی را داشته اند. نتایج بررسی این دوره آماری هفت ساله، بیانگر آن است که مصرف آب کشاورزی در سطح کشور و حجم آبیاری از سال های 2013 به بعد روند افزایشی داشته است. برای بررسی دقت محصول WaPOR، مقادیر آن با تبخیر و تعرق حاصل از الگوریتم SEBAL و آمار ایستگاه لایسیمتری در دشت میاندوآب مقایسه شد. نتایج بیانگر آن است که در غالب مناطق، مقادیر تبخیر تعرق الگوریتم SEBAL نسبت به سامانه WaPOR بیشتر است که با حرکت به سمت ارتفاع 2 هزار متر این اختلاف به بیشترین مقدار خود می رسد. مقادیر تبخیر تعرق واقعی لایسیمتر دانشگاه تبریز همخوانی قابل قبولی با مقادیر محاسباتی الگوریتم SEBAL داشت، درنتیجه حجم آب مصرفی محاسبه شده با WaPOR کمتر از مقدار واقعی برآورد شده است.

کمبود انرژی، آب و منابع غذایی ناشی از رشد سریع جمعیت، تغییرات آب وهوایی، عدم تعادل اکوسیستم ها و تنوع اقتصادی، بزرگ ترین چالش برای جهان امروز است. در این مقاله، مدیریت منابع آب، انرژی و غذا با رویکرد Nexus و با استفاده از مفهوم ردپای آب در حوضه آبریز دز واقع در استان خوزستان بررسی می شود. به این منظور، ردپای آب محصولات عمده زراعی و باغی کشت شده در این حوضه محاسبه شد. برای ارایه راهکارهای راهبردی در مدیریت منابع آب با توجه به سه مولفه آب، غذا و انرژی از روش تحلیلی TOPSIS استفاده شد. نتایج نشان داد بالاترین شاخص ردپای آبی محصولات به ترتیب مربوط به ماش، برنج، نیشکر و کلزا بوده که به ترتیب معادل 4945، 2671، 1462 و 1227 مترمکعب در تن است. با توجه به تحلیل و اولویت راهبردهای موثر بر مدیریت منابع آب، غذا و انرژی به روش TOPSIS، پنج معیار جمع آوری و استحصال بهینه منابع آب، غذا و انرژی، تغییر الگوی آبیاری و اجرای روش های کم آبخواه، سهمیه بندی منابع آب کشاورزی، توسعه مدیریت ریسک و بحران برای جلوگیری از نقصان در کمیت و کیفیت منابع آب، غذا و انرژی در راستای بهبود محصولات کشاورزی، بازچرخانی و استفاده مجدد از آب با تاکید بر جایگزینی پساب برای مصارف کشاورزی و فضای سبز با به کارگیری روش های نوین استحصال آب به عنوان راهبردهای با اهمیت و تاثیرگذار در رده اول تا پنجم قرار گرفته اند.

آب های زیرزمینی از منابع مهم بهره برداری در مناطق خشک و نیمه خشک هستند. به همین دلیل، به منظور حفظ کیفیت آب های زیرزمینی و مدیریت بهینه آن، اطلاع از پراکنش مکانی و زمانی آنها بااهمیت است و پایش و پهنه بندی آنها به عنوان اصل مهمی در برنامه ریزی های منابع آب کشور باید مد نظر قرار بگیرد. هدف از انجام پژوهش حاضر، پهنه بندی هدایت الکتریکی آب زیرزمینی آبخوان دشت مشهد با استفاده از 5 روش عکس فاصله (IDW)، تخمین گر موضعی (GPI)، تخمین گر عام (LPI)، کریجینگ و کوکریجینگ و همچنین، ارزیابی مدل برنامه ریزی بیان ژن در پیش بینی این پارامتر با استفاده از داده های مکانی است. برای انجام پژوهش حاضر از داده های 122 حلقه چاه مشاهده ای در محدوده آبخوان دشت مشهد استفاده شد. برای مقایسه روش های استفاده شده از سه معیار ارزیابی مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدرمطلق خطا (MAE) و معیار نش-ساتکلیف (NSE) استفاده شد. ترسیم نیم تغییرنما در GS+ نشان داد داده های هدایت الکتریکی بهترین برازش را در مدل کروی دارند. نتایج پژوهش حاضر نشان داد از میان روش های یادشده، مدل برنامه ریزی بیان ژن با خطای µ, mos/cm 54/275 RMSE=، µ, mos/cm 15/223 MAE= و 94/0 NSE=و پس از آن، روش کوکریجینگ با خطای µ, mos/cm 59/573RMSE=، µ, mos/cm 73/319 MAE=و 72/0 NSE= بیشترین دقت و روش تخمین گر موضعی (GPI) با خطای µ, mos/cm 11/996RMSE=، µ, mos/cm 56/755 MAE= و 16/0 NSE= کمترین دقت در این زمینه را داشتند.

تعیین پتانسیل چشمه آب معدنی از موارد مهم و ضروری در مدیریت منابع آب در مناطق معتدل ایران محسوب می شود. در این پژوهش، نقشه پتانسیل چشمه به منظور مدیریت و برنامه ریزی منابع آبی زیرزمینی با استفاده از مدل های آماری نسبت تراکم (FR) و وزن واقعه (WOE) در حوضه آبخیز وازرود استان مازندران انجام شد. به این منظور، 57 چشمه در فاز واسنجی [34] و صحت سنجی [23] به صورت تصادفی مشخص شدند. در اجرای هر دو مدل از عوامل موثر بر پتانسیل چشمه شامل درصد شیب، جهت شیب، هیپسومتری، پلان و پروفیل دامنه، زمین شناسی، کاربری اراضی، شاخص رطوبت توپوگرافی، فاصله از گسل، تراکم گسل، تراکم آبراهه و فاصله از آبراهه و فاصله از جاده استفاده شد. همچنین، برای صحت سنجی مدل ها از منحنی ROC استفاده شد. نتایج نشان داد صحت مدل نسبت فراوانی 4/84 درصد و صحت مدل وزن واقعه 2/77 درصد تعیین شد. این نتایج بیانگر صحت خیلی خوب و خوب این دو مدل در تعیین مناطق مستعد چشمه در حوضه آبخیز وازرود است. مطابق نتایج، صحت مدل نسبت فراوانی نیز بیشتر از مدل وزن واقعه است. با توجه به نتایج، 7/39 و 9/34 درصد از آبخیز وازرود در طبقات زیاد و خیلی زیاد به لحاظ پتانسیل چشمه به ترتیب در دو مدل وزن واقعه و نسبت فراوانی قرار دارد. در نهایت، نقشه های پتانسیل چشمه می تواند برای تهیه زیرساخت های مقدماتی به منظور پاکسازی چشمه ها از آسیب های انسانی و ورود سرمایه گذار برای احداث کارخانه چشمه و در نهایت، رونق اقتصادی محلی آبخیزنشینان حوضه وازرود به کار آید.