اکوهیدرولوژی
سال:1398 | دوره:6 | شماره:2 |تعداد مقالات:19

مدیریت یکپارچه ی منابع آب کشور، تأثیر بسیار زیادی در فرایند توسعه ی پایدار کشور ایران در زمینه هایی مانند رشد اقتصادی، امنیت غذایی، توسعه ی پایدار منابع آب و حفظ محیط زیست بشر دارد. از طرفی، بسیاری از تهدید های زیست محیطی، تخریب منابع آب و آلودگی های آن، نتیجه ی فعالیت های غیر منطبق با محیط زیست است. بنابراین، در مطالعه ی حاضر از تکنیک تحلیل سلسله مراتبی فازی برای تعیین اولویت منابع آب سد کهیر با رویکردهای مدیریتیِ اقتصادی و زیست محیطی در سال آبی 1394 1395 استفاده شده است. طبق نتایج، براساس رویکرد اقتصادی، بخش کشاورزی با بیشترین وزن، در اولویت نخست قرار گرفت. وزن بخش کشاورزی 72/0 به دست آمد. در رویکرد زیست محیطی، بخش محیط زیست به عنوان گزینه ی برتر با وزن 65/0 و بخش کشاورزی و شرب به ترتیب با وزن 19/0 و 16/0 در اولویت دوم و سوم قرار گرفتند. از این رو، پیشنهاد می شود با توجه به وضعیت معیشتی منطقه ی مطالعه شده و در اولویت قرارگرفتن بخش کشاورزی در رویکرد مدیریتی (به خصوص اقتصادی)، مسئولان مربوط به آن توجه زیادی به این بخش داشته باشند.

بهره برداری بهینه از مخازن سدها، یکی از مباحث ضروری در مدیریت منابع آب و به ویژه منابع آب سطحی است. در پژوهش حاضر، پس از معرفی الگوریتم بهینه سازی وال، عملکرد این الگوریتم به تنهایی و در حالت ترکیب با الگوریتم ژنتیک در مسئله ی بهره برداری بهینه از مخزن سد سلمان فارسی ارزیابی شده است. در مسئله ی بهینه سازی حاضر، تابع هدف به صورت کمینه سازی کل کمبود طی بهره برداری تعریف شده است. همچنین، محدودیت های معادله ی پیوستگی مخزن، حجم ذخیره ی مخزن و حجم رهاسازی از مخزن بر تابع هدف مسئله اعمال شده اند. عملکرد حاصل از الگوریتم های پیشنهادی با عملکرد حاصل از الگوریتم ژنتیک به عنوان یکی از الگوریتم های رایج در این زمینه و برنامه ریزی غیرخطی به عنوان بهینه یاب مطلق مقایسه شده است. عملکرد مدل ها براساس شاخص های اطمینان پذیری، برگشت پذیری، آسیب پذیری و پایداری ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده از جواب های بهینه نشان دادند جواب بهینه ی مطلق براساس روش برنامه ریزی غیرخطی و با استفاده از نرم افزار لینگو برابر 181/0 به دست آمده است و جواب بهینه ی مدل های الگوریتم هیبریدی وال-ژنتیک، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم وال به ترتیب با 9/2، 2/24 و 0/337 درصد افزایش نسبت به جواب بهینه ی مطلق در رتبه های اول تا سوم قرار دارند. همچنین، نتایج به دست آمده از شاخص های ارزیابی عملکرد مدل ها نشان دادند از نظر اطمینان پذیری و آسیب پذیری، مدل برنامه ریزی غیرخطی و از لحاظ برگشت پذیری، الگوریتم ژنتیک و از نظر پایداری، الگوریتم هیبریدی وال-ژنتیک بهترین عملکرد در بین مدل ها را دارند. به منظور انتخاب برترین مدل براساس تابع هدف و شاخص های ارزیابی عملکرد مدل ها از روش تصمیم گیری چندمعیاره استفاده شده است. نتایج به دست آمده از این روش نشان دادند عملکرد الگوریتم هیبریدی وال-ژنتیک در رتبه ی اول قرار دارد و مدل های برنامه ریزی غیرخطی، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم وال به ترتیب در رتبه های بعدی قرار دارند.

Astragalus kahiricusاز گونه های علوفه ای مرغوب است که انتشار گسترده ای در شمال، شمال شرق، مرکز و جنوب شرقی و بخش مرکزی کشور دارد. از این گیاه خوش خوراک به شدت در تمامی مراحل فنولوژیک برای چرای دام استفاده می شود. در مطالعه ی حاضر، تأثیر روش های مختلف جمع آوری آب باران شامل کنتور فارو، پیتینگ و هلالی آبگیر و فصل کاشت بر استقرار گونه ی A. kahiricus در منطقه ی کالمند بهادران بررسی شد. بذور با توجه به مطالعات قوه ی نامیه در آزمایشگاه خراش داده شدند. بذور خراش داده شده در قالب طرح آماری اسپلیت پلات با تیمار اصلی تاریخ کشت در پاییز و اواخر زمستان 1392 و تیمارهای فرعی روش کاشت پیتینگ، فارو، هلالی آبگیر در سه بلوک مقایسه شد. در بهار تعداد پایه های مستقرشده در هر کرت شمارش و تجزیه و تحلیل شد. براساس نتایج، کشت پاییزه موفق تر از کشت بهاره بوده است. اگرچه در تیمار هلالی آبگیر 18 درصد بذرها سبز شدند و نسبت به سایر تیمارها نتایج بهتری در سبزشدن بذور به دست آمد، به دلیل خشکسالی فقط حدود 4 درصد بذور سبزشده مستقر شدند. به طور کلی، استقرار کم بذور بیان کننده ی آن است که ذخیره ی نزولات همراه با کاشت مستقیم بذور در مراتع استان یزد با بارندگی متوسط کمتر از 100 میلی متر با ریسک زیادی روبه روست، به طوری که در سال های خشکسالی با بارندگی کمتر از میزان متوسط، احتمال سبزنشدن بذور یا خشک شدن نهال های کوچک مستقرشده وجود دارد. در این مناطق بهتر است روش های کشت نهال های گلدانی همراه با ذخیره ی نزولات بررسی شود.

هدف از پژوهش حاضر، مقایسه ی روش های مختلف جداسازی دبی پایه براساس آمار یازده ساله (1380-1390) جریان روزانه ی پنج ایستگاه آب سنجی واقع در غرب دریاچه ی ارومیه بود. به این منظور، از روش های محدوده ی زمانی ثابت، محدوده ی زمانی جابه جاشونده، حداقل موضعی، الگوریتم لاین و هالیک با چهار فیلتر عددی و اکهارت با دو فیلتر عددی استفاده شد. پس از آن، مقادیر شاخص جریان پایه ی به دست آمده با استفاده از معیارهای همبستگی جریان، میانگین مطلق خطا و مجذور میانگین مربعات خطا تحلیل شد. نتایج نشان داد میانگین سالیانه ی شاخص مربوطه برای تمامی ایستگاه ها در کل دوره بین 5/74 و 8/89 در نوسان است که نشان دهنده ی مشارکت زیاد آب های زیرسطحی در تأمین جریان این رودخانه هاست. همچنین، نتایج نشان داد در تمامی ایستگاه ها الگوریتم لاین و هالیک با فیلتر عددی 9/0 و در کنار آن، روش اکهارت با فیلتر 9/0 مناسب ترین روش برای استخراج جریان پایه بودند. این دو روش منتخب می توانند در غیاب روش های ردیابی با مواد شیمیایی، برای استخراج جریان پایه در منطقه ی مطالعه شده مفید باشند. پس از انتخاب بهترین روش، جریان پایه در ایستگاه های بند، بابارود و تپیک با استفاده از داده های بلندمدت جریان محاسبه شده و تأثیر احداث سد و مصارف کشاورزی بر دبی پایه بحث شد. سپس، روند سالانه ی جریان پایه ی ایستگاه بند با استفاده از آزمون من-کندال بررسی شد. نتایج تحلیل روند نشان داد جریان پایه ی این ایستگاه روند نزولی معنا داری دارد.

تبادل هایپریک در مجاری روباز در چرخه ی اکولوژی و هیدرولوژی بسیار تأثیرگذار است. پشته های رسوبی از جمله عوامل مورفولوژیکی رودخانه هستند که جریان هایپریک را تحت تأثیر قرار می دهند. در تحقیق حاضر، جریان ماندگار در اطراف یک پشته ی رسوبی سه بعدی متقارن با قاعده ی بیضی (m64/0×m2) و ارتفاع 1/0 متر در یک فلوم آزمایشگاهی بررسی شد. برای بررسی آثار استغراق، مطالعات آزمایشگاهی پشته ی رسوبی در دو حالت غیر مستغرق و مستغرق کامل بررسی شد. همچنین، الگوی جریان و میدان فشار در اطراف پشته ی رسوبی توسط مدل ریاضی شبیه سازی شد. سپس، الگوی فشار محاسبه شده از مدل ریاضی به عنوان شرایط مرزی روی مرز بالایی پشته ی رسوبی قرار گرفت و جریان زیرسطحی با استفاده از مدل آب زیرزمینی به صورت سه بعدی شبیه سازی شد. نتایج تحقیق نشان داد شاخص بی بعد دبی تبادلی بین جریان سطحی و زیرسطحی، با افزایش دبی جریان کاهش داشته و تغییرات آن همبستگی مناسبی با عدد رینولدز محیط متخلخل پشته نشان می دهند. درصد دبی تبادلی به دبی جریان سطحی در محدوده ی 5/3 تا 5/7 است. با افزایش دبی جریان، گسترش فضایی خطوط جریان افزایش داشته و در شرایط غیر مستغرق گسترش عرض آن شبیه جریان های هایپریک ناشی از فرم بسترهای ریفل-پول و دیون دوبعدی است. همچنین، نتایج نشان داد توزیع فراوانی طول خطوط جریان و زمان ماندگاری ذرات در محیط متخلخل پشته نیز از الگوی لوگ نرمال پیروی می کند که با افزایش دبی جریان به توزیع متقارن نزدیک تر می شود. در ضمن، با افزایش دبی جریان، زمان ماندگاری میانه ی بی بعد ذرات در محیط متخلخل پشته (tm*)، کاهش داشته و در این آزمایش ها بین 004/0 تا 01/0 است.

بهره مندی از مدل های هیدرولوژیک، امکان برنامه ریزی صحیح و پایدار در مدیریت منابع آب را فراهم می کند. در پژوهش حاضر، با هدف شبیه سازی جریان حوضه ی آبخیز الند (واقع در حوضه ی رود ارس) به عنوان آبخیزی تحت تأثیر فعالیت های انسانی، مدل WEAP توسعه، واسنجی و اعتبارسنجی شد. به این منظور، یک دوره ی آماری 11 ساله (1379 تا 1390) برای واسنجی و یک دوره ی پنج ساله (1390 تا 1395) به منظور اعتبارسنجی مدل در نظر گرفته شد. نتایج شبیه سازی مدل در خروجی حوضه ی آبخیز نشان داد شاخص های آماری ضریب تعیین و ضریب نش ساتکلیف در دوره ی واسنجی به ترتیب برابر با 96/0 و 85/0 و در دوره ی اعتبارسنجی به ترتیب برابر با 79/0 و 78/0 بودند. این نتایج بیان کننده ی عملکرد خوب مدل WEAP در شبیه سازی رفتار هیدرولوژیک اعم از بارش-رواناب، جریان پایه، آب زیرزمینی و سایر اجزای بیلان آبی حوضه ی آبخیز الند است. در تحقیق حاضر، نتایج شبیه سازی سناریوی تأمین آب شرب منطقه از سد آق چای بیان کننده ی کاهش در افت سطح آب زیرزمینی و افزایش حجم آبخوان به میزان سالیانه 4/5 میلیون مترمکعب بود.

تغییرات جهانی اقلیم و کاربری اراضی می تواند به شدت بر میزان فرسایش و توانایی خاک برای حفظ کشاورزی و به تبع آن، بر امنیت غذایی منطقه ای یا جهانی تأثیر بگذارد. هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی اثر تغییر اقلیم و تغییرات کاربری اراضی بر فرسایش با استفاده از مدل RUSLE است. از این رو، تغییرات آب و هوایی براساس دو سناریوی تغییر اقلیم RCP2. 6 و RCP8. 5 با استفاده از مدل آماری برای دوره های 2016-2030 و 2031-2050 نسبت به دوره ی پایه (1986-2015) استفاده شدند. مدل LCM برای پیش بینی تغییرات کاربری زمین و پوشش گیاهی در حوضه ی آبخیز کندران استفاده شد. نتایج نشان داد فاکتور فرسایش باران (R-factor) و عامل پوشش گیاهی (C-factor) در مدل RUSLE تحت تأثیر مستقیم تغییرات اقلیمی و نیز تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی قرار دارند. به طوری که میزان فاکتور فرسایش پذیری از 38/76 در دوره ی پایه به 7/83 در دوره ی 2016-2030 و 3/82 MJ mm ha-1 h-1 y-1 در دوره ی 2031-2050 افزایش خواهد یافت. همچنین، فاکتور پوشش گیاهی از 225/0 در دوره ی پایه به 43/0 در دوره ی 2016-2030 و 56/0 در 2031-2050 افزایش می یابد. میانگین فرسایش خاک در دوره ی پایه 8/9 (تن در هکتار در سال) بود که طی دو دهه ی آینده (2016-2030) با استفاده از دو سناریوی بررسی شده، به طور متوسط 16 درصد (37/11) و طی پنج دهه ی آینده 20 درصد (3/10) بر میزان فرسایش افزوده می شود.

ﻫ ریک از ﻣ ﺼ ﺎ رف ﮔ ﻮ ﻧ ﺎ ﮔ ﻮ ن آب ﻣ ﺎ ﻧ ﻨ ﺪ ﻛ ﺸ ﺎ ورزی، ﺷ ﺮ ب و ﺻ ﻨ ﻌ ﺖ ﻧ ﻴ ﺎ زﻣ ﻨ ﺪ آب ﺑ ﺎ کیفیتی ﻣ ﺸ ﺨ ﺺ ﻫ ﺴ ﺘ ﻨ ﺪ ﻛ ﻪ حدود کیفی آن، ﺑ ﺎ ﻧ ﻤ ﻮ ﻧ ﻪ ﺑ ﺮ داری ﻫ ﺎ ی ﻣ ﻜ ﺮ ر، آزﻣ ﺎ ﻳ ﺶ و ﺗ ﺤ ﻠ ﻴ ﻞ ﻧ ﺘ ﺎ ﻳ ﺞ ﻣ ﺸ ﺨ ﺺ ﻣ ﻲ شود. ﻫ ﺰ ینه ی ﻧ ﻤ ﻮ ﻧ ﻪ ﺑ ﺮ داری از آب ﻫ ﺎ ی ﺳ ﻄ ﺤ ﻲ ، اﻧ ﺪ ازهﮔ ﻴ ﺮ ی ﭘ ﺎ راﻣ ﺘ ﺮ ﻫ ﺎ ی ﻛ ﻴ ﻔ ﻲ در ﻣ ﺤ ﻴ ﻂ آزﻣ ﺎ یشگاه و ﺧ ﻄ ﺎ ﻫ ﺎ ی اﻧ ﺴ ﺎ ﻧ ﻲ ، از ﺟ ﻤ ﻠ ﻪ ﻣ ﺸ ﻜ ﻼ ت ﻣ ﻮ ﺟ ﻮ د در ﺗ ﺨ ﻤ ﻴ ﻦ ﻏ ﻠ ﻈ ﺖ ﭘ ﺎ راﻣ ﺘ ﺮ ﻫ ﺎ ی ﻛ ﻴ ﻔ ﻲ اند. ﺑ ﻪ ﻫ ﻤ ﻴ ﻦ ﻣ ﻨ ﻈ ﻮ ر، ﺑ ﺮ ای اﻟ ﮕ ﻮ ﺑ ﻨ ﺪ ی ﭘ ﺎ راﻣ ﺘ ﺮ ﻫ ﺎ ی ﻛ ﻴ ﻔ ﻲ آب، روش ﻫ ﺎ ی ﻣ ﺨ ﺘ ﻠ ﻔ ﻲ وﺟ ﻮ د دارد ﻛ ﻪ در اﻳ ﻦ ﺑ ﻴ ﻦ ، روش ﻫ ﺎ ی داده ﻣ ﺒ ﻨ ﺎ در دهه ﻫ ﺎ ی اﺧ ﻴ ﺮ ﻣ ﻮ رد ﺗ ﻮ ﺟ ﻪ پژوهشگران ﻗ ﺮ ار ﮔ ﺮ ﻓ ﺘ ﻪ اﺳ ﺖ . بنابراین، هدف اصلی در تحقیق حاضر، تخمین و مدل سازی پارامترهای کیفی آب با استفاده از روش های داده کاوی نوین، بهبود عملکرد روش های داده کاوی با کمک تئوری موجک و مقایسه ی آنها با سایر روش های داده کاوی متداول است. به بیانی دیگر، با استفاده از روش داده کاوی ماشین یادگیری قدرتمند (ELM) و شبکه ی عصبی پرسپترون چندلایه (MLP )، پارامترهای کیفی آب ( Cl، EC، Mg و TDS ) مدل سازی شد. ارزیابی این دو مدل توسط معیارهای آماری ضریب همبستگی (R)، ریشه ی میانگین مربع خطا (RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) و خطای استاندارد نسبی (RSE) برای داده های دوره ی آماری 20 ساله، انجام شد. با توجه به نتایج، مشخص شد که روش ELM توانسته است به طور متوسط ضریب همبستگی معادل 97/0 را ارائه کند. با وجود آنکه هر دو مدل نتایج قابل قبولی به همراه داشتند، اما در نهایت نتایج نشان داد مدل ELM نسبت به مدل MLP دقت بیشتری برای پیش بینی پارامترهای کیفی آب دارد.

تقاضای آب از مؤلفه های اصلی تصمیم گیری برای مدیریت منابع، آبخیزها و پدیده هایی نظیر خشکسالی به شمار می رود. بنابراین، شناخت ظرفیت های آبی برای مدیریت بهینه ی منابع، آبخیزها و پدیده هایی نظیر خشکسالی لازم است. مدیریت منابع آب های سطحی و ریسک خشکسالی کشور، همچنان با نبود سامانه ای مواجه است که تصمیم گیران را در به کارگیری تصمیم های درست و به موقع پشتیبانی کند. برای ایجاد چنین سامانه ای، لازم است اقدامات اساسی در خصوص شناخت موضوع و ظرفیت های داده های کشور بررسی و ارزیابی شود. با توجه به اینکه شبیه سازی بارش-رواناب یکی از تحقیقات مهم هیدرولوژیکی در علوم مهندسی آب محسوب می شود، در پژوهش حاضر شبیه سازی فرایندهای هیدرولوژیکی حوضه ی کارده با استفاده از شاخص بارش پیشین(API) بررسی شد که به تخمین آستانه ی شروع رواناب با بهره گیری از شبیه ساز بارش و رواناب می پردازد. سپس، شاخص بارش پیشین به دست آمد و بین هر دو شاخص با روزهای پیشین 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 10، 15، 20، 25 و 30 روزه با رواناب حوضه همبستگی برقرار شده و نتایج مقایسه شد. نتایج تحقیق نشان داد بیشترین تفاوت ها در شاخص بارش پیشین با رواناب در حوضه ی کارده مربوط به روزهای 20 و 30 با تفاوت مقدار ضریب تبیین 4 درصد است. درنهایت، بیشترین همبستگی شاخص بارش پیشین با رواناب در روز یکم بوده که مقدار ضریب تبیین برابر 56 درصد است.

خروجی مدل های گردش عمومی جوّ به دلیل تفکیک مکانی درشت آنها، در مقیاس منطقه ای و محلی کاربرد ندارند و لازم است در سطح کوچک تر ریزمقیاس شوند. در پژوهش حاضر عملکرد مدل SDSM برای ریزمقیاس نمایی متغیرهای بارش، کمترین و بیشترین دما در حوضه ی رودخانه ی گرگان رود بررسی شده و به منظور انتخاب متغیرهای پیش بینی کننده، روش غربالگری کمّی به کار گرفته شد. نتایج نشان دهنده ی کارایی مدل SDSM برای ریزمقیاس نمایی خروجی های مدل CanESM2 در مقیاس حوضه ی رودخانه ی گرگان رود بود. بنابراین، مدل SDSM برای ریزمقیاس نمایی متغیرهای یادشده تحت سناریوهای RCP2. 6 و RCP8. 5 و برای سه ی دوره ی 2006-2040، 2041-2070، و 2070-2100 استفاده شد. همچنین، روند تغییرات متغیرهای یادشده در دوره ی 2006-2040 بررسی شد. براساس نتایج، مقدار بارش در ایستگاه های تمر، چشمه خان، بهلکه داشلی و غفارحاجی در هر سه دوره ی زمانی بررسی شده و تحت هر دو سناریو افزایش یافته و در مقابل، در ایستگاه های گرگان و ارازکوسه کاهش می یابد. علاوه بر این، مقدار کمترین دما نیز در دوره های بررسی شده و تحت هر دو سناریو در ایستگاه های گرگان، چشمه خان، و ارازکوسه (به جز دوره ی 2071-2100 تحت سناریوی RCP8. 5) افزایش یافته و در ایستگاه های تمر، بهلکه داشلی و غفارحاجی کاهش می یابد. در هر سه دوره ی بررسی شده و تحت هر دو سناریو مقدار بیشترین دما در ایستگاه های گرگان، تمر، چشمه خان، و ارازکوسه افزایش یافته و در ایستگاه های کلیماتولوژی بهلکه داشلی و غفارحاجی کاهش می یابد. به طور کلی، جهت مشابهی در نوسان متغیرهای اقلیمی بررسی شده در ایستگاه های یاد شده قابل پیش بینی نیست.

مدیریت یکپارچه ی حوضه های آبخیز، تضمین کننده ی استفاده ی بهینه از منابع آب و خاک در اکوسیستم های طبیعی و غیرطبیعی است. برای رسیدن به این هدف، به اطلاعات جامعی از رویکردهای متفاوت مدیریتی و اجرایی و نیز ویژگی های فیزیکی، اقتصادی-اجتماعی و اکولوژیک حوضه های آبخیز نیاز است. در پژوهش حاضر از مدل EPA – SWMM برای شبیه سازی کمی سیلاب ناشی از بارندگی برای منطقه ی 6 شهرداری تهران استفاده شد. شبیه سازی برای رگبار های شش ساعته با دوره ی بازگشت های دو، پنج و 10 ساله و برای مدت 12 ساعت انجام پذیرفت. نتایج شبیه سازی نشان می دهد برخی قسمت های شبکه که شامل تعدادی از گره ها و مجاری منتهی به مسیر های بحرانی هستند، به دلیل حجم زیاد جریان، توانایی عبور رواناب را در برخی نواحی منطقه ی 6 تهران در شرایط موجود ندارد. علت اصلی این اتفاق را می توان آب گرفتگی ها، کوچک بودن سطح مقطع مجاری آب رو و همچنین شیب کم در برخی مجاری دانست. در پژوهش حاضر به منظور اعتبارسنجی مدل از آمار پنج واقعه ی بارندگی استفاده شده و سرعت رواناب محاسبه شد. شاخص های کارایی مدل در پژوهش حاضر شامل ناش – ساتکلیف، ریشه ی مربع خطا و بایاس است. نتایج به دست آمده از واسنجی مدل نشان داد انطباق خوبی بین داده های شبیه سازی شده و مشاهداتی وجود دارد و بیان کننده ی دقت زیاد مدل برای این منطقه است، به طوری که مقدار ضریب ناش (NS) برای بارندگی ها به ترتیب 88/0، 71/0، 89/0، 74/0 و 77/0 است. در ضمن، مشخص شد علت آب گرفتگی در بعضی کانال ها و مجاری به دلیل نبود ظرفیت کافی مجاری است. همچنین، گاهی با وجود ظرفیت کافی کانال که مدل نیز آن را تأیید می کند، آب گرفتگی وجود دارد، دلیل آن هم مربوط به انباشت زباله در این کانال هاست. با توجه به نتایج یادشده، می توان از این مدل در طراحی های مناسب و ارزیابی سیستم های شبکه ی زهکشی شهری استفاده کرد.

دشت میاندوآب جزء حوضه ی آبخیز دریاچه ی ارومیه است که در سالیان اخیر به گونه ای چشمگیر از کمیت و کیفیت منابع آبی آن کاسته شده است. تعیین آسیب پذیری آب زیرزمینی ابزاری مفید برای سنجش حساسیت آبخوان نسبت به آلودگی را فراهم می آورد. هدف از پژوهش حاضر، تعیین آسیب پذیری آبخوان با استفاده از مدل های AVI، GODS وDRASTIC و همچنین مدل DRASTIC واسنجی شده است که سبب می شود پتانسیل آسیب پذیری نسبت به آلودگی با دقت بیشتری قابل تعیین باشد. در تحقیق حاضر به منظور فراهم آوردن لایه های اطلاعاتی مورد نیاز برای تهیه ی هر یک از مدل های آسیب پذیری در محیط نرم افزار ArcGIS، داده و اطلاعات ارائه شده توسط سازمان آب منطقه ای آذربایجان شرقی استفاده شد. مقادیر جدید مدل DRASTIC واسنجی شده با استفاده از همبستگی بین هر پارامتر و غلظت نیترات به دست آمده از آنالیز 16 نمونه ی آب برداشت شده در مردادماه 1395 انجام شد. همچنین، صحت سنجی نقشه های نهایی آسیب پذیری با مقادیر نیترات نیز صورت گرفت. مقدار ضرایب تعیین شده بین غلظت نیترات و مدل های آسیب پذیری AVI، GODS، DRASTIC و DRASTIC واسنجی شده به ترتیب 004/0، 13/0، 18/0 و 33/0 برآورد شد. نتایج نشان داد مدل دراستیک بعد از واسنجی با داده های نیترات بهترین مدل برای ارزیابی آسیب پذیری آبخوان دشت میاندوآب نسبت به آلودگی است. بر این اساس، مشاهده شد که بیشترین آسیب پذیری آب زیرزمینی نسبت به آلودگی در قسمت های شمال شرقی و بخش هایی از غرب دشت و کمترین آسیب پذیری در قسمت های جنوبی و جنوب شرقی دشت وجود دارد.

برآورد صحیح تبخیر و تعرق گیاه مرجع (ET0)، به منظور پایش دقیق نیاز آبی گیاهان و بیلان آب حوضه ها در برنامه ریزی های کلان آبیاری و زهکشی، ضروری است. تحقیق حاضر با هدف، پایش تغییرات زمانی و مکانی 24 روش تخمین تبخیر و تعرق گیاه مرجع بر مبنای سه روش کلی دمای هوا، تابش خورشید و انتقال جرم، به صورت فصلی و سالانه (طی سال های 1996 تا 2005)، در 11 ایستگاه هواشناسی استان خوزستان در ایران انجام شد. روش های یادشده با استفاده از شاخص های آماری ضریب تعیین (R2)، ریشه ی میانگین مربعات خطا (RMSE) برحسب (mm/day) و درصد انحراف (PBIAS) با نتایج روش فائو پنمن مانتیث (PMF-56) مقایسه شد. همچنین، نقشه ی بهترین روش از هر دسته در محیط ArcGIS تهیه شد. نتایج نشان داد روش ها در فصول مختلف عملکردی متفاوت دارند، اما در بیشتر روش ها، نتایج رضایت بخش بود که دلیل آن می تواند نوع اقلیم یکسان و موقعیت جغرافیایی مشابه باشد. با توجه به نتایج سالانه، از بین روش های مبتنی بر دما، بلانی کریدل با 92/0R2= و mm/day9/2RMSE= و هارگریوز سامانی با 91/0R2= و mm/day2/2RMSE=، از بین روش های تابشی، دورنباس و پروت با 93/0R2= و mm/day3RMSE= و از بین روش های انتقال جرم، روش سازمان هواشناسی جهانی (WMO) با 97/0R2= و mm/day 5RMSE= بهترین برآورد ET0 را در استان خوزستان نشان دادند. به طور کلی، از بین سه دسته روش، روش های دمایی در تخمین ET0 دقت بیشتری را در استان خوزستان نشان دادند. درخور یادآوری است، به لحاظ زمانی فصل تابستان نیز در کلیه ی روش های دمایی، تابشی و انتقال جرم کمترین دقت و صحت را نشان داد.

بررسی شاخص های اقلیمی با تابعیت داده های هواشناسی از عوامل مؤثر بر تصمیم گیری های مرتبط با برنامه ریزی اقلیمی، کشاورزی، مهندسی منابع آب و به کارگیری راهبردهای مدیریتی است. هدف مقاله ی حاضر، توسعه ی مدل سازی عملکرد محصول-شاخص های اقلیمی با تأکید بر ورودی های مدل براساس تحلیل خوشه ای است. استخراج اطلاعات از خوشه های مربوط به شاخص های اقلیمی با محاسبه ی میانگین هر خوشه انجام گرفت. شاخص های بررسی شده شامل یازده شاخص اقلیمی؛ شاخص های لانگ، دومارتن، کوپن 1، کوپن 2، کوپن 3، آنگستروم، ایوانف، سیلیانینوف، بارش مؤثر، پوشش گیاهی و خشکی بود. مدل سازی عملکرد گندم-شاخص های اقلیمی در استان های گیلان، اصفهان، کرمانشاه و آذربایجان غربی با استفاده از رگرسیون ساده و شبکه ی عصبی مصنوعی انجام گرفت. اصلاح شاخص های اقلیمی با ساختار صحیح به افزایش دقت در شبیه سازی عملکرد محصول منجر شد، برای مثال شاخص سازش در استان کرمانشاه از شاخص دومارتن به کوپن 2، 82/12 درصد افزایش داشت. خطای شبیه سازی عملکرد محصول (RMSE) با استفاده از شاخص های اقلیمی نسبت به استفاده ی مستقیم از داده های هواشناسی در کل استان ها، 66/36 درصد کاهش داشت. استفاده از تحلیل خوشه ای در تعیین ورودهای هر دو مدل استفاده شده کارایی مدل را افزایش داد (متوسط RMSE در کل استان ها با خوشه بندی و بدون خوشه بندی به ترتیب برابر با 7/0-15/1 و متوسط RRMSE با خوشه بندی و بدون خوشه بندی به ترتیب برابر با 29/0-5/0بود). بنابراین، ترکیب شاخص های اقلیمی به عنوان ورودی های مدل با انجام تحلیل مناسب به بهبود عملکرد مدل سازی منجر می شود.

حدود 6 درصد تولید انرژی برق در ایران مستقیم از انرژی های تجدیدپذیری همچون نیروگاه های برق آبی تأمین می شود. بنابراین، هدف پژوهش حاضر، بررسی مسائل مربوط به آثار تغییرات الگوی عرضه ی آب در مدیریت کلی مخازن و جریان در سدها و برق عرضه شده به مدار طی دوره ی مطالعه شده است. به طور کلی، ایران قادر به تولید قدرت حتی در شرایط آب کم است. از این رو، جامعه ی آماری پژوهش اقتصاد ایران در نظر گرفته شده است و نمونه ای شامل داده های تولید انرژی نیروگاه های برق آبی و داده های میزان مصارف واسطه ی تأمین آب طی سال های 1357 تا 1395 برای بررسی تأثیر مصارف نهاده ی آب بر تولید انرژی در ایران گردآوری شد. نتایج نشان داد تحت رژیم انتقال حدی صفر مدل اتورگرسیون انتقال ملایم، اگر بازدهی اثر مصرف آب در تولید انرژی برق آبی ایران کمتر از 86/8 باشد، این کاهش توان تولید تا اندازه ی 022/7 برابر نیز امکان کاهش دارد و در صورتی که تأمین آب تحت انتقال ملایم ناشی از تأمین مطلوب ذخایر آب بتواند به حالت حدی یک انتقال یابد، بر اساس میانگین انتقال ملایم 8/8 برابری با سرعت زیادی تا ضریب فزاینده ی تولید برق آبی 038/7 نیز می تواند افزایش یابد.

هدف اصلی پژوهش حاضر، معرفی نوعی سیستم هیبریدی تجدیدپذیر جایگزین، با نیروگاه بخاری بعثت تهران است. از آنجا که کمبود آب و انتشار گازهای گلخانه ای، از مهم ترین دغدغه های زیست محیطی است، نیروگاه های فسیلی به دلیل میزان مصرف آب و نیز مقدار انتشار دی اکسید کربن، اهمیت درخور توجهی دارند. در مطالعه ی حاضر، ابتدا با معرفی نیروگاه بخاری بعثت تهران، انواع هزینه های مربوط به این نیروگاه از جمله هزینه ی مصرف آب و نیز هزینه ی اجتماعی انتشار دی اکسید کربن محاسبه می شود. در ادامه، با استفاده از نرم افزار تحلیلگر هومر و اطلس های انرژی خورشیدی و بادی کشور، سیستم های هیبریدی تجدیدپذیری معرفی می شوند که بتوانند توانی معادل نیروگاه بعثت تهران را تولید کنند. از میان سیستم های پیشنهادشده ، سیستم هیبریدی باد/ پنل خورشیدی/ باتری/ برق آبی، به عنوان سیستم بهینه انتخاب شد. نتایج نشان می دهد با استفاده از این سیستم ترکیبی، میزان مصرف آب و انتشار دی اکسید کربن به ترتیب 4429 هزار مترمکعب و 43/1 میلیون تن در سال کاهش می یابد. براساس نتایج به دست آمده از آنالیز اقتصادی، هزینه ی اجتماعی انتشار دی اکسید کربن نیز 35375043 دلار کاهش می یابد. همچنین، این سیستم ترکیبی هزینه ی انرژی 0815/0 دلار و هزینه ی خالص فعلی 673/5 میلیارد دلار دارد.

استان فارس با رتبه ی نخست مصرف آب و تولیدات کشاورزی در کشور، بیشترین میزان تولید آلاینده در بخش کشاورزی به واسطه ی پمپاژ آب را دارد. بنابراین، در قالب شش سناریو راه کار استفاده از پمپ های خورشیدی و یا جایگزینی پمپ های دیزل با پمپ های الکتریکی متصل به شبکه، میزان تغییرات تولید دی اکسید کربن بررسی شد. در سناریوی نخست، روند فعلی؛ در سناریوی دوم، پوشش 50 درصد پمپ های دیزلی با برق شبکه و در سناریوی سوم، حالت 25 درصد برق شبکه و 25 درصد استفاده از پنل ها بررسی شد. با بررسی قیمت حامل های انرژی در ایران و مقایسه ی آن با ترکیه، سه سناریوی دوم بررسی شد. در سنایوی نخست و چهارم، میزان مصرف انرژی پمپاژ آب طی سال در استان فارس، 5/13 تراوات ساعت و در چهار سناریوی دیگر، 5/10 تراوات ساعت است. میزان آلایندگی در سناریوی نخست تا سوم به ترتیب، 4455، 4098 و 3712 تن دی اکسید کربن بوده است. در سناریوی چهارم تا ششم همین ترتیب تکرار شده است. مقایسه ی پمپ های الکتریکی متصل به شبکه با پمپ های دیزل به دلیل بازدهی بیشتر، کاهش آلایندگی به میزان 8 درصد و هزینه ی اقتصادی به میزان 7/26 درصد را به دنبال دارد. استفاده از برق خورشیدی به رغم آلایندگی کمتر به میزان 6/16 درصد، هزینه ی بیشتری را به میزان 4/74 درصد به دنبال دارد. توجیه اقتصادی استفاده از برق شبکه در قیاس با استفاده از سوخت دیزل شدت بیشتری یافت، اما از نظر اقتصادی برق خورشیدی اختلاف کمتری را با استفاده از برق شبکه نشان داد.

پژوهش پیش رو به برنامه ریزی نیروگاه تلمبه ذخیره ی سیاه بیشه با تابع هدف حفظ آب در چرخه، با رویکرد حفاظت از منابع آبی می پردازد. در پژوهش حاضر تأثیر برنامه ریزی نیروگاه تلمبه ذخیره ی سیاه بیشه بر تقاضای بار الکتریکی کشوری بررسی شده است. با توجه به منافع فنی، اقتصادی و زیست محیطی منابع تجدیدپذیر، تأثیر نصب نیروگاه بادی و خورشیدی (هیبرید با نیروگاه تلمبه ذخیره) بر عملکرد نیروگاه سیاه بیشه و بار الکتریکی کشوری نیز بررسی شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد برنامه ریزی نیروگاه سیاه بیشه چه به صورت هیبرید با منابع تجدیدپذیر و چه در حالت عادی، توانایی کاهش یک گیگاواتی پیک سالانه ی بار سراسری و کاهش بار پیک ماهانه را دارد. در پژوهش حاضر، روزانه در مدت چهار ساعت 3. 481. 920 مترمکعب آب از سد بالادست به سد پایین دست منتقل می شود و تولید توان می کند و در مدت پنج ساعت دوباره این آب به سد بالادست پمپاژ می شود. با نصب واحدهای نیروگاهی بادی، خورشیدی و بادی-خورشیدی به ترتیب 140/451، 929/328 و 069/780 هزار تن میزان انتشار معادل دی اکسید کربن کاهش می یابد. همچنین، نصب منابع بادی سبب کاهش مصرف انرژی اولیه برابر با 658/158 هزار تن معادل نفت، نصب منابع خورشیدی سبب کاهش 115. 677 هزار تن معادل نفت و نصب هم زمان منابع بادی و خورشیدی سبب کاهش 335/274 هزار تن معادل نفت شد.

تکرار وقوع مخاطره ی سیلاب در سراسر جهان در حال افزایش است؛ با این حال در بسیاری از مناطق دنیا، به ویژه کشورهای در حال توسعه، نظارتی بر داده های دقیق در توصیف احتمال خطر سیلاب ندارند. در پژوهش حاضر پهنه بندی ژئومورفولوژیکی مخاطره ی سیلاب رودخانه ی گاماسیاب انجام شده است که از جنوب شهر صحنه، در شرق استان کرمانشاه، جریان دارد. به منظور شبیه سازی سیلاب از مدل هیدرودینامیکی یک بعدی HEC_RAS استفاده شده است و پردازش داده های ژئومتری در محیط GIS توسط الحاقی HEC– GEORAS انجام شده است. با استفاده از نرم افزار SMADA با توزیع پیرسون تیپ 3، دبی پیک لحظه ای برای دوره ی بازگشت های مختلف محاسبه شد. با توجه به الگوی رودخانه، منطقه به چهار بازه ی مختلف تقسیم شد و ضریب زبری مانینگ برای هر بخش جداگانه به دست آمد. نتایج به دست آمده از مدل نشان می د هد با مقایسه ی دو دوره ی بازگشت 25 ساله که مساحتی حدود 87/23 کیلومترمربع و دوره ی بازگشت 100 ساله با مساحتی حدود 1/42 کیلومترمربع از اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی (روستایی) و مراتع تحت مخاطره ی سیلاب قرار گرفته اند. با توجه به نتایج، میزان خسارت سیلاب 100 ساله نسبت به 25 ساله به طور متوسط بیش از 6/25 درصد بوده است. همچنین، عرض پهنای سیلگیر در بازه های دوم، سوم و چهارم نشان می دهد از تعیین حد بستر براساس دوره ی بازگشت 25 ساله نتایج مطلوبی به دست نیامده است و باید ویژگی های دیگر رودخانه از جمله مورفولوژی بستر، عمق رودخانه و الگوی رودخانه را بررسی کرد.