اکوهیدرولوژی
سال:1398 | دوره:6 | شماره:4 |تعداد مقالات:20

هدف از تحقیق حاضر، طراحی و توسعه ی نسخه ی اولیه ی نوعی سامانه ی پشتیبان تصمیم (DSS) مبتنی بر شبکه، برای معرفی بهتر ویژگی های آبخیز و مشکلات آن در یک قالب سیستمی و معرفی راه حل ها و انتخاب بهترین اقدامات مدیریتی به منظور بهبود کمیت و کیفیت آب آبخیز بنکوه واقع در حوضه ی رودخانه ی حبله رود است. در تحقیق حاضر، پس از شناسایی مجموعه اقدامات مدیریتی، آثار احتمالی اجرای آنها با کمک شبیه سازی مدل های هیدرولوژیکی، فرسایش، اقتصادی، اجتماعی و اکولوژیک پیش بینی شدند. برای مدیریت داده ها و ایجاد پایگاه داده ای از محیط MySQL استفاده شد. به منظور ایجاد پایگاه مدل و تحلیل تصمیم گیری چندمعیاره زبان برنامه نویسی PHP به کار گرفته شد. در این سامانه ی پشتیبان تصمیم، برای اولویت بندی اقدامات مدیریتی روش های SAW و TOPSIS به کار رفته اند. برای توسعه ی واسط کاربر گرافیکی از زبان HTML استفاده شد. سامانه ی توسعه داده شده قادر است پس از معرفی اجمالی ویژگی های حوضه در قالب رویکرد DPSIR، به ارائه ی ساختار مشکلات بپردازد و روابط علی و معلولی بین متغیرهای سامانه را در قالب مدل مفهومی نمایش داده و سپس، مجموعه ای از راه حل های مبتنی بر پوشش گیاهی را همراه با پراکنش مکانی آنها به تصمیم گیرندگان ارائه دهد. پس از آن، با مدل سازی آثار احتمالی راه حل های پیشنهادی به پیش بینی و نمایش تأثیرات مختلف آنها، به تفکیک شاخص های ارزیابی آثار بپردازد. در نهایت، پس از نسبت دادن وزن های مختلف برای شاخص های ارزیابی توسط کاربر، نتایج به دست آمده از اولویت بندی اقدامات مدیریتی را با استفاده از روش های تصمیم گیری چندمعیاره برای کاربران به صورت ترسیمی ارائه دهد. بررسی های فنی در خصوص ارزیابی ویژگی هایی مانند کاربرپسند بودن، میزان سادگی رابط کاربر، میزان ارتباط اجزای به کاررفته در سامانه با نگرانی ها و اولویت کاربران و. . . در مطالعات تکمیلی می تواند به ارائه ی نسخه ی نهایی این سامانه منجر شود.

چشم انداز مشترک، عنصر اصلی برنامه ریزی در حوزه ی مدیریت آب و هسته ی اصلی تمام وظایف کنشگران است. چشم انداز مدیریت آب در ایران، دست یابی به توسعه ی پایاست، اما نبود چارچوب مشخصی برای دست یابی به توسعه ی پایا در مدیریت آب کشور محسوس است. این مهم می تواند با رویکرد برنامه ریزی های پویا از جنس مشارکتی-راهبردی قابل دست یابی باشد. پژوهش حاضر به عنوان اقدامی هدفمند با تلفیق تجارب داخلی و خارجی به ارائه ی چارچوبی نظام مند برای دست یابی به چشم انداز مشترک در مدیریت مشارکتی-راهبردی آب پرداخته و در حوضه ی آبخیز کشف رود اجرا شده است. این چارچوب در سه گام ارائه شده است: در گام نخست، پس از شناسایی کنشگران حوضه به روش Snowball، با استفاده از روش Mind Map دغدغه های ایشان استخراج شد و سپس چشم انداز حوضه تدوین یافت. در گام دوم، راهبردهای دست یابی به چشم انداز با استفاده از روش فریمن شناسایی شد و سپس سیاست های کلان دست یابی به این راهبردها تدوین یافت. در گام سوم، به روش پرسشنامه ای قابلیت اجرایی شدن و اثرگذاری سیاست های کلان ارزیابی شد و در نهایت، سیاست های اجرایی برای دست یابی به سیاست های کلان مربوطه تدوین یافت. نتایج پژوهش حاضر به تدوین چشم اندازی مشترک تا سال 1420 در حوضه ی آبخیز کشف رود منجر شد که در آن حوضه ی یادشده، تعادل پایا در منابع و مصارف آب خواهد داشت. تلفیق نقشه ی ذهن بهره مندان و سیاست گذاران حوضه نشان داده است که بهبود وضعیت منابع و مصارف آب حوضه ی آبریز کشف رود ارتباط مستقیمی با حفظ معیشت کشاورزان حوضه دارد. این نتیجه در واقع صحت چشم انداز تدوین یافته ی حوضه ی آبریز در افق طرح یعنی «تعادل پایا» در منابع و مصارف آب را بازگو می نماید.

در پژوهش حاضر از مدل های سری زمانی فصلی SARIMA، هالت-وینترز، مدل های دوخطی BL و مدل دورژیمی غیرخطی خودهمبستگی آستانه ی SETAR برای پیش بینی جریان ماهانه ی ورودی به مخزن سد مارون استفاده شده است. به این منظور، از داده های ایستگاه آب سنجی ایدنک واقع در استان خوزستان با طول دوره ی آماری 34 سال طی سال های 1361 تا 1394 استفاده شده است. از تبدیل لگاریتمی برای نرمال سازی داده های شدت جریان ماهانه ی ایستگاه هیدرومتری ایدنک استفاده شد. همچنین، برای حذف مؤلفه ی فصلی داده های ماهانه از روش تفاضل گیری بهره گرفته شد. از آزمون استقلال باقی مانده های مدل (لجونگ-باکس یا پورت مانتئو) و توابع خودهمبستگی و خودهمبستگی جزئی برای بررسی صحت (کیفیت برازش) مدل های یادشده استفاده شد. درنهایت، مدل های SARIMA(1, 0, 1)*(2, 0, 2)12، BL(2, 1, 1, 1) و SETAR(2; 7, 3) با داشتن حداقل مقدار معیار آکائیک و شوارتز به عنوان مدل های برتر انتخاب شدند. نتایج ارزیابی مدل های برازش یافته نشان داد مدل دوخطی (BL) با مقادیر ضریب تعیین و ریشه ی میانگین مربعات خطا، به ترتیب برابر با 81/0 و 80/14 مترمکعب بر ثانیه، دقت قابل قبولی در پیش بینی جریان ماهانه ی رودخانه مارون دارد. با توجه به نتایج مشخص شد که با افرایش مرتبه ی خودهمبستگی غیر فصلی در مدل های ساریما صحت مدل و عملکرد آنها در پیش بینی جریان ماهانه تضعیف می شود. همچنین، با بررسی نتایج به دست آمده از مدل ها مشخص شد که مدل هالت-وینترز با داشتن مقدار ضریب تعیین و ریشه ی میانگین به ترتیب برابر 56/0 و 10 مترمکعب بر ثانیه ضعیف ترین عملکرد در پیش بینی جریان ماهانه حوضه ی مارون را دارد.

در قرن اخیر با رشد روزافزون جمعیت شهرنشین، مشکلات متعددی در زمینه ی آلودگی و کیفیت منابع آبی مطرح شده است. بنابراین، شناخت و مطالعه ی فرایندهای اختلاط و انتقال مواد در رودخانه ها از جمله فعالیت های مهم در برنامه های مدیریت منابع آب به شمار می آید. بین فرایندهای اختلاط، پس از پدیده ی انتشار طولی، فرایند انتشار عرضی آلودگی، تأثیرگذارترین پارامتر محسوب می شود. با توجه به اهمیت انتقال و چگونگی انتشار آلودگی در رودخانه ها، تخمین ضریب پخش عرضی انتقال آلودگی در جریان های سطحی با استفاده از ماشین بردار پشتیبان (SVM) و با بهره گیری از دو کرنل تابع پایه ی شعاعی و چندجمله ای و مدل درخت (MT)، هدف اصلی پژوهش حاضر است. برای تخمین ضریب پخش عرضی از 187 سری داده که شامل عمق جریان، سرعت جریان، سرعت برشی و عرض کانال می شود، استفاده شده است. نتایج به دست آمده از معیارهای ارزیابی نشان داد مدل SVM-Poly دقت بیشتری (992/0R= و 982/0OI=) نسبت به مدل SVM-RBF دارد. همچنین مدل SVM-RBF دقت بیشتری (968/0R= و 950/0OI=) نسبت به مدل MT (966/0R= و 946/0OI=) در تخمین این پارامتر در مرحله ی آموزش داشت. مقادیر به دست آمده از DTدر مرحله ی تست هم ارزیابی شدند و مشخص شد که SVM-RBF با داشتن کمترین خطا (029/0RMSE) توانایی بهتری در تخمین DT دارد. علاوه بر این، مقایسه ی عملکرد روش های هوشمند با روابط تجربی بیان می کند که روابط تجربی دقت قابل قبولی نداشته اند.

نیروگاه های برق آبی یکی از منابع اصلی تولید برق در جهان هستند و معمولاً کنار سد ها ساخته می شوند، جایی که آب رود خانه در مخازن جمع آوری می شود. مقدار زیادی از آب، از سطح این مخازن تبخیر شده و از دسترس خارج می شود که این موضوعی اساسی در هیدرولوژی و منابع آب است و از دسترس خارج شدن منابع آب را در پی دارد و تأثیر درخور توجهی روی کمبود آب می گذارد. به این منظور، برای محاسبه ی آب مصرف شده در فرایند تولید برق توسط این نیروگاه ها، در مطالعه ی حاضر از مفهوم رد پای آب استفاده شد. به منظور محاسبه ی رد پای آب در برق تولیدی از نیروگاه های برق آبی کشور، از داده های حجم تبخیر سالانه (مترمکعب) و برق تولیدی سالانه (تراژول) از 17 نیروگاه برق آبی در ایران برای دوره ی آماری 1383 تا 1395 استفاده شد. نتایج نشان داد به طور متوسط بیشترین رد پای آب در برق تولیدی مربوط به نیروگاه درود زن و برابر (m3/TJe) 287649 و کمترین مقدار آن، مربوط به نیروگاه مسجد سلیمان و برابر (m3/TJe) 405 بوده است. همچنین، متوسط سالانه ی رد پای آب در برق تولیدی از نیروگاه های برق آبی ایران برابر (m3/TJe) 82/3694 برآورد شد.

با توجه به وقوع سیلاب خسارت بار استان گلستان در سال 1397 1398، بررسی و ریشه یابی ابعاد مختلف آن بسیار ضروری است. بنابراین، ابتدا مروری مختصر بر سیلاب های اخیر ایران صورت گرفت و پس از شرح مشخصات و جانمایی حوضه ی آبخیز گرگان رود، سیل های استان گلستان در دو دهه ی اخیر بررسی شد. پس از شرح گزارش های مربوط به سیل 1397 1398 استان گلستان، دلایل وقوع آن طبق گزارش های موجود که توسط کارشناسان مطرح شده است، بررسی شد. در پایان، راه کارهایی جامع و متناسب با شرایط کشور و به ویژه استان گلستان ارائه شد. همچنین، برخی راه کارهای کشورهای پیشرفته در زمینه ی مدیریت و کنترل سیلاب شرح داده شد که می تواند در صورت توجه و سرمایه گذاری مناسب، به پیشرفت کشورمان در این زمینه کمک کند. ایجاد نوعی سامانه ی جامع فراقوه ای نظام نامه ی مدیریت و کنترل سیل، توجه هرچه بیشتر به اقدامات آبخیزداری و آبخوان داری و نیز توجه به اصول و مبانی مهندسی رودخانه زیستی، اجرای دقیق حد و حریم بستر و در صورت لزوم، بازنگری در قانون مربوط به آن به منظور افزایش حدود بستر، بازنگری و طراحی اصولی سازه های تقاطعی، بازسازی و احیای هر چه بیشتر مسیل ها، چالاب ها و تالاب های طبیعی و رفع تعدی و تجاوزها به آنها، احیای مراتع در بخش شمالی رودخانه ی گرگان رود با توجه به جغرافیای تاریخی آن، از جمله مهم ترین و ضروری ترین اقدامات برای پیشگیری و بهبود مدیریت و کنترل بهتر این مسئله است و با جلوگیری از تغییر شکل طبیعی حوضه های آبخیز و اقدامات غیر اصولی سازه ای، به مقابله ی بهتر در برابر این پدیده می پردازد.

نوسانات اقلیمی و فعالیت های انسانی از مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر منابع آب هستند و طی چند دهه ی گذشته، سهم زیادی در تغییرات جریان رودخانه ها داشته اند. بنابراین، بررسی سهم هر یک از این دو عامل در تغییرات جریان رودخانه می تواند به مدیریت منابع آب منطقه ای در سیاست گذاری و توسعه ی راهبردهای سازگار کمک کند. به منظور تعیین سهم هر یک از عوامل انسانی و اقلیمی در تغییرات جریان رودخانه، رویکرد های مختلفی وجود دارند که هر یک از این رویکرد ها دارای فرضیات و منابع عدم قطعیت مخصوص به خود در تعیین سهم هر یک از عوامل هستند. بر این اساس، در مطالعه ی حاضر با استفاده از سه رویکرد مرسوم مدل سازی داده محور، آماری و تحلیلی، سهم آثار انسانی و اقلیمی در تغییرات جریان حوضه ی آبخیز سد کرخه و چهار زیرحوضه ی اصلی آن طی دوره ی 1980 تا 2014 به دست آمد و دامنه ی تغییرات نتایج و حساسیت و اطمینان پذیری آنها بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان دهنده ی حساسیت رویکردهای یادشده به طول دوره ی آماری و وقایع حدی موجود در آن و همچنین دامنه ی عدم قطعیت زیاد نتایج آنها در نسبت دهی سهم فعالیت های انسانی و نوسانات اقلیمی در کاهش جریان رودخانه است. به گونه ای که سهم فعالیت های انسانی در کاهش جریان رودخانه با توجه به این سه رویکرد در کل حوضه، حدود 60 تا 83 درصد و سهم نوسانات اقلیمی حدود 17 تا 40 درصد در دوره ی یادشده است.

در پژوهش حاضر یک مدل ریاضی به منظور شبیه سازی اندرکنش بین جریان آب زیرزمینی و تغییرات تراز آب رودخانه و همچنین بررسی نوسانات هد هیدرولیکی در آبخوان مجاور رودخانه ی جزر و مدی با به دست آوردن یک حل دقیق ارائه شده است. این مدل ریاضی براساس مفاهیم هیدرولیک جریان آب زیرزمینی تحت تأثیر تغییرات تراز آب رودخانه و تغییرات سطح آب زیرزمینی ناشی از نوسانات مرز سمت چپ آبخوان پایه گذاری شده است. دو مسئله ی پایین افتادن و بالا رفتن سطح آب رودخانه بررسی شده است. بررسی محاسبات نشان می دهد با دور شدن از مرز جزر و مدی، مقادیر نوسانات کاهش می یابد و موج هایی با دامنه ی نوسان کمتر ایجاد می شوند. تأثیر جزر و مد در مقاطع بین 1 تا 2 کیلومتری از مرز جزر و مدی چشمگیرتر است و همچنین با افزایش قابلیت انتقال، میزان هد هیدرولیکی سطح آب افزایش می یابد و در مقطع با فاصله ی 700 متر از مرز جزر و مدی، تأثیرات تغییر قابلیت انتقال روی هد سطح آب چشمگیر است. برای صحت سنجی حل دقیق ارائه شده از نرم افزار Modflow استفاده شد. مقایسه ی نتایج به دست آمده از حل دقیق و نرم افزار Modflow، کارآمد بودن حل دقیق ارائه شده برای شبیه سازی اندرکنش بین هیدرولیک آبخوان بسته و رودخانه ی جزر و مدی را نشان می دهد.

هدف اصلی از تحقیق حاضر، تعیین توزیع غلظت فلوراید در محدوده ی نیمه ی شمالی آنومالی دار رودخانه ی زنگمار است، که بررسی بدنه های آبی، خاک و سنگ های ناحیه، مناطق آنومالی دار، تعیین منبع و منشأ آنومالی فلوراید در منطقه ی مطالعه شده را در پی داشته است. به این منظور، در اردیبهشت 1397 از آب های چاه، چشمه، قنات و آب های سطحی محدوده ی 51 نمونه ی آبی و 101 نمونه ی خاک و سنگ، اخذ و مطالعه شد. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد براساس آنالیز نمونه ها، در بیشتر موارد بیشینه ی میزان فلوراید در آب های سطحی، چاه ها، چشمه ها و قنات ها به ترتیب 22/5، 3/3، 45/2 و 6/1 میلی گرم بر لیتر است. بر این اساس، به ترتیب از آب سطحی به سمت چاه، چشمه و قنات از مقدار متوسط فلوراید کاسته می شود. این مطلب می تواند بیان کننده ی تأثیر فرایندهای سطحی یعنی هوازدگی سنگ های سطحی بر مقادیر فلوراید منابع آبی باشد. مقادیر فلوراید در سنگ و خاک های منطقه از کمتر از 1 میلی گرم بر لیتر برای کمپلکس های دگرگونی، رسوبات شیلی، نهشته های کربناته تا واحدهایی با مقادیر بیشتر از 5/1 میلی گرم بر لیتر شامل کمپلکس های بازالتی و رسوبات سخت نشده ی عهد حاضر متغیر است. به رغم تأثیر زیاد سازندهای زمین شناسی و خاک های مرتبط در تغذیه ی فلوراید به آب های ناحیه، انتقال فلوراید از شرق ترکیه (حوالی آتشفشان آرارات) توسط رودخانه های ساری سو و زنگمار نیز به عنوان یک منبع مهم تغذیه به شمار می آید.

منابع آب شیرین در جهان محدود است و بهره برداری از آن در دراز مدت موجب کم آبی یا بی آبی خواهد شد. کشور ایران از نظر جغرافیایی در بخش خشک و نیمه خشک جهان قرار گرفته، به طوری که میانگین بارش در ایران حدود یک سوم میانگین جهانی است. به این منظور، افزایش رقابت بر سر آب، نیاز به تأمین غذا برای جمعیت در حال رشد و افزایش کم آبی در بسیاری از مناطق، لزوم استفاده از شیوه های مدیریتی برای پیشگیری از بحران آب و پیشامدهای ناشی از آن را نشان می دهد. از سوی دیگر، پیامدهای ناشی از خشکسالی های متوالی اهمیت مدیریت صحیح منابع آب را دو چندان کرده است. با توجه به تأثیر زیاد مخازن بر تأمین نیازهای آبی برای بخش های مختلف مصرف، بهره برداری بهینه از آنها یکی از راه کارهای مهم مقابله با مشکلات منابع آب و عدم توزیع زمانی و مکانی متناسب آن است. در پژوهش حاضر، از الگوریتم جهش قورباغه که به عنوان نوعی روش فراابتکاری برای حل مسائل بهینه سازی در سیستم های منابع آب مطرح است و سیستم اطلاعات مکانی به منظور بهینه سازی بهره برداری از مخزن سد درودزن استفاده شده است. نتیجه ی تحقیق در منطقه ی مد نظر بیان می کند که الگوریتم یادشده به خوبی امکان بهینه سازی و تخصیص آب مخزن به پایین دست را دارد، به گونه ای که 9/99 درصد نیاز پایین دست سد درودزن طی دوره ی مطالعه شده، توسط آن تأمین شده است. به علاوه، رویکرد ترکیبی این الگوریتم با سیستم اطلاعات مکانی، بستری را برای بررسی دقیق تر نتایج بهینه سازی فراهم کرده است.

شناسایی مناطق مستعد وقوع زمین لغزش از طریق پهنه بندی خطر، یکی از اقدامات مؤثر و ضروری در کاهش خطرات احتمالی و مدیریت خطر است. نقشه ی پهنه بندی زمین لغزش این امکان را فراهم می سازد که مناطق آسیب پذیر شناسایی شوند و در برنامه ریزی های محیطی مد نظر قرار گیرند. هدف از پژوهش حاضر، پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه ی صلوات آباد شهر سنندج از طریق تهیه ی لایه های اطلاعاتی و عوامل مؤثر بر خطر وقوع زمین لغزش، با استفاده از روش فازی و فرایند تحلیل شبکه (ANP) است. به منظور پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه ی صلوات آباد از متغیر های شیب، جهت شیب، زمین شناسی، کاربری اراضی، بارش، فاصله از رودخانه، فاصله از گسل، فاصله از جاده برای پهنه بندی خطر زمین لغزش استفاده شد. لایه های فازی استانداردشده در محیط GIS همپوشانی و سازماندهی شد. سپس، وزن عوامل مؤثر به وسیله ی مدل ANP محاسبه و بر لایه های اطلاعاتی برای در محیط GIS اعمال و با همپوشانی آنها نقشه ی پهنه بندی وقوع زمین لغزش در 5 طبقه حساسیت خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم تهیه شد. نتایج این ارزیابی نشان داد از کل مساحت حوضه ی صلوات آباد منطقه با خطر متوسط با مساحت 70/804 هکتار (18/32 درصد) را به خود اختصاص داد. از میان 8 عامل بررسی شده روی وقوع زمین لغزش، معیارهای شیب و زمین شناسی به ترتیب با وزن های 243/0 و 194/0، بیشترین وزن و همچنین، معیار های فاصله از گسل، فاصله از رودخانه و بارش، به ترتیب با وزن های 036/0، 058/0 و 056/0، کمترین وزن را در پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش به خود اختصاص دادند. بیشترین خطر زمین لغزش در جهت شیب های جنوب، جنوب شرق و شرق است. همچنین، شیب های بیشتر از 10 درصد بیشترین میزان وقوع خطر زمین لغزش را به خود اختصاص داد.

با گذشت زمان و پیشرفت تمدن، دسترسی به منابع آب باکیفیت و کافی به منظور تأمین نیازهای جوامع انسانی بسیار مهم است. با افزایش سطوح نفوذناپذیر در مناطق شهری و مخاطرات سیلاب ناشی از آن، دیدگاه نوین روش های مدیریتLID-BMPS، برای به کارگیری رواناب سطحی، کاهش دبی پیک و جلوگیری از سیلاب در حوضه های شهری روی مناطق توسعه یافته یا در حال توسعه مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، تأثیر اصلاح ابعاد کانال، طراحی مخزن برای کنترل سیلاب و تأمین آب مورد نیاز فضای سبز منطقه و استفاده از تأسیسات LID شامل اجرای 100 درصد روسازی نفوذپذیر برای سطح پیاده روها و بشکه های باران در دو حالت (استفاده از 100 درصد سطح پشت بام و استفاده از 50 درصد سطح پشت بام) روی کاهش دبی اوج و حجم سیلاب 12 زیرحوضه در محدوده ی مطالعاتی شهرک گلستان واقع در شهر سمنان با مدل SWMM ارزیابی شد. در نهایت، با استفاده از روش AHP-TOPSIS، بشکه های باران (استفاده از 50 درصد سطح پشت بام)، با حدود 81 درصد کاهش دبی پیک سیلاب برای دوره ی بازگشت طراحی 5 سال و 78 درصد کاهش دبی پیک سیلاب برای دوره ی بازگشت طراحی 10 سال، رتبه ی نخست و اصلاح ابعاد کانال، آخرین رتبه را به خود اختصاص داده اند.

واردات محصولات کشاورزی می تواند یکی از استراتژی های کارآمد برای ذخیره ی آب در ایران و عراق باشد. بنابراین، تجارت آب مجازی به کاهش فشار بر منابع آب در این دو کشور منجر خواهد شد. در پژوهش حاضر دو استان الازیگ و دیاربکر که سرچشمه ی رودهای مهم دجله و فرات در کشور ترکیه هستند، به عنوان مبدأ تجارت آب مجازی از ترکیه به ایران و عراق انتخاب شده است. در مطالعه ی حاضر، میزان تجارت آب مجازی از استان یادشده به روش جریان تجارت کالا به کشورهای ایران و عراق طی دوره ی 2015-2018 بررسی شده است. پژوهش حاضر با ارائه ی شاخص راندمان ذخیره ی آب نشان داد واردات گندم و عدس به ترتیب به طور متوسط 2/3 و 1/2 منابع آب در ایران و 1/3 و 0/2 منابع آب در عراق ذخیره می کند. از سوی دیگر، مصرف آب در بالادست حوضه برای تولید محصولات کشاورزی به مشکلات زیست محیطی در پایین دست حوضه منجر شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد گرچه واردات محصولات از ترکیه به ایران و عراق موجب ذخیره ی منابع آب در این دو کشور خواهد شد، با توجه به حوضه ی مشترک دجله و فرات، سیاست های تجاری باید براساس ذخیره سازی آب در کل حوضه شکل گیرند. رویکرد ارائه شده در مطالعه ی حاضر می تواند سبب بهبود سیاست های تجاری در منطقه و توجه به آثار این تجارت ها بر منابع آب و محیط زیست شود و همچنین به شکل گیری سیاست های تجاری براساس ذخیره سازی منابع آب از طریق تبادل آب مجازی در جهان منجر شود.

در پژوهش حاضر با استفاده از رویکرد مشارکتی، چالش های حکمرانی از دیدگاه کارکنان تأثیرگذار و تأثیرپذیر در دشت یزد-اردکان ارزیابی شده است. با توجه به پیوند آب، غذا، انرژی و در نظر گرفتن وابستگی های بین این سه بخش، در گام نخست کارکنان کلیدی در سه بخش آب، غذا و انرژی با روش آنالیز شبکه ی اجتماعی (SNA) شناسایی شدند. در گام بعدی، با توجه به دیدگاه کارکنان، عواملی که در هر بخش آب، غذا و انرژی به اضافه برداشت منابع آب زیرزمینی منجر شد، به عنوان چالش های حکمرانی مشخص شدند. در ادامه، برای ارزیابی چالش های حکمرانی تعیین شده با مشارکت کارکنان از چارچوب مدل مفهومی نیروی محرکه-فشار-حالت-اثر-پاسخ (DPSIR) استفاده شد. در نهایت، قوانین و زیرساخت های بخش آب، غذا و انرژی ارزیابی شد. نتایج نشان داد در بخش آب، غذا و انرژی به ترتیب 11، 8 و 2 چالش شناسایی شده که به فشار به منابع آب زیرزمینی منجر شده است. برای 21 چالش شناسایی شده 28 راه کار اصلاح حکمرانی آب زیرزمینی ارائه شد که 11 راه کار به بخش آب، 15 راه کار به بخش غذا و 2 راه کار به بخش انرژی مربوط است. از مهم ترین راه کارهای شناسایی شده در بخش آب می توان به اصلاح ساختارهای قانونی به منظور انسداد تمامی چاه های غیرمجاز، ایجاد بازار رسمی آب، توانمندسازی کارکنان، در بخش غذا به همگرایی معیارهای ارزیابی سازمان های متولی آب و غذا، برنامه های مدون کشت، مهار بازار غذا و در بخش انرژی به قیمت گذاری منابع آب و انرژی اشاره کرد. نتایج پژوهش حاضر، می تواند برنامه ریزان و سیاست گذاران را در اصلاح قوانین و زیرساخت ها به منظور اصلاح حکمرانی آب زیرزمینی و بهبود وضعیت آبخوان ها یاری دهد.

با بررسی هرچه دقیق تر رد پای آب در محصولات کشاورزی و همچنین، تغییرات آن در دوره ی زمانی بلندمدت می توان بهره برداری از منابع آب را مدیریت کرد. مطالعه ی حاضر با هدف بررسی روند سالانه ی رد پای آب در تولید گندم در شهرهای استان اصفهان و انتخاب مناسب ترین شهر این استان برای کشت گندم طی دوره ی آماری 1369-1395 انجام شد. به منظور بررسی امکان وجود روند در سری زمانی رد پای آب در تولید گندم از آزمون روندیابی من کندال و تخمین گر شیب سن استفاده شد. بعد از رتبه بندی شهر ها از منظر رد پای آب و روند رد پای آب، با استفاده از قوانین انتخاب اجتماعی (SCR)، بهترین شهر برای کشت گندم در استان اصفهان مشخص شد. نتایج پژوهشش حاضر نشان داد متوسط رد پای آب کل در تولید گندم در استان اصفهان برابر (m3/ton) 73/4122 بود و با توجه به آماره ی من کندال مشاهده شد که روند کاهشی و افزایشی وجود دارد و این روند در حالت کاهشی و در حالت افزایشی برای هیچ یک از شهر های استان معنا دار نبود. با توجه به مقدار شیب سن، دامنه ی تغییرات این شیب نیز برای رد پای آب کل برابر (m3/ton) 93 بود. همچنین، نتایج بیان کننده ی این موضوع بود که مقدار شاخص رد پای آب در تولید یک محصول در یک منطقه، معیار قابل قبولی برای انتخاب آن منطقه برای کشت آن محصول نیست و با بررسی روند این شاخص و استفاده از روش های تصمیم گیری همچون قوانین انتخاب اجتماعی، می توان منطقه ی مناسب برای کشت هر محصول را تشخیص داد و تغییر الگوی کشت را در سیاست کار خود به منظور حفظ منابع آبی و افزایش بهره وری محصولات قرار داد. در مطالعه ی حاضر از نظر رد پای آب، فریدون شهر به عنوان بهترین شهر برای کشت گندم در استان اصفهان انتخاب شد.

شناسایی مناطق حساس به سیل، عنصر حیاتی و مهمی برای کنترل و کاهش تلفات سیل به شمار می آید. هدف از تحقیق حاضر، شناسایی متغیرهای مهم در ایجاد مناطق سیل گیر و ارائه ی پتانسیل مخاطره ی سیل پارک ملی گلستان با استفاده از تکنیک های یادگیری ماشین شامل مدل جنگل تصادفی، درخت رگرسیون تقویت شده و آنتروپی بیشینه است. برای رسیدن به اهداف یادشده، ابتدا عوامل تأثیرگذار با توجه به مرور منابع تعیین شده و پایگاه داده ها ایجاد شد. در نهایت، با استفاده از تکنیک های یادگیری ماشین مدل سازی مخاطره ی سیل صورت گرفت و دقت این مدل ها با استفاده از روش منحنی ROC و داده های واقعی از رخ داد سیل بررسی شد. نتایج مدل ها، اهمیت زیاد متغیرهای ارتفاع از سطح دریا، میانگین دمای سالیانه، فاصله از آبراهه ها، بارش و فاصله از جاده ی ترانزیتی را در وقوع مخاطره ی سیل نشان دادند. نتایج به دست آمده از درخت رگرسیون تقویت شده تأثیر متغیر ارتفاع از سطح دریا، میانگین دمای سالیانه، بارندگی و فاصله از آبراهه ها را به ترتیب، 9/38، 2/19، 6/13 و 13 درصد نشان داد. همچنین، در نتایج حاصل از آنتروپی بیشینه ی متغیرهای ارتفاع از سطح دریا، میانگین دما و جاده ی ترانزیتی به ترتیب با مقدار مشارکت 7/35، 4/22 و 5/19 درصد جزء متغیرهای مهم به دست آمدند. نتایج به دست آمده از ارزیابی صحت مدل ها با استفاده از 30 درصد از داده های وقوع سیل که در مدل سازی وارد نشده بود نیز دقت زیاد مدل درخت رگرسیون تقویت شده و جنگل تصادفی را با مقدار ROC، 99/0 و دقت مناسب آنتروپی بیشینه را با مقدار ROC، 89/0 نشان داد، به طوری که نقشه های به دست آمده از این مدل ها به طور مشترک 4500 هکتار از مساحت پارک را دارای احتمال زیاد خطر سیل برآورد کردند.

با توجه به وقوع سیلاب ویرانگر استان خوزستان در سال جاری، بررسی و ریشه یابی جوانب مختلف آن اهمیت زیادی دارد. این سیل در پی بارندگی شدید، گسترده و هم زمان در حوضه ها به وجود آمد و طبق گزارش ها، حداقل از ده روز قبل از وقوع، قابل پیش بینی بود. سیل یادشده موجب آب گرفتگی وسیع شهرها، روستاها، راه ها، راه آهن و اراضی کشاورزی و خسارت زیادی به تمامی بخش ها شامل نفت و انرژی، حمل ونقل و بازرگانی و صنعت و کشاورزی شد. پس از بررسی جوانب مختلف سیل استان خوزستان در سال جاری، مشخص شد که مشکل اصلی در تشدید آن، عدم اعتماد و اطمینان دست اندرکاران مدیریت سیل به پیش بینی ها و نتایج شبیه سازی های مربوط به آن در اجرای به موقع اقدامات کنترل سیل و نیز استفاده از کلیه ی قابلیت ها و ظرفیت های مخازن سدها برای کنترل و تعدیل سیل بود. بنابراین، تشکیل یک سامانه ی جامع فراقوه ای نظام نامه ی مدیریت و کنترل سیل، توجه لازم به اقدامات آبخیزداری و آبخوان داری، توجه به اصول مهندسی رودخانه زیستی، وضع قوانینی جدی برای رعایت حد و حریم بستر و در صورت لزوم، بازنگری در قانون مربوطه به منظور افزایش حدود، بازنگری و طراحی اصولی سازه های تقاطعی، بازسازی و احیای هر چه بیشتر مسیل ها و تالاب های طبیعی و رفع تعدی و تجاوزها به آنها، کسب اطلاعات کافی و شناسایی جامع منطقه، افزایش ظرفیت ذخیره ی سدها و جلوگیری از کاهش ظرفیت ذخیره ی مخازن، مدیریت و کنترل دقیق تر حوضه های دارای تعدد سد، تعبیه سامانه های هشدار سیل در نواحی سیل خیز و انجام اقدامات سازه ای اصولی از ضروری ترین اقدامات برای پیشگیری، بهبود مدیریت و کنترل این بلای طبیعی است.

به منظور استفاده از پتانسیل آب های سطحی برای پرورش آبزیان، انتخاب بازه های مناسب یک رودخانه از نظر کیفیت آب و غلظت آلاینده ها، که کمترین آثار منفی زیست محیطی را در پی داشته باشد، بسیار مهم است. مطالعه ی حاضر، برای انتخاب بازه هایی از رودخانه که غلظت کمتری از پارامترهای آلاینده ی رودخانه داشته باشد، انجام گرفته است. تصاویر ماهواره ای لندست، برای تطبیق وضعیت کیفی آب رودخانه، استفاده شد و با نتایج نمونه برداری کیفی آب در 12 ایستگاه نمونه برداری واقع در طول رودخانه ی بشار در استان کهگیلویه و بویراحمد، در 4 دوره ی زمانی، تحلیل شد. تحلیل همبستگی بین نتایج بازتابش تصاویر ماهواره ای و غلظت آلاینده ها به دو روش انجام شد. در روش نخست، همبستگی بین غلظت پارامتر کیفی درون یابی شده در طول رودخانه و بازتابش باندهای تصاویر ماهواره ای ارزیابی شد. در روش دوم، همبستگی غلظت پارامترهای کیفی در ایستگاه نمونه برداری و بازتابش در همان ایستگاه بررسی شد. نتایج نشان داد برای ارزیابی هریک از پارامترهای کیفی، باندهای متفاوتی از تصاویر ماهواره ای مناسب است. برای دمای آب باند حرارتی، برای pH و نیترات در فصل گرم به ترتیب باندهای 5 و 4 و در فصل سرد باندهای 4 و 2، برای TDS باند 3 و برای کدورت باند 3 یا 5 مناسب است. رابطه ی رگرسیونی با روش های رگرسیون تک متغیره و چندمتغیره ی خطی تعیین شده و براساس آن پارامترهای کیفی آب در طول رودخانه برآورد شد. براساس نتایج، محدوده هایی از رودخانه که کیفیت آب بهتری نسبت به سایر بازه ها دارند، به عنوان مناطق مستعد پرورش ماهی انتخاب شدند.

رادیوایزوتوپ ها به عنوان یک دستاورد جدید در علوم محیطی، توسعه ی چشمگیری در زمینه ی مدیریت منابع آب به ویژه در سن سنجی، مدیریت تغذیه ی آبخوان و تفکیک نقش آلاینده ها در منابع آب پیدا کرده اند. با توجه به وضعیت بحرانی کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی در دشت کاشان، داشتن داده های دقیق ایزوتوپی از منابع آب می تواند در مدیریت درست منابع آب تأثیرگذار باشد. در مقاله ی حاضر ضمن بررسی چگونگی نمونه برداری از منابع آب زیرزمینی و چگونگی آماده سازی و آنالیز نمونه ها برای اندازه گیری ایزوتوپ های رادیواکتیو 3H و 14C، سن منابع آب زیرزمینی دشت کاشان بررسی شده است. برای این منظور، 11 نمونه آب زیرزمینی برای آنالیز تریتیوم به روش غنی سازی و 3 نمونه به منظور آنالیز کربن-14 بررسی شد. نتایج نشان داد مقدار تریتیوم در منابع آب زیرزمینی دشت کاشان کمتر از TU 08/0 است که قدیمی بودن سن منابع آب بررسی شده را نشان می دهد. همچنین، نتایج سن سنجی با استفاده از کربن-14 نشان می دهد سن منابع آب زیرزمینی در دشت کاشان بین 10 تا 21 هزار سال متغیر است. نتایج نشان داد با حرکت به شمال شرق آبخوان (خروجی آبخوان)، سن منابع آب کاهش می یابد که بیان کننده ی اختلاط آب های قدیمی در کف آبخوان با آب های شیرین بالایی با سن کمتر است. به طور کلی، با حرکت از جنوب غرب و غرب آبخوان به شمال شرق آبخوان، سن آب های زیرزمینی کاهش می یابد.

در مناطق خشک و نیمه خشک مانند استان قم، مدیریت منابع آب به خصوص در بخش کشاورزی، اهمیت زیادی دارد. مطابق بیلان آب دریافتی از سازمان آب منطقه ای استان قم، همواره کشاورزی به عنوان عمده ترین مصرف کننده ی آب در این استان سبب ایجاد چالش بوده است. هدف از انجام تحقیق حاضر، استفاده از مفهوم رد پای آب و تجارت مجازی برای محصولات زراعی استان قم در بازه ی زمانی 1385-1395 برای کاهش فشار واردشده بر منابع آبی موجود و مدیریت بهتر بود. به دلیل کم بودن راندمان سامانه ی آبیاری، حجم رد پای آب سفید در محصولات استان بسیار زیاد تخمین زده شد. همچنین، سهم رد پای آب آبی در محصولات استان نیز بیشتر از مقادیر رد پای آب سبز و خاکستری برآورد شده است. رد پای آب سفید در محصول پنبه 5267 مترمکعب بر تن برآورد شده است که 48 درصد از سهم کل رد پای آب را به خود اختصاص داده است و سهم رد پای آب آبی در این محصول نیز 46 درصد از سهم کل رد پای آب بود. بعد از پنبه، هندوانه بیشترین سهم رد پای سفید بین سایر محصولات را داشت که حدود 64 درصد از سهم کل رد پای آب را به خود اختصاص داده و سهم رد پای آب آبی در این محصول 32 درصد برآورد شده است. سهم رد پای آب سفید در محصولات جو، گندم، یونجه، پیاز، گوجه فرنگی، خربزه و ذرت به ترتیب برابر 55، 49، 48، 51، 46، 54 و 5/37 درصد از سهم کل رد پای آب محاسبه شده است. با توجه به سهم بسیار زیاد رد پای آب سفید، می توان از رد پای آب خاکستری صرف نظر کرد. همچنین، رد پای آب سبز به دلیل کمبود میزان بارش در استان قم بسیار ناچیز برآورد شده است. رد پای آب سبز در محصولات جو و گندم نسبت به سایر محصولات بیشتر بود که علت این امر یکسان بودن فصل کشت و بارندگی بوده است. سهم رد پای آب سبز در محصول جو و گندم به ترتیب 12 و 11 درصد از سهم کل رد پای آب بوده است. صادرات آب مجازی استان قم مربوط به دو محصول پنبه و جو بود، که حجم آب مجازی صادراتی سالانه ی این دو محصول معادل 41/250 میلیون مترمکعب و درآمد اقتصادی حاصل از آن، معادل 429 میلیارد ریال بوده است. همچنین، محصولات گندم، پیاز، گوجه فرنگی، خربزه و هندوانه به استان وارد می شود و حجم واردات آب مجازی استان معادل MCM683 بوده است. در نهایت، برای درک بهتر وضعیت منابع آبی موجود، شاخص های محاسباتی آب نیز محاسبه شده است. استان قم با شاخص کم آبی 33 درصد در آستانه ی کم آبی قرار دارد و همچنین شاخص شدت مصرف آب نیز 30 درصد برآورد شده است.