اکوهیدرولوژی
سال:1396 | دوره:4 | شماره:3 |تعداد مقالات:25

ﺩ ﺭ ﭼ ﻨ ﺪ ﺩ هه ی ﺍ ﺧ ﻴ ﺮ ﺍ ﻓ ﺰ ﺍ ﻳ ﺶ ﺍ ﻃ ﻼ ﻋ ﺎ ﺕ ﺑ ﺸ ﺮ درباره ی ﺍ ﻗ ﻠ ﻴ ﻢ ﺯ ﻣ ﻴ ﻦ ﻭ ﺩ ﻏ ﺪ ﻏ ه ی ﺍ ﻧ ﺴ ﺎ ﻥ ﺍ ﺯ ﺗ ﻐ ﻴ ﻴ ﺮ ﺍ ﺕ ﺁ ﺏ ﻭ ﻫ ﻮ ﺍ ﻳ ﻲ ﺩ ﺭ ﺁ ﻳ ﻨ ﺪ ﻩ ، ﻣ ﻮ ﺟ ﺐ ﺷ ﻨ ﺎ ﺧ ﺖ ﺩ ﻗ ﻴ ﻖ ﺗ ﺮ ﻣ ﺆ ﻟ ﻔ ﻪ ﻫ ﺎ ﻱ تأثیرگذار ﺑ ﺮ ﺍ ﻗ ﻠ ﻴ ﻢ ﺯ ﻣ ﻴ ﻦ ﺷ ﺪ ﻩ ﺍ ﺳ ﺖ . از پدیده های اقلیمی ای که تغییرات آنها موجب ناهنجاری های بزرگ آب و هوایی به ویژه در دما و بارش در بسیاری از نقاط جهان می شود، الگوهای پیوند از دور هستند که آشکارسازی روابط بین پارامترهای اقلیمی و آنها برای شناخت بیشتر نوسانات و تغییرپذیری اقلیمی در هر منطقه اهمیت فراوانی دارد. بنابراین، در این پژوهش ارتباط الگوهای بزرگ مقیاس و شناخته شده ی آن از جمله شاخص نوسان جنوبی (SOI)، شاخص نوسان اطلس شمالی (NAO)، شاخص آرام آمریکای شمالی (PNA)، شاخص چند متغیره ی انسو (MEI) و نوسان دهه ای اقیانوس آرام (PDO) با نُه مؤلفه ی دمایی و بارشی به صورت ماهانه در ایستگاه همدید کرج طی دوره ی آماری 26 ساله (1985 2010) تجزیه و تحلیل شد. ابتدا، نرمال بودن سری داده های مطالعه شده بر اساس آزمون کلموگروف اسمیرنوف تأیید شد. در ادامه به منظور بررسی ارتباط بین الگوهای بزرگ مقیاس با مؤلفه های دمایی و بارشی، از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. همبستگی ها به صورت ماهانه ی بدون تأخیر و با تأخیر یک ماهه ارزیابی شد. نتایج نشان داد بیشترین ارتباط بین شاخص NAO و مؤلفه های دمایی و بارشی در ماه های فصل پاییز و زمستان مشاهده می شود و این تأثیرگذاری ها روی ماه های فصل پاییز بیشتر از ماه های فصل زمستان است. شاخص SOI ارتباط بیشتری با مؤلفه های بارشی دارد. تأثیر این شاخص بر بارش ماه های فصول پاییز و زمستان آشکارتر است در حالی که شاخص MEI با مؤلفه های دمایی ارتباط بیشتر ی را نشان می دهد و برای مؤلفه های بارشی ارتباط خاصی مشاهده نمی شود. اثرگذاری این شاخص به ویژه بر پارامترهای دمایی ماه های آوریل و می در فصل بهار و ماه دسامبر در اواخر فصل پاییز شدید تر است. ارتباط شاخص PDO بر مؤلفه های بارشی و دمایی منطقه نیز در ماه می در اواسط فصل بهار بیشتر مشاهده می شود و شاخص PNA فقط بر مؤلفه های دمایی مؤثر است و در ماه های دسامبر و فوریه ارتباط بیشتری دارد. نتایج به دست آمده به منظور درک و شناخت بیشتر از تغییرپذیری مؤلفه های دمایی و بارشی حائز اهمیت است.

خشکسالی پدیده ای است که بین پارامترهای مؤثر در آن ارتباط خطی وجود ندارد. بنابراین، محققان برای بررسی آن به روش های غیرخطی مانند اتوماسیون سلولی نیاز دارند. این روش در تحقیقات مختص به پیش بینی خشکسالی کمتر استفاده شده است. این در حالی است که از روش اتوماسیون سلولی به علت داشتن ساختار ساده و زیادبودن قابلیت بصری می توان به عنوان روشی مناسب در پیش بینی خشکسالی استفاده کرد. این مطالعه با هدف مدل سازی خشکسالی برای سال 2020 با استفاده از اتوماسیون سلولی و تصاویر ماهواره ی لندست در دشت نجف آباد انجام شده است. ابتدا تصاویر سری زمانی تبخیر و تعرق برای سال های 1995، 2008 و 2015 طبقه بندی و نقشه ی پهنه بندی وضعیت خشکسالی در این سال ها تهیه شد. در گام بعدی، با بهره گیری از روش اتوماسیون سلولی وضعیت خشکسالی هریک از طبقات در سال 2020 تخمین زده شد. نتیجه ی به دست آمده از شاخص کاپا 63/0 و توافق بین نقشه ی واقعی و پیش بینی شده ((M(m)، 85/0 است که بیان کننده ی مطلوب بودن معادله ی تخمین زده شده در این تحقیق است. از سوی دیگر، نقشه ی پراکندگی احتمال وقوع تغییرات در سال 2020 گویای آن است که اگر شرایط به همین صورت ادامه یابد و تغییری در نوع و الگوی کشت منطقه ایجاد نشود، تقریباً همه ی نواحی ای که در سال 2015 با خطر وقوع خشکسالی مواجه هستند، در سال 2020 با شدت بیشتر و به طور وسیع تری با وقوع خشکسالی روبه رو می شوند.

یکی از راه های برطرف کردن کمبودهای فصلی آب، استفاده از آب های زیرزمینی است. از آنجا که انتخاب محل مناسب برای احداث سد زیرزمینی به منظور ذخیره سازی آب مسئله ای مهم و چالش برانگیز است، استفاده از روشی با کمترین خطا در مطالعه ی این مناطق ضروری است. هدف این پژوهش انتخاب بهینه ی مکان های مناسب برای احداث سد زیرزمینی، در حوضه ی آبخیز همدان بهار با استفاده از یک روش جدید در محیط سامانه ی اطلاعات جغرافیایی (GIS)، به منظور کاهش خطا بوده است. بر این اساس، ابتدا معیارهای لازم و تأثیرگذار در انتخاب مکان مناسب برای احداث سد زیرزمینی شامل چگالی آبراهه، فاصله از قنات، چشمه و چاه، زمین شناسی، شیب، فاصله از گسل، نزدیکی به جاده و روستا و کاربری اراضی شناسایی شد. سپس لایه های اطلاعاتی مختلف در محیط GIS و با استفاده از تابع لجستیکی (انتقال به دامنه ی صفر و یک)، وزن دار شدند و در نهایت همه ی نقشه های وزن دار با استفاده از رابطه ی میانگین هندسی تلفیق شدند تا مدل نشان دهنده ی مناطق مناسب برای احداث سد زیرزمینی به صورت یک نقشه تولید شود. نتایج مطالعه نشان داد روش به کار گرفته شده می تواند به شکل مطلوبی محدوده ی مطالعه شده را کوچک کند و حدود 10 درصد از کل آبراهه ها را به عنوان آبراهه های مناسب برای احداث سد زیرزمینی شناسایی و معرفی کند.

داشتن اطلاعات در زمینه ی عمق، چگالی و آب معادل برف برای مدیریت منابع آب در مناطق کوهستانی اجتناب ناپذیر است. از طرفی، به دلیل مسائل مالی، شرایط اقلیمی نامساعد و صعب العبور بودن مناطق کوهستانی، اندازه گیری ها نقطه ای است که تعمیم آن به سطوح بزرگ خطای زیادی دارد. یکی از روش ها برای پیش بینی آب معادل برف، بررسی ارتباط بین آب معادل برف با عوامل مؤثر است. بدین منظور حوضه ی آبخیز کوهستانی سهرورد استان زنجان انتخاب شد. داده های اولیه تهیه و نقشه های مورد نیاز شامل نقشه های مدل رقومی ارتفاع، شیب، جهت شیب، شمالی بودن، شرقی بودن، انحنای افقی، انحنای عمودی، شاخص وضعیت توپوگرافی و تابش خورشیدی استخراج شد. سپس، هنگام بارش اوج برف، عمق برف به تعداد 150 نمونه به روش هایپرکیوب لاتین و چگالی برف به تعداد 18 نمونه به روش تصادفی اندازه گیری شد. محاسبات شاخص بادپناهی برای نقاط اندازه گیری شده ی عمق برف انجام شد. در مرحله ی بعد با انجام رگرسیون بین آب معادل برف با عوامل مؤثر، رابطه ی کمی بین آنها تعیین شد. کارایی مدل ها با شاخص های آماری میانگین خطا، میانگین خطای مطلق، ریشه ی میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی تعیین شد. نتایج نشان داد در حوضه ی آبخیز یادشده با روش رگرسیون گام به گام می توان آب معادل برف را برآورد کرد. همچنین براساس نتایج، هرچند عامل اقلیمی شاخص باد پناهی حجم زیاد محاسبات را دارد؛ ولی دخالت دادن آن سبب افزایش کارایی مدل در برآورد آب معادل برف می شود. آب معادل برف بیشترین همبستگی معنا دار را با ارتفاع برابر با 607/0 و کمترین همبستگی معنا دار را با شمالی بودن برابر با 204/0 در محدوده ی مطالعاتی دارد. ضرایب همبستگی بین متغیر وابسته ی آب معادل برف با متغیر مستقل شاخص بادپناهی نشان می دهد فاصله ی 300 متری، مؤثرترین فاصله ی بر هم کنش باد و پستی و بلندی ها در ایجاد شرایط بادپناهی و بادروبی است. ضریب تغییرات عمق و چگالی برف اندازه گیری شده به ترتیب برابر با 14/54 و 89/7 درصد است.

خشکسالی از جمله بلایای طبیعی است که به شدت تحت تأثیر نوسانات اقلیمی است و مجموعه ای از مشکلات پیچیده را در بخش های مختلف ایجاد می کند. هدف پژوهش حاضر، بررسی رابطه ی زمانی خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در حوضه ی آبریز کرخه است. برای رسیدن به این هدف، از آمار 26 ایستگاه باران سنج و هشت ایستگاه هیدرومتری استفاده شد. در بخشی از تحقیق برای آگاهی از تأخیر جریان ها نسبت به بارش ها در حالت واقعی، ضریب همبستگی پیرسون بین بارش و دبی جریان با تأخیرهای زمانی مختلف محاسبه شد. سپس دو شاخص بارش استانداردشده (SPI) و شاخص خشکسالی جریانات رودخانه ای (SDI) به ترتیب برای ارزیابی خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی انتخاب شدند. مقادیر شاخص ها در گام زمانی کوتاه مدت (یک ماهه و سه ماهه)، میان مدت (شش ماهه) و بلندمدت (12 ماهه) در نرم افزار DrinC محاسبه شد. همچنین ضریب همبستگی بین دو شاخص SPI و SDI در کل حوضه و دو زیر حوضه ی قره سو و گاماسیاب بررسی شد. نتایج نشان داد بین ضریب همبستگی بارش دبی جریان و دو شاخص SPI-SDI در چهار گام زمانی رابطه ی مستقیم و معنا داری در سطح 99 درصد وجود دارد. هر چند در هر چهار گام زمانی (کوتاه مدت، میان مدت و بلندمدت) ضریب همبستگی از سطح معنا داری برخوردار است؛ مقدار ضریب همبستگی در حالت بدون تأخیر زمانی نسبت به سایر موارد با تأخیر زمانی بیشتر است. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که خشکسالی هیدرولوژیکی با تأخیر زمانی خیلی کوتاه در حوضه ی آبریز کرخه پس از خشکسالی هواشناسی رخ می دهد. همچنین به دلیل همسویی ضرایب همبستگی و عدم تأخیر زمانی در هر دو حالت، دو شاخص یادشده به خوبی شرایط خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی را نشان می دهند.

ارتباط و اندرکنش آب سطحی و آب زیرزمینی می تواند بین پهنه های آب سطحی (مانند رودخانه ها، دریاچه ها و تالاب ها) و منابع آب زیرزمینی رخ دهد. کمّی کردن مقدار تبادل آب بین تالاب و آبخوان از مراحل مهم در مطالعاتی مانند بیلان آب و تعیین نیاز های زیست محیطی است. در این مطالعه به منظور برآورد نیاز آبی تالاب کانی برازان واقع در حاشیه ی جنوبی دریاچه ی ارومیه، روی مؤلفه ی آب زیرزمینی تمرکز شده است. نتایج این مطالعه بیان می کند که در دوره ی زمانی بررسی شده از سال 1377 تا 1394، با توجه به آستانه ی گرادیان هیدرولیکی، تالاب کانی برازان همواره از منابع آب زیرزمینی تغذیه شده است. در سال های 1377، 1381 و 1394 مقادیر تغذیه ی تالاب از منابع آب زیرزمینی بیشترین مقدار را داشته و به ترتیب برابر با 11/4، 09/5 و 78/3 میلیون مترمکعب در سال برآورد شده است. مقدار متوسط سالانه ی عمق این تالاب کمتر از 16 سانتی متر برآورد شده است. اثر زهکش ها، کانال ها و انهار سنتی بر تالاب هم طی دوره ی زمانی یادشده بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد این منابع آبی تأثیر مهمی در تأمین آب تالاب دارند. بر اساس داده و اطلاعات موجود، برای مثال در سال های 1385 و 1394، چنانچه اثر زهکش ها، کانال ها و انهار سنتی بر تالاب در نظر گرفته نشود، به ترتیب کاهشی حدود 15 و 30 درصد در حجم آب تالاب تخمین زده می شود.

در مطالعه ی حاضر ابتدا الگوی رفتاری متغیر اقلیمی بارش طی دوره ی 1365 1393 در سطح حوضه ی آبخیز خررود بررسی شد. سپس از یک سیستم مدل سازی بیوفیزیکی-اقتصادی برای ارزیابی تأثیر تغییرات اقلیم ناشی از کاهش بارش بر متغیرهای هیدرولوژیکی (منابع آب در دسترس و ارزش واقعی نهاده ی آب آبیاری) و اقتصادی (تولیدات کشاورزی و سود ناخالص کشاورزان) تحت سناریوهای مختلف (تغییر اقلیم ملایم، متوسط و شدید) استفاده شد. سیستم مدل سازی یادشده، شامل تابع عملکرد محصولات مبتنی بر میزان بارش (جزء بیوفیزیکی مدل) و رهیافت برنامه ریزی ریاضی اثباتی (جزء اقتصادی مدل) بود که طی سه مرحله ی پیاپی در محیط نرم افزاری GAMS 24. 1 حل شد. داده های مورد نیاز از طریق ایستگاه های باران سنجی و اداره های ذی ربط در استان قزوین جمع آوری شد. الگوی رفتاری بارش نشان داد این متغیر اقلیمی پس از سال 1380 در سطح حوضه ی آبخیز خررود روندی کاهشی را طی کرده است. نتایج مدل نشان داد تغییرات اقلیم ناشی از کاهش بارش تحت سناریوهای ملایم تا شدید به کاهش 3/11 تا 0/23 درصد در منابع آب در دسترس، افزایش 08/7 تا 22/15 درصد در ارزش اقتصادی آب آبیاری، کاهش 14/5 تا 39/16 درصد در مجموع سطح زیر کشت محصولات آبی و کاهش 58/6 تا 41/13 درصد در سود ناخالص کشاورزان حوضه ی آبخیز خررود نسبت به شرایط سال مبنا یا پایه منجر شده است. بیشترین کاهش منابع آب در دسترس نیز تحت سناریوی تغییر اقلیم شدید و به میزان 15/29 میلیون مترمکعب حاصل شد. در پایان برای مقابله با آثار تغییر اقلیم و حفاظت از منابع آب در سطح این حوضه ی آبخیز، به کارگیری تکنیک های کم آبیاری، تعیین نرخ آب بها برای کشاورزان بر اساس ملاحظه ی برابری، آیش گذاری اراضی و ارائه ی تسهیلات به کشاورزان برای تجهیز مزارع به سیستم های نوین آبیاری پیشنهاد شد.

آب زیرزمینی به عنوان یکی از منابع ارزشمند تازه ی آب در نظر گرفته می شود. با افزایش سریع جمعیت انسان، تقاضا برای آب های زیرزمینی افزایش یافته است. تهیه ی نقشه ی مناطق بالقوه ی آب زیرزمینی می تواند کمک شایان توجهی به تعیین، محافظت و مدیریت چشمه های آب زیرزمینی کند. هدف از این تحقیق، تهیه ی نقشه ی پتانسیل چشمه های آب زیرزمینی در شهرستان جهرم با استفاده از روش های نسبت فراوانی، شاخص آماری و آنتروپی است. نوآوری تحقیق حاضر، به کارگیری روش شاخص آماری برای اولین بار به منظور تهیه ی نقشه ی پتانسیل آب زیرزمینی و مقایسه ی آن با دو روش آنتروپی و نسبت فراوانی است. دوازده معیار هیدرولوژی، زمین شناسی و جغرافیای طبیعی که بر موقعیت چشمه ها اثر می گذارند، در نظر گرفته شد و در محیط ArcGIS این داده ها پردازش و آماده شد. این معیارها شامل درجه ی شیب، جهت شیب، ارتفاع، شاخص توپوگرافی رطوبت (TWI)، طول شیب، شاخص توان آبراهه (SPI)، فاصله از رودخانه، فاصله از گسل، فاصله از جاده، تراکم گسل، کاربری اراضی و زمین شناسی است. پس از تهیه ی نقشه ی پتانسیل آب های زیرزمینی با این سه روش، برای ارزیابی نتایج از منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) استفاده شد. از 103 چشمه معرفی شده در این تحقیق، 73 چشمه (70 درصد) برای تهیه ی نقشه ی پتانسیل آب زیرزمینی و 30 چشمه (30 درصد) برای ارزیابی مدل استفاده شد. سطح زیر منحنی (AUC) به دست آمده از منحنی تشخیص عملکرد نسبی، نشان دهنده ی دقت 91 درصد برای مدل شاخص آماری، دقت 92 درصد برای مدل نسبت فراوانی و دقت 7/92 برای مدل آنتروپی برآورد شد. نتایج این ارزیابی نشان دهنده ی دقت عالی برای این سه مدل و برتری مدل آنتروپی نسبت به دو مدل دیگر است. همچنین بر اساس مدل آنتروپی لایه های شاخص توان آبراهه، ارتفاع، شیب و کاربری اراضی بیشترین تأثیر را بر پتانسیل آب زیرزمینی در منطقه ی مطالعه شده داشته اند.

پدیده ی خشکسالی آثار منفی بزرگی بر منابع آب و محیط های وابسته به آن می گذارد و در برخی سال ها خسار ت های جبران ناپذیری را سبب می شود. یکی از انواع مهم این پدیده، خشکسالی آب زیرزمینی است که بر اثر تغذیه ی ناکافی آبخوان ها به وجود می آید. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر خشکسالی و مدیریت منابع آب زیرزمینی دشت دیر آبدان در استان بوشهر است. برای این کار از آمار و داده هایی مانند بارندگی، تراز سطح آب زیرزمینی، نتایج آنالیز شیمیایی چاه های پایش کیفی و دبی چاه های بهره برداری استفاده شده است. وضعیت خشکسالی با استفاده از شاخص بارش استاندارد (SPI) و شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI) بررسی شده است. در این تحقیق شاخص جدیدی به نام شاخص مدیریت خشکسالی هیدروژئولوژیکی (HDMI) معرفی شده است. این شاخص ترکیبی از شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI)، شاخص اصلاح شده ی هدایت الکتریکی (MSECI) و شاخص استاندارد شده ی دبی چاه های بهره برداری (SWDI) است. بر اساس نتایج به دست آمده میانگین شاخص خشکسالی آب زیرزمینی کمتر از 1-است. این موضوع نشان دهنده ی خشکسالی آب زیرزمینی با شدت متوسط است. این خشکسالی سبب تخریب کیفیت آب زیرزمینی نیز شده است. با توجه به شاخص MSECI، بحرانی ترین بخش آبخوان مناطق جنوبی آن است. از دیدگاه پتانسیل کمی آبخوان (شاخص SWDI) نیز مناسب ترین بخش آبخوان مناطق شمالی آن است. بر اساس میزان شاخص مدیریت خشکسالی هیدروژئولوژیکی، کمترین میزان شاخص HDMI (کمتر از 4-) در بخش جنوبی محدوده ی دیر آبدان و در مجاورت خلیج فارس دیده می شود، بنابراین بهره برداری از آبخوان در این مناطق توصیه نمی شود.

اگرچه بیشتر اقلیم کشور ایران خشک و نیمه خشک است، سالانه حجم شایان توجهی آب از طریق سیلاب ها از دسترس خارج می شود. بنابراین، سامانه های پخش سیلاب برای کنترل سیل و مواجهه با کم آبی قریب به سه دهه است که در کشور اجرا می شوند. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر شبکه ی پخش سیلاب منطقه ی سرچاهان استان هرمزگان بر تغذیه ی مصنوعی سفره ی آب زیرزمینی با استفاده از راهکار حجم کنترلی است. سامانه ی پخش سیلاب یادشده در عرصه ای به مساحت 840 هکتار اجرا شده است. پس از بررسی آب نمود چاه ها، آب نگار بارش و حجم سیلاب های واردشده به سیستم، با بررسی نوسانات سطح آب زیرزمینی در چاه های مشاهده ای، تأثیر طرح پخش سیلاب در تغذیه ی مصنوعی سفره ی آب زیرزمینی بررسی شد. نتایج نشان داد تراز آب زیرزمینی در چاه های مشاهده ای واقع در عرصه، بعد از سیل گیری های اولیه افزایش نسبی داشته اند به طوری که آب نمود چاه مشاهده ای واقع در عرصه ی پخش، افزایش شایان توجهی حدود 34/1 متر را نشان می دهد. همچنین، تغییرات سطح آب زیرزمینی در محدوده حجم کنترل با روند تغذیه/برداشت کاملاً همخوانی دارد و بر همین اساس در سال 1386 سطح آب زیرزمینی به میزان 43/4 متر افزایش داشته است. نتایج بررسی ها نشان داد در دشت گهکم-سعادت آباد، بارندگی های با بیش از 60 میلی متر یا بارش های متوالی با مقادیر زیاد، به تغذیه در عرصه ی پخش سیلاب منجر می شوند. در مجموع، نتایج تحقیق نشان داد پروژه ی پخش سیلاب سرچاهان در سال های بررسی شده نتوانسته است در حد انتظار سهم تغذیه را به شکل معنا داری افزایش دهد.

در پژوهش حاضر، خوشه بندی مجموعه ای از داده های هیدروشیمیایی آبخوان سراب با استفاده از روش های خوشه بندی C-میانگین فازی (FCM) و تحلیل خوشه ی سلسله مراتبی (HCA) انجام شده و کاربرد آنها در تبیین رخساره های هیدروشیمیایی مطالعه شد. خوشه های آماری شباهت مکانی را بررسی می کنند و نشان می دهند خوشه ها مطابقت هیدروژئولوژیکی با رخساره های هیدروشیمیایی آبخوان دارند. نمونه های آب زیرزمینی با استفاده از بهینه کردن تعداد خوشه و درجه ی فازی شدگی با استفاده از روش C میانگین فازی به چهار خوشه طبقه بندی شدند. از داده های 49 نمونه آب زیرزمینی و 12 متغیر هیدروشیمیایی منطقه ی مطالعه شده استفاده شد. نتایج این دو روش مراکز خوشه را تولید می کند که در تشخیص فرایندهای فیزیکی و شیمیایی تغییرات هیدروشیمی منطقه ی مطالعه شده مؤثر است. روش FCM روشی مناسب در تحلیل داده ها در بیان توزیع رخساره های هیدروشیمیایی است. نتایج نشان داد رویه ی خوشه بندی برای تخصیص نمونه های شیمیایی آب زیرزمینی به گروه های همگن توسط روش FCM ابزاری مهم در تشخیص رخساره های هیدروشیمیایی آبخوان است و این روش در تحلیل داده های مرزی، نسبت به روش HCA که تغییراتی واضح و ناگهانی دارد؛ تواناتر است.

ارائه ی راه کارهای مفید برای پیشگیری و کاهش خسار ت های ناشی از زمین لغزش امری اجتناب ناپذیر است. از جمله ی این راه کارها، پیش بینی و پهنه بندی مناطق مستعد وقوع این حرکات است. بر همین اساس پژوهش حاضر به مقایسه و ارزیابی صحت دو روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و رگرسیون چند متغیره (MR) در پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه ی آبخیز ولی عصر با مساحت 198 کیلومتر مربع واقع در استان اردبیل پرداخت. شش عامل جهت جغرافیایی، شیب، ارتفاع، سنگ شناسی، کاربری اراضی و فاصله از رودخانه به عنوان مهم ترین عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش های منطقه شناخته شدند. در گام بعدی نقشه های پهنه بندی خطر زمین لغزش با هر دو روش AHP و MR در پنج طبقه تهیه شد. در نهایت، به منظور صحت سنجی دو روش استفاده شده، نقشه های تهیه شده با شاخص های نسبت تراکم (Dr) و شاخص مجموع کیفیت (Qs) مقایسه و ارزیابی شدند. نتایج نشان داد عوامل فاصله از رودخانه، جهت، شیب، کاربری اراضی، سنگ شناسی و ارتفاع به ترتیب با مقادیر 426/0، 173/0، 145/0، 134/0، 089/0 و 033/0 در روش تحلیل سلسله مراتبی و 531/0، 109/0، 344/0، 273/0، 123/0 و 061/0 در روش رگرسیون چند متغیره وزن دهی شدند. مقدار شاخص نسبت تراکم و شاخص مجموع کیفیت به ترتیب، 51/5 و 44/0 برای روش تحلیل سلسله مراتبی و 45/6 و 72/0 برای روش رگرسیون چند متغیره برآورد شد که نشان داد روش رگرسیون چند متغیره با میزان 28 درصد مغایرت با واقعیت صحت بیشتری نسبت به روش تحلیل سلسله مراتبی با 56 درصد مغایرت با واقعیت برای پهنه بندی خطر زمین لغزش در منطقه ی مطالعه شده دارد.

حل توزیع دوبعدی سرعت جریان در رودخانه ها (در جهات عرضی و عمقی) برای مدل سازی بسیاری از فرایند های هیدرولیکی از قبیل استخراج رابطه ی دبی اشل رودخانه، محاسبه ی انتقال رسوب معلق و نیز تعیین تنش برشی مرزی نیاز است. در این تحقیق با استفاده از روش احتمالاتی چیو، روشی ساده برای شبیه سازی توزیع عرضی و قائم سرعت در رودخانه های مستقیم معرفی شده است. برای واسنجی و صحت سنجی این روش، ایده ی جدیدی بر مبنای تخمین بهینه ی پارامتر آنتروپی در رودخانه به کار گرفته شد. نتایج تحقیق در ایستگاه هیدرومتری آق قلا واقع در رودخانه ی گرگان رود نشان داد میدان سرعت جریان به دست آمده از مدل چیو در مقایسه با داده های صحرایی دقت خوبی دارد. همچنین تحلیل آماری نتایج به دست آمده نشان داد میانگین خطای مطلق این مدل برای حل توزیع دوبعدی سرعت جریان در مراحل واسنجی و صحت سنجی به ترتیب حدود 2/5 و 5/3 درصد است. این میزان خطا برای تخمین دبی کل جریان رودخانه به ترتیب حدود 9/5 و 04/6 درصد است. با توجه به داده های اندک ورودی، این مدل مزیت عمده ای نسبت به سایر روش های موجود دارد.

تبخیر تعرق واقعی یکی از مؤلفه های مهم بیلان آب هر حوضه است که اندازه گیری مستقیم آن در مقیاس حوضه امکان پذیر نیست و ناگزیر از روش های غیر مستقیم برآورد می شود. در این زمینه، مدل فرارفت خشکی که یکی از مدل های پرکاربرد از روابط مکملی است، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در مدل فرارفت خشکی به منظور زیادکردن دقت مدل، ضریب معادله ی پریستلی تیلور، به واسنجی نیاز دارد. هدف از این تحقیق، واسنجی ضریب پریستلی تیلور در برآورد تبخیر پتانسیل با روش پنمن به منظور کاربرد آن در مدل فرارفت خشکی در حوضه ی دریاچه ی سد مهاباد است. داده های استفاده شده از ایستگاه سینوپتیک مهاباد که در فاصله ی اندکی از سد مهاباد قرار دارد، برای طول دوره ی داده برداری 26 ساله (1365-1391) گردآوری شده است. نتایج مطالعه نشان می دهد این ضریب، تغییرات ماهانه در طول سال دارد و همچنین در ماه های گرم سال مقدار آن کاهش می یابد. بدین منظور بهتر است در محاسبات از مقادیر ماهانه ی آن استفاده شود. در منطقه ی مطالعه شده، مقدار میانگین کمینه و بیشینه ی این ضریب به ترتیب 01/1 و 68/1 به دست آمد. همچنین، میانگین 26ساله ی این ضریب برابر 25/1 محاسبه شده است.

پسته ی ارگانیک (وحشی) (Pistaciavera) از گونه های پهن برگ جنگلی است. یکی از رویشگاه های مهم جنگل طبیعی این گونه پسته در دنیا، در ایران و در استان خراسان رضوی (شمال غرب و جنوب غرب شهرستان سرخس) است. این جنگل علاوه بر خصوصیات اکولوژیکی منحصر به فرد، به دلیل ارزش اقتصادی پسته ی ارگانیک تأثیر زیادی بر زندگی مردم منطقه و کشور دارد. متأسفانه به دلیل برداشت مستمر از یک سو و گسترش خشکسالی از سوی دیگر، حیات طبیعی این گونه ی منحصر به فرد و تجدید و توسعه ی آن به مخاطره افتاده است. درک پراکنش مکانی این گونه که تأثیر بسزایی در ارزیابی حفاظت منطقه ای و توسعه ی آن دارد، موجب شناخت عوامل بوم شناختی تأثیر گذار در رویشگاه آن خواهد شد. بنابراین، مدل سازی این پراکنش بسیار مهم است. در این مطالعه با استفاده از روش آنتروپی حداکثر براساس داده های ادافیکی، اقلیمی و فیزیوگرافی در شهرستان سرخس (زیر حوزه ی گنبدلی) به مدل سازی رویشگاه این گونه پرداخته شد. نتایج آزمون جکنایف در بررسی اهمیت متغیرها نشان داد تغییر در خصوصیات خاک مانند درصد سنگ ریزه، میزان نسبت جذب سطحی سدیم تبادلی؛ مقدار سدیم خاک؛ درصد گچ؛ عوامل اقلیمی (دما و بارندگی) و همچنین ارتفاع از سطح دریا؛ مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر پراکنش رویشگاه هستند. دقت زیاد این مدل با ضریب کاپای برابر با 72/0 و AUC92/0 اثبات شد و نشان داد روش آنتروپی حداکثر برای مدل سازی رویشگاه مناسب است.

با توجه به اهمیت حیاتی آب در زندگی بشر، شناخت دقیق کل باران و همچنین مقدار قابل استفاده یا مؤثر آن به منظور برنامه ریزی اقتصادی و آب مورد نیاز در صنعت، شرب و کشاورزی ضروری است. شناسایی و به کارگیری روشی مناسب برای برآورد بارش مؤثر به خصوص در کشت دیم اهمیت دوچندانی دارد. در پژوهش حاضر به منظور تعیین مناسب ترین روش تجربی برآورد بارش مؤثر در زراعت دیم، از داده های آماری بارندگی 20 ساله (1991 تا 2011) برای محصولات گندم، جو، نخود و عدس برای مناطق پربارش (رشت در استان گیلان) و نیز مناطق کم بارش (داران در استان اصفهان) استفاده شده است. در این پژوهش از پنج روش تجربی مختلف تعیین بارش مؤثر از جمله: روش های سرویس حفاظت خاک اداره ی کشاورزی ایالات متحده (SCS)، بارش قابل اطمینان، تجربی، وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) و درصدی استفاده شده است. نتایج این ارزیابی نشان داده است در رشت همه ی روش های بارش مؤثر در زمینه ی کشت دیم قابل استفاده هستند، اما در داران، که یک منطقه ی کم باران است، برای استفاده از این روش ها لازم است که از قبل واسنجی شوند. نتایج نشان داده است به منظور اولویت بندی استفاده از روش های بررسی شده در این دو منطقه، روش های SCS و USDA برای رشت و روش های USDA و درصدی برای داران پیشنهاد می شود. از آنجا که میزان و زمان ریزش باران قابل کنترل نیست، می توان با به کارگیری تدابیری میزان کارایی بارش و در نتیجه بارش مؤثر را افزایش داد. از جمله می توان به کاهش رواناب سطحی، ذخیره ی آب برای اوقات کم باران، کاهش عمق نفوذ آب و برنامه ریزی به منظور کشت گونه های منطبق بر رژیم بارش اشاره کرد.

واضح است که هیچ فرسایشی اتفاق نمی افتد مگر اینکه ابتدا جدایش توسط قطرات باران یا رواناب رخ دهد. فرسایش ناشی از اثر قطرات باران (RIIE) در نتیجه ی انرژی قطرات باران اتفاق می افتد. بدین منظور مجموعه ای از آزمایش ها برای بررسی اثر رگبارهای متوالی بر مؤلفه های RIIE (مانند پاشمان بالادست، پاشمان پایین دست، پاشمان خالص، پاشمان کل و نسبت پاشمان بالادست/پایین دست) برنامه ریزی شد. آزمایش ها تحت شدت های بارندگی 30 و 90 میلی متر در ساعت و در شیب پلات 5 درصد روی یک نمونه خاک جمع آوری شده از مراتع حوضه ی آبخیز کجور در شمال ایران در شرایط شبیه ساز باران و فرسایش خاک انجام پذیرفت. طبق نتایج مقایسه ی مؤلفه های پاشمان بالادست با پایین دست در شدت بارندگی 30 و همچنین در شدت بارندگی 90 میلی متر در ساعت در توالی های مختلف دلالت بر نبود اختلاف معنا دار در آنها (05/0 > P) با استفاده از آزمون تحلیل واریانس یک طرفه در نرم افزار آماری SPSS نسخه ی 22 داشته است. همچنین تحلیل نتایج مقایسه ای مؤلفه های RIIE شامل پاشمان بالادست، پاشمان پایین دست و پاشمان کل در توالی سوم، چهارم و پنجم در دو شدت بارندگی 30 و 90 میلی متر در ساعت در سطح 95 درصد معنا دار بود. در حالی که پاشمان خالص و نسبت بالادست/ پایین دست تحت شدت های بارندگی 30 و 90 میلی متر در ساعت در توالی های مختلف رگبار غیر معنا دار (05/0 ≥ P) بوده است. همچنین نتایج بیان کننده ی افزایش 5/2 برابری ضریب تغییرات پاشمان خالص و کل در شدت بارندگی 30 میلی متر در ساعت نسبت به 90 میلی متر در ساعت بود.

هدف از این تحقیق ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر بارش و دمای میانگین مکانی استان زنجان در مقیاس سالانه با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها ست. بدین منظور از مدل سالانه ی ARMA استفاده شد. سری های بارش و دمای سالانه ی میانگین مکانی استان محاسبه و سپس توسط مدل استوکستیک سالانه ARMA مدل سازی شد. 100 سری 30 ساله ی بارش و دمای سالانه برای میانگین مکانی استان تولید شد. توسط این مدل ها سناریوهای آینده ی شش مدل GCM تحت سه سناریوی انتشار ریزمقیاس شد و برای هر سناریو، 100 سری 30 ساله ی بارش و دمای سالانه ی آینده تولید شد. با مقایسه ی دامنه ی 90 درصد آماره های دوره ی فعلی با دامنه ی 90 درصد مجموعه سناریوهای آینده، دامنه ی عدم قطعیت ها در نتایج بررسی شد. اعتبارسنجی مدل نشان از کفایت مدل برای شبیه سازی سری زمانی سالانه ی بارش و دما و کاهش مقیاس دارد. در حدود اطمینان 90 درصد، انتظار می رود دمای میانگین مکانی استان زنجان طی دوره ی 2035 2064 از 6/0 تا 2/3 درجه ی سانتی گراد افزایش یابد و میانگین بارش از 25 درصد کاهش تا 15 درصد افزایش یابد. بر این مبنا عدم قطعیت های ناشی از ساختار مدل های GCM، نوسانات طبیعی اقلیم و سناریوهای انتشار شایان توجه است و لازم است در نظر گرفته شوند.

در سال های اخیر با توجه به کمبود آب سطحی و افزایش جمعیت و توسعه ی کشاورزی، توجه به آب های زیرزمینی و مدیریت و استخراج آن افزایش یافته است. آب های زیرزمینی یکی از منابع باارزش آب شیرین محسوب می شوند، به گونه ای که این منبع به یکی از منابع حیاتی باارزش تبدیل شده است. استخراج آب زیرزمینی در سال های اخیر به پایین رفتن سطح این آب منجر شده است، به طوری که از سال های 1365 و 1366 تا پایان سال 1393 به مقدار 9/19 متر در دشت قروه رسیده است و این دشت را به یکی از دشت های ممنوعه از 625 دشت ممنوعه ی کشور تبدیل کرده است. در این پژوهش با کمک داده های دورسنجی و GIS مناطق دارای پتانسیل آب زیرزمینی شناسایی شد. لایه هایی که برای مکان یابی آبخوان در این پژوهش ایجاد شدند، زمین شناسی، توپوگرافی و شیب، خطواره و تراکم خطواره، زهکشی و شبکه ی زهکشی، کاربری اراضی و نقشه ی پوشش گیاهی هستند. در نهایت نقشه ی نهایی با کمک لایه های مربوط به آن با روش فازی در محیط GIS به دست آمد. نقشه ی به دست آمده به پنج گروه دارای پتانسیل خیلی خوب، خوب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف تقسیم شد. نتایج نشان داد مناطق دارای پتانسیل خوب و خیلی خوب با مساحت 136461 هکتار که حدود نصف مساحت دشت یادشده است، بیشتر در قسمت های شمالی و شرقی و منطبق بر زمین های آبرفتی و دارای پوشش گیاهی و شیب پایین و مناطق دارای پتانسیل های کمتر، بیشتر در قسمت های جنوبی و بر مناطق پرشیب و دارای پوشش سنگی مستحکم منطبق اند.

یکی از معضلات چاه ها پس از بهره برداری طولانی مدت از آنها، ایجاد رسوبات روی لوله ی جدار یا شیارهای گراول پشت لوله است. این رسوبات به رغم وجود آب در بستر آبخوان، از نفوذ آب به درون چاه جلوگیری می کند و بنابراین میزان آبدهی چاه را به شدت کاهش می دهد. احیای چاه ها حذف رسوبات ایجاد شده در لوله ی جدار است. از گذشته روش هایی برای احیای چاه ها وجود داشته است، ولی امروزه با گسترش علم، تکنولوژی های جدیدی توسعه یافته است که راندمان بهتری دارد و موجب آسیب کمتری به سفره ی آب زیرزمینی و محیط زیست می شود. در این پژوهش ابتدا روش های نوین احیای چاه ها بررسی می شود. سپس معیارهایی برای تشخیص مؤثربودن هر یک از روش ها برای اجرا در کشور پیشنهاد می شود. در ادامه روش های مؤثر شوک سیال و جت آب به دلیل بازدهی زیاد و صرف زمان و هزینه ی کمتر، به عنوان روش های مناسب برای استفاده در کشور انتخاب و توصیه شده اند.

فرسایش خاک جدی ترین و غیرقابل برگشت ترین تهدید برای توسعه ی پایدار به شمار می رود. با توجه به روند افزایشی نرخ فرسایش و تولید رسوب، هدف از این پژوهش تعیین سهم نسبی هریک از واحدهای فرسایشی سطحی و زیرسطحی در حوضه ی آبخیز زیارت گرگان در سه فصل پاییز، زمستان و بهار با استفاده از فن منشأیابی رسوب است. بدین منظور تعداد 43 نمونه از منابع رسوب شامل کاربری های مرتع و کشاورزی (منابع سطحی) و کنار جاده و فرسایش کناره ای آبراهه (منابع زیرسطحی) و 14 نمونه از رسوبات معلق خروجی حوضه جمع آوری و غلظت 10 عنصر ژئوشیمیایی، به علاوه ی کربن آلی و سزیم 137 در نمونه ها اندازه گیری شد. با استفاده از آزمون های کروسکال والیس و تحلیل تشخیص ترکیب بهینه ردیاب ها تعیین شدند. درنهایت، با استفاده از مدل چندمتغیره ی ترکیبی سهم نسبی هریک از منابع فرسایش در تولید رسوب در فصل های یادشده تعیین شد. نتایج نشان داد بیشترین سهم مربوط به فرسایش سطحی (کشاورزی و مراتع) در دو فصل زمستان و بهار است. همچنین فرسایش زیرسطحی (جاده و آبراهه) در فصل بهار با 4/60 درصد، میزان شایان توجهی را به خود اختصاص داده است. نتایج این پژوهش می تواند در انتخاب روش مدیریت فرسایش و رسوب حوضه ی آبخیز زیارت در فصل های مختلف به کار آید.

بهینه سازی تعداد ایستگاه های سینوپتیک در تخمین میزان بارندگی به لحاظ کاهش هزینه ی تعمیر و نگهداری، گامی مهم است. هدف اصلی این تحقیق، تعیین تعداد بهینه ی ایستگاه های سینوپتیک برای تخمین میزان بارندگی است. بر این اساس، ابتدا مقادیر باران ایستگاه های سینوپتیک مربوط به دوره ی آماری مشترک 14 ساله از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد و عملکرد پنج روش مختلف درون یابی ارزیابی شد. با توجه به نتایج، روش تابع پایه ی شعاعی (RBF)، با میزان خطای 63/0 به عنوان مناسب ترین برازش داده، انتخاب شد و سپس با استفاده از روش یادشده و PCA بهینه سازی ایستگاه ها صورت پذیرفت. بررسی های انجام شده نشان می دهد با حذف ایستگاه های سینوپتیک در روش PCA خطای برآورد RMSE از 48/0 به 52/0 نسبت به حالتی که از همه ی ایستگاه های سینوپتیک استفاده می شد، افزایش یافت و در روش میان یابی تابع پایه ی شعاعی میزان خطا از 63/0 به 55/0 کاهش یافت که بیان کننده ی مناسب بودن این روش در بهینه سازی ایستگاه های سینوپتیک کشور است. نتایج بیان می کند که با حذف 34 نقطه در روش PCA و 22 نقطه در روش میان یابی تابع پایه ی شعاعی از شبکه ی ایستگاه های سینوپتیک ایران مقدار خطای به دست آمده قابل قبول است.

در مطالعات هیدرولوژی رژیم رودخانه ی طبیعی در نظر گرفته می شود که به دلیل توسعه ی کشاورزی و صنعت و دیگر مصارف در بسیاری از حوضه های کشور به ویژه حوضه های میانی چنین فرضی صحیح نیست. لازمه ی جداسازی جریان پایه ی رودخانه، دسترسی به رژیم طبیعی رودخانه در مقیاس زمانی روزانه است که با توجه به محدودیت روش های طبیعی سازی، آبدهی طبیعی در مقیاس زمانی سالانه و درنهایت ماهانه قابل محاسبه است. این مسئله سبب شده تخمین جریان پایه ی رودخانه با مشکل مواجه شود. از طرفی، به دلیل پیچیدگی ارتباط آب سطحی و آب زیرزمینی، تخمین مناسب از آن در بسیاری از آبخوان ها مشکل است. در این پژوهش، به منظور طبیعی سازی آبدهی ماهانه ی حوضه ی بلبر از روش حذف روند استفاده شد و از فیلتر دیجیتال بازگشتی الگوریتم اکهاردت به دلیل درنظرگرفتن خصوصیات آبخوان در محاسبه ی جریان پایه و قابلیت بهینه سازی پارامترهای فیلتر استفاده شد. پارامترهای ثابت بازگشت و بیشترین شاخص جریان پایه برای آبدهی های ماهانه در شرایط طبیعی بهینه شد و جریان پایه ی ماهانه محاسبه شد که نتایج نشان داد می توان از آبدهی طبیعی ماهانه برای محاسبه ی جریان پایه با دقتی مشابه آبدهی طبیعی روزانه جریان پایه را محاسبه کرد.

طی دهه های اخیر در میان بلایای طبیعی که جوامع انسانی را تحت تأثیر قرار داده است، تعداد و فراوانی خشکسالی بیشتر از سایر حوادث طبیعی بوده است. خشکسالی از جمله بلایای طبیعی است که در مقایسه با مخاطرات طبیعی نظیر بارش های سنگین و سیلاب ها، به طور خزنده شکل می گیرد و گسترش می یابد. برای بیان کمی خشکسالی شاخص های متعدد و متفاوتی وجود دارد. در پژوهش حاضر شاخص های درصد از نرمال بارندگی (PNPI) و ناهنجاری بارش (RAI)، وضعیت و تداوم خشکسالی در هشت ایستگاه آبادان، اهواز، بندر ماهشهر، بستان، مسجدسلیمان، امیدیه، رامهرمز و صفی آباد در استان خوزستان طی دوره ی آماری 1990 2014 بررسی شده است. نتایج نشان داد بر اساس شاخص PNPI شدیدترین خشکسالی طی دوره ی زمانی 1990 2014 در ایستگاه بندر ماهشهر با مقدار 39/20 در سال 2010 اتفاق افتاده است. درضمن بیشترین مقدار ترسالی بر اساس شاخص PNPI در ایستگاه اهواز با مقدار 33/216 و در سال 1997 اتفاق افتاده است. همچنین براساس شاخص RAI شدیدترین خشکسالی طی دوره ی زمانی 1990 2014 در ایستگاه بندر ماهشهر با مقدار 26/6-و در سال 2010 اتفاق افتاده است. نیز براساس شاخص RAI بیشترین مقدار ترسالی در ایستگاه اهواز با مقدار 6/8 و در سال 1997 به وقوع پیوسته است.

قنات پس از ابداع در کشور ایران، به علت کارایی مناسب و مطلوب در دیگر نقاط کره ی زمین گسترش یافت و آب زیرزمینی را در دسترس استفاده کنندگان آن قرار داد. مطالعات نشان دهنده ی 10 هزار کیلومتر قنات و 300 هزار چاه دسترسی به قنات ها در بستر شهرهای ایران است. به منظور بهره برداری از قنوات برای اهداف گردشگری باید به توسعه ی پایدار توجه شود. این مسئله به معنای بهره برداری مسئولانه، بابرنامه و معقول از این منابع آبی است. گردشگری مزایای بسیاری از جمله تبادل فرهنگی، رونق کسب و کار های بومی، اشتغال زایی برای ساکنان و نزدیکی بیشتر جوامع با یکدیگر دارد. بررسی پیشینه و ساختار قنات ها در ایران و سایر نقاط جهان نشان دهنده ی دانش فنی زیاد، ظرافت و نگهداری مناسب از این منابع آبرسانی است. تغییرات اقلیمی، عدم نگهداری و مدیریت نامناسب قنات ها و گسترش روش های نوین آبرسانی به خشک شدن بسیاری از قنات ها در کشور ایران منجر شده است. تجربه های پیشین در احیای قنوات و تبدیل آنها به مراکز گردشگری در بخش هایی از ایران و جهان با موفقیت روبه رو بوده است. پیش بینی می شود ظرفیت گردشگری زیادی برای معرفی قنات ها و جذب سرمایه ی ناشی از حضور گردشگران در قنات های هسته ی تاریخی مرکزی تهران وجود داشته باشد.