اکوهیدرولوژی
سال:1396 | دوره:4 | شماره:1 |تعداد مقالات:23

برآورد بارش برای اجرای طرح های مطالعات منابع آب، خشک سالی، طرح های آمایش سرزمین، محیط زیست، آبخیزداری و طرح های جامع کشاورزی ضروری می باشد. در این پژوهش جهت تخمین بارش ماهانه دشت کاکارضا واقع در استان لرستان از مدل برنامه ریزی بیان ژن استفاده شد و نتایج آن با سایرروشهای هوشمند از جمله سیستم استنتاج فازی_عصبی و شبکه عصبی مصنوعی مقایسه گردید. برای این منظور از پارامترهای میانگین دما، رطوبت نسبی، تبخیر، سرعت باد در مقیاس زمانی ماهانه در طی دوره آماری (1394-1384) بعنوان ورودی و بارش بعنوان پارامتر خروجی مدلها انتخاب گردید. معیارهای ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا برای ارزیابی و عملکرد مدلها مورد استفاده قرار گرفت. از لحاظ دقت، مدل برنامه ریزی بیان ژن با ضریب همبستگی 978/0، ریشه میانگین مربعات خطا (mm 026/0) و میانگین قدر مطلق خطا (mm 017/0) در مرحله صحت سنجی در اولویت قرار گرفت. در مجموع نتایج نشان داد که روش برنامه ریزی بیان ژن توانایی بالایی در تخمین مقادیر کمینه و میانی و بارش دارد.

سکونتگاه های روستایی بیشتر در کنار منابع آبی اعم از آب های سطحی یا منابع آب های زیرزمینی شکل گرفته اند. هدف از این مطالعه، شناخت منابع آب و تأثیر آن در توسعه ی نواحی روستایی بخش ززوماهرو است. در مقاله ی حاضر با کاربست شیوه ی تحلیلی توصیفی، ضمن بررسی مفاهیم توسعه ی پایدار روستایی؛ تأثیر منابع آب در توسعه ی روستایی بررسی می شود. بدین منظور جمع آوری اطلاعات به دو صورت کتابخانه ای و میدانی صورت گرفته و برای ارزیابی توان اکولوژیکی از مدل مخدوم و از روش کیفی قیاسی برای تعیین اولویت کاربری ها و برای ترسیم نقشه ها از نرم افزار GIS استفاده شده است. نتایج نشان داد بیشتر آب سطحی موجود بدون استفاده ی مناسب برای فعالیت های اقتصادی به ویژه کشاورزی از منطقه خارج می شود. با ارزیابی توان اکولوژیکی مشخص شد که 8/2 درصد از مساحت بخش در سه طبقه ی ابتدایی کشاورزی قرار دارند؛ بدین معنا که زمین های کشاورزی در سطح بسیار خرد و پراکنده ای قرار دارند. توسعه ی آبزی پروری با توجه به وجود منابع آب غنی و سایر شرایط وضعیت مساعدی برای توسعه ی فعالیت های اقتصادی دارد به طوری که 5/1 درصد از مساحت بخش که برابر 3211 هکتار است، شرایط کاملاً مساعدی برای توسعه ی این نوع کاربری دارد و 59708 هکتار که معادل 5/26 درصد از اراضی بخش است، قابلیت مناسبی برای گسترش آبزی پروری در سطح بخش داشته است.

توابع تبدیل صورت می گیرد. در پژوهش حاضر با استفاده از اطلاعات میانگین بارش ماهانه، کمترین و بیشترین دما و رطوبت ایستگاه سینوپتیک شهرستان آباده در بازه ی زمانی 1355 تا 1392 به صورت نرمال شده و خام به عنوان ورودی های شبکه ی پرسپترون چند لایه، بارش ماه آینده ی شهرستان پیش بینی شد. برای نرمال سازی داده های هواشناسی، پس از بررسی وجود داشتن یا نداشتن داده های گم شده و پرت از سه روش نرمال سازی مینیمم ماکزیمم، رتبه ای و آماره ی نرمال استاندارد استفاده شد. پس از به دست آوردن بهترین ساختار شبکه با استفاده از آزمون و خطا برای هر روش از مقایسه ی بهترین ساختارهای هر روش با یکدیگر، روش مینیمم ماکزیمم با ساختار شبکه ی سه لایه و تعداد 13 نورون در لایه ی پنهان با مقدار 92/0=R و 12/0=MSE در مقایسه با دیگر روش ها به عنوان بهترین روش انتخاب شد. نتایج آنالیز حساسیت انجام شده نیز نشان داد مدل به حذف پارامتر بیشترین رطوبت بیشتر از سایر پارامترها حساسیت نشان داد. پس از آن نیز دمای حداکثر بیشترین تأثیر را بر پیش بینی بارش داشت. همچنین مقایسه ی عملکرد شبکه با تعداد ورودی های مختلف نشان داد شبکه با داشتن دو ورودی شامل کمترین دما و رطوبت با مقدار 13/0= MSE در مواقعی که کمبود داده وجود دارد نسبت به تعداد پنج ورودی به نتیجه ی خوبی رسید.

امروزه، بسیاری از قنوات تهران در معرض و تهدید آلودگی زیست محیطی قرار گرفته اند. به همین دلیل بررسی های زیست محیطی و پایش کیفیت آب قنوات به عنوان موضوعی مهم در برنامه ریزی و مدیریت شهری مطرح است. هدف از این پژوهش، پایش کیفیت آب قنوات پهنه ی شرق تهران از نظر شاخص های زیست محیطی است. روش تحقیق این پژوهش، برای جمع آوری آمار و اطلاعات ابتدا برپایه ی مطالعات اسنادی و سپس بازدیدهای میدانی، نمونه برداری و همچنین آزمایش هایی استوار است که مراکز پژوهشی دیگر انجام داده اند. نتایج این پژوهش بیانگر آن است که قنوات پهنه ی شرق تهران از نظر کیفیت آب تقریباً تفاوت کمی دارند، ولی در برخی متغیرهای کیفی از نظر نوع مصرف آب براساس نوع طبقه بندی قابل تفکیک هستند. متغیرهای مهمی از کیفیت شیمیایی آب از قبیل نیترات، سولفات، فلزات سنگین، NH3، EC، TDS، PH، DO نشان می دهند که کیفیت آب قنوات در بیشتر موارد نسبت به استانداردهای ملی و سازمان جهانی بهداشت برای شرب در حد مناسب و در برخی از جمله ده خیر شهر ری آلودگی بیولوژیکی بیش از حد مجاز دارند. همچنین از نظر شاخص لازم برای مصارف کشاورزی نیز نتایج آزمایش ها حکایت از مطلوب بودن قنوات پهنه ی شرقی تهران دارد. به طور کلی، هرچه از مناطق شمال شرقی تهران به سمت جنوب شرق تهران پیش می رویم، به دلیل کاهش عمق سطح آب زیرزمینی بار آلودگی و املاح آب افزایش می یابد.

با توجه به آلودگی فزاینده ی منابع آب و اهمیت پایش مداوم آنها، در این تحقیق نسبت به بررسی جامع عناصر کمیاب و فلزات سنگین در آب های زیرزمینی دشت اشترینان در محدوده ی شمال بروجرد، به منظور بررسی تأثیر هوازدگی کانی ها، فعالیت های کشاورزی و صنعتی اقدام شد. نمونه های آب زیرزمینی از 10 حلقه چاه، پنج دهانه قنات و یک چشمه در دو فصل تر و خشک جمع آوری شدند. سپس با استفاده از طیف سنج جرمی آنالیز و بیشترین سطح آلایندگی توسط سازمان بهداشت جهانی مقایسه شدند. نتایج اندازه گیری ها نشان داد از تعداد 63 عنصر اندازه گیری شده، میزان بیشترین غلظت آهن، منیزیم، سرب، استرانسیم و وانادیم به ترتیب 4/0، 3/36، 9/62، 89/0، 5/195 و بیشتر از سطح مجاز است. بررسی میزان عنصر سرب، بر و آهن در آب زیرزمینی در محدوده ی مطالعه شده نشان می دهد غلظت این عناصر از شرق و غرب دشت به سمت مرکز در حال افزایش است. همچنین سطوح افزایشی غلظت Sr در آب زیرزمینی بیشتر ناشی از فرایندهایی همچون هوازدگی کانی هایی مانند فلدسپات های مربوط به گرانیت ها و گرانودیریت های شرق دشت تشخیص داده شد. از موارد محتمل آلایندگی می توان به موتورهای دیزلی چاه های آب در منطقه، چاه های دهانه گشاد متروک، صنایع فولاد آلیاژی در ورودی شمالی دشت و فعالیت های معدن کاری اشاره کرد که از پتانسیل های آلایندگی فلزات سنگین در آب زیرزمینی و تهدیدی برای محیط زیست منطقه است. با استفاده از تحلیل مؤلفه ی اصلی، سه عامل اصلی در تعیین کیفیت هیدروشیمیایی عبارت اند از تأثیر یون های اصلی، عناصر کمیاب و فلزات سنگین که درمجموع نزدیک به 68 درصد واریانس عوامل را به خود اختصاص داده اند.

رودخانه ی کهمان پرمنفعت ترین رودخانه ی شهرستان الشتر از نظر کشاورزی و پرورش ماهی است. به دلیل اینکه فرایندهای هیدرولوژی تصادفی اند، آمار و احتمال اساس تجزیه و تحلیل پدیده های یادشده است، بنابراین از سری های زمانی استفاده می شود. در تحلیل سری زمانی، مرحله ی اول شامل نمایش نوسان پارامترها در طول زمان است، مرحله ی دوم ایستا سازی داده ها، مرحله ی سوم نرمال سازی و مرحله ی چهارم شناسایی پارامترهای مدل است. درنهایت، برای سنجش دقت مدل در پیش بینی از شاخص مجذور میانگین مربعات خطا RMSE و معیار اطلاعاتی آکاییکه AIC استفاده شد. در این تحقیق روند تغییرات زمانی سه پارامتر, pH HCO3 و Na که از پارامترهای مؤثر بر کیفیت آب شرب و کشاورزی هستند، در ایستگاه دره تنگ رودخانه ی کهمان طی سال های آماری 1366 تا 1392 مطالعه شد. سپس بر اساس نمودار های سری زمانی داده ها و همچنین نمودار خود همبستگی جزئی، مدل ARIMA فصلی ضربی از بین مدل های سری زمانی انتخاب و در نرم افزارهای XLSTAT و MINITAB استفاده شد. برای HCO3 مدل بهینه برای پیش بینی 4(1، 1، 1)*(1، 1، 1) ARIMA و برای pH، 4(1، 1، 1)*(1، 1، 1) ARIMA تشخیص داده شد؛ ولی برای Na هیچ یک از مدل های ARIM مناسب تشخیص داده نشد. HCO3 معمولاً روند افزایشی دارد. محدوده ی تغییرات pH طبق نمودار سری های زمانی در محدوده ی بهینه 5/6 تا 5/8 قرار دارد. Na به دلیل نبود سازندهای نمکی در حوضه ی آبخیز رودخانه ی کهمان معمولاً روند ثابتی دارد و افزایشی نیست.

توسعه ی روزافزون، ساخت پروژه های مهندسی ازجمله قطار شهری در کلان شهرها به بررسی، مدیریت و کنترل مناسب آب های زیرزمینی نیاز دارد. بنابراین، تخمین دقیق پارامترهای هیدروژئولوژیکی از جمله هدایت هیدرولیکی مهم ترین عامل در مطالعات و مدل سازی آب های زیرزمینی و همچنین مسائل ژئوتکنیک به حساب می آید. در دهه ی اخیر روش های مختلف آزمایشگاهی و صحرایی برای تخمین این پارامتر وجود داشته است، اما تخمین هدایت هیدرولیکی با استفاده از این روش ها با توجه به ناهمگنی و ناهمسانی محیط های هیدروژئولوژیکی، پرهزینه، وقت گیر و دارای عدم قطعیت ذاتی است. در این تحقیق از سه روش فازی مدل استنتاج فازی ساگنو (SFIS)، مدل استنتاج فازی ممدانی (MFIS) و سیستم استنتاج فازی لارسن (LFIS) که مناسب برای کار با داده های دارای عدم قطعیت هستند، برای تخمین هدایت هیدرولیکی محدوده ی متروی شهر تبریز استفاده شده است. سپس برای تدقیق مدل های منفرد و حل مشکل ناهمگنی زیاد آبخوان شهر تبریز، مدل ترکیبی SOM-FL ارائه شد. بر اساس معیارهای ارزیابی RMSE و R2 نتایج مدل های منفرد قابل قبول است، ولی مدل ترکیبی ارائه شده توانست راندمان مدل (R2) را نسبت به مدل های منفرد در مرحله ی آموزش 18 درصد و در مرحله ی آزمایش 4/15 درصد افزایش دهد و هدایت هیدرولیکی را تدقیق کند.

افزایش گازهای گلخانه ای در چند دهه ی اخیر و افزایش دمای ناشی از آن، سبب بر هم خوردن تعادل سیستم اقلیمی کره ی زمین شده و تغییرات اقلیمی گسترده ای را در اغلب نواحی کره ی زمین به وجود آورده است. سیاست های راهبردی توسعه در این منطقه، به دلیل نیاز به آب در منطقه ی مرکزی از یک سو و محدودیت های منابع آب از سوی دیگر، با چالشی بزرگ روبه رو شده است. در این پژوهش، ابتدا مدل بارش رواناب WetSpa برای حوضه ی آبخیز بازفت صمصامی به عنوان یکی از زیرحوضه های مهم حوضه ی آبخیز کارون واسنجی شد. سپس مقادیر دما و بارش برای دوره ی آتی براساس سناریوهای تغییر اقلیم با خروجی های مدل چرخش عمومی جوّ HadCM3 برای سه سناریوی A1B، A2 و B1، با استفاده از مدل WG– LARS ریزمقیاس شدند. آن گاه به منظور شبیه سازی رواناب حوضه، داد ه ها به مدل WetSpa معرفی شد. در نهایت نتایج، کارایی مدل WG– LARS در برآورد باران و دما را تأیید کرد. همچنین نتایج نشان داد رواناب در دوره ی آماری 2011 2040 و دوره ی آماری 2071 2100 نسبت به دوره ی مشاهداتی در هر سه سناریو به ترتیب به میزان متوسط 86/8 و 83/4 درصد افزایش پیدا کرده و در دوره ی آماری 2041 2070 به میزان متوسط 25/7 درصد کاهش یافته است. این موضوع، نشان دهنده ی تأثیر تغییر اقلیم بر رواناب در دوره ی آینده ی میانی در حوضه ی آبخیز مطالعاتی است. بنابراین، با توجه به نتایج به دست آمده، اتخاذ سیاست های برنامه ریزی به منظور سازگاری با تغییر اقلیم برای حوضه ی آبخیز بازفت صمصامی ضرورت دارد.

منابع آب و خاک از مهم ترین کالاهای ضروری در هر شهر یا کشور محسوب می شود که مصارف گوناگونی دارد. از مهم ترین موارد مصرف این منابع استفاده ی آب شرب، مصارف خانگی، استفاده در فعالیت های کشاورزی و دامداری، صنعتی و معدنی است. هدف از مقاله ی حاضر ارزیابی و تحلیل وضعیت منابع آب و خاک در مناطق شهری تهران است. پژوهش حاضر به لحاظ روش تحقیق با تبعیت از ماهیت مسئله، روشی تحلیلی توصیفی است و داده های مورد نیاز از طریق مصاحبه و پرسشنامه جمع آوری شده است. برای وزن دهی به زیرشاخص ها از مدل تحلیل سلسله مراتبی و نرم افزار Expert choice، به منظور ترسیم نقشه ها و همپوشانی و تلفیق زیرشاخص ها از نرم افزار Arc GIS و برای تحلیل از مدل نیروی محرکه، فشار، وضعیت و پاسخ استفاده شده است. طبق یافته ها و بر اساس شاخص عملکرد محیطی (EPI)، مقدار شاخص منابع آب و خاک از 3/17 تا 9/41 متغیر بوده است و منطقه ی 20 بدترین شرایط و مناطق 1 و 22 شرایط مناسبی داشته اند. در مجموع و با روی هم گذاری لایه های زیرشاخص ها مشخص شد که منطقه ی 20 شرایط بسیارنامناسب و نیز عملکرد بدتری در بین مناطق داشته است و بیشتر مناطق (9 منطقه) در شرایط نامناسب قرار گرفته اند و دو منطقه ی 1 و 4 شرایط بسیار مناسبی دارند. به طور کلی، پنج منطقه در شرایط مناسب قرار داشته اند و 17 منطقه شرایط نسبتاً مناسب تا بسیار نامناسب و عملکرد بدی داشته اند.

فرسایش خندقی یکی از فرایندهای فرسایشی است که به طور گسترده ای بر شکل ظاهری زمین اثر می گذارد. توسعه ی خندق سبب هدررفت مقدار زیادی خاک می شود. از این رو، می توان از آن به عنوان یکی از علل اصلی تخریب زمین و محیط زیست نام برد. در این تحقیق مدل ارائه شده برای پهنه بندی فرسایش خندقی در شرایط مناطق خشک و نیمه خشک، به منظور واسنجی و اعتبار یابی آن در استان کهگیلویه و بویراحمد بررسی شد. بنابراین، با بررسی پراکنش فرسایش خندقی در سطح استان، حوضه ی آبگندی انتخاب و برای انجام تحقیق در نظر گرفته شد. در این حوضه با تهیه ی نقشه های مختلف کاربری اراضی، واحدهای اراضی، سنگ شناسی، شیب، نقشه ی واحد کاری استخراج و بر اساس آن واحدهای کاری انتخاب شد. در هر واحد کاری از طریق نقشه برداری خندق ها خصوصیات ظاهری و مورفومتری خندق ها استخراج شد. در هر واحد وضعیت نفوذ پذیری و درصد حفاظت روی خاک نیز بررسی شد. همچنین ارزش کمی شش لایه نقشه ی ورودی به مدل (شامل سنگ شناسی، درصد شیب زمین، نوع خاک، متوسط بارندگی سالانه، نوع استفاده از زمین و درصد حفاظ روی خاک) تعیین شد. درنهایت، براساس آن نقشه ی پهنه بندی فرسایش خندقی با استفاده از روش یا مدل شاخص همپوشانی و عملگرهای جمع جبری فازی، ضرب جبری فازی و گامای فازی در محیط GIS شد. با توجه به نتایج به دست آمده و با در نظر گرفتن مساحت پهنه های مختلف و میزان خندق های رخ داده در هر یک از آنها، مدل گامای فازی 8/0 مناسب ترین روش پهنه بندی فرسایش خندقی در حوضه ی مطالعه شده است.

هدف از این پژوهش بررسی کارایی هشت نمایه ی خشک سالی در استان های اصفهان، کرمان و یزد و انتخاب بهترین نمایه است. بدین منظور، با استفاده از داده های ماهانه و سالانه ی بارش طی دوره ی 30 ساله (1985 2014) و با استفاده از هشت نمایه ی خشک سالی در 20 ایستگاه هواشناسی مرکز ایران دقت هر یک از نمایه ها در تعیین خشک سالی بررسی شده است. پهنه بندی نیز در نرم افزار 3/9 ARC GIS برای خشک ترین سال طی دوره ی آماری و بر اساس بهترین نمایه ی انتخابی صورت گرفته است. برای انتخاب بهترین نمایه ها در مقیاس ماهانه و سالانه از سنجه ی کارآمد تقارن سال وقوع کمینه ی بارندگی با خشک سالی بسیار شدید در ایستگاه های منطقه استفاده شده است. نتایج نشان داد در مقیاس ماهانه فقط نمایه ی SPI 6 و 12 ماهه برای پایش خشک سالی حتی در ماه های کم باران که با داده های صفر مواجه می شوند را داراست. در این مقیاس زمانی نمایه های استاتیک مثل RAI و DIقادر به تعیین شرایط واقعی خشک سالی نیستند؛ اما در مقیاس سالانه نمایه های RAI و DI در همه ی ایستگاه ها سال کمینه ی بارندگی را مطابق با خشک سالی بسیار شدید نشان داده بودند و به عنوان بهترین نمایه شناخته شدند. ضعیف ترین نمایه نیز متعلق به نیچه بود که توانایی تعیین شدت خشک سالی را در کل منطقه ی مطالعه شده نداشت. در مقایسه ی کارایی نمایه ی RAI و SPI نیز مشخص شد که نمایه ی RAI رخداد خشک سالی بسیار شدید را در همه ی منطقه نشان داده است، اما نمایه ی SPI در چند ایستگاه قادر به نمایش رده ی خشک سالی بسیار شدید طی دوره ی 30 ساله در منطقه ی ایران مرکزی نبوده است.

مهندسی زیستی خاک علمی کاربردی و ترکیبی از مفاهیم ساختاری، بیولوژیکی و زیست محیطی به منظور کنترل فرسایش، رسوب و سیل است. تکنیک های مهندسی زیستی در دانش بیولوژیکی تکیه برای ساخت سازه های ژئوتکنیکی و هیدرولیکی دارند و برای تضمین دامنه و دیواره های ناپایدار به کار برده می شوند. بزرگ ترین افزایش در توسعه ی روش های جدید مهندسی زیستی خاک در اروپا در طول دهه ی 1900 بود. مطالعات ثبت شده نشان داد اولین آزمایش های ثبت شده شامل گزارش ها و انتشارات در مناطقی از آلپ، آسیا، آلمان و سوئیس تولید شده است. مهندسی زیستی خاک استفاده از مواد گیاهی زنده است که در سازه های مهندسی استفاده می شود و برای درمان سایت هایی با مشکلاتی مانند ثبات خاک سطحی و فرسایش خاک استفاده می شود. در این تحقیق برخی روش های مهندسی زیستی در مدیریت آب از جمله زهکش های دسته ای زنده، نرده های لجنی زنده، لایه لایه قرار دادن بوته، فنس های زنده، میخ چوبی زنده و. . . و تثبیت شیب های تند مانند حصارهای دیواره ای، لایه های بوته ای اصلاح شده، لایه های بوته ای زنده در یک شکاف و دیوار تخت زنده ارائه می شود. روش هایی مانند حصارهای دیواره ای و لایه های بوته ای اصلاح شده می توانند برای دامنه های ناپایدار و یا کاهش زاویه ی شیب استفاده شوند و همچنین به استقرار پوشش گیاهی کمک می کنند.

تحلیل روند و تغییرات ناگهانی و ناهمگنی متغیرهای هیدرو اقلیمی اهمیت زیادی در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب دارد. بدین منظور برای تحلیل روند و ناهمگنی بیشترین و کمترین دما از 2 ایستگاه باران سنجی، برای بارش از 7 ایستگاه باران سنجی و برای دبی از 7 ایستگاه آب سنجی با طول دوره ی آماری 40 سال (1351 تا 1390) استفاده شد. در تحلیل روند بیشترین و کمترین دمای سالانه ی نتایج نشان داد هر دو ایستگاه روند افزایشی معنا دار در سطح 1 درصد داشته است. نتایج تحلیل روند تغییرات بارش نشان داد روند تغییرات بارش هم از لحاظ زمانی و هم از لحاظ مکانی تغییرات مشخصی طی چهار دهه ی گذشته نداشته است و تعیین الگوی دقیق تغییرات نسبت به متغیرهای دیگر در منطقه دشوار است. از 7 ایستگاه بررسی شده ی آب سنجی، 5 ایستگاه روند کاهشی معنا دار داشته است. بنابراین، دبی بیشترین روند تغییرات کاهشی را در بین متغیرهای بررسی شده در منطقه داشته است. تحلیل تغییرات ناگهانی پارامترهای هیدرو اقلیمی توسط چهار آزمون ناهمگنی مشخص شد که به طور متوسط 50/50 درصد از سری های زمانی بیشترین دما، 50/62 درصد از سری های زمانی کمترین دما، 25/26 درصد از سری های زمانی بارش و 45 درصد از سری های زمانی دبی ناهمگنی در سطح اطمینان 95 در ایستگاه های مطالعه شده داشتند. بررسی تغییرات ناگهانی در داده های بیشترین و کمترین دما نشان داد همه ی تغییرات در جهت مثبت است یا به بیانی تغییرات ناگهانی افزایشی بوده است. در مقایسه با داده های دما، تغییرات ناگهانی داده های بارش همانند روند تغییرات آنها از الگوی خاصی پیروی نمی کردند. در حالت کلی از لحاظ زمانی، تغییرات ناگهانی متغیرها در بیشتر موارد در دهه ی 1370 اتفاق افتاده است.

رویکردهای متفاوتی برای برآورد جریان زیست محیطی رودخانه معرفی شده است که به رویکرد هیدرولوژیکی به دلیل نیاز دسترسی به داده های محدود و زمان نسبتاً سریع ارزیابی توجه زیادی شده است. این رویکرد شامل روش های متنوعی است، بنابراین مقایسه ی بین نتایج روش های مختلف این رویکرد، ضروری است. هدف از تحقیق حاضر بررسی و مقایسه ی نتایج روش های تنانت، انتقال منحنی های تداوم جریان، روش مدل ذخیره ی رومیزی و تسمن در برآورد جریان زیست محیطی رودخانه ی زهره در جنوب غربی ایران (ایستگاه آب سنجی دهملا) است. بر اساس بررسی داده های بلند مدت جریان متوسط سالانه برابر 18/80 مترمکعب بر ثانیه و دوره ی زمانی مرداد مهر و بهمن فروردین با جریان متوسط 5/22 و 6/156 مترمکعب بر ثانیه به ترتیب دوره های کم آب و پرآب سال هستند. بررسی نتایج روش های مختلف نشان می دهد روش انتقال منحنی تداوم جریان به دلایل ارائه ی مقادیر منطقی جریان زیست محیطی در ماه های مختلف در مقایسه با دبی جریان متوسط ماهانه و سالانه، تطابق مناسب الگوهای تغییرات درون سالی جریان متوسط زیست محیطی ماهانه و جریان متوسط ماهانه ی رودخانه و تخصیص نیافتن همه ی جریان متوسط ماهانه به جریان مورد نیاز زیست محیطی در طول سال قابل پذیرش ترین روش برآورد جریان زیست محیطی در این مطالعه است. با در نظر گرفتن نتایج روش انتقال منحنی تداوم جریان مقدار جریان زیست محیطی ماهانه بین 2/53-8/6 با متوسط 79/27 مترمکعب بر ثانیه در سال برآورد می شود. همچنین مقدار جریان متوسط زیست محیطی متوسط در دوره های کم آبی و پرآبی به ترتیب 7/7 و 3/49 مترمکعب بر ثانیه است.

بررسی تغییرپذیری درون رگباری خصوصیات رواناب و هدررفت خاک به عنوان دو مقوله ی مهم فرایندهای هیدرولوژیکی، می تواند برای تصمیم گیری و فهم بهتر پاسخ های هیدرولوژیکی به متخصصان کمک کند. حال آنکه این مقوله در جهان و به ویژه کشورهای در حال توسعه کمتر مورد توجه بوده است. بنابراین، مطالعه ی حاضر برای ارزیابی اثر شیب ها و شدت های مختلف بارندگی بر تغییرپذیری درون رگباری ضریب تغییرات حجم رواناب و هدررفت خاک در سه تکرار برنامه ریزی شد. بدین منظور آزمایش ها در شبیه ساز باران و در پلات فرسایش خاک 6 در 1 متر با عمق 5/0 متر و در شیب های 5، 15 و 25 درصد و شدت های باران 30، 60 و 90 میلی متر بر ساعت روی یک نمونه ی خاک جمع آوری شده از مراتع حوضه ی آبخیز کجور در شمال ایران انجام پذیرفت. نتایج بیان کننده ی روند افزایشی ضریب تغییرات درون رگباری حجم رواناب و هدررفت خاک با افزایش شدت بارندگی در شیب 5 و 15 درصد بود. در حالی که هیچ روندی با افزایش شیب در شدت های مختلف بارندگی برای ضریب تغییرات درون رگباری حجم رواناب و هدررفت خاک غیر از ضریب تغییرات هدررفت خاک در شیب های مختلف در شدت بارندگی 90 میلی متر بر ساعت مشاهده نشد. همچنین کمترین و بیشترین مقدار میانگین ضریب تغییرات درون رگباری حجم رواناب به ترتیب 80/4 و 10/17 و برای هدررفت خاک 28/17 و 96/87 درصد مشاهده شد. یافته های این پژوهش بر ضرورت لحاظ تغییرات درون رگباری متغیرهای رواناب و هدررفت خاک در تکرارهای مختلف و متناسب با شدت بارندگی و شیب در تحلیل فرایندهای حاکم بر سامانه ی آبخیز تأکید دارد.

سیگنال های بزرگ مقیاس اقلیمی شامل کنش های جوّی اقیانوسی، از عوامل اصلی مؤثر بر نوسانات اقلیمی زمین هستند و شاخص های بسیار مهمی در پیش بینی متغیرهای اقلیمی محسوب می شوند. در این پژوهش، با به کارگیری مدل های شبکه ی عصبی مصنوعی، شبکه ی فازی عصبی و رگرسیون خطی چندگانه، بارش ماه آتی در ایستگاه سینوپتیک سمنان پیش بینی شد. بدین منظور، از سری زمانی ماهانه ی بارش ایستگاه سینوپتیک سمنان و سیگنال های بزرگ مقیاس اقلیمی طی یک دوره ی 45 ساله (1966 2010 میلادی) استفاده شد. سیگنال های مؤثر بر بارش ماه آتی با استفاده از تحلیل رگرسیون خطی گام به گام تعیین شدند و به عنوان متغیرهای ورودی در مدل های استفاده شده، انتخاب شدند. از 540 سری داده ی ماهانه، 80 درصد ابتدایی برای آموزش و 20 درصد باقی برای آزمون صحت سنجی مدل ها استفاده شدند. عملکرد مدل ها با معیارهای ارزیابی ضریب همبستگی، میانگین قدر مطلق خطا و ریشه ی میانگین مربعات خطا مقایسه شد. نتایج صحت سنجی نشان داد ضرایب همبستگی به دست آمده (829/0، 793/0 و 767/0) به ترتیب مربوط به مدل های شبکه ی عصبی مصنوعی، شبکه ی فازی عصبی و رگرسیون خطی چندگانه اند. بر اساس نتایج این تحقیق، می توان برای پیش بینی بارش ماه آتی ایستگاه سینوپتیک سمنان، به ترتیب از مدل های شبکه ی عصبی مصنوعی، شبکه ی فازی عصبی و رگرسیون خطی چندگانه استفاده کرد.

آب زیرزمینی در بیشتر نقاط جهان مانند ایران از مهم ترین منابع تأمین آب برای مصارف گوناگون از جمله شرب است. آلاینده های مختلف کیفیت این منابع را به شدت تحت تأثیر قرار می دهند و استفاده از آن را برای مصارف مختلف ناممکن می سازند. نیترات از شناخته شده ترین آلاینده های منابع آب است که در سال های اخیر به دلیل افزایش جمعیت و توسعه ی کشاورزی در نتیجه ی نیاز بیشتر به مقدار آن در آب های زیرزمینی در مناطق مختلف جهان به شدت افزایش یافته است. این مطالعه با هدف بررسی مقدار نیترات در آب زیرزمینی آبخوان اردبیل با استفاده از سامانه ی اطلاعات جغرافیایی انجام شده است. بدین منظور از 63 حلقه چاه واقع در آبخوان اردبیل در طول دوران خشک سال 1392، نمونه برداری و مقدار نیترات آنها تعیین شد. نتایج نشان داد مقدار میانگین نیترات در نمونه های چاه ها برابر 18/39 میلی گرم بر لیتر است. نتایج واریوگرافی نشان داد مقدار نیترات در آب های زیرزمینی منطقه ساختار مکانی مستحکمی دارد و روش کریجینگ معمولی با دقت زیادی (508/=R2) قادر به تعیین توزیع مکانی الگوی نیترات در منطقه است. بیشترین آلودگی نیترات در بخش غربی و جنوب غربی منطقه که منطبق با مکان جغرافیایی شهر اردبیل و اراضی کشاورزی حومه ی آن است، مشاهده شد که نشان دهنده ی تأثیر فعالیت های انسانی بر افزایش نیترات در منابع آب منطقه است.

در سال های اخیر کیفیت آب رودخانه ی کارون تحت تأثیر آلاینده های مختلفی از جمله زه آب کشاورزی و فاضلاب های شهری و صنعتی قرار داشته است. شاخص کیفیت آب و GIS، می توانند به منظور پشتیبانی اقدامات مدیریتی در این رودخانه استفاده شوند و از قابلیت مدل های سری زمانی نیز می توان برای پیش بینی تغییرات کیفیت در آینده بهره برد. از این رو، هدف پژوهش حاضر ارزیابی کیفیت رودخانه ی کارون بر اساس شاخص کیفیت آب با استفاده از GIS و مدل سازی سری زمانی کیفیت آب است. در این پژوهش داده های ماهانه شامل pH، دما، DO، BOD، TDS، فسفات، نیترات، کدورت و کالیفرم مدفوعی، طی سال های 1386 تا 1391 تجزیه و تحلیل شد. همه ی شاخص های محاسبه شده در طبقه ی متوسط قرار گرفتند که به معنای استفاده از آب رودخانه فقط با اعمال تصفیه ی پیشرفته است. توزیع مکانی زمانی مقادیر شاخص کیفیت آب و معنادارنبودن روند تغییرات نشان دهنده ی به تعادل رسیدن آلاینده های ورودی و توان خودپالایی رودخانه است. نتایج مدل سازی مقادیر ضریب تبیین مناسب مدل ها بین 69/0 تا 85/0 را نشان داد. همچنین شرایط انسان ساز عامل غالب بر تغییرات کیفیت آب رودخانه شناخته شد. بر اساس این نتایج، کیفیت رودخانه ی کارون نسبت به گذشته اندکی افزایش یافته و با اتصال رودخانه ی دز، شاخص کیفیت آب به میزان نسبتاً زیادی کاهش می یابد که می تواند بیانگر پایین تر بودن کیفیت آب رودخانه ی دز به دلیل ورود آلودگی به آن در پایین دست ایستگاه دزفول باشد و اقدامات کنترلی را در این رودخانه ایجاب می کند.

هدف از این مطالعه بررسی شاخص توپوگرافی خیسی (TWI) با استفاده از مدل جاذبه در شمال استان فارس است. مدل جاذبه برای اولین بار به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی مدل رقومی ارتفاع (DEM) استفاده شد. در این تحقیق از دو مدل همسایگی پیکسل های مماس (Touching) و مدل همسایگی چهارگانه (Quadrant) به منظور تخمین مقادیر زیر پیکسل ها استفاده شد. پس از ساخت تصاویر خروجی برای زیر پیکسل ها در مقیاس های 2، 3 و 4 با همسایگی های متفاوت، بهترین مقیاس با مناسب ترین نوع همسایگی با استفاده از نقاط کنترل زمینی تعیین و مقادیر RMSE برای آنها محاسبه شد. تعداد کل نقاط کنترل زمین به دست آمده از عملیات نقشه برداری، 2118 نقطه بود. نتایج نشان داد از بین مقیاس ها با همسایگی های مختلف، مقیاس 3 و مدل همسایگی چهارگانه نسبت به بقیه ی روش ها بیشترین دقت با کمترین میزان RMSE برای DEM 90 متری را دارد. سپس با استفاده از DEM به دست آمده از مقیاس 3 و مدل همسایگی چهار گانه ی شاخص خیسی حوضه ی مطالعه شده تعیین شد. نتایج نشان داد شاخص توپوگرافی خیسی در منطقه ی مطالعه شده بین 45/4-تا 06/6+ متغیر است. بخش های مرکزی منطقه ی مطالعه شده بیشترین مقادیر خیسی را دارند. مقایسه ی شاخص خیسی به دست آمده از مدل جاذبه (با قدرت تفکیک مکانی بیشتر) با DEM 90 متری (با قدرت تفکیک مکانی کمتر)، نشان داد با استفاده از مدل جاذبه، جزئیات بیشتری از میزان رطوبت در منطقه ی مطالعه شده، قابل مشاهده است.

یکی از مسائل و مشکلات جدی حوضه های آبخیز ایران فرسایش خاک محسوب می شود و می توان از آن به عنوان یکی از موانع مهم برای دستیابی به توسعه ی پایدار کشاورزی و منابع طبیعی نام برد. در بیشتر کشور های جهان به دلیل نبود آمار دقیق از میزان فرسایش و رسوب، بهره گیری از مدل های برآورد فرسایش و رسوب گریزناپذیر است. به منظور اعمال مدیریت اثربخش بر عرصه های منابع طبیعی به خصوص منابع خاک، نیاز است که با استفاده از رتبه بندی، زیرحوضه ها برای انجام عملیات حفاظتی اولویت بندی شوند. در این پژوهش، زیرحوضه های حوضه ی آبخیز اوزرود شامل 17 زیرحوضه، با استفاده از تحلیل مورفومتری و روش FSM مطالعه شده است. در تحلیل مورفومتری از پارامترهای خطی شامل؛ پارامترهای تراکم زهکشی، نسبت انشعاب، نسبت بافت، طول جریان و فراوانی جریان و همچنین پارامترهای شکلی شامل؛ ضریب کشیدگی، ضریب فشردگی، نسبت گردی، ضریب شکل حوضه و ضریب فرم حوضه استفاده شد. همچنین در روش FSM برای تعیین میزان رسوب سالانه از 7 پارامتر نمره دهی (توپوگرافی، آبکندها، پوشش گیاهی، سنگ شناسی، اقلیم و حفاظت خاک) که بدین منظور از داده های مدل رقومی ارتفاع، تصاویر سنجنده ی OLI ماهواره ی لندست 8، نقشه ی زمین شناسی، داده های هواشناسی و بازدیدهای میدانی استفاده شد. نتایج تحلیل های صورت گرفته نشان داد در روش تحلیل مورفومتری، زیرحوضه ی B از نظر وضعیت شبکه ی زهکشی و همچنین در روش FSM از نظر تولید رسوب سالانه زیرحوضه ی N با تولید بیش از 6593 تن، بحرانی ترین زیر حوضه بودند، اما با تلفیق نتایج دو روش در پنج طبقه مشخص شد که زیر حوضه ی H به اولویت اول در بین زیرحوضه ها دست یافت. شایان ذکر است که نتایج این پژوهش می تواند راهگشای اهداف توسعه ای مدیران بخش های کشاورزی و منابع طبیعی باشد.

در این مطالعه برای تهیه ی نقشه ی مناطق مستعد احداث گلخانه در استان آذربایجان شرقی به منظور بهره گیری از انرژی زمین گرمایی، از سیستم اطلاعات جغرافیایی (ساج) به عنوان نرم افزار پشتیبان تصمیم گیری استفاده شده است. هدف از این مطالعه، تعیین مناطق پتانسیل دار انرژی زمین گرمایی در استان به عنوان پایه ی مطالعات تکمیلی برای بهره برداری از انرژی طبیعی، پاک و سازگار با محیط زیست برای نیل به اهداف توسعه ی پایدار در بخش کشاورزی است. پس از بررسی مطالعات انجام شده در کشورهای صاحب تکنولوژی اکتشاف و بهره برداری از انرژی زمین گرمایی، شواهد و مظاهر طبیعی سطحی ای تعیین شدند که نشان دهنده ی وجود انرژی زمین گرمایی در اعماق هستند و می توانند به عنوان شاخص در مکان یابی مناطق دارای پتانسیل زمین گرمایی مناسب باشند. سپس اطلاعات و داده های موجود در استان با داده های مورد نیاز تطبیق داده و مدل مفهومی مکان یابی انرژی زمین گرمایی تهیه شد. برای تعیین مناطق پتانسیل دار زمین گرمایی لایه های اطلاعاتی در سه گروه به صورت موضوعی شامل زمین شناسی، ژئوشیمی و ژئوفیزیک طبقه بندی شدند. سپس این لایه ها با برنامه نویسی در محیط ساج با توجه به میزان اهمیت آنها در شناسایی منابع انرژی زمین گرمایی با هم تلفیق و مناطق دارای پتانسیل مشخص شدند. در نهایت، با اجرای مدل ساج، مساحت کل مناطق پتانسیل دار انرژی زمین گرمایی حدود 24 درصد از کل مساحت استان انتخاب شد. این مناطق می توانند به عنوان مناطق دارای پتانسیل زمین گرمایی در آینده برای استفاده در گرمایش گلخانه ها و تأمین آب آبیاری استفاده شوند و با تلفیق لایه های اطلاعاتی عوامل مؤثر در مکان مناسب برای احداث گلخانه نقشه ی نهایی تهیه شد.

انرژی برق آبی یکی از منابع مهم انرژی های تجدید پذیر است. نیروگاه های برق آبی کوچک در حال تبدیل شدن به پرکاربردترین گزینه از نیروگاه های برق آبی هستند که می توانند در مکان های کوچک و دورافتاده به کار گرفته شوند و قادر به تولید برق ارزان، پاک و قابل اطمینان هستند. در کشور ایران و اغلب کشورهای درحال توسعه انتقال برق به مناطق دورافتاده به دلایلی همچون هزینه ی انتقال زیاد و عدم تأمین مناسب میزان برق مورد نیاز با مشکلات فراوانی روبه روست. بنابراین، نیروگاه های برق آبی کوچک می توانند به عنوان گزینه ای مناسب به منظور تأمین برق مورد نیاز مورد توجه قرار گیرند. هدف مطالعه ی حاضر امکان سنجی و پتانسیل سنجی تولید برق از نیروگاه های برق آبی کوچک در استان کردستان است. بنابراین، حوضه های آبریز استان بررسی شده و میزان دبی هر یک از حوضه ها بر اساس میزان متوسط بارش، متوسط دما و مساحت تخمین زده شد. سپس با توجه به محدودیت های فنی، اقتصادی و زیست محیطی در نظر گرفته شده نقاط مناسب به منظور احداث نیروگاه های برق آبی تعیین شد. درنهایت، میزان توان تولیدی هر یک از حوضه ها محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان دهنده ی امکان احداث 3455 نیروگاه برق آبی کوچک در استان کردستان است که درنهایت در صورت احداث نیروگاه های برق آبی کوچک در همه ی مناطق پیشنهادی امکان تولید 492 مگاوات برق فراهم است.

امروزه منابع آب ذخیره شده در مخازن سدها یکی از منابع اساسی تأمین آب شرب محسوب می شوند. عناصر موجود در رسوبات مخازن سدها از مهم ترین عوامل مؤثر بر کیفیت آب هستند. به دلیل مشکلات ناشی از کم آبی، بر خلاف برنامه ریزی های اولیه، امروزه تقریباً همه ی آب ذخیره شده در مخزن سد کارده به شرب اختصاص داده شده است. از طرف دیگر، در سطح حوضه ی آبریز این سد تغییرات زیادی از نظر کاربری اراضی، توسعه ی اراضی کشاورزی و احداث باغ ویلا صورت گرفته است. بنابراین، بررسی وضعیت آلودگی رسوبات مخزن این سد نسبت به عناصر سنگین ضروری است. در این پژوهش ابتدا با مغزه گیری از رسوبات مخزن سد کارده، مقادیر 9 عنصر سنگین در رسوبات با استفاده از دستگاه ICP-OES تعیین و با استفاده از معیارهای کیفی استاندارد رسوبات، وضعیت آلودگی رسوبات مخزن سد به عناصر سنگین بررسی شد. سپس با تعیین دانه بندی رسوبات توسط دستگاه Nano particle size analiyzer، رابطه ی اندازه ی ذرات با میزان و نوع عناصر سنگین موجود در رسوبات بررسی شد. بر اساس استانداردهای استفاده شده، تقریباً همه ی عناصر بررسی شده در حد مجاز قرار دارند. به نظر می رسد که منشأ این عناصر آلاینده های محلی باشد و ناشی از انتقال رسوبات از تشکیلات زمین شناسی نواحی بالادست نیست. از طرفی، روند تغییرات اندازه ی ذرات در مخزن سد نشان دهنده ی تأثیر پذیری این ذرات از عمل فلاشینگ است.