اکوهیدرولوژی
سال:1399 | دوره:7 | شماره:2 |تعداد مقالات:20

مطالعات متعدد نشان داده اند تغییرات آب وهوایی تأثیرات شدیدی بر منابع آب موجود در سراسر جهان خواهد گذاشت. با توجه به تأثیر تغییرات آب وهوایی بر وقوع خشکسالی ها و جریان رودخانه، ضروری است که وقوع خشکسالی و وضعیت منابع آب در شرایط تغییر اقلیم بررسی شود. در پژوهش حاضر به بررسی اثر تغییر اقلیم بر شاخص خشکسالی SPI و رواناب حوضه ی رودخانه ی نکا در استان مازندران پرداخته شد. به این منظور، از داده های ایستگاه های هواشناسی بارکلا، پجیم، سفیدچاه، گلورد و تیرتاش استفاده شد. داده های تاریخی آبدهی رودخانه ی نکا نیز در محل سد گلورد از ایستگاه هیدرومتری گلورد به دست آمد. سپس، پارامترهای اقلیمی دما و بارش طی دوره ی آتی 2019 2081، تحت سه سناریوی اقلیمی RCP2. 6، RCP4. 5 و RCP8. 5 برای حوضه ی رودخانه ی نکا شبیه سازی شد. برای تعیین مقادیر میانگین پارامترهای اقلیمی بارش و دما، از روش خطوط هم باران و برای شبیه سازی رواناب از مدل IHACRES استفاده شد. نتایج نشان داد وقایع خشکسالی طی دوره های آتی در هر سه سناریوی اقلیمی نسبت به دوره ی پایه افزایش یافته و دوره های مرطوب و نرمال نسبت به دوره ی پایه کاهش خواهد یافت. براساس یافته ها، طی دوره های آتی میانگین آورد سالانه ی رودخانه ی نکا تحت سناریوهای RCP2. 6، RCP4. 5 و RCP8. 5 بین 15 تا 43 درصد کاهش می یابد. بنابراین، میانگین آورد سالانه ی رودخانه ی نکا در محل سد گلورد از 95 میلیون مترمکعب طی سال های 1992 2014، به 54 تا 81 میلیون مترمکعب کاهش خواهد یافت. بر این اساس، باید با برنامه ریزی دقیق تر ضمن کاهش آثار منفی دوره های خشکسالی و کاهش جریان رودخانه ی نکا، از تنش های اجتماعی، زیست محیطی، اقتصادی و فرهنگی جلوگیری شود.

امروزه، برای مناطق فاقد آمار به منظور بررسی وقایع طبیعی می توان از داده های سنجش از دور با دقت زیاد به خوبی بهره جست. از جمله ی این پدیده های ناگهانی و خسارت بار در حوضه های آبخیز وقوع سیلاب است. سیلاب فروردین 1398 در استان گلستان خسارت های زیادی را به عرصه های مختلف مسکونی، کشاورزی و جنگلی وارد کرد. در پژوهش حاضر با استفاده از داده های ماهواره ای و ارائه ی الگوریتم آشکارسازی آسیب سیل، به بررسی آن پرداخته شده است. بیشترین مقدار اختلاف شاخص NDVI مستخرج از داده های سنتینل 2 در دو بازه ی اوایل اسفندماه 1397 و اواخر فروردین 1398 در محدوده ی استان گلستان محاسبه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد برخی نواحی بر اثر وقوع سیلاب دچار خسارت شدید شده که شدت و مدت بارندگی در آن کارکرد زیادی داشته است. این مناطق که با مساحتی معادل 70908 هکتار برآورد شده است، شامل اراضی کشاورزی، جنگلی و مسکونی می شود. از جمله مزایای الگوریتم ارائه شده می توان سهولت و سرعت محاسبه، قابلیت اعمال در مناطق شهری، دقت زیاد با کاهش تأثیر خسارت دیگر پدیده ها را نام برد. دقت کلی الگوریتم حاضر با استفاده از نقاط کنترل زمینی معادل 5/93 درصد برآورد شده است. بررسی دقت نتایج نشان می دهد الگوریتم آسیب سیل، دقت مناسبی برای تفکیک مناطق تحت خسارت سیلاب نسبت به مناطق ایمن از خطر را دارد.

رشد جمعیت و همراه با آن، افزایش نیازهای حیاتی، سبب به وجود آمدن مفهوم پیوند آب – انرژی – غذا و افزایش توجه به آن شده است تا بتوان با استفاده از این مفهوم، از منابع در دسترس به صورت بهینه استفاده کرد. یکی از مسائل مهم در استفاده ی بهینه از منابع که کمتر مورد توجه قرار گرفته است و به اندازه ای که به بحث های هزینه و سود پرداخته شده به آن توجه نشده، در نظر گرفتن خسارت های محیط زیستی است. نکته ی دیگر در کنار استفاده ی بهینه از منابع، توجه به تأمین پایدار نیازهاست تا در مدت بهره برداری، بخش های مختلف سیستم دچار اختلال نشوند. همچنین، تأثیرگذار بودن خود پیوند در تصمیم ها نیز مهم است، چون در صورت تأثیرگذاری اندک آن، نیازی به پیچیده کردن مدل تصمیم نخواهد بود. در مطالعه ی حاضر، مدل ریاضی پیوند آب – انرژی – غذا در یک منطقه ی مطالعاتی با دو هدف حداقل سازی هزینه ها و حداکثرسازی قابلیت اطمینان پیاده سازی شد و با استفاده از الگوریتم بهینه سازی جامعه ی مورچه ها، جواب های بهینه به دست آمد. همچنین، تأثیر در نظر گرفتن و نگرفتن پیوند بین منابع مصرفی و تأثیر آن بر هزینه ها بررسی شد. نتایج نشان داد در نظر گرفتن خسارت های محیط زیستی، بدون وضع سیاست های تشدید این آثار، تأثیری در تصمیم ها نمی گذارد و فقط سبب رشد هزینه های سیستم می شود. بررسی تأثیرگذاری پیوند، مشخص کرد که در نظر گرفتن پیوند، بهینه ترین حالت در تصمیم های با هدف حداقل سازی هزینه ها را دارد و سبب عملکرد بهتری در حداکثرسازی شاخص قابلیت اطمینان کلی سیستم، بدون تأثیر منفی بر سایر بخش ها می شود.

تخریب جنگل و مراتع، تجاوز به حریم و بستر رودخانه و سیل خیز بودن حوضه ی آبریز دوآب طی سالیان اخیر به خصوص سیل فرودین 1398، احتمال تأثیر تغییرات کاربری اراضی بر ویژگی های سیلاب را مطرح می کند. هدف از انجام مطالعه ی حاضر، ارزیابی تأثیر تغییرات کاربری اراضی بر سیل خیزی حوضه ی آبریز دوآب با استفاده از مدل HEC-HMS، است. به این منظور، ابتدا نقشه ی کاربری اراضی حوضه ی آبریز دوآب برای سال های 1374 و 1398 تهیه شد. برای محاسبه ی تلفات اولیه ی بارش و ارتفاع رواناب حوضه، از روش SCS و برای روندیابی سیل از روش ماسکینگام استفاده شد. به منظور بررسی اثر تغییرات کاربری اراضی بر ویژگی های سیل، داده های بارش و دبی سال آبی 1397 در مدل ایجادشده با شرایط کاربری اراضی سال 1374 اجرا شد. ارزیابی نقشه های کاربری اراضی، بیانگر کاهش مساحت اراضی جنگل و مراتع به میزان 71/56 و 25/28کیلومترمربع معادل 39/7 و 68/3 درصد کل مساحت حوضه و اراضی زراعی دیم، آبی و مناطق مسکونی به ترتیب 30/58، 88/19 و 78/6 کیلومترمربع معادل 60/7، 59/2 و 89/0 درصد افزایش داشته اند. همچنین، شماره ی منحنی (CN) به طور میانگین از 60/64 به 80/76 افزایش یافته است. نتایج به دست آمده از این مقایسه نشان داد اوج رواناب به طور میانگین 46/15درصد و حجم رواناب حدود 74/19 درصد افزایش یافته است. این مطلب بیانگر کاهش مقدار تلفات اولیه ی بارش و افزایش رواناب است. بنابراین، می توان گفت که تغییرات کاربری اراضی در حوضه ی آبریز دوآب موجب افزایش اوج و حجم رواناب شده و در نهایت، به افزایش سیل خیزی در این حوضه منجر شده است.

حوضه ی آبریز سد شهید عباسپور، قسمت اعظم حوضه ی آبریز کارون بزرگ است. حوضه ی یادشده در سال 2019 دو بار در معرض واقعه ی سیلاب قرار گرفته است. با توجه به اهمیت استراتژیک این حوضه و سیل های اخیر، در مطالعه ی حاضر با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 7 و 8 و محیط آنلاین Google Earth Engine و الگوریتم NDWI با هزینه و زمانی کم، به جداسازی پدیده ی آب از سایر پدیده ها به منظور بررسی تغییرات مساحت پهنه های آبی موجود در این حوضه طی 20 سال اخیر پرداخته شده است. در مطالعه ی حاضر مساحت تمامی پهنه های آبی موجود در حوضه ی آبریز سد شهید عباسپور محاسبه شده و بر اساس آن، تغییرات مساحت پهنه های آبی که حاصل از سیل های سال های اخیر است، به دست آمده است. تغییرات یادشده برای مدیریت منابع آبی، مدیریت بحران و دستیابی به توسعه ی پایدار منطقه کارآمد است. نتایج تحقیق نشان داد در حوضه ی یادشده، بیشترین حجم آب در سال 2019 وجود داشته و آبگیرها و سدها لبریز از آب شده اند، به گونه ای که با اختلاف زمانی یک ماه، 25 کیلومترمربع به حجم آب های آنها افزوده شده است. بر این اساس، خطر جاری شدن سیل، مناطق مسکونی و زراعی را در بر گرفته است و نبود نظارت و توجه جدی به این موضوع، می تواند سبب ایجاد خسارت و آسیب های جبران ناپذیری در آینده ی نزدیک شود.

کاستی های حکم رانی تک بخشی، لزوم مراجعه به حکم رانی تلفیقی آب و غذا برای دستیابی به توسعه ی پایدار را افزایش داده است. در پژوهش حاضر رویکردی توسعه داده شده است که حکم رانی آب و غذا را به صورت جامع و با استفاده از اصول حکم رانی پایدار ارزیابی می کند. شکست های موجود در حوضه ی آبخیز میناب و نبود چارچوب عملی برای ارزیابی و تحلیل حکم رانی جامع آب و غذا پژوهش حاضر را ضروری ساخته است. تدوین اصول حکم رانی پایدار آب و غذا با بهره گیری از پژوهش های موجود در زمینه ی حکم رانی پایدار و اهداف توسعه ی پایدار انجام شد. بر این اساس در پژوهش حاضر، در مجموع 12 اصل و 69 شاخص برای حکم رانی پایدار آب و غذا تدوین شد. داده های پژوهش با استفاده از پرسشنامه و مصاحبه ی حضوری با 40 نفر از بازیگران مؤثر در حکم رانی آب و غذا به دست آمد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد 89/2 درصد از شاخص ها وضعیت مطلوب و 11/97 درصد نیز وضعیتی نامطلوب دارند. نمره ی تعادل اکوسیستمی حکم رانی آب و غذا 56/2 از 5 است و با توجه به نمره ی 3 به عنوان وضعیت مطلوب، نارسایی های موجود در ساختار کنونی حکم رانی آب و غذا را گوشزد می کند. پژوهش پیش رو چالش های حکم رانی تلفیقی آب و غذا مانند مشارکت مؤثر ذی نفعان و تعادل اکوسیستمی بوم سازگان طبیعی را نشان می دهد و به تعادل اکوسیستمی حکم رانی آنها کمک می کند. با توجه به رویکرد ارائه شده، ساختار حکم رانی موجود در مناطق گرم و خشک که وابستگی زیاد به کشاورزی و آب زیرزمینی دارند، از نظر بازیگر مدار و انطباقی بودن قابل ارزیابی است.

ایجاد یک برنامه ی کنترلی و منظم این امکان را فراهم می کند که راهکارهای مناسب به منظور کاهش آلودگی حوضه ی آبریز رودخانه ها و در نهایت، ارتقای وضعیت کیفی آب این منابع اتخاذ شود. هدف از انجام تحقیق حاضر، بررسی اثر فاضلاب شهری بر کیفیت رودخانه ی گرگان رود در منطقه ی شهرنشین گنبدکاووس است. نمونه برداری در فصل پاییز 1396 با تناوب دو هفته یک بار و در مجموع 6 نمونه برداری از 4 ایستگاه در حد فاصل سد گلستان تا خروجی رودخانه ی گرگان رود از شهر گنبدکاووس انجام شد. برای بررسی کیفیت رودخانه ی گرگان رود در محدوده ی مطالعاتی، از شاخص کیفی NSFWQI استفاده شد. بر اساس فاکتورهای اندازه گیری شده، شاخص NSFWQI برای ایستگاه های مطالعه شده محاسبه شد. نتایج نشان داد مقدار عددی این شاخص در ایستگاه ورودی شهر گنبدکاووس بیشترین مقدار را داشت (05/0 < p) و مقدار این شاخص از ایستگاه ورودی شهر به سمت ایستگاه خروجی شهر روند نزولی داشت که به ترتیب 17/48، 72/42، 06/43 و 94/40 به دست آمد. تفسیر مقدار عددی بر اساس شاخص NSFWQI برای ایستگاه های مطالعه شده نشان می دهد کیفیت آب رودخانه ی گرگان رود در منطقه ی شهری گنبدکاووس از نوع بد بوده و رنگ مربوط به این شاخص نیز نارنجی است. عوامل دخیل در کاهش کیفیت آب رودخانه بر این اساس عوامل انسانی مانند تخلیه ی فاضلاب های شهری تصفیه نشده به رودخانه به دلیل نبود سیستم جمع آوری و تصفیه کننده ی فاضلاب، دفع و تجمع زباله ها در بستر رودخانه است.

در بوم سازگان های جنگلی، ویژگی های پوشش گیاهی همراه با متغیرهای اقلیمی تأثیر زیادی بر توزیع اجزای بارش و چرخه ی آب می گذارد. از طرفی، چرخه ی آب کارکرد بسیار زیادی در روابط بین خاک، پوشش گیاهی و محیط در سطوح مختلف به عهده دارد. این چرخه یکی از پدیده های مهم اکولوژیکی در جامعه های زیستی به خصوص در بوم سازگان جنگلی است. پژوهش حاضر با هدف اندازه گیری مقادیر بارش، هدررفت ربایشی، میان گذر، ساقاب در توده های بلوط، اوجا و انجیلی در محل دانشکده ی منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس شهرستان نور به عنوان نمایندگان توده های جنگل های هیرکانی کشور انجام شده است. اندازه گیری اجزای بارش توسط 23 ظرف جمع آوری کننده طی دوره ی یک ساله از تاریخ 15/08/1397 تا 15/08/1398 با ثبت 34 رگبار انجام شد. نتایج نشان داد بیشترین میزان ساقاب به ترتیب در تیپ های بلوط، انجیلی و اوجا با مقدار 97/0، 56/0 و 34/0 درصد بود. بین ساقاب و بارندگی کل یک رابطه ی افزاینده و قوی در تیپ انجیلی (70/0R2=) به دست آمد. بیشترین میزان هدررفت ربایشی به ترتیب در گونه های بلوط، اوجا و انجیلی با مقدار 19، 17 و 8 درصد بوده است. تحلیل رگرسیون بین میزان بارندگی کل و میانگین هدررفت ربایشی در گونه ی بلوط (61/0R2=) در اوجا (62/0R2=) و در گونه ی انجیلی (46/0R2=) مشاهده شد. نتیجه ی آزمون ANOVA نیز مؤید نبود اختلاف معنا دار بین هدررفت ربایشی (790/0P=) و میان گذر (894/0P=) بین سه تیپ مطالعاتی بوده است. در حالی که اختلاف بین میزان رطوبت موجود در لاش برگ های بلوط نسبت به دو تیپ اوجا و انجیلی (015/0=P) و همچنین، بین مقادیر ساقاب تیپ های بلوط و اوجا (009/0P=) معنادار بوده است.

تحقیق حاضر با هدف پهنه بندی سیلاب و تعیین حد بستر و حریم رودخانه ی مارون با استفاده از نرم افزار HEC-RAS در محیط GIS پی ریزی شد. با استفاده از نرم افزار GIS نقشه های کاربری اراضی، توپوگرافی، و مدل رقومی ارتفاع تهیه شد. در گام بعد، مشخصات شبکه ی رودخانه ای و مشخصات هندسی رودخانه با استفاده از نرم افزار HEC-GeoRAS استخراج شد. در نهایت، با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS اقدام به مدل سازی و تخمین دبی سیلاب شد. در گام سوم، نتایج مربوط به مدل HEC-HMS همراه با مشخصات هندسی استخراج شده از مدل HEC-GeoRAS به مدل HEC-RAS برای مدل سازی هیدرولیکی رودخانه ی مارون وارد شد. در مرحله ی بعد، نتایج به دست آمده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS به نرم افزار Arc GIS منتقل شد و با استفاده از داده های موجود، عمل پهنه بندی سیلاب برای سیلاب با دوره ی بازگشت های 5، 10، 25 و 50 سال صورت گرفت. از 5 رویداد سیل که در ایستگاه آب سنجی و ایستگاه باران نگار تنگ تکاب که داده های ثبت شده ی مناسبی داشتند، 2 رویداد برای واسنجی و 3 رویداد برای ارزیابی در نظر گرفته شد. نتایج مدل با شاخص RMSE به عنوان تابع هدف صحت سنجی شد. نتایج تحقیق نشان داد مساحت سیل خیزی برای دوره های بازگشت 5، 10، 25 و 50 ساله به ترتیب برابر با 1265، 1651، 2334 و 4450 هکتار و تعداد روستاهای در معرض خطر به ترتیب برابر با 5، 3، 2 و 9 هستند.

مدل سازی سیستم های منابع آب از اجزای ضروری فرایند برنامه ریزی و ارزیابی منابع آب است. ارزیابی چگونگی تغییرات تولید و عملکرد آب در گذشته و آینده مهم است. مدل InVEST توابع خدمات اکوسیستمی در قالب نقشه هایی با سطح داده های ورودی کم را تجسم می کند، اما حجم بالی داده های خروجی را دارد و به ساده سازی مسائل پیچیده و در نتیجه، افزایش توانایی حل مسئله می پردازد. در مطالعه ی حاضر به مدل سازی خدمات تولیدی اکوسیستم (تولید آب) در حوضه ی آبخیز طالقان میانی با ابزار تولید آب مدل InVEST پرداخته شد. ابتدا، نقشه های عمق لایه ی محدودکننده ی ریشه، میانگین بارندگی سالیانه، مقدار (گنجایش) آبی در دسترس گیاه، کاربری اراضی و مرز حوضه و زیرحوضه های آبخیز به عنوان ورودی های مدل وارد شدند و نقشه های مقدار حجم آب قابل تولید در هر زیرحوضه (مترمکعب/سال)، مقدار تقریبی تبخیر تعرق واقعی با کسر مقدار بارش در هر پیکسل، نقشه ی تبخیر تعرق واقعی بر حسب (میلی متر) در هر پیکسل به صورت تخمینی، نقشه ی تولید آب برآوردشده در هر پیکسل بر حسب (میلی متر در سال) به دست آمد. بر اساس محاسبات انجام شده توسط مدل در مجموع در حوضه ی آبخیز طالقان میانی، سالانه 9/200 میلیون مترمکعب تولید می شود که بیشترین مقدار تولید آب، در زیرحوضه ی حسنجون با 3/59 میلیون مترمکعب در سال و کمترین میزان تولید آب، در زیرحوضه های دنبلید، زیدشت 1 و زیدشت 2 است.

با توجه به تأثیرات اجتماعی و تفاوت های موجود در بخش های مختلف سیستم، در نظر نگرفتن ویژگی ها و رفتارهای اجتماعی بهره برداران و توجه صرف به مدیریت همگن و بالا-پایین، رویکرد موفقی در مدیریت پایدار منابع آب نخواهد بود. مدل سازی عامل بنیان (Agent-Based Model)، رویکرد تقریباً نوینی است که به دلیل لحاظ کردن این تفاوت ها، در زمینه ی مدیریت منابع آب و اراضی امکانات مفیدی را در تحلیل رفتارهای اجتماعی و مدیریت مؤثر و پایدار منابع ارائه می کند. در تحقیق حاضر، سعی شده است تا ویژگی های رفتاری و محیطی عوامل تصمیم گیرنده در خصوص بهره برداری آب در بخش کشاورزی، با ارائه ی یک چارچوب مفهومی و توسعه ی مدل عامل بنیان شبیه سازی شود. به این منظور، برای تدوین مدل مفهومی و فراهم کردن امکان شبیه سازی و تحلیل رفتاری عوامل بهره بردار (برای تعیین الگوی کشت، روش آبیاری و به تبع آن، میزان آب برداشتی در سه سطح دولت، سازمانی و کشاورزان)، از چارچوب تحلیل و توسعه ی نهادی MAIA استفاده شده است. بر این اساس، مدل عامل بنیان در یک حوضه ی پایلوت در کشور (حوضه ی آبخیز حبله رود) کدنویسی، صحت سنجی، واسنجی و اعتبارسنجی شد. این مدل، در شبیه سازی وضعیت حوضه شامل تغییرات جریان آب سطحی، الگو و سطح اراضی زراعی و باغی و برداشت از منابع آب زیرزمینی در دوره ی تاریخی 1982 2013 عملکرد مناسبی داشته است. درضمن، برای بررسی تأثیر سیاست های حفاظتی دستگاه های دولتی بر شرایط حوضه ی آبخیز، سناریوهای دریافت و افزایش آب بها در مدل تعریف شده و نتایج بررسی شد (کاهش برداشت آب بین 8 تا 32 میلیون مترمکعب صرفه جویی در برداشت آب تحت سناریوهای هزار تا ده هزار ریال تعرفه ی آب بها).

هدف اصلی از مطالعه ی حاضر، بررسی شرایط مطلوبیت زیستگاهی در یک بازه ی معرف از رودخانه ی کردان برای گونه ی هدف آبزی (سگ ماهی جویباری)، با استفاده از مدل اکوهیدرولیکی SEFA است. طبق بررسی های انجام شده تا کنون از این نرم افزار در ایران استفاده نشده است. نخست با استفاده از نقشه ی توپوگرافی رودخانه ی کردان و نرم افزار ArcGIS، هندسه ی مدل رودخانه و مقاطع عرضی ایجاد شد. محاسبات و شبیه سازی هیدرولیکی در این مدل شامل شبیه سازی تراز سطح آب با استفاده از دو روش منحنی بده-اشل و پروفیل طولی تراز سطح آب (WSP) است. واسنجی مدل WSP از طریق تنظیم ضریب زبری مانینگ برای ایجاد انطباق مناسب بین تراز سطح آب مشاهداتی و محاسباتی توسط مدل است. پس از شبیه سازی هیدرولیکی و زیستگاهی در مدل SEFA، بین هیدرولیک جریان و نیازهای زیستگاهی، با استفاده از شاخص مطلوبیت زیستگاهی (AWS)، رابطه برقرار شد و منحنی های بده-زیستگاه گونه ی هدف در بازه ی مطالعه شده استخراج شد. با بررسی بازه ی رودخانه، بهترین بده های ارزیابی شده (m3/s 05/2 063/2) برای گونه ی هدف، مشخص شد. بر اساس سری زمانی ماهانه ی جریان و زیستگاه، در ماه بهمن میزان مطلوبیت در 75 درصد روزهای این ماه بیشتر از 03/2 m2/m است که نسبت به سایر ماه ها در این ماه حداکثر مطلوبیت رخ می دهد و کمترین مساحت مطلوب وزنی (شهریور) 13 درصد است. توزیع مطلوبیت زیستگاهی در بده های مختلف نشان داد مطلوبیت در بخش های میانی و پایین دست بیشتر است.

تولید زباله موجب بحران هایی در زمینه محیط زیست شده و حیات موجودات کره زمین را با مشکلات جدی روبه رو ساخته است. یکی از مسایلی که طی سال های اخیر توجه زیادی به آنها شده، محل مناسب دفع پسماند است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تاثیرات محل دفع پسماند بر چشمه های شبه کارستی شهرستان نهاوند با تاکید بر هیدروژیوشیمی و به روش پیمایشی-آزمایشگاهی است. نتایج آزمایش های شیمیایی و میکروبی بیانگر نشت آلودگی به چشمه های منطقه است. نتایج سنجش عناصر کمیاب هم نشان می دهد بین غلظت این عناصر رابطه آماری معناداری وجود ندارد. به هر حال، عنصر جیوه و سرب فقط در چشمه آبشخور وجود داشته است که علت آن، فاصله نزدیک چشمه یادشده (حدود 200 متر) از محل دفع پسماند شهر نهاوند است. با استناد به یافته ها، سنگ بستر منطقه از نوع آتشفشانی توفدار و لیمستون است. این گونه سنگ ها نسبت به فرسایش حساس (غیر مقاوم)، نفوذپذیر و دارای توان نامناسب برای دفع پسماند هستند. همچنین، مکان دفن فعلی تقریبا در مسیر زهکش طبیعی (مسیل) قرار گرفته که این خود منطقه را از نظر هیدروژیولوژیکی برای دفن زباله نامناسب کرده است و از نظر آمایش محیط زیست توان کمی برای دفن پسماند دارد. بنابراین، پیشنهاد می شود مطالعات مکان یابی برای تعیین محل دفن مناسب صورت گیرد.

هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی اثر سیلاب های ورودی از کشور افغانستان بر تغییرات کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی دشت سیستان است. به این منظور، ابتدا با تعیین مسیرهای انتقال سیلاب در دشت سیستان، 16 حلقه چاهک که در مجاورت مسیر انتقال سیلاب احداث شده، انتخاب شد. در ادامه، تغییرات کمی منابع آب زیرزمینی منطقه سیستان در بازه زمانی 4 سال (1394-1398) با به کارگیری معادلات بیلان آب زیرزمینی و هیدروگراف واحد در قبل و بعد از ورود سیلاب ضمن برآورد تغییرات حجم ذخیره آبخوان و نیز مقایسه وضعیت بارندگی منطقه در دوره مشابه، بررسی شد. تغییرات کیفی آبخوان نیز با نمونه برداری از چاهک های مشاهداتی طی دوره بیلان و بررسی تغییرات زمانی پارامترهای کیفی آب از جمله هدایت الکتریکی (EC) و اسیدیته (pH) تجزیه وتحلیل شد. یافته ها نشان داد با جاری شدن سیلاب به طور میانگین تراز سطح آب در چاهک های احداثی 39/0 متر افزایش و روند تغییرات آن همبستگی زیادی (85/0=R² ) با حجم سیلاب جاری شده در منطقه دارد. همچنین، بررسی هیدروگراف واحد دشت نیز بیانگر تغییرات محسوس سطح آب زیرزمینی در قبل و بعد از ورود سیلاب در منطقه است. به طوری که این دوره 4 ساله به طور متوسط 16/2 متر سطح آب نسبت به قبل از ورود سیلاب افزایش داشته و با جاری شدن سیلاب، 662/20 میلیون مترمکعب طی دوره بیلان به صورت طبیعی به حجم ذخیره آبخوان اضافه شده و با توجه به کم بودن نزولات جوی در منطقه، تغذیه سفره های آب زیرزمینی تحت تاثیر نزولات جوی ناچیز است. در بررسی تغییرات کیفی آب زیرزمینی نتایج بیانگر کاهش چشم گیر شاخص هدایت الکتریکی (EC) در چاهک های مشاهداتی است که اختلاف معنا داری در سطح 01/0 بین میانگین هدایت الکتریکی در قبل و بعد از ورود سیلاب دارد. همچنین، مقادیر اسیدیته آب زیرزمینی نیز با جاری شدن سیلاب روند کاهشی دارد که به لحاظ آماری معنا دار نیست. با توجه به نتایج به دست آمده، ورود جریان های سیلابی ناشی از بارش در کشور افغانستان با تغذیه طبیعی آبخوان سبب بهبود وضعیت کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت سیستان شده که با توجه به بحران کمبود آب در منطقه، اجرای طرح های آبخیزداری و تغذیه مصنوعی به منظور حداکثر بهره برداری از این منابع آبی با نفوذ سیلاب در خاک و تزریق آن به منابع آب زیرزمینی می تواند گامی موثر در توسعه منابع آبی منطقه سیستان به شمار آید.

تالاب ها به دلیل ارایه کالاها و خدمات مستقیم و غیرمستقیم به جامعه بشری، بسیار اهمیت دارند و این امر سبب رشد فزاینده توجه به احیا و نگهداری آنها در جوامع مختلف شده است. به منظور حفظ ارزش های زیست محیطی تالاب ها و تضمین رفاه اقتصادی-اجتماعی حاشیه نشینان تالاب، تامین مقدار آب مورد نیاز برای ارایه مناسب خدمات اکولوژیکی مرتبط با موجودات اکوسیستم و جوامع محلی اطراف تالاب ضروری است. در پژوهش حاضر تالاب بین المللی انزلی به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و از یک مدل مفهومی برگرفته از مبانی IWRM برای ارزیابی خسارت های اقتصادی حاصل از تخریب شرایط اکولوژیکی تالاب استفاده شد. با تعریف وضعیت مطلوب و همچنین حداقل قابل قبول تالاب انزلی از نظر سلامت اکولوژیکی، ارزش اقتصادی کارکردها و خدمات تالاب در چهارچوب اهداف در نظر گرفته شده برای مدیریت یکپارچه در ترازهای اکولوژیکی متناظر به دست آمد. به منظور ارزیابی اقتصادی شرایط اکولوژیکی تالاب انزلی، ابتدا ارزش اقتصادی کل تالاب در شرایط حاضر از مجموع ارزش استفاده ای مستقیم، ارزش استفاده ای غیرمستقیم و ارزش غیر استفاده ای آن به میزان 102222 میلیون تومان برآورد شد. سپس، از طریق مقایسه ارزش اقتصادی کاسته شده در حال حاضر نسبت به دو وضعیت حداقل و مطلوب اکولوژیکی ارزش خدمات تالاب ارزیابی شد. در مقاله حاضر با معرفی شاخص هایی برای مشاغل اصلی مرتبط با تالاب، نشان داده شد که بر هم خوردن توازن هیدرولوژیکی از طریق لطمه زدن به خدمات اکولوژیکی ملموس تالاب انزلی، چه تاثیراتی بر ارکان مدیریت یکپارچه منابع آب در سیستم یادشده بر جای گذاشته است.

مناطق کوهستانی شمال غرب کشور به دلیل توپوگرافی خاص خود و بارش تقریبا مناسب طی سال و به خصوص در فصل بهار، ازجمله مناطق مستعد وقوع مخاطره سیل هستند. تحقیق حاضر با هدف تهیه نقشه پهنه بندی خطر وقوع سیلاب در حوضه آبریز گمناب چای واقع در استان آذربایجان شرقی انجام گرفته است. برای تهیه نقشه پهنه بندی خطر وقوع سیل از 10 فاکتور موثر در وقوع این پدیده استفاده شده است که عبارت اند از: بارش، لیتولوژی، کاربری اراضی، شیب، تراکم پوشش گیاهی، شاخص قدرت آبراهه، شاخص رطوبت توپوگرافیک، تراکم زهکشی، شاخص حمل رسوب، ضریب گراویلیوس. به منظور وزن دهی معیارها در تحقیق حاضر از روش تحلیل شبکه ای (ANP) و نرم افزار Super Decisions استفاده شد. نتایج نهایی به دست آمده از تحقیق حاضر نشان داد وزن معیارهای 10 گانه یادشده به ترتیب 271/0، 201/0، 150/0، 118/0، 081/0، 056/0، 043/0، 032/0، 025/0 و 018/0 است که معیارهای بارش، لیتولوژی، کاربری اراضی و شیب بیشترین وزن را داشته اند. درنهایت، با تلفیق این لایه ها با توجه به وزنشان در محیط GIS، نقشه پهنه بندی به دست آمد. نتایج نشان داد 210 کیلومترمربع (50 درصد) از مساحت منطقه در معرض خطر وقوع سیلاب قرار دارد. بنابراین، لزوم مدیریت آب های سطحی در منطقه به منظور جلوگیری از وقوع سیل و همچنین بهره برداری مناسب از آب های منطقه ضروری به نظر می رسد.

تحقیق حاضر با هدف ارزیابی عملکرد الگوریتم های بارش ماهواره ای PERSIANN و PERSIANN-CDR در برآورد عمق بارش حوضه آبریز حله انجام شده و تاثیر ناهمواری ها بر عملکرد الگوریتم بارش ماهواره ای بررسی شد. بنابراین، داده های بارش ماهواره ای، با تفکیک مکانی 25/0 درجه در طول و عرض جغرافیایی، طی سال های 2003 تا 2016 با داده های 114 ایستگاه باران سنجی مقایسه شد. نتایج نشان داد الگوریتم PERSIANN در همه مقیاس های زمانی و مکانی، ضمن کم برآورد کردن عمق بارش، دقت کمی نیز دارد. در مقابل، الگوریتم PERSIANN-CDR دقت بیشتری دارد. با این وجود، عملکرد الگوریتم تعدیل یافته در مقیاس روزانه نیز قابل قبول نیست. ضریب تبیین الگوریتم تعدیل یافته در مقیاس سلولی و در مقیاس های ماهانه و سالانه به ترتیب 7588/0 و 9446/0 به دست آمد. منحنی های شدت-مدت فراوانی سه نوع منبع داده را نشان می دهد. هر دو الگوریتم در دوره بازگشت های مختلف و در مدت های مختلف، مقادیر بارش را کمتر از مقادیر مشاهداتی برآورد می کند. نتایج نشان می دهد بین عملکرد الگوریتم های بارش ماهواره ای و ارتفاع و شیب همبستگی وجود دارد، به طوری که در هر دو الگوریتم مقدار RMSE، از نقاط کم ارتفاع، به سمت مناطق مرتفع، افزایش می یابد. همچنین، نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد ارتفاع نسبت به شیب نسبی تاثیر بیشتری بر عملکرد الگوریتم های بارش ماهواره ای PERSIANN و PERSIANN-CDR دارد. از این رو، توصیه می شود با توجه به ناهمواری های موجود در ایران، در استفاده از الگوریتم های بارش ماهواره ای PERSIANN و PERSIANN-CDR برای تخمین بارش در مناطق مرتفع احتیاط بیشتری صورت گیرد.

ارزیابی تغییرات اقلیمی برای مناطق خشک و نیمه خشک که بحران کم آبی آن را فرا گرفته است، اهمیت زیادی دارد. بنابراین، هدف از تحقیق حاضر پیش بینی تغییرات اقلیمی شهرستان کرمان با استفاده از مدل های گردش عمومی جو قابل دسترس در نرم افزار LARS-WG6 (EC-EARTH، GFDL-CM، HadGEM2-ES، MIROC5 و MPI-ESM-MR) تحت سناریوهای RCP4. 5 و RCP8. 5 برای دوره 2020 2050 و برآورد حداکثر بارش آن در دوره بازگشت های مختلف طی دوره پایه (1961 2010) و آینده (2020-2050) با استفاده از توزیع گامبل است. نتایج نشان داد هر پنج مدل در زمینه پیش بینی دمای این شهرستان پاسخ یکسانی در زمینه افزایش حداکثری دمای مینیمم و ماکزیمم نشان داده اند، به گونه ای که حداکثر افزایش دمای مینیمم در مدل های GFDL-CM، HadGEM2-ES، MIROC5 و MPI-ESM-MR به ترتیب به میزان 56/3، 73/2، 33/2 و 30/2 درجه سانتی گراد در ماه سپتامبر صورت گرفته است. همچنین، دمای ماکزیمم در سناریوی RCP4. 5 در ماه های می، سپتامبر، می، سپتامبر و جولای به ترتیب در مدل های EC-EARTH، GFDL-CM، HadGEM2-ES، MIROC5 و MPI-ESM-MR حداکثر افزایش را به میزان 20/2، 82/2، 46/2، 98/1 و 38/2 درجه سانتی گراد نشان داده است. در فصل زمستان بارش به میزان 05/19 و 62/4 درصد به ترتیب در مدل های EC-EARTH و MIROC5 کاهش یافته است. نتایج بیانگر آن است که بارش های حداکثری در تمامی مدل ها به جز در مدل MPI-ESM-MR با میزان بارش بیشتری اتفاق خواهد افتاد. در نهایت، می توان نتیجه گرفت که با افزایش دوره بازگشت مقادیر حداکثر بارش محتمل طبق دو سناریوی RCP4. 5 و RCP8. 5 افزایش داشته و تحت سناریوی RCP8. 5 شدیدتر بوده است.

بررسی آب های سطحی و تعیین گسترش مکانی آنها اهمیت زیادی برای درک چرخه هیدرولوژی و مدیریت منابع آب دارد. در حال حاضر، سنجش از دور به رویکردی متداول در پایش منابع آب سطحی تبدیل شده است. هدف اصلی تحقیق حاضر، تعیین بهترین شاخص ماهواره ای برای استخراج مساحت تالاب زریبار با استفاده از تصاویر ماهواره ای Landsat5, 7, 8 است. مساحت تالاب با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده حداکثر احتمال بین سال های 1385 تا 1395 محاسبه و این روش به عنوان روش مبنا در تعیین بهترین شاخص در نظر گرفته شده است. شاخص های NDVI، NDWI، MNDWI، SWI، AWEI و WRI به عنوان متداول ترین شاخص ها در تعیین پهنه های آبی مقایسه شده اند که مقادیر هریک از شاخص ها در تصاویر گرفته شده محاسبه شده و مقادیر آستانه شاخص ها در هر تصویر تعیین و در نهایت، با استفاده از روش مبنا صحت سنجی شده است. در این میان، شاخص های MNDWI و AWEI و SWI در مقایسه با روش مبنا با مقادیر همبستگی به ترتیب معادل 76/0، 76/0 و 74/0 و RMSE به ترتیب برای هر شاخص معادل 80/108، 30/111 و 80/113 هکتار و همچنین مقادیر خطای MAE معادل 63/84، 28/94 و 30/87 هکتار، بهترین شاخص ها در تعیین مساحت تالاب هستند. استفاده از شاخص های تعیین شده با توجه به سهولت و سرعت انجام محاسبات، امکان ایجاد سری زمانی تغییرات مساحت تالاب به منظور مدیریت بهینه این پهنه آبی را فراهم می آورد.

شمال ایران به دلیل اقلیم مرطوب و مقدار زیاد بارش حداکثر روزانه، یکی از مناطق مستعد وقوع سیل است. پژوهش حاضر با هدف پیش بینی پهنه سیل در شرایط تغییر اقلیم براساس سناریوهای پنجمین گزارش ارزیابی هییت بین الدول تغییر اقلیم در حوضه تالار (شهر زیراب) انجام شد. به منظور بررسی تاثیر تغییر اقلیم از شش ایستگاه سینوپتیک استفاده شد. از میان مدل های گردش عمومی CanESM2 تحت سناریوهای RCP2. 6، RCP4. 5 و RCP8. 5، برای ریزمقیاس سازی آماری حداکثر بارش روزانه به کار برده شد. برای شبیه سازی هیدرولوژیکی و هیدرولیکی سیلاب در دهه های اخیر و آینده از مدل های HEC-HMS و HEC-RAS استفاده شد. نتایج نشان داد بارش حداکثر روزانه در حوضه تالار افزایش یافته، به طوری که مقدار افزایش حداکثر بارش روزانه در اقلیم مرطوب (شمال) نسبت به اقلیم خشک (جنوب) بیشتر است. به طور کلی، حداکثر و حداقل بارش روزانه به ترتیب 8 و 33 میلی متر در حوضه تالار افزایش می یابد. نتایج شبیه سازی با توجه به هیدروگراف سیلاب بیانگر آن است که سیل در تمامی دوره ها افزایش می یابد. سناریوی RCP 4. 5 حداقل و حداکثر سیل را به ترتیب در دوره های 2020-2040 (374 مترمکعب بر ثانیه) و 2020-2100 (1209 مترمکعب بر ثانیه) تولید خواهد کرد. نقشه پهنه بندی سیلاب نشان داد پهنه سیل گیر دوره پایه در محدوده رودخانه است، ولی تغییر اقلیم سبب افزایش پهنه سیلاب در این منطقه می شود. همچنین، نتایج نشان داد حداقل 18/0 درصد و حداکثر 7/8 درصد از کل شهر زیراب تحت تاثیر سیلاب در شرایط تغییر اقلیم قرار خواهد گرفت.