پژوهش های آبخیزداری
سال:1398 | دوره:32 | شماره:3 (پیاپی 124) |تعداد مقالات:7

آسیب پذیری آب های زیرزمینی به دلیل حساسیت ذاتی و ورود منابع آلاینده ی انسان ساز است. در این تحقیق برای بررسی آسیب پذیری آبخوان قائمشهر-جویبار از اطلاعات 64 چاه نمونه برداری کیفی، 20 چاه مشاهده یی و بیش از 28000 چاه بهره برداری به کار برده شد. برای تهیه ی نقشه های آسیب پذیری در سال های 2004 تا 2014 عوامل مؤثر در آسیب پذیری ذاتی آبخوان شامل هدایت آبی، نوع آبخوان، فاصله از ساحل، ضخامت آبخوان و عوامل مؤثر در آسیب پذیری ویژه شامل تراکم چاه، افت آب زیرزمینی، تأثیر نسبی نفوذ آب دریا، وضعیت بالازدگی آب شور و شیب آبی به کار برده شد. نتایج نشان داد که کیفیت منابع آب زیرزمینی از 2004 تا 2014 با توجه به معیارهای شوری هدایت الکتریکی، مجموع نمک های باقی مانده و نسبت جذب سدیم رو به کاهش است. عامل کاربری زمین نیز برای تهیه ی نقشه های آسیب پذیری اصلاح شده برای این سال ها به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که زراعت آبی در این دوره هشت درصد کاهش یافته، اما میزان آسیب پذیری در پهنه های پرخطر افزایش یافته است. از علت های کاهش کیفیت منابع آب زیرزمینی می توان افزایش نرخ آب کشی و کشت دوباره در تابستان را برشمرد. میانگین ضریب همبستگی طبقه های آسیب پذیر به شوری با معیارهای شوری در سال 2004 از 0/65 به 0/9 و در 2014 از 0/78 به 0/87 بهبود یافته است. درمجموع با توجه به پیچیدگی های مدل سازی کیفی و انتقال نمک ها و شوری آب زیرزمینی، نقشه های آسیب پذیری اصلاح شده می تواند ابزار مناسبی برای آگاهی از شورشدگی آب زیرزمینی باشد.

خشک سالی آب شناختی باعث کاهش یافتن جریان رود و افت کردن کیفیت اکوسیستم های آن می شود و استفاده ی انسان از آب های سطحی را نیز محدود می کند. در این تحقیق، برای ارزیابی خشک سالی آب شناختی در 33 ایستگاه آب سنجی استان اردبیل (1353– 1392) شاخص خشک سالی جریان رودخانه یی (SDI) به کاررفت. شاخص SDI با نرم افزار DrinC محاسبه، ویژگی های خشک سالی آب شناختی طبقه بندی و تحلیل، ارتباط مولفه های مختلف خشک سالی با هم بررسی، و آب دهی متوسط جریان تحلیل شد. برخی از ویژگی های خشک سالی آب شناختی برای نمایش تغییرات مکانی درون یابی شد. نتایج نشان داد که خشک سالی در همه ی ایستگاه ها بود، و بیشینه ی تداوم دوره ی خشک 62 ماه در ایستگاه سامیان بود. نتایج طبقه بندی معیار SDI در 14 ایستگاه (آلادیزگه، پل الماس، عنبران، باروق، بوران، دوست بیگلو، گیلانده، ایریل، کوزه تپراقی، مشیران، نئور، سامیان، شمس آباد و سولا) نشان داد که تعداد ماه های ترسالی از تعداد ماه های خشک سالی بیش تر بود. بیش ترین شدت خشک سالی جریان (01/5-) و بیش ترین تعداد ترسالی رخ داده در ایستگاه پل الماس دیده شد. متوسط شدت بیش ترین و کم ترین خشک سالی آب شناختی در ایستگاه پل الماس و عنبران به ترتیب 01/5-و 0/57-بود. تغییرات مکانی ماه های خشک سالی نشان داد که کم ترین وقوع خشک سالی جریان در ایستگاه های بالادست و دامنه های سبلان بود. خشک سالی های شدید و خیلی شدید در رودخانه هایی اتفاق می افتد که آب دهی آن کم است. هر چه اندازه های آب دهی رودخانه بیش تر باشد، وقوع خشک سالی های شدید کاهش می یابد و ثبات جریان آن از رودخانه یی باآب دهی کم بیش تر است.

زمین لغزش یکی از مهم ترین عوامل فرسایش خاک و بلای طبیعی است که سالانه خسارت های جانی و مالی فراوانی به کشور وارد می کند. از این رو امروزه در بررسی ناپایداری دامنه ها به شاخص های ریخت زمین ساخت (مورفوتکتونیک) و مدل های پهنه بندی خطر زمین لغزش ها توجه می شود. هدف از این بررسی پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه آبخیز سد چراغ ویس کردستان با استفاده از مدل IRAT و LNRF و مقایسه ی تطبیقی آن ها با بهره گیری از جدول های متقاطع و شاخص های ارزیابی پهنه بندی خطر زمین لغزش است. نتایج ارزیابی شاخص های مدل IRAT نشان می دهد که 77/77% از لغزش ها در طبقهی شدید زمین ساختی است، و در مدل LNRF 64/05%در ناحیه هایی است که امکان آن شدید و منطبق بر زیرحوزه هایی است که بیش ترین تعداد و تراکم لغزش آن ها زیاد است. بیش از 91/64% از مساحت کل لغزش ها در محدوده ی خطر ناپایداری زیاد و در فاصله ی کم تر از 1000 متر بوده است. تحلیل روش جدول های متقاطع نشان می دهد که تطابق هر دو مدل پهنه بندی در ارزیابی طبقه ی متوسط خطر پذیرفتنی است، ولی در طبقه ی خطر شدید به دلیل هم خوانی گسل ها با لغزش ها، مدلIRAT دقت بیش تری دارد. مقدار مجموع کیفیت در مدل LNRF به مقدار 2/16% نشان می دهد که عمل کرد مدل برای پهنه بندی خطر زمین لغزش در آبخیز سد چراغ ویس کردستان بهتر است. پیشنهاد می شود که هر تغییر کاربری زمین و برنامه ریزی برای بهره برداری از سیمای سرزمین حوضه سد با توجه به نقشه ی پهنه بندی خطر زمین لغزش انجام شود.

نبود مشارکت پایدار جوامع روستایی در طرح های آبخیزداری عاملی به شدت بازدارنده برای توان بخشی آبخیزها است. بنابراین لازم است دلیل های این امر را پیدا کنیم که مقام های مسئول، ایشان را ترغیب کنند تا در انجام فعالیت های مربوط به حفاظت از آبخیزهایی که در آن زندگی می کنند مشارکت کنند و از نظرهای آنان بهره مند شوند. به این منظور در این پژوهش، عامل های مؤثر بر نبود مشارکت پایدار جامعه های روستایی در طرح های آبخیزداری از دیدگاه کارشناسان در آبخیز مرادآباد میمند واقع در جنوب غرب استان فارس اولویت بندی شد. روش کار، تهیه و تکمیل 57 پرسش نامه و تحلیل با آزمون t، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی و آزمون نافراسنجه یی فریدمن بود. نتایج نشان داد که از دیدگاه کارشناسان، بیش ترین و کم ترین تأثیر بر نبود مشارکت پایدار جامعه های روستایی در طرح های آبخیزداری در آبخیز مرادآباد به ترتیب از شاخص های اقتصادی، آموزشی-ترویجی، طراحی-اجرایی و اجتماعی است. همچنین مهم ترین زیرشاخص ها در این آبخیز به ترتیب: "درآمد کم ساکنان آبخیز"، "نادیده گرفتن درآمد برای مردم با دید انگیزه ی اقتصادی مستقیم در اجرای طرح های آبخیزداری"، "آموزش ندیدن ساکنان برای طرح ها و هدف های آن"، و "کم بودن سواد و آگاهی" است. دامنه ی اندازه های میانگین رتبه ها بین 4/85 تا 8/25 متغیر بود؛ به طوری که بیش ترین اولویت نسبی در "درآمد کم ساکنان آبخیز" با میانگین رتبه ی 8/25 و کم ترین آن در "دیربازده بودن طرح های آبخیزداری" با میانگین رتبه ی 4/85 دیده شد. این نتایج می تواند توسط برنامه-ریزان طرح های آبخیزداری برای دستیابی به نتایج مطلوب مورد استفاده قرار گیرد. پیشنهاد می شود به فعالیت سمن ها و آموزش بهره برداران، به همراه عامل هایی چون اجرای طرح های چندمنظوره با درنظرداشتن منفعت آبخیزنشینان برای بهبود شرایط اقتصادی توجه شود، و برای جلب اعتماد و مشارکت فعال آن ها در طرح های آبخیزداری زمینه سازی شود.

داده های ورودی و ساختار مدل ها معمولا نقص هایی دارند و هیچ مدل منفردی را نمی توان پیدا کرد که عمل کرد آن در شبیه سازی جریان رود در تمام شرایط بهترین بوده و در خروجی آن بی قطعیتی نباشد. در این حالت با ترکیب مدل ها از مزیت های هر یک از مدل های منفرد برای ساختن مدلی که عمل کرد بهتری از هر یک از مدل های منفرد دارد بهره گرفته می شود. در این تحقیق، کارآیی روش های نافراسنجه یی نزدیک ترین همسایه و خوشه بندی فازی نسبت به روش های ترکیب مدل BGA (Bates Granger Averaging)، GRA (Granger Ramanathan Averaging)، AICA (Akaike Information Criterion)، BICA (Bayes Information Criterion)، متوسط گیری با وزن های یکسان و روش لاسو در ترکیب خروجی مدل های آب شناختی یکپارچه GR5J، SimHyd، SACRAMENTO و SMAR بررسی شد. با کاربرد داده های ورودی بارش، دما، آب دهی و تبخیر-تعرق هر یک از مدل های منفرد واسنجی، و روان آب خروجی حوضه ی کسیلیان شهرستان پل سفید در ایستگاه ولیک بن در مقیاس روزانه برآورد شد. سپس هر یک از روش های ترکیب مدل ها برای ترکیب نتایج خروجی هر یک از مدل های منفرد اجرا شد. نتایج نشان داد که بهترین عمل کرد در دوره ی واسنجی در مدل های GR5J و SACRAMENTO، و در دوره ی اعتبارسنجی در مدل های SimHyd و GR5J بود. بهترین عمل کرد مدل های ترکیبی در دوره ی واسنجی در روش های لاسو و GRA بود که هر دو مشابه هم عمل کردند؛ اندازه های ضریب همبستگی، ضریب نش-ساتکلیف و RMSE آن ها به ترتیب 0/83، 0/69 و 0/24 بود. در دوره ی اعتبارسنجی برای روش های متوسط گیری با وزن های یکسان و روش BGA با اندازه های ضریب همبستگی، ضریب نش-ساتکلیف و RMSE به ترتیب 0/73، 0/27 و 0/52 بود. در دوره ی واسنجی عمل کرد روش نزدیک ترین همسایه بهتر از روش مبتنی بر خوشه بندی فازی بود، و بهترین عمل کرد هر دو مدل در 20 همسایه به دست آمد. در دوره ی اعتبارسنجی عمل کرد روش مبتنی بر خوشه بندی فازی بهتر بود و عمل کرد هر دو مدل با افزایش تعداد همسایه بهتر شد.

برآوردکردن دقیق روان آب سطحی آبخیزها برای مدیریت کردن منابع آب مهم است. با توجه به نقص داشتن اطلاعات و پایش نشدن روان آب سطحی در برخی منطقه ها، و خطای زیاد در آن، و نیازداشت نسبتا زیاد روش های برآوردکردن روان آب روزانه به داده، به روش های برآوردکردن روان آب ماهانه توجه شده است. در این پژوهش حالت های احتمالی متنوعی از ترکیب سه روش برآوردکردن روان آب سطحی ماهانه مبتنی بر شماره ی منحنی (روش سازمان حفاظت خاک (SCS) ماهانه، روش ضریب روان آب مبتنی بر SCS، و روش تلفیق شماره ی منحنی و ضریب روان آب) در آبخیز ارازکوسه در شرق استان گلستان بررسی و مقایسه شد. فراسنجه های ورودی این بررسی سه روش مختلف محاسبه ی شماره ی منحنی ماهانه (روش مبتنی بر شاخص سطح برگ، روش مبتنی بر توان نگه داشت و روش میانگین آبخیز با جدول های مرجع) بود. نتیجه ها نشان داد که روش برآوردکردن روان آب SCS ماهانه در ترکیب با همه ی روش های محاسبه ی شماره ی منحنی ماهانه، روان آب سطحی را با ضریب ناش-ساتکلیف بیش تر از 0/6 و انحراف کم تر از 0/3 به خوبی شبیه سازی می کند. درحالی که روش ضریب روان آب مبتنی بر SCS به ویژه زمانی که شماره ی منحنی متوسط ماهانه ی آبخیز فقط با مراجعه به جدول های مرجع محاسبه می شود، پاسخ مناسبی نمی دهد (ضریب ناش-ساتکلیف منفی و انحراف بیش تر از 4). روش تلفیق شماره ی منحنی و ضریب روان آب برای همه ی روش های محاسبه ی شماره ی منحنی نتیجه هایی به نسبت پذیرفتنی را با ضریب ناش-ساتکلیف حدود 0/6 در دوره ی واسنجی نشان داد؛ اما در دوره ی اعتبارسنجی، اطمینان نتیجه های آن در ترکیب با برخی از روش های محاسبه ی شماره ی منحنی ماهانه کم تر بود. در این پژوهش روش SCS ماهانه روش مناسب و پایدار برای آبخیز ارازکوسه دانسته شد، که می تواند در محاسبه های ترازنامه ی آب ماهانه ی آبخیزهای مشابه در منطقه به کار رود.

در این پژوهش مدلی برای بهینه سازی خطی چندهدفی تهیه شد که برای تخصیص دادن آب و سطح کشت در دو شبکه ی آبیاری و زه کشی درودزن و کربال (دربرگیرنده ی پنج ناحیه ی زراعی) به کار رفت. این مدل براساس چهار قاعده ی ورشکستگی کم کردن نسبی (PC)، دریافتی­ های برابر محدودشده (CEA)، ضررهای برابر محدودشده (CEL) و تناسب تعدیل­ شده (APR) با لحاظ کردن قطعیت و عدم قطعیت در موجودی آب تدوین شد. مدل توسعه یافته چهار تابع هدف برای انعکاس دادن مطلوبیت های مختلف بخش کشاورزی و محیط زیست دارد، که برای دو وضعیت خشک و غیرخشک با روی کرد سازش فازی حل شد. به طور کلی خروجی مدل نشان داد که ناحیه های با سهم آب بیش تر، در شرایط خشک و غیرخشک به ترتیب براساس قواعد ورشکستگی PC و CEL مجموع آب تخصیص یافته ی بیش تری را دریافت می کنند. از طرفی، بیش ترین آب تخصیص یافته برای ناحیه های با سهم آب کم تر، در هر دو حالت آبی-اقلیمی براساس قاعده ی ورشکستگی CEA اتفاق می افتد. برون داد فرایند ارزیابی پایداری با شاخص پایداری ورشکستگی (BASI) نشان داد که این معیار نمی تواند برای ارزیابی پایداری در تمام حالت های ورشکستگی به کار رود. بنابراین، تصمیم گیری بر اساس خروجی آن باید با احتیاط باشد.