پژوهش های آبخیزداری
سال:1398 | دوره:32 | شماره:2 (پیاپی 123) |تعداد مقالات:7

کم بودمنابعآبو توجه به توسعه ی پایدار، تأمینآبرا برای همه ی نیازهایموجودناممکنکردهاست. از آن جا که پیش بینیدقیقجریان رود هادر مدیریتمنابعآب اهمیتبسزایی دارد، آب دهی رود با کاربرد مدل های برنامه ریزی ژنتیک و خودهمبسته ی میانگین متحرک در آبخیز امامه، استان تهران مدل سازی و پیش بینی شد. از داده های درازمدت باران، دما، آب دهی، رطوبت نسبی و تبخیر استفاده شد. نتایج نشان داد که برنامه ریزی ژنتیک خطای کم تری دارد و توانسته است به خوبی آب دهی مشاهده یی را تخمین بزند. مدل 54 با ورودی های دما، باران، و تأخیرهای باران تا دو روز، و رطوبت نسبی و تبخیر و تأخیر جریان تا دو روز، بهترین مدل با خطای 0/001، 0/031، و 0/009 در مرحله ی آموزش، و 0/001، 0/032، و 0/009 در مرحله ی آزمایشبود. علاوه بر این، خطای مدل های خطی خودهمبسته ی میانگین متحرک بسیار بیش تر است، و نه تنها در آب دهی های بیش تر، بل که در آب دهی های کم همکارکرد مناسبی ندارد، و نتوانسته است نتیجه ی رضایت بخشی به دست دهد. استفاده از مدل برنامه ریزی ژنتیک به دلیل دقت بسیار زیاد با عمل گرهای اصلی و داده های به معیارشده توصیه می شود.

ساخت سدهای زیرزمینی یکی از راه های به دست آوردن آب در مناطق خشک و نیمه خشک و مقابله با بحران خشک سالی است. سدهای زیرزمینی سازه هایی هستند که در مسیر جریان آب زیرزمینی ساخته شده و باعث بالاآمدن آب و ذخیره ی آن در مخزن خود می شوند. مهم ترین مشکل در ساختن سدها یافتن مکان مناسب است. هدف از پژوهش حاضر، مکان یابی و اولویت بندی مناطق مناسب ساخت سد زیرزمینی با استفاده از روش تصمیم گیری چندمعیاره ی تاپسیس در آبخیز صادق آباد استان فارس است. با انجام بازدیدهای صحرایی و درنظر گرفتن عوامل درصد شیب، فاصله از گسل، کاربری زمین و سازند زمین شناسی مناطق نامناسب حذف، و نقشه ی مناطق توانمند برای ساختن سد زیرزمینی در منطقه تهیه شد. برای اولویت بندی مکان های مناسب بر اساس نظر کارشناسان و مرور بر منابع علمی، از 9 معیار کمیت آب، طول محور سد، عمق محور سد، ضریب ذخیره ی مخزن، حجم مخزن، تکیه گاه، شیب، نیاز آبی (آشامیدنی کشاورزی و صنعت) و دست رسی (جاده، روستا و منابع قرضه) استفاده شد. بر بر اساس قضاوت کارشناسی و تعریف معیارها و برهم نهی نقشه های پایه 17 محل اولیه انتخاب شد. نتایج نشان داد که بیش ترین وزن در مکان یابی سد زیرزمینی کمیت آب و نیاز آبی (به ترتیب 0/308 و 0/2048) بود. در مقابل، کم ترین وزن در طول محور سد و تکیه گاه محور سد (0/0074 و 0/0028) دیده شد. در پایان، اولویت های اول تا سوم سه محل پیشنهاد شده ی سدهای 15، 2 و 14 معرفی شد. با توجه به محدودیت جدی منابع آب زیرزمینی در بخش عمده یی از کشور و به ویژه استان فارس، استفاده از این روش ها برای شناسایی محل های مناسب و توسعه ی سدهای زیرزمینی سودمند خواهد بود.

اهمیت تجزیه وتحلیل تغییر اقلیم در آینده و ارزیابی میزان تأثیرگذاری آن بر منابع آب زیرزمینی بسیار است. این پدیده در مناطقی که آسیب پذیری منابع آب آن ها در وضع موجود زیاد است، ممکن است خسارت های چشم گیری در پی داشته باشد و زمینه ی بیابانی شدن این مناطق را فراهم کند. در این پژوهش، روند تغییر تراز ایست آبی آب زیرزمینی دشت صحرای باغ لارستان با به کارگیری داده های 17 حلقه چاه مشاهده یی در بازه ی زمانی 2016-2006 بررسی شد. به کارگیری آزمون نافراسنجی من-کندال، روندی در تراز معنی داری 99% را نشان داد. محاسبه ی شیب خط روند به روش تخمین گر سن نیز نشان داد که تراز آب زیرزمینی دشت در این دوره به طور متوسط 10/2 متر افت کرده است. از آن جا که کشاورزی اصلی ترین مصرف کننده ی منابع آب زیرزمینی دشت است، از وضعیت تعادل آب کشاورزی به روش بارش مؤثر (ER) برای ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر تغییر تراز آب زیرزمینی استفاده شد. تغییر شاخص ER با خروجی های مدل HadCM3 در بازه ی زمانی 2099-2080 ارزیابی شد. بررسی ها نشان داد که شاخص ER در حالت های انتشار A1B، A2 و B1 به ترتیب 73/2، 76/8 و 36/8 % افزایش خواهد یافت. این وضعیت باعث خواهد شد که کم بود کنونی آب در دشت صحرای باغ در این دوره تشدید شود و روند افزایشی برداشت از سفره های آب زیرزمینی که پی آمد آن افت کردن تراز آب زیرزمینی دشت است، باز هم ادامه یابد.

ارزیابی تغییر کمی منابع آب سطحی در مقیاس زمان و مکان در برخی از آبخیزهای استان اردبیل، امکان موازنه و تخصیص بهینه ی منابع آب را در وضعیت فعلی و آینده فراهم خواهد آورد. مدیران منابع آب نیازمند دست رسی به اطلاعات اعتمادکردنی از میزان آب دست رس و مصرف های آن برای تصمیم گیری در تخصیص این منابع اند. هدف از این پژوهش برآورد مقدار آب مازاد جریان سطحی رودخانه در زیرحوضه های استان اردبیل در مقیاس ماهانه است. داده های آب دهی ثبت شده در 23 ایستگاه آب سنجی در سال های 1368 تا 1393 در 21 حوضه ارزیابی شد. شاخص کم بود آب (WSI) و شاخص کم بود آب با نگاه به جریان زیست محیطی (WSIef) نیز محاسبه شد. طبق نتایج، حجم آب مازاد در همه ی ایستگاه ها به استثنای چهار ایستگاه مشیران، بوران، دوست بیگلو و سامیان، در بیش تر ماه ها و فصل های مختلف و به خصوص ماه های گرم سال چندان زیاد نیست. اختلاف میان نتایج شاخص WSI و WSIef نشانگر این واقعیت است که در استان اردبیل برای تأمین نیازهای بخش های مختلف کشاورزی، خانگی، و صنعت نه تنها جریان و آب دهی طبیعی رودخانه مصرف می شود، بل که جریان زیست محیطی نیز از رودخانه برداشته می شود. با برداشتن جریان زیست محیطی و درنظرنگرفتن آن در نظام مدیریتی منابع آب، حیات زیست بوم های وابسته به جریان های سطحی در خطر خواهد بود.

منابع آب های زیرزمینی از با ارزش ترین منابعملی، و حفاظتاز کیفیتآن حیاتی است. یکی از راه های مناسب برای جلوگیری از آلودگی آب های زیرزمینی بررسی تغییرات مکانی کیفیت آن ها و مدیریت بهره برداری از منابع آب و کاربری زمین است. در این پژوهش تغییرات متغیرهای کیفی آب زیرزمینی دشت شهرکرد در مقیاس مکانی بررسی، و شبکه ی بهینه ی پایش تراز سطح ایست آبی در آن ارزیابی شد. مدل های مختلف زمین آماری با نرم افزارArc GIS 10. 3 به داده های کمی و کیفی آب زیرزمینی برازش داده و بهترین مدل انتخاب شد. با توجه به معیارهای ارزیابی خطا و معیار ارزش یابی متقابل، تخمین گر کریجینگ عام با روند درجه ی یک و مدل کروی چهار گانه، کریجینگ عام و روند درجه ی یک با مدل کروی پنج گانه، لاگ کریجینگ معمولی با مدل نمایی، کریجینگ عام و روند درجه ی یک با مدل نمایی، لاگ کریجینگ معمولی با مدل کروی پنج گانه و کریجینگ معمولی با مدل نمایی به ترتیب برای داده های هدایت الکتریکی، کلسیم، کلر، منیزیم، بیکربنات، سولفات، سدیم، و نیترات انتخاب شد. نقشه های پهنه بندی کیفی آب زیرزمینی نشان دهنده ی کاهش کیفیت آب در مرکز و خروجی آبخوان است. علاوه بر این، برای به دست آوردن شبکه ی بهینه ی پایش به روش حذف چاه های نالازم، 6 چاه از 35 چاه مشاهده یی از شبکه حذف شد. با روش اضافه کردن چاه، 11 چاه نقطه ی بهینه تشخیص داده و به شبکه افزوده شد.

برای مهارکردن فرسایش و کاهش دادن رسوب خروجی هر آبخیز باید قسمت هایی از آنکه سهم شان در رسوب خروجی بیش تر است شناسایی گشته، و اقدام های حفاظتی بر آن ها متمرکز شود. یکی از متداول ترین روش هایی که در سال های اخیر در تعیین سهم منابع مختلف به کار رفته روش انگشت نگاری است. تاکنون ساختارهای مختلفی از این روش داده شده که لازم است کارآیی آن ها نسبت به یک دیگر مقایسه، تا ضعف ها و قوت های آن ها شناسایی شود. برای کمّی کردن سهم منابع در تولید رسوب های ته نشین شده در مخزن سد لاور فین در استان هرمزگان، کارآیی هشت مدل ترکیبی کولینز، هیوز، موتا، اسلاتری، لندور، لندور اصلاح شده، مدل بیزی با تبدیل CLR، مدل بیزی با توزیع دریکله بررسی و مقایسه گردیدند. پس از جمع آوری اطلاعات اولیه و تهیه ی نقشه های پایه در بازدید میدانی، 23 نمونه ی سطحی از سه زیرحوضه و نه نمونه از رسوب های ته نشین شده در مخزن سد جمع آوری، و برای هر نمونه 56 ردیاب اندازه گیری شد. ترکیب بهینه ی ردیاب با استفاده از روش های آماری شناسایی، و مدل های مختلف ترکیبی اجرا شدند. نتایج نشان دادند که چهار عنصر Mn، La، Nd وTh ترکیب بهینه ی ردیاب ها بود. نتایج مدل های ترکیبی نشان داد که در حالتی که اندازه ی ردیاب های نمونه های رسوب در دامنه ی اندازه ی متوسط ردیاب های منابع باشد عمل کرد تمام مدل ها شبیه است. در حالتی که اندازه ی ردیاب های نمونه های رسوب خارج از اندازه ی متوسط ردیاب های منابع باشد، بسته به نوع تابع، بهینه سازی عمل کرد مدل های مختلف متفاوت، و عمل کرد مدل ها با تابع هدف مشابه یکسان بود، به طوری که در این پژوهش مدل های کولینز با هیوز و بیزی با تبدیل CLR، موتا با اسلتری و لندور با لندور اصلاح شده شبیه عمل کردند. به طور کلی، کارآیی مدل های ترکیبی مختلف در انگشت نگاری متفاوت است، و خروجی آن ها به نوع تابع هدف، که در بهینه سازی کمینه می شود، بستگی دارد.

ارزیابی عملیات آبخیزداری اطلاعات باارزشی را برای برنامه ریزی بلند مدت در اختیار مدیران و تصمیم گیران قرار می دهد. این ارزیابی در 70 بند کوتاه سنگی-ملاتی در آبخیز کِلِستان شیراز اجراشده در سال 1385 انجام شد. با برداشت های میدانی اطلاعات سازه ها نظیر موقعیت، تعداد، نوع سازه، وضعیت مصالح، کارآیی فعلی، وضعیت تخریب (شدت و محل)، نوع و عامل های آسیب دیدگی سازه ها در برگه های اطلاعاتی ثبت، و نقشه ی پراکنش سازه ها تهیه شد. پایداری در برابر نشست، واژگونی و لغزش بررسی شد. آب دهی طراحی بندها با دوره ی بازگشت های متفاوت مشخص، و بیش ترین آب دهی رخ داده در طول دوره ی پژوهش تعیین شد. نتایج نشان داد که از آن جا که از زمان ساخته شدن تا ارزیابی (سال 1393) آب دهی پیش بینی شده ی بندهای کوتاه با دوره ی بازگشت 25 ساله رخ نداده است، براساس آب دهی نمی توان پایداری این بندها را ارزیابی کرد. نشست در هیچ یک از نقطه های اندازه گیری مشاهده نشد. تحلیل ها نشان دهنده ی پایداری 98/6 % از بند ها از نظر واژگونی و لغزش بوده، و فقط 1 بند (1/4 %) به طور کامل تخریب شده است. اگرچه بندها دربرابر نشست، واژگونی و لغزش پایداری نشان دادند، نشانه های آسیب دیدگی در آن ها دیده شد. علت اصلی آسیب دیدگی بندها در این آبخیز به کاربردن مصالح نامناسب، آب شستگی و اجرا کردن نامناسب به ترتیب با احتمال تاثیر 53/7، 27/78 و 18/52 % است. برای جلوگیری از پدیده ی زیرشویی باید خاک بستر در محل قرارگیری بند برداشته و در لایه های مختلف متراکم شود.