مهندسی و مدیریت آبخیز
سال:1391 | دوره:4 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

برای تحلیل فراوانی بارندگی، می توان از دو روش پارامتری و غیر پارامتری استفاده کرد. روش های معمول و مرسوم تحلیل فراوانی بر اساس روش های پارامتری استوار هستند. معمولا برای برآورد پارامترها در روش های پارامتری از روش های مختلفی نظیر گشتاورهای معمولی، حداکثر درست نمایی و گشتاورهای وزنی احتمال استفاده می شود. در این مقاله از روش حداکثر درست نمایی و روش جدید گشتاور خطی که حالت خاصی از روش گشتاورهای وزنی احتمال است، برای تحلیل فراوانی بارندگی استفاده شده است و نتایج حاصل از آن با روش غیر پارامتری توابع هسته نظیر نرمال، لوگ نرمال، مثلثی و مستطیلی بر روی بارندگی های ماهانه و سالانه پنج ایستگاه ایران شامل اصفهان، بوشهر، تهران، جاسک و مشهد مقایسه شده است، مقایسه شد. در این پژوهش بارندگی های ماهانه و سالانه با استفاده از روش گشتاور خطی و حداکثر درست نمایی، به سیزده تابع توزیع مختلف از جمله لجستیک، مقادیر حدی تعمیم یافته و غیره برازش یافتند. نتایج حاصل از تحلیل فراوانی بارندگی نشان داد، که روش گشتاور خطی در مقایسه با روش حداکثر درست نمایی دارای حداقل مقادیر متوسط انحراف نسبی و متوسط مربع انحراف نسبی بود، بهترین برازش را به داده های بارندگی های ماهانه و سالانه داشت. هم چنین، روش گشتاور خطی بهترین برازش را برای بارندگی سالانه بوشهر، جاسک و مشهد در مقایسه با روش غیرپارامتری هسته مستطیلی، مثلثی و نرمال داشت. بنابراین می توان از روش گشتاور خطی به عنوان روش مناسب برای تحلیل فراوانی پارامترهای دیگر نظیر سیلاب، خشک سالی و غیره در برنامه ریزی های مدیریت منابع آب و مهندسی هیدرولوژی استفاده کرد.

بخش اعظمی از مراتع ایران در مناطق خشک و نیمه خشک قرار دارند، بنابراین مقاومت به خشکی در گیاهان این مناطق دارای اهمیت زیادی می باشد. در این پژوهش تنوع عمل کرد 11 ژنوتیپ علوفه از گونه Elymus hispidus در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو محیط آبی (بدون تنش) و دیم (تنش)، طی سال های 1383 تا 1385 در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، واقع در شهرستان اسلام آباد غرب مورد ارزیابی قرار گرفت. تنوع معنی داری (p<0.01) در بین دو محیط تنش و بدون تنش و هم چنین، در بین ژنوتیپ های مورد بررسی برای عمل کرد علوفه خشک مشاهده شد. با استفاده از عمل کرد علوفه خشک اندازه گیری شده دو محیط آبی و دیم، شاخص های مقاومت به خشکی برای ژنوتیپ ها محاسبه شد. با توجه به تجزیه واریانس در بین ژنوتیپ ها برای شاخص های تحمل به تنش، بهره وری متوسط و عمل کرد محیط بدون تنش در سطح یک درصد و برای شاخص های میانگین هارمونیک و میانگین هندسی بهره وری در سطح پنج درصد تنوع معنی دار مشاهده شد. برای شاخص های حساسیت به تنش، تحمل به خشکی و عمل کرد محیط تنش در بین ژنوتیپ های مورد بررسی تنوع معنی دار مشاهده نشد. شاخص های بهره وری متوسط، میانگین هندسی بهره وری، میانگین هارمونیک و تحمل به تنش هم بستگی مثبت و معنی دار با عمل کرد دو محیط تنش و بدون تنش نشان دادند، بنابراین انتخاب برای مقاومت به خشکی بر اساس این شاخص ها انجام شد. در مجموع، نتایج حاصل از مقایسه میانگین عمل کرد علوفه خشک محیط تنش و بدون تنش و مطالعه شاخص های مقاومت به خشکی با روش دانکن در سطح پنج درصد نشان داد که ژنوتیپ های 5-890 و 6-890، بیش ترین مقاومت به خشکی را داشتند و به عنوان مواد ژنتیکی مناسب به منظور احیای مراتع یا جهت برنامه های اصلاحی برای شرایط دیم استان کرمانشاه معرفی شدند. نتایج تجزیه خوشه ای و تجزیه به مولفه های اصلی نیز، نتایج به دست آمده را تایید نمود.

از آن جایی که در زمان وقوع سیلاب، فرسایش کناره ها و بستر رودخانه خررود واقع در استان قزوین و انتقال رسوب در آن شدید می با شد، لذا در این پژوهش چگونگی توزیع رسوبات در بخش های مختلف رودخانه و به دنبال آن ارائه برنامه مشخص برای برداشت مصالح رودخانه ای مورد مطالعه قرارگرفت. بدین منظور، پس از تهیه اطلاعات پایه مورد نیاز و اطلاعات مربوط به مواد رسوبی و دانه بندی رسوبات معلق و بستر رودخانه، با استفاده از مدل HEC-RAS، آورد رسوبی رودخانه و نحوه توزیع آن در طول مسیر رودخانه مورد بررسی قرار گرفت. به طوری که پس از واسنجی مدل، رابطه Yang به عنوان مناسب ترین رابطه برآورد دبی رسوب شناسایی شد. براین اساس حجم متوسط رسوب خروجی از این رودخانه 1.75 میلیون تن در سال برآورد شد. در نهایت با استخراج میزان تغییرات در تراز کف هر یک از مقاطع رودخانه، میزان رسوب عبوری طی دوره شبیه سازی 37 ساله محاسبه شد و مطابق با روند تغییرات رسوب گذاری در رودخانه، مناسب ترین دوره زمانی برداشت رسوب از این رودخانه ماه های دی تا اردیبهشت توصیه شد. بر اساس نتایج حاصل از شبیه سازی، متوسط عمق برداشت رسوب از این رودخانه حدود 40 سانتی متر برآورد شد. با توجه به نتایج مدل و بر اساس روند تغییرات منحنی رسوب گذاری در طول رودخانه، مناسب ترین مناطق برای برداشت رسوبات در طول مسیر رودخانه قابل شناسایی می باشند. بخش هایی از منحنی تغییرات رسوب گذاری رودخانه که شیب منحنی در آن افقی می شود، به عنوان مناسب ترین محدوده برای برداشت رسوبات توصیه شد. هم چنین، از آن جائی که مقادیر حجم آورد رسوب در هر یک از مقاطع عرضی رودخانه محاسبه شد، بر اساس حداکثر عمق مجاز برداشت مصالح و هم چنین، در نظرگرفتن عرض رودخانه و حریم مربوط به آن، طول و کروکی محل برداشت در بازه های مختلف رودخانه در محیط ArcGISشناسایی شد. ضمنا با تحلیل آماری صورت گرفته، مشخص شد که مدل هیدرولیکی HEC-RAS، حدود 63 درصد قضاوت های مهندسی اولیه انجام شده برای برداشت رسوبات را پوشش می دهد.

اکوسیستم های مرتعی در مناطق خشک، زیست بوم های حساس و شکننده ای هستند که در برابر عوامل مختلف از جمله تغییرات اقلیمی به ویژه بارندگی، به سادگی در معرض تخریب قرار می گیرند. در چنین شرایطی وقوع خشک سالی ها در عرصه های منابع طبیعی همواره قابل انتظار می باشد. در این پژوهش ارتباط بین تولید گونه های مرتعی و تغییرات زمانی و کمی بارش مورد بررسی قرار گرفت. به طوری که تولید مراتع در یک دوره آماری 10 ساله (1387- 1377) در اقلیم رویشی استپی استان اصفهان (علویجه، موته، کلهرود و گردنه شادیان) با استفاده از نمایه استاندارد بارش (SPI) و ارتباط شاخص خشک سالی در مقیاس های زمانی سه، پنج و هشت ماهه با تولید 10 ساله مراتع استپی اصفهان مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس جدول تجزیه واریانس و ماتریس هم بستگی بین عوامل تولید و شاخص SPI تشکیل شد. نتایج نشان داد که شدیدترین خشک سالی در سال 1387 و تقریبا هم زمان با کم ترین تولید در مراتع استپی اتفاق افتاده است. هماهنگی و مطابقت بین منحنی های میزان تولید و شاخص SPI در مراتع مورد مطالعه مشاهده شد، به طوری که در بیش تر موارد حداکثر و حداقل تولید هم زمان با بیش ترین و کم ترین مقدار شاخص SPI اتفاق افتاده بود. هم چنین، نتایج حاصل از ماتریس هم بستگی بین عوامل مذکور حاکی از آن است که تولید مراتع با شاخص استاندارد بارش در سه مقیاس زمانی با ضرایب بیش از 63 درصد و در سطح احتمال یک و پنج درصد هم بستگی دارد. با توجه به تاثیرپذیری تولید مراتع مورد بررسی از بارش بهاره و هم چنین، عمق خاک کم تر از 30 سانتی متر، شاخص SPI با بازه زمانی سه ماهه به منظور ارزیابی خشک سالی در مراتع توصیه شد.

در بیش تر پروژه های منابع طبیعی و آبخیزداری انجام پژوهش هایی برای پایش، ارزیابی و مقایسه نتایج با شاخص های مورد نظر پروژه و بررسی مقدار دست یابی یا تطابق این شاخص ها نیازی اساسی به شمار می آید. در طرح های پخش سیلاب نیز وجود چنین ضرورتی جهت اندازه گیری، پردازش و ارزیابی اطلاعات به دست آمده از نتایج عمل کرد آن، ضروری به نظر می رسد. هدف از این بررسی نیز با توجه به اهمیت و جایگاه عملیات آبخوان داری در احیا و اصلاح مراتع به عنوان یک شیوه جدید در ایران، بررسی و ارزیابی اثرات آن بر تغییرات پوشش گیاهی و وضعیت و گرایش مرتع طی سال های 1378 تا 1382 بود. در این بررسی دو عرصه با دو تیمار شاهد و پخش سیلاب انتخاب شدند. شبکه مورد بررسی متشکل از پنج نوار پخش سیلاب بود و 12 قطعه ثابت (2×2 متر) در هر نوار به صورت تصادفی-منظم انتخاب شد. به منظور ارزیابی نتایج، عرصه ای به عنوان شاهد در کنار شبکه انتخاب و در آن نیز هشت قطعه ثابت با مشخصات قطعات عرصه پخش انتخاب شد. بر اساس نتایج به دست آمده، وضعیت مرتع در منطقه شاهد خیلی ضعیف و در عرصه پخش سیلاب از خیلی ضعیف به ضعیف تا متوسط رسیده بود. گرایش مرتع در عرصه شاهد منفی و در عرصه پخش سیلاب مثبت ارزیابی شد. هم چنین، بررسی نتایج حاصل از برآورد میزان تولید نشان داد که میزان تولید علوفه در عرصه پخش سیلاب و شاهد به ترتیب در سال اول از 144.3 و 113.6 کیلوگرم در هکتار به 224.5 و 202.3 کیلوگرم در هکتار در سال آخر رسیده است.

با توجه به خسارت های فراوان ناشی از حرکت های توده ای و گسترش آن در کشور، تهیه نقشه های پهنه بندی و نیز بررسی عوامل موثر در وقوع آن ها به منظور پیش گیری و کنترل ضروری است. بر این اساس، پژوهشی در حوزه آبخیز سد ایلام تعریف شد تا با استفاده از لایه های اطلاعاتی زمین و نقشه های توپوگرافی و به کمک نرم افزار GIS و بازدیدهای صحرایی، اقدام به ایجاد نقشه های زمین شناسی، فیزیوگرافی، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، فرسایش، کلیماتولوژی، خاک شناسی و ژئومورفولوژی شود. روش انجام کار در این پژوهش بر مبنای تشخیص واحدهای کاری ژئومورفولوژی بود که به کمک تفسیر عکس های هوایی و قطع دادن نقشه های پایه انجام شد. سپس عوامل موثر بر وقوع حرکات توده ای با استفاده از روابط رگرسیون لجستیک بررسی شد. به نحوی که در آن عواملی مانند شیب، نوع سازند زمین شناسی، خاک شناسی، اقلیم و غیره به عنوان متغیرهای مستقل و فراوانی وقوع حرکت های توده ای به عنوان تابعی از عوامل مذکور در نظر گرفته شد. نتایج حاصله نشان داد که موثرترین عوامل در ارتباط با فراوانی وقوع زمین لغزش ها در منطقه به ترتیب عبارت از شیب، نوع سازند زمین شناسی، جنس توده لغزشی (نوع و میزان املاح در خاک) و کاربری اراضی می باشند.