انجام عملیات آبخیزداری مناسب ترین گزینه جهت کنترل سیلاب با توجه به شرایط و استعداد حوضه آبریز است که تأثیرات مختلفی را در عوامل هیدرولوژیکی اعم از میزان تولید رواناب سطحی، میزان رسوب ویژه و میزان نفوذپذیری در حوضه آبریز دارد. هدف تحقیق حاضر شبیه سازی و برآورد تغییرات میزان تولید رواناب سطحی، میزان رسوب ویژه و میزان نفوذپذیری با استفاده از مدل نیمه توزیعی SWAT در دو مقطع قبل و بعد از عملیات آبخیزداری در حوضه آبریز عنبران چای است. نتایج تحقیق نشان می دهد میزان رسوب ویژه در قسمت بالادست پیش از عملیات 14/22 تن در هکتار بوده و پس از عملیات، مقدار رسوب به میزان 84/1 تن در هکتار کاهش یافته است، همچنین نتایج نشان داد میانگین CN 68/75 پیش از عملیات به 24/61 در حال حاضر تغییر کرده است که در نتیجه آن افزایش در نفوذپذیری و جریان های زیرقشری مشاهده می شود. قابل ذکر است میزان تبخیر و تعرق پتانسیل برای حوضه آبریز عنبران چای 4/157 میلی متر برآورد شده است. تغییرات در چرخه هیدرولوژی حوضه بیشترین تأثیرات را در بخش دشت رسوبی منطقه به جای گذاشته است. به نظر می رسد مدل SWAT به خوبی توانسته فرایندهای چرخه هیدرولوژی را شبیه سازی نماید و اطلاعات ارزشمندی برای مطالعات ژئومورفولوژی ارائه نماید.

در این مطالعه اثر اقدامات آبخیزداری بر ویژگی های آبنمود سیل با مدل HEC-HMS مورد بررسی قرار گرفته شده است. برای طراحی، واسنجی و اعتبارسنجی مدل اطلاعات حوزه معرف و زوجی کاخک در استان خراسان رضوی تهیه و با بازدیدهای میدانی تکمیل گردید. نتایج آزمون T جفتی و آماره های خطای نسبی، ضریب نش-ساتکلیف و ضریب تبیین برای مقادیر واقعی و شبیه سازی شده نرم افزار HEC-HMS کارایی مدل در شبیه سازی آبنمود سیل حوزه های شاهد و نمونه را تایید کرد. نتایج نشان داد که اقدامات آبخیزداری توانسته است عکس العمل هیدرولوژیکی حوزه و خصوصیات آبنمود سیلاب از جمله ضریب سیلاب، دبی پیک و حجم سیلاب را به ترتیب با Pvalue برابر با 001/0، 027/0 و 026/0 به صورت معنی داری کاهش دهد علاوه بر این عملیات بیولوژیک نسبت به سازه ای، دبی پیک و حجم سیلاب را ه به ترتیب 8/8 و 64/12 درصد بیشتر تعدیل کرده است.

ارزیابی پروژه های آبخیزداری امروزه از مسائل مهم در برنامه ریزی های آتی مدیریت منابع طبیعی می باشد. با توجه به نبود تجهیزات لازم به منظور پایش و ارزیابی پروژه های آبخیزداری و بررسی تأثیر اقدامات مدیریتی در وضعیت سیلاب و رسوب-دهی حوزه های آبخیز، استفاده از مدل های هیدرولوژیکی جهت شبیه سازی رفتار حوزه در قبل و بعد از اقدامات آبخیزداری ابزاری کارآمد در دستیابی به اهداف می باشد. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی تاثیر عملیات آبخیزداری در حوزه هفتان استان مرکزی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS انجام شد. بدین منظور ابتدا با استفاده از داده های بارش و رواناب ثبت شده از دو رویداد اقدام به واسنجی پارامترهای شماره منحنی، زمان تمرکز و تلفات اولیه بارش شد و در نهایت صحت مدل مورد ارزیابی قرار گرفت. با تعریف مقادیر بارش 6 ساعته با دوره بازگشت های مختلف به عنوان بارش طرح، اقدام به شبیه-سازی سیل قبل و بعد از احداث سازه های اصلاحی در مسیر آبراهه های اصلی شد. بدین منظور زمان تأخیر حوزه برای شبیه سازی سیل بعد از اقدامات آبخیزداری با توجه به تغییرات شیب آبراهه ناشی از تأثیر سازه های اصلاحی تغییر کرد. سرانجام با تعریف درصد خطای دبی اوج به عنوان تابع هدف، به ارزیابی اثر عملیات آبخیزداری بر مشخصه های هیدروگراف سیل پرداخته شد. نتایج نشان داد عملیات آبخیزداری بیشترین تأثیر خود را بر روی وقایع سیلاب های کوچک نشان داده اند. همچنین همزمان با افزایش شدت بارش، تأثیر سازه ها بر کاهش دبی اوج کمتر شده است. با توجه به نتایج سیلاب شبیه سازی شده در خروجی حوزه هفتان مشخص شد که تأثیر عملیات آبخیزداری بر کاهش دبی اوج از 21 تا 83 درصد و بر کاهش حجم سیلاب از 11 تا 79 درصد بوده است که این نتیجه بیانگر تأثیر بیشتر عملیات آبخیزداری بر روی کاهش دبی اوج نسبت به کاهش حجم سیلاب می باشد.

با توجه به فشار مضاعف بر آبخیزها در سراسر جهان، کارشناسان و پژوهش گران در تلاش هستند تا به شیوه های علمی موثر و پایدار باعث کاهش تخریب و سیر قهقرایی آبخیزها شوند. در همین راستا، در ایران نیز به منظور کاهش نرخ تخریب و بهبود شرایط آبخیزها، اقدامات آبخیزداری متعددی صورت گرفته است. لذا، پژوهش حاضر در حوزه آبخیز چهل چای استان گلستان به بررسی میزان تغییرات خدمات حمایتی (پایداری خاک دانه)، تولیدی (تولید زراعی و باغی، تولید چوب و زی توده)، تنظیمی (مهار فرسایش خاک، مهار رواناب و ترسیب کربن) و فرهنگی (افزایش تعامل و ماندگاری جوامع محلی، افزایش زیبایی منظر و جذب گردشگر در منطقه و ارتقاء دانش و ارزش های آموزشی)، در نتیجه اجرای اقدامات اصلاحی انجام شده است. پس از کمی سازی مقادیر خدمات، اولویت بندی اقدامات با استفاده از روش TOPSIS (تاپسیس) انجام شد تا موثر ترین گزینه مدیریتی به منظور بهبود خدمات آبخیز چهل چای و آبخیزهای مشابه شناسایی و پیشنهاد شود. نتایج نشان داد که تاثیر انواع اقدامات آبخیزداری بر بهبود خدمات آبخیز یکسان نبوده و بیش ترین تاثیر مربوط به خدمات تنظیمی و پس از آن به ترتیب مربوط به خدمات تولیدی، حمایتی و فرهنگی است. اقدامات آبخیزداری بر بهبود خدمات زیرآبخیز تیمار تاثیر معنا داری را در سطح پنج درصد (p<0/05) نشان داد. هم چنین، نتایج مدل تاپسیس در ارزشیابی اثر اقدامات مدیریتی بر خدمات آبخیز نشان داد که از بین اقدامات انجام شده تبدیل اراضی زراعی دیم به فعالیت های باغی (کاشت درختان گردو) بهترین اثربخشی را با توجه به شاخص ها و معیارهای در نظر گرفته شده فراهم کرده است. بنابراین، به منظور مدیریت بهینه منابع آب و خاک و اثربخشی بیش تر اقدامات آبخیزداری بر بهبود خدمات حوزه آبخیز چهل چای، تبدیل اراضی زراعی شیب دار به باغ به همراه کشت گیاهان علوفه ای یا دارویی در فواصل بین درختان پیشنهاد می شود. علاوه بر این، پیشنهاد می شود معیارها، شاخص ها و شیوه های مورد استفاده در این پژوهش برای کمی سازی اثربخشی اقدامات آبخیزداری بر خدمات آبخیز در تدوین شیوه نامه یا دستورالعمل پایش و ارزشیابی اقدامات آبخیزداری مورد استفاده قرار گیرد.

حوزه های آبخیز در هر منطقه به عنوان بزرگترین واحدهای فیزیکی و توپوگرافیک همراه با تنوع اکوسیستمی از اهمیت خاصی برخوردار هستند. خاک، از مهم ترین اجزای این اکوسیستم ها در مقیاس جهانی سومین منبع ذخیره کربن است و در توازن جهانی کربن و ترسیب آن نقش به سزایی دارد. هدف از انجام این تحقیق بررسی نقش پروژه های آبخیزداری روی ترسیب کربن است که می تواند باعث غنی شدن خاک و بهبود شرایط حوزه های آبخیز شود و روی توجیه پذیری این پروژه ها نیز تاثیر خواهد داشت. به منظور برآورد ترسیب کربن خاک، در حوزه آبخیز کلستان فارس شش کاربری مختلف (شامل: بادام دست کاشت، انگورکاری، بوته کاری (پیچک صحرایی)، گون، بادام طبیعی و بذرپاشی) انتخاب شد. نمونه برداری خاک در دو عمق (cm 20-0) و (cm50-20) انجام شد. و از هر عمق تعداد 35 نمونه به روش طبقه بندی شده برداشته شد. نتایج نشان داد که میزان ترسیب کربن در کاربری های مختلف متفاوت است و در عمق (cm20-0) بیشترین مقدار ترسیب کربن مربوط به بوته کاری، معادل 64. 628 (تن بر هکتار) اندازه گیری شد. در عمق (cm50-20) بیشترین مقدار ترسیب کربن مربوط به بادام دست کاشت، معادل 57. 652 (تن بر هکتار) اندازه گیری شد. ترسیب کربن کل در مجموع دو عمق مربوط به بادام دست کاشت، معادل 119. 150 (تن بر هکتار) بود. باهدف ترسیب کربن، پیشنهاد می شود اولویت عملیات بیولوژیک به ترتیب با بادام دست کاشت، بوته کاری، گون، انگورکاری، بذرپاشی و بادام طبیعی باشد.

یکی از مهم ترین اهداف احداث سدها، تامین نیازهای آبی پایین دست حوزه آبخیز با کمیت و کیفیت مطلوب است. بروز پدیده تغذیه گرایی در مخزن ناشی از بار مواد مغذی حوزه آبخیز بالا دست موجب کاهش کیفیت آب مخزن می شود. از سوی دیگر، کاهش بار مواد مغذی حوزه آبخیز در راستای تضمین سطح مطلوب کیفیت آب مخزن می تواند موجب کاهش رواناب ورودی به مخزن سد شود که ممکن است اهداف کمی تامین نیاز آبی پایین دست سد را به مخاطره بیندازد. در این مقاله، از مدل شبیه سازی حوزه آبخیز SWAT برای ارزیابی اثرات اجرای بهترین راهکارهای مدیریتی در کاهش بار فسفر ورودی و کاهش تغذیه گرایی مخزن سد ستارخان در حوزه آبخیز رودخانه اهر چای در استان آذربایجان شرقی به همراه تامین نیاز آبی پایین دست با کمینه سازی هزینه های اجرایی استفاده شده است. بمنظور ارزیابی اثرات بهترین راهکارهای مدیریتی، سناریوهای گوناگون در قالب ترکیب گزینه های گوناگون در حوزه آبخیز تعریف شده است. میزان بار آلودگی فسفر کل ورودی به مخزن در سناریوهای گوناگون شبیه سازی شده و اثر این بار به وسیله مدل چاپرا در مخزن سد تخمین زده می شود. بررسی تامین نیازهای پایین دست با توجه به رواناب ورودی شبیه سازی شده به مخزن از مدل قوانین محدود کننده برای بهره برداری مخزن، استفاده شده است. سناریوهای گوناگون توسعه داده شده با توجه به هزینه های اجرایی، اطمینان پذیری تامین نیاز آبی و شاخص غلظت فسفر کل در مخزن ارزیابی و رتبه بندی شده اند.

فرسایش، انتقال رسوب، رسوب گذاری و کیفیت آب از مسائل بسیار مهم در مدیریت حوزه های آبخیز می باشند. از آنجاییکه بسیاری از حوزه های آبخیز در اکثر کشورها از جمله ایران فاقد ایستگاه رسوب سنجی هستند استفاده از روش های آماری برای تحلیل آمار رسوبدهی حوزه های آبخیز یکی از رهیافت های مهم بررسی روند رسوب زایی در حوزه های آبخیز است. بر همین اساس هدف از این مطالعه بررسی آماری روند رسوب معلق با استفاده از تحلیل سری زمانی در حوزه آبخیز بار نیشابور می باشد. در این مطالعه آمار رسوبدهی ایستگاه بار اریه در دوره زمانی 1393-1346 با استفاده از آزمون های مان-کندال و پتیت مورد بررسی قرار گرفت. بررسی آماری سری زمانی دبی رسوب نشان می دهد که تغییرات تدریجی دبی رسوب در سطح پنج درصد معنی دار و کاهشی است. تغییرات ناگهانی سری زمانی دبی رسوب در سطح پنج درصد معنی دار است که نقطه تغییر آن سال1382 می باشد که میانگین رسوب از 62/317 تن در روز به میزان 25/17 تن در روز، در دوره بعد از سال 1382 کاهش یافته است. تحلیل روند آماری سری زمانی بارندگی روزانه ایستگاه های هیدرومتری کارخانه قند، ماروسک و بار اریه بعنوان ایستگاه های معرف اقلیمی حوزه و سری زمانی دبی آب در دوره زمانی 1393-1346 روند معنی داری را در سطح پنج درصد نشان نداد. در نتیجه می توان اظهار داشت که حداقل در سه دهه اخیر تغییرات محسوسی در میزان بارش و خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک در حوزه آبخیز بار وجود نداشته و نمی توان کاهش دبی رسوب در حوزه آبخیز بار را به شرایط خشکسالی و اقلیمی در دوره منتهی به نقطه تغییر نسبت داد. با توجه به اینکه اوج گیری فعالیت های آبخیزداری در حوزه آبخیز بار از سال 1384 (تقریباً مصادف با نقطه تغییر در سری زمانی رسوب معلق حوزه) شروع شده و تا 1389 بصورت رسمی ادامه داشته است می توان روند کاهشی در سری زمانی رسوب معلق حوزه را بیشتر مرتبط با فعالیت های سازه ای(گابیونی، خشکه چین، بند خاکی و تورکینست) عملیات آبخیزداری از اواخر دهه 70 تا کنون دانست.

برنامه ریزی و پیش بینی تغییرات در چرخه هیدرولوژیکی، معمولاً از مدل های هیدرولوژیکی بهره گرفته می شود که شرایط طبیعی را ساده سازی کرده و در مدیریت منابع آب یاری می رسانند. بر همین اساس در پژوهش حاضر به ارزیابی اثربخشی این اقدامات با مدل SWAT در حوزه آبخیز محمدآباد گلستان پرداخته شد. برای انجام پژوهش حاضر، به منظور شبیه سازی متغیرهای اقلیمی منطقه موردمطالعه از داده های روزانه بارش، دمای حداقل و حداکثر، تابش خورشیدی، رطوبت نسبی و سرعت باد از سال (1367 تا 1396) ایستگاه محمدآباد استفاده شد. به منظور بهره گیری از الگوریتم ها و توابع هدف گوناگون برای واسنجی و اعتبارسنجی از نرم افزار SWAT-CUP استفاده شد و پس از ارزیابی عملکرد مدل در شبیه سازی و کسب نتایج قابل قبول با استفاده از معیارهای ارزیابی مدل جهت اعمال اقدامات حفاظت آب وخاک آماده سازی شد. نتایج واسنجی و اعتبارسنجی نشان دهنده کارایی قابل قبول مدل SWAT برای شبیه سازی هیدرولوژیک آبخیز محمدآباد است. مقدار ضریب تبیین در مرحله واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب برابر 93/0 و 98/0 بوده است. هم چنین مقدار شاخص نش-ساتکلیف برای مرحله واسنجی برابر 90/0 و برای مرحله اعتبارسنجی نیز 96/0 بوده است. میزان رواناب سطحی در صورت اجرای عملیات آبخیزداری به صورت سنگی ملاتی، توری سنگی، خشکه چین، نهال کاری و بذرکاری به ترتیب به میزان 36/36، 73/22، 18/18، 18/18 و 55/4 درصد نسبت به حالت بدون اجرای عملیات آبخیزداری کاهش پیدا کرده است. مطابق نتایج، پروژه های مکانیکی در منطقه باعث کاهش رواناب سطحی، سیل و متعاقباً کاهش هدررفت مواد سطحی خاک، فرسایش و درنهایت حمل ذرات فرسایش یافته از آبراهه ها به خارج از آن شده است. نتایج کلی نشان دهنده تأثیر قابل قبول این اقدامات در سطح حوزه آبخیز موردبررسی بوده است. درنهایت می توان اذعان نمود با اقدامات آبخیزداری علاوه بر اینکه می توان به کاهش خسارات ناشی از سیل و رسوب کمک نمود می توان تهدید سیلاب را به فرصت تغذیه سفره های آب زیرزمینی و وجود آب در چشمه ها، قنوات و چاه ها در زمان خشک سالی، با کم ترین هزینه و منطبق با شرایط اکولوژیکی منطقه تبدیل نمود.

پروژه های آبخیزداری با اهداف گوناگون به دلیل شرایط طبیعی حاکم بر حوزه آبخیز، از جمله مسایل اقتصادی-اجتماعی و محدودیت های فنی و مالی، نیازمند اولویت بندی است. برای بررسی ارزیابی توان بوم شناختی حوضه های آبخیز فریزی و ریگ سفید (شهرستان چناران خراسان رضوی) جهت اولویت بندی عملیات اجرایی آبخیزداری، از روش فازی-تاپسیس به عنوان ابزار قدرتمند در تصمیم گیری چندمعیاره استفاده شده است. با ورود اطلاعاتی شامل معیارها (حفاظت خاک، ظرفیت چرا، فرسایش آبی، ارتفاع رواناب، دبی، شیب و بارندگی)، وزن معیارها (اعداد فازی یا قطعی)، نوع معیارها (مثبت یا منفی)، گزینه ها و داده های ماتریس تصمیم گیری، در نرم افزار Fuzzy TOPSIS Solver 2013 کلیه مراحل تحلیل انجام شد. زیرحوضه های R1، R2، R5 و F`2 در بالاترین اولویت و به همین ترتیب زیرحوضه های R`7 و R`10 در کمترین اولویت برای انجام عملیات آبخیزداری قرار دارند. زیرحوضه های R4 از حوزه آبخیز ریگ سفید و F3، F4 و F`5 از حوضه آبخیز فریزی، در اولویت دوم انجام عملیات و با عنوان اولویت زیاد قرار دارند. زیرحوضه های R`6، R9 و F1 در اولویت متوسط و زیرحوضه R`3 در اولویت کم برای انجام عملیات آبخیزداری قرار گرفتند. با مقایسه اولویت بندی با روش فازی-تاپسیس و مطالعات توجیهی سال 1389 می توان تا حدودی به شباهت نتایج آنها اشاره نمود، لیکن در اولویت های رده دوم تفاوت ها به نسبت اولویت های سوم و چهارم بیشتر مشاهده می شود. نتایج حاکی از آن است که مدل های تصمیم گیری چندمعیاره به دلیل قابلیت استفاده از چندین معیار به صورت کمی و کیفی و پیشنهاد بهترین مکان با توجه به هدف، می تواند اطلاعات با ارزشی را در زمینه اولویت بندی عملیات اجرایی در راستای مدیریت جامع حوضه آبخیز ارایه نماید. لذا، پیشنهاد می شود در تلفیق و برنامه ریزی مطالعاتی از این روش که دارای استناد منطقی و روند اصولی برای تعیین اولویت ها دارد، استفاده شود؛ زیرا در این روش هم عوامل و هم زیرحوضه ها برای کنترل و برنامه ریزی طبقه بندی می شوند.

مقدمه و هدفدر کشور اجرای اقدام های آبخیزداری، ارزیابی و بررسی تأثیرات فعالیت­ های انجام شده ی این طرح­ ها بر فرآیندهای حاکم بر آبخیز، ضروری است. حال آن که اساساً ارزیابی عملکرد اقدام های آبخیزداری به اندازه ی کافی در کشور انجام نشده است.مواد و روش هااین پژوهش در استان تهران در آبخیز کن با هدف شبیه سازی تأثیر اقدام های آبخیزداری بر متغیرهای آب شناختی، با استفاده از مدل SWAT انجام شد. از این رو، ابتدا اجرای اولیه مدل انجام شد و سپس واسنجی و اعتبارسنجی شد. در این پژوهش برای بهره گیری از دستورالعمل ها و توابع گوناگون هدف و نیز برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل از نرم­افزارSWAT-CUP  استفاده شد. به منظور تعیین و مقایسه ی شرایط شبیه ­سازی با شرایط حاکم بر آبخیز از معیارهای ارزیابی مانند ضریب تبیین و ضریب کارآیی استفاده شد.نتایج و بحثنتایج پژوهش نشان داد که کارایی مدل SWAT برای شبیه سازی آب شناختی آبخیز مطالعه ‍ شده قابل قبول بود. بنابراین مقدار ضریب تبیین در مرحله ی واسنجی و اعتبارسنجی به ­ترتیب 0/69 و 0/86 بود. هم­چنین، مقدار شاخص نش-ساتکلیف در مرحله ی واسنجی و اعتبارسنجی به­ ترتیب 0/85 و 0/93 به دست آمد. سپس اقدام های آبخیزداری در سطح آبخیز مطالعه شده شبیه سازی شد. نتایج این شبیه سازی نشان داد که رواناب سطحی در عملیات آبخیزداری به­ شکل بند توری سنگی، سنگی ملاتی، بانکت بندی و خشکه چین به ­ترتیب 25، 23، 21 و 11%  کاهش یافت. همچنین، اندازه ی آب در دسترس در عملیات آبخیزداری به­ شکل بند توری سنگی، سنگی ملاتی، بانکت بندی و خشکه چین به­ ترتیب در مقایسه با شرایط اجرا نشدن این عملیات ها در سطح آبخیز 19، 21/3، 20/5 و 10/75 % بیشتر بود. بیش­ترین اندازه ی تغییر جریان جانبی نیز در شرایط اجرای عملیات سنگی ملاتی بود. هم­چنین اندازه ی تبخیر و تعرق با اجرای عملیات آبخیزداری بند توری سنگی، سنگی ملاتی، بانکت بندی و خشکه چین به ­ترتیب 20/19، 20/86، 19 و 10/87% افزایش یافت.نتیجه گیری و پیشنهادهابر پایه ی نتایج این پژوهش در آبخیز کن می توان با اجرای اقدام های آبخیزداری مزبور، برنامه های مدیریتی و زیستی احتمال رخداد سیل و خسارت های ناشی از آن را تا حد زیادی کاهش داد.