وقوع رخدادهای سیل بزرگ مانند سیل 27 اسفند 1397 در شهر گنبد به‏ طور معمول با خسارت‏های اجتماعی ـ اقتصادی و اکولوژیک همراه است. هدف پژوهش حاضر، شبیه‏سازی جریان سیل با مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS و ارزیابی عملکرد آن در خروجی آبخیز ارازکوسه مشرف به شهر گنبد و زیرحوضه‏های بالادست آن (آبخیزهای مینودشت و نوده ‏خاندوز) است. مدل HEC-HMS با روش‏های شمارۀ منحنی SCS، هیدروگراف واحد SCS و ماسکینگام کانژ اجرا شد. پارامترهای شمارۀ منحنی، تلفات اولیه، زمان تأخیر و ضریب زبری مانینگ برای ایستگاه‏های ارازکوسه، لزوره و نوده واسنجی شد. سپس، از میانگین پارامترهای واسنجی شده، برای اعتبارسنجی مدل در ایستگاه‏های مورد بررسی استفاده شد. نتایج آزمون حساسیت پارامترهای ورودی نشان می‏دهد پارامتر شمارۀ منحنی بیشترین تأثیر را روی عملکرد مدل دارد. شکل هیدروگراف‏های شبیه‏سازی شده در مرحلۀ اعتبارسنجی نشان می‏دهد مدل در برآورد مؤلفۀ دبی اوج برای ایستگاه ارازکوسه دارای کم‏تخمینی است. در حالی ‏که شاخص‏های آماری NSE، R2 و KGE برای رویدادهای اعتبارسنجی برای ایستگاه ارازکوسه به‏ترتیب برابر با 81/0، 89/0 و 67/0، برای ایستگاه نوده‏ به‏ترتیب برابر با 85/0، 91/0 و 74/0 و برای ایستگاه لزوره به‏ترتیب برابر 62/0، 72/0 و 61/0 به دست آمد که عملکرد قابل قبول مدل را نشان می دهد. با توجه به عملکرد مدل HEC-HMS در شبیه‏سازی هیدروگراف جریان برای آبخیز ارازکوسه و آبخیزهای بالادست آن (مینودشت و نوده‏ خاندوز)، می‏توان از مدل برای پیش‏بینی اثرات هیدرولوژیک اعمال سناریوهای مختلف کاهش ریسک سیل در آبخیزهای بالادست شهر گنبد استفاده کرد.

مقدمه و هدف: منابع آب در حوضه ی آبریز رودخانه زاینده رود به دلیل خشکسالی و اثرات تغییر اقلیم در دهه های اخیر به شدت کاهش یافته و معیشت کشاورزان در سطح حوضه را با چالش همراه ساخته است. از این رو ارایه یک الگوی کشت هدفمند در جهت افزایش رفاه کشاورزان با توجه به پارامترهای هیدرولوژیکی سطح حوضه می تواند نقش موثری در بهبود اوضاع هیدرولوژیکی و اقتصادی سطح حوضه ایفا نماید. مواد و روش ها: در این مطالعه مدل شبیه سازی هیدرولوژیکی (مدل WEAP) با مدل بهینه یابی اقتصادی با هدف بیشینه سازی بازده برنامه ای کشاورزان با یکدیگر تلفیق شده است. همچنین، جهت برآورد نیاز آبی و عملکرد محصولات تحت بررسی، از ماژول MABIA استفاده شد. یافته ها: نتایج نشان داد که در با بکارگیری الگوی کشت بهینه اقتصادی نسبت به شرایط کنونی، بازده برنامه ای برای مناطق نجف آباد، مهیار شمالی، لنجانات، کوهپایه-سگزی، اصفهان-برخوار و بن-سامان به ترتیب 14، 5، 15، 18، 15 و 20 میلیون ریال در هکتار افزایش خواهد یافت. هم چنین، با افزایش سهم بکارگیری فناوری های نوین آبیاری در الگوی بهینه نسبت به الگوی کنونی، پارامترهای هیدرولوژیکی سطح حوضه از جمله مقدار تقاضای تامین نشده آب حدود 14 درصد کاهش و درصد قابلیت اطمینان تامین تقاضای آب حدود 2 درصد بهبود خواهد یافت. بحث و نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان می دهد که می توان با بکارگیری یک الگوی کشت بهینه، تضاد دو هدف اقتصادی و هیدرولوژیکی را مرتفع و بهبود شرایط اقتصادی و هیدرولوژیکی سطح حوضه را ممکن ساخت.

پدیده تغییر اقلیم یکی از چالش های مهم قرن حاضر محسوب می شود و به نوعی ابعاد تأثیرات آن فرا منطقه ای بوده و اکوسیستم کره زمین را تحت الشعاع خود قرار داده است از جمله این اثرات می توان به روند تغییرات هیدرولوژیکی رودخانه ها اشاره کرد. محدوده مورد مطالعه در این پژوهش حوضه آبریز رودخانه ارمند در استان چهارمحال و بختیاری است. داده های مورد استفاده از اطلاعات 4 ایستگاه هیدرومتری واقع در منطقه مورد مطالعه در یک دوره آماری 35 ساله (1986-2020) به دست آمده است. روش مورد استفاده در این تحقیق، آزمون آماری و گرافیکی من _کندال است. نتایج حاصله از بررسی روند و تغییرات رواناب (دبی) در ایستگاه های هیدرومتری حوضه ارمند (شامل ارمند، بهشت آباد، کوه سوخته و کره بس) نشانگر وجود روند کاهشی و معنی دار رواناب سالیانه، و فصل های زمستان، بهار، تابستان و پاییز است. از طرفی مقایسه میانگین تغییرات دبی در فصل های مختلف نشان داد که فصل تابستان بیشترین تغییرات کاهشی رواناب را نسبت به سایر فصل ها داشته است. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد میانگین دبی سالیانه کل حوضه در طول دوره آماری برابر با 3/29 مترمکعب بر ثانیه بوده است. میانگین حداقل و حداکثر دبی سالیانه حوضه در همین مدت به ترتیب 7/0 و 785/84 مترمکعب بر ثانیه ثبت شده است. ایستگاه ارمند با متوسط 7/137 مترمکعب بر ثانیه در فصل بهار بیشترین دبی ایستگاهی و در همین فصل ایستگاه کوه سوخته با 74/6 مترمکعب بر ثانیه کمترین دبی را در بین ایستگاه های هیدرومتری حوضه داشته اند.

چاله های داخلی ایران پس از کوهزایی پاسادنین به صورت سطح پایه آب های روان درآمده است. بررسی تفاوت های مکانی این چاله ها هدف اصلی این پژوهش است. ازآنجایی که اختلافات مکانی و توپوگرافیکی در طبیعت به صورت تفاوت های اقلیمی منعکس می شوند، با استفاده از شاخص های خشکی متاثر از دما و بارش، تفاوت های مکانی سالانه و ماهانه حوضه های ارومیه، مهارلو، میقان، قم، ابرکوه، اردستان، سیرجان، قطروئیه، یزد، جازموریان، لوت و بافق ازنظر مدت آبگیری بررسی شدند. با بررسی خشکی هیدرولوژیکی ماهانه، تعداد ماه های مرطوبی که هر حوضه قادر به تامین آب دریاچه است، مشخص شد. بر این اساس حوضه های میقان، گاوخونی، مهارلو و ارومیه با بیلان مثبت آب و 6 ماه مرطوب، به عنوان دریاچه های دائمی شناخته می شوند. ابرکوه، بافق، قم و سیرجان بین 20% تا 26% و حوضه های درانجیر، قطروئیه و یزد بین 15% تا 20% از ایام سال امکان احیا کردن دریاچه را دارند و سرانجام لوت، اردستان و جازموریان باقابلیت آبگیری کمتر از 5% از سال کاملا به صورت پلایا و کویری هستند.

مقدمه شناخت فرکانس وقوع خشکسالی های با شدت و تداوم های مختلف و پیش­ بینی به موقع آن ­ها برای اعلام هشدار، یکی از نیازهای اساسی پروژه های منابع آب است. پدیده خشکسالی، به سه گروه عمده هواشناسی، کشاورزی و هیدرولوژی تقسیم می­ شود. پایش خشکسالی های هیدرولوژیکی، یکی از نیازهای اساسی مدیریت منابع آب در حوزه های آبخیز، به ویژه در بخش کشاورزی آبی به شمار می­ آید. در سال های اخیر، شاخص ها و روش های جدیدی برای پایش خشکسالی هیدرولوژیکی در سطح جهان ارائه شده است. مواد و روش ­ها در این پژوهش، شاخص های جریان کمینه (Q­75، Q90 و Q95) مستخرج از منحنی تداوم جریان و سری های جریان کمینه (10 و30 روزه) و همچنین، حجم کمبود جریان برای پایش خشکسالی هیدرولوژیکی در حوضه دریای خزر، مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، 40 ایستگاه هیدرومتری که دارای آمار 41 ساله (از سال آبی 1351-1350 تا 1391-1390) بود، انتخاب شد. در مرحله بعد، داده های ایستگاه های مورد مطالعه از نظر همگنی، استقلال و تصادفی بودن، مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس، به کمک روش تحلیل خوشه ­ای مرتبه ­ای و رگرسیون گام به گام، مناطق همگن هیدرولوژیکی تعیین و تحلیل منطقه ای این شاخص ها انجام شد. نتایج و بحث برای بررسی ویژگی‏ های جریان کمینه در حوضه دریای خزر، ابتدا منحنی تداوم جریان برای هر یک از ایستگاه‏ ها رسم و سپس، سه شاخص Q­­75، Q90 و Q95 برای هر یک از ایستگاه ها محاسبه شد. برای مقایسه مکانی جریان کمینه، از دبی کمینه ویژه یا qs (مقدار دبی کمینه تقسیم بر سطح) استفاده شد. شاخص qs75، بین 0.0006 تا 13 متر مکعب بر ثانیه بر کیلومتر مربع تغییر می‏ کند. مقدار qs75، در قسمت های شرقی، کمتر (خشک تر) و در قسمت های غربی منطقه، مقدار خشکی جریان کمتر از سایر نقاط است‎. بررسی نقشه های توزیع مکانی این سه شاخص، نشان می دهد که روند تغییرات مکانی آن ­ها تقریبا مشابه است و همگی بیانگر مرطوب­تر بودن مناطق غربی حوضه دریای خزر نسبت به مناطق شرقی و مرکزی هستند. در مرحله بعد، برای بررسی شاخص های جریان کمینه، ابتدا سری جریان‏ های کمینه 10 و 30 روزه تهیه شد. با مقایسه پارامترهای توزیع به کمک روش امتیازدهی، توزیع لوگ پیرسون تیپ سه، به‏ عنوان بهترین توزیع در بیشتر ایستگاه ها انتخاب شد. پس از انتخاب مناسب ­ترین توزیع، مقادیر شاخص های کمینه 10 روزه و 30 روزه با دوره بازگشت­ های مختلف محاسبه شد. بررسی میانگین شاخص ها نشان می دهد که کمترین مقدار دبی کمینه 10 روزه با مقدار 0.01 متر مکعب بر ثانیه در ایستگاه وطنا (035-12) واقع در شرق حوضه و بیشترین میزان با مقدار 91.2 متر مکعب در ثانیه در ایستگاه رودبار (034-17) در منطقه غرب حوضه است. در مورد میانگین دبی کمینه 30 روزه نیز کمترین مقدار برابر 0.02 متر مکعب برثانیه و بیشترین مقدار برابر 8.52 متر مکعب بر ثانیه در همین دو ایستگاه است. به منظور، بررسی تغییرات زمانی شدت خشکسالی هیدرولوژیکی، سری­ های زمانی سالانه جریان کم 10 و 30 روزه در هر ایستگاه نسبت به سال وقوع آن ها ترسیم شدند تا روند تغییرات وضعیت خشکسالی در سال های مختلف مشخص شود. بررسی روند زمانی شاخص های جریان کمینه بر روی نمودارها، نشان از کاهش مقدار شاخص ها طی سال ­های اخیر و روند منفی شاخص ها دارد. به عبارت دیگر، نمودارها تقریبا در همه ایستگاه ها بیان از خشکسالی­ های هیدرولوژیکی (کاهش شاخص های جریان کمینه) طی سال­ های اخیر دارند. برای تعیین طول دوره­ های جریان کمینه نیز، در ایستگاه های مختلف میانگین ­های متحرک 10 و 30 روزه دبی با مقدار شاخص Q90، مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که تداوم خشکسالی در قسمت­ های مرکزی حوضه دریای خزر (زیرحوضه های پلور، رزن، کرسنگ، تنگه لاویج، پل ذغال و زوات) بیشتر از بقیه مناطق است که این زیرحوضه ها در استان مازندران واقع هستند. کمترین تداوم خشکسالی (بین 22 تا 25 روز) نیز مربوط به زیرحوضه های شلمان، پل سازمان، پاشاکی، آستانه و توتکابن در قسمت شرقی حوضه دریای خزر و در استان گیلان است. قسمت­ های شرقی حوضه نیز طول دوره خشکسالی بین 28 تا 30 روز را تجربه کرده اند. نتیجه گیری نتایج نشان می دهد که در سال های 1377 تا 1390، در بیشتر ایستگاه­ ها شدیدترین و طولانی­ ترین خشکسالی ها اتفاق افتاده است. بررسی توزیع مکانی شاخص های جریان کمینه و حجم کمبود جریان، بیانگر خشک ­تر بودن قسمت های شرقی حوضه نسبت به مرکزی و غرب حوضه دریای خزر است. هرچند، طول دوره خشکسالی های هیدرولوژیکی در خزر مرکزی بیشتر از سایر نقاط حوضه است. بررسی روند زمانی شاخص ها نیز بیانگر افزایش تکرار و طول مدت خشکسالی های هیدرولوژیکی در سال­های اخیر است. مقایسه شاخص های مختلف نشان می دهد که همه شاخص ها نتایج مشابهی در منطقه دارند. بررسی روابط منطقه ای نشان داد که در منطقه همگن شرقی عامل تاثیرگذار بر شاخص های جریان، ارتفاع است. در حالی­ که در منطقه مرکزی و غربی مساحت و تراکم زهکشی، تاثیر بیشتری دارند.

خشکسالی به عنوان یک پدیده طبیعی به ویژه در مناطقی با اقلیم خشک بارش مانند ایران از چالش های بسیار مهم در تامین آب می باشد. در این مقاله به کمک شاخص تامین آب های سطحی (SWSI) خشکسالی هیدرولوژیک حوضه بررسی گردیده است.جهت تحلیل خشکسالی هیدرولوژیی از داده های بارش، آب معادل برف، متوسط دما، دبی و حجم دخیره دریاچه سد زاینده رود در دوره زمانی 1388-1366 به صورت ماهانه و سالانه استفاده شده. متدولوژی مقاله مبتنی بر شاخص های خشکسالی SWSI،SPI،SDI، R،R2 و تکنیک های زمین آمار، تحلیل روند و ضریب همبستگی می باشد.نتایج نشان می دهد که طبق شاخص SWSI درسال های 88-1366، 7 سال وضعیت خشکسالی (31 درصد)، 10 سال در وضعیت نرمال (43 درصد) و 6 سال در وضعیت مرطوب (26 درصد) قرار دارند. همچنین سال 1378 با SWSI=-2.55 خشکترین و سال 1371 با SWSI=2.88 مرطوبترین سال می باشد.علاوه برآن تحلیل مقایسه ای داده های بارش، دبی، ذخیره حجم دریاچه، روند افزایشی دما و مقادیر آب معادل برف نشان می دهد که همپوشانی مناسبی بین متغیرهای مدل SWSI و خشکسالی های اقلیمیوجود دارد (r=0.78) در واقع طبق شاخص های استخراجی خشکسالی های اقلیمی نقش موثری در کاهش ضریب جریان حوضه ودبی پایه آن دارد. به عنوان نمونه کاهش بارش سالانه مهمترین ایستگاه حوضه (ایستگاه کوهرنگ) از متوسط 1420 میلیمتر سالانه به 750 میلی متردر سال 1387 و تداوم خشکسالی در 5 سال بعد ازآن (91-1387) باکاهش تجمعی بارش سالانه 2350 میلی متر منجر به افت33 درصدی دبی در ورودی سد (از 46 متر به 24 متر مکعب) گردیده است. آثار زیانبار این خشکسالی ها در اثر فاکتورهای مدیریتی و دخالت های انسانی به شکل فزاینده ای شدید شده که با توجه به غیر قابل پیش بینی بودن ولی تکرار پذیری آن به ویژه در چارچوب پدیده گرمایش جهانی در حوضه آبی زاینده رود پیشنهاد می شود در راهبردهای مدیریت منابع آب حوضه زاینده رود تجدید نظر جدی صورت گیرد و بجای انتخاب راهبردهای مبتنی بر فرافکنی و تامین آب به سمت راهبرد اصلاح الگوی مصرف رفت چراکه ادامه روند راهبرد تامین آب تنها مصرف بیشتر، ناپایداری شدیدتر اکوسیستم های انسانی و طبیعی موجود در حوضه را بدنبال خواهد داشت.

خشک سالی به عنوان یکی از پدیده های محیطی شناخته شده و در واقع بخش جدایی ناپذیری از تغییرات اقلیمی است که می تواند در هر منطقه جغرافیایی حادث شود. در این مطالعه برای بررسی شدت، مدت و وسعت خشک سالی از داده های ماهانه و متوسط بارندگی سالانه 17 ایستگاه متعلق به سازمان هواشناسی کشور از سال 1351 تا 1396 واقع در استان گیلان استفاده شده است. به منظور بررسی و مقایسه قابلیت شاخص های خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژیکی، شاخص بارش استاندارد شده (SPI) و شاخص خشکی جریان رودخانه ای (SDI) بسته به قابلیت مقدار شاخص، شدت و مدت خشک سالی برای کل استان در مقیاس سالانه و دوره های سه، شش، نه و 12 ماهه محاسبه شد. نقشه های پهنه بندی با روش وزن دهی معکوس فاصله (IDW) تهیه شد. نتایج حاصل از پهنه بندی شدت خشک سالی طی دوره آماری مورد مطالعه در استان گیلان نشان داد که طبق آمار و اطلاعاتی که از یک دوره آماری از سال 1351 تا 1396 در مقدار SPI سه ماهه به دست آمده، این شاخص رو به ترسالی نموده است، ولی در دوره های شش، نه و 12 ماه اکثر شهرهای استان گیلان رو به نرمالی بوده و خشک سالی با بیش ترین درصد احتمالات در مساحت تغییرات مکانی که به صورت مثبت است مشاهده شد. هم چنین نقشه هایی که از درون یابی مقدار SPI در چهار دوره آماری با بهترین برازش درون یابی به دست آمده است نشان می دهد که با نزدیک شدن به سال 1396 مقدار شاخص خشک سالی نسبت به 1351 بیش تر شده و اکثر شهرهای استان را محدوده خشک سالی بیش تری در برگرفته است. هم چنین بر اساس نقشه ها عمده خشک سالی در منطقه در ایستگاه های واقع در جنوب و جنوب شرقی منطقه مورد مطالعه اتفاق افتاده است. مقدار SDI نیز نشان داد که عمده ایستگاه ها فاقد خشک سالی و یا دارای خشک سالی متوسط هستند.