اباذر اسمعلی عوری

چکیده مبسوط 1- مقدمه فرسایش خاک یک مسئله محیطی جهانی می باشد که از حاصلخیزی خاک و کیفیت آب کاسته، رسوب زایی و احتمال ایجاد سیل را افزایش می دهد. فرسایش خاک جدا شدن و انتقال ذرات خاک به وسیله عوامل فرساینده آب یا باد است.مطالعات مختلفی نیز به اثر مثبت پوشش گیاهی در تنظیم فرآیند های هیدرولوژیکی سطح زمین و کاهش رواناب و فرسایش خاک اشاره کردند (Zheng, 2006؛ Zhou et al., 2008 ؛ Vásquez-Méndez et al., 2010؛ Ouyang et al., 2010؛ Zhang, G.H., Liu and Wang, 2010؛ Nunes, de Almeida and Coelho, 2011 و Wildhaber et al., 2011). به منظور نشان دادن نقش پوشش گیاهی می توان گفت، کاهش پوشش گیاهی در نتیجه فعالیت های انسانی مثل چرای شدید یا جنگل زایی منجر به جدا شدن چسبندگی ذرات خاک می شود که خطر هرزآب و فرسایش خاک را افزایش می دهد.این تحقیق به منظور شناخت بهتر نقش مقادیر مختلف پوشش گیاهی مرتعی درکنترل جریان سطحی وهدررفت خاک با استفاده ازشبیه-ساز باران در مرتع نشو رویان در استان مازندران انجام شده است. 2- روش شناسی برای اینتحقیق یک منطقه تقریبا شش هکتاری با دارا بودن درصدهای مختلف پوشش حداقل، متوسط و حداکثر گیاهی انتخاب شد. در یک شبکه نموداری متشکل از 110 نقطه در قالب شبکه سلولی منظم 30×30 مترمربعی در منطقه، اقدام به شبیه سازی باران با شدت ثابت 2 میلی متر بر دقیقه، مدت زمان 11 دقیقه در پلات 09/0 متر مربعی شد و نمونه های رواناب و رسوب برداشت و به آزمایشگاه منتقل شدند. درمحل نمونه ها پلات مستقر و پوشش گیاهی نیز اندازه گیری شد. 3- بحث نتایج تجزیه و تحلیل های آماری با استفاده از آنالیز واریانس و مقایسه میانگین دانکن نشان داد مقادیر مختلف پوشش گیاهی تأثیر معنی داری بر مؤلفه های رواناب و رسوب در منطقه مورد مطالعه داشتند. آستانه شروع رواناب در پوشش گیاهی حداکثر بطور معنی داری بیشتر از پوشش های حداقل و متوسط گیاهی می باشد. به طوریکه پوشش گیاهی زیاد با به تأخیر انداختن شکل گیری رواناب، باعث افزایش نفوذپذیری آب در خاک شده، از هدررفت خاک می کاهد و موجب کاهش فرسایش خاک می شود. میانگین حجم رواناب در پوشش های مختلف گیاهی اختلاف معنی داری با یکدیگر دارند. پوشش گیاهی حداقل و حداکثر به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار حجم رواناب (لیتر در متر مربع) را دارند. علت اینکه پوشش گیاهی حداکثر کمترین حجم رواناب را دارد این است که پوشش گیاهی به عنوان یک سپر حفاظتی از خاک عمل می کند، با جذب بارش باران، بخش قابل توجهی از انرژی قطرات باران را توسط برگ، ساقه و ریشه خود گرفته و انرژی قطرات باران را کاهش داده، باعث استحکام تراکم خاک شده و از اثر پاشمانی جلوگیری کرده، حجم رواناب را کاهش داده و از تخریب خاک تا حد زیادی می کاهد.ضریب رواناب در پوشش گیاهی حداقل بیشترین و در پوشش حداکثر کمترین مقدار خود را دارد. بین پوشش های مختلف گیاهی اختلاف معنی داری از نظر میزان ضریب رواناب در منطقه مورد مطالعه وجود داشت. نتایج نشان داد مقدار بار رسوب در پوشش گیاهی حداقل، 8/6 برابر پوشش گیاهی حداکثر و 99/1 برابر پوشش گیاهی متوسط می باشد و مقدار فرسایش در پوشش گیاهی حداکثر به طور معنی داری کمتر از دو مقدار دیگر پوشش گیاهی می باشد و بین پوشش های مختلف گیاهی از نظر مقدار بار رسوب اختلاف معنی داری وجود داشت. پوشش گیاهی حداکثر با جذب بارش، کاهش جریان سطحی و رواناب از هدررفت خاک می کاهد. بین پوشش گیاهی حداقل و حداکثر اختلاف معنی دار آماری از نظر غلظت رسوب وجود داشت. بیشترین مقدار غلظت رسوب در پوشش گیاهی حداقل و کمترین مقدار آن در پوشش گیاهی حداکثر وجود داشت. غلظت رسوب رابطه منفی با درصد پوشش گیاهی دارد و هر چه درصد پوشش گیاهی بیشتر باشد مقدار غلظت رسوب کمتر است. 4- نتیجه گیری نتایج مدل های رگرسیون خطی ساده نشان داد پوشش گیاهی اثر کاهشی بر مقادیر حجم رواناب، ضریب رواناب، بار رسوب (فرسایش خاک) و غلظت رسوب داشته است. اما اثر افزایشی بر مولفه آستانه شروع رواناب داشته است تا رواناب در زمان بیشتری بعد از رگبار ایجاد شود. بر این مدل ها میتوان با دقت بالایی میزان رواناب و فرسایش خاک را برآورد نمود. نتایج این تحقیق نشان داد پوشش های مختلف گیاهی (حداقل، متوسط و حداکثر)، تأثیر معنی داری بر مؤلفه های رواناب و رسوب در منطقه مورد مطالعه داشتند و پوشش گیاهی حداکثر بیشترین سهم را در کاهش رواناب و رسوب در منطقه داشته است. لذا با توجه به اثرات مثبت پوشش گیاهی، لزوم توجه ویژه به پوشش گیاهی مرتعی به منظور کاهش رواناب، فرسایش خاک احساس میشود و پیشنهاد میشود برنامه های بیولوژیکی و حفاظت خاک به منظور کاهش خسارات فرسایش خاک در قسمت های با حساسیت فرسایش بالا در منطقه صورت گیرد.

حوضه ی آبخیز مشکین چای با وسعتی معادل 9/521 کیلومترمربع، بخشی از دامنه ی شمالی سبلان- قوشه داغ و قسمتی از فرورفتگی ساختمان مشکین- اهر می باشد. حاکمیت اقلیم نیمه مرطوب سرد با متوسط بارش سالانه 9/372 میلیمتر، شیب نسبتاً زیاد دامنه ها و سازند های حساس به فرسایش موجب شده تا حوضه ی مورد مطالعه به شدت فرسایش پذیر باشد. علاوه بر عوامل طبیعی ذکر شده آثار فعالیّت های انسانی به صورت تغییر کاربری اراضی در حوضه ی مورد مطالعه فرسایش را شدت بخشیده است. هدف از این تحقیق مشخص نمودن وضعیت رسوبدهی حوضه ی آبخیز مشکین چای در ارتباط با عوامل مؤثر در تولید رسوب می باشد. در این راستا از نرم افزار ARC GIS، تصاویر ماهواره ای IRS، داده های ایستگاههای هیدرومتری، هواشناسی، نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی در اجرای مدل EPMمورد استفاده قرار گرفت. بررسی نتایج حاصل نشان می دهد که سه عامل مهم توپوگرافی، لیتولوژی و تغییرات کاربری اراضی در کنترل فرسایش و رسوب نقش مهمی ایفا نموده اند. مقدار ضریب شدت فرسایش (Z) عدد 2، میانگین مقدار کل رسوب 10123764 متر مکعب در سال، دبی رسوب ویژه 9/19397 و فرسایش ویژه 3/21553 به دست آمد که نشان دهنده ی فرسایش خیلی شدید در حوضه ی آبخیز مورد مطالعه است.

امروزه، بخش مهمی از مناطق برخوردار از توسعه بسیار بالا در مناطق مختلف جهان، مراکز شهری دارای جاذبه های گردشگری هستند. در این شهرها، توسعه شهری به عنوان یکی از چالش های اساسی فراروی تصمیم گیران و برنامه ریزان محلی است. هدف تحقیق حاضر، تعیین نیروهای موثر در رشد شهری سرعین به عنوان یکی از شناخته شده ترین مراکز گردشگری کشور (به علت برخورداری از آبهای گرم معدنی) است. لذا به منظور تعیین عوامل مؤثر در تغییرات کاربری اراضی در حواشی شهری سرعین از تحلیل رگرسیون لجستیک استفاده شده است. اخیرا مدلی که «کلو- اس» (تبدیل کاربری اراضی و آثار آن در پهنه کم وسعت) نام گرفته، در جهت کشف دینامیک های فضایی کاربری زمین در سطح وسیعی برای شبیه سازی تغییرات کاربری اراضی در آینده نزدیک به کار رفته است. در این مقاله عوامل مؤثر بر توسعه هر کدام از کاربری های اراضی موجود در شهر سرعین براساس ادبیّات موضوعی، مشاهدات و مطالعات میدانی و نیز مصاحبه با مقامات و برنامه ریزان محلّی، شناسایی شده و با استفاده از مدل فوق به پیش بینی الگوهای آتی کاربری اراضی در قالب 2 سناریوی تغییرات آهسته و زیاد با محوریت افزایش کاربری های گردشگری در افق 1400 پرداخته شده است.

با توجه به احداث سد در خروجی حوضة آبخیز هراز با مساحت 401 هزار و 927 هکتار، شبیه سازی رواناب و رسوب حاصل از بارش حایز اهمیت است. برای این منظور، از الگوی SWAT استفاده شد. واسنجی الگو به منظور شبیه سازی رواناب برای سال های 1995 تا 2004 انجام گرفت و با استفاده از نمایه های آماریR2، NS و MSE ارزیابی شد. نتایج نشان داد مقادیر آماره ها به ترتیب در ایستگاه های کره سنگ 80/0، 77/0 و 93/20، چلاو 75/0، 73/0 و23/1، رزن 79/0، 75/0 و 91/5 و پنجاب 68/0، 55/0 و 7/2 بود. همچنین، واسنجی رسوب در ایستگاه کره سنگ برای سال های 2002 تا 2006 صورت گرفت و به ترتیب مقادیر آماره ها 61/0، 60/0 و 60 هزار تن به دست آمد. به منظور اعتبارسنجی نتایج، این الگو برای سال های 2005 تا 2009 اجرا شد. مقادیر ضرایب آماریR2،NS و MSE به ترتیب در ایستگاه های کره سنگ 87/0، 75/0 و 17/10، چلاو 83/0، 77/0 و 21/0، رزن 81/0، 72/0 و 34/1 و پنجاب 75/0، 70/0 و 67/0 بود. برای اعتبارسنجی بار رسوب نیز از آمار سال های 2007 و 2008 استفاده شد که به ترتیب مقادیر 68/0، 53/0 و 136 هزار تن به دست آمد. نتایج نشان دهندة زیاد بودن دقت شبیه سازی دبی جریان به ترتیب در ایستگاه های کره سنگ، رزن، پنجاب و چلاو است.

شناسایی عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش­های موجود در یک حوضه و پهنه­بندی خطر آن یکی از ابزارهای اساسی جهت دست­یابی به راهکارهای کنترل این پدیده و انتخاب مناسب­ترین و کاربردی­ترین گزینه می­باشد. این تحقیق به منظور ارزیابی عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش و پهنه­بندی این پدیده بر اساس عوامل اثرگذار با مدل LIM انجام گرفت. برای انجام این کار ابتدا 11 عامل مؤثر در وقوع زمین لغزش­ها با انجام مطالعات و بررسی­های میدانی، شناسایی و ارزیابی شدند. سپس بر اساس وزن هر یک از عوامل موثر در مدل، پهنه­بندی خطر زمین لغزش با استفاده از مدل LIM صورت گرفت. پس از به دست آورن وزن هر یک از نقشه­های عاملی و ستون وزن نهایی هر یک از واحد­ها (شامل: طبقات ارتفاعی، شیب، جهت شیب، تراکم زهکشی، فاصله از رودخانه، فاصله از جاده، واحدهای سنگ­شناسی، فاصله از گسل، پوشش گیاهی، کاربری اراضی، بارش سالانه و گروه­های هیدرولوژیک خاک­ها) با استفاده از مدل LIM از جمع جبری 11 لایه عاملی، نقشه وزن نهایی به دست آمد. بررسی و تحلیل نتایج 11 نقشه رستری عوامل مؤثر در زمین لغزش­های حوضه گیوی چای با استفاده از مدل LIM نشان داد که مناطقی با بارش 405-375 میلی­مـتر در سال، طبقات ارتفاعی بین 1927-1512 مـتر از سطح دریا، مـناطق با پوشش­گیاهی کم حوضه، مناطق با نفوذپذیری زیاد خاک، دامنه­های رو به شرق و شمال­شرق حوضه، به ترتیب بیشترین تأثیر را در وقوع زمین لغزش­های منطقه داشتند.

جمع آوری آب باران، با اهداف و انگیزه های گوناگونی صورت می گیرد که هدف اصلی آن، بهینه سازی و مدیریت بهره برداری از آب باران بر اساس نیاز و مصرف می باشد. حوضه آبخیز سمبور چای با مساحت 74830 هکتار در مناطق خشک و نیمه خشک ایران در استان اردبیل واقع شده است. در این تحقیق به منظور تعیین مناطق مستعد برای استحصال رواناب از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS استفاده شد. بدین منظور نقشه مناطق مستعد استحصال آب با به کارگیری مفهوم سطح منبع متغیر بر اساس حجم آب قابل استحصال و از طریق مدل AHP تهیه ش د. پس از وزن دهی به پارامترهای شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال، شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال، بارش متوسط سالانه، NDVI، متوسط شیب، نفوذپذیری خاک، سنگ شناسی سطحی و دما و مشخص شدن تاثیر آن ها، عرصه های مناسب و نامناسب برای استحصال رواناب مشخص شد. نتایج نشان داد که زیرحوضه های واقع در قسمت شمالی منطقه با دارا بودن مساحت بالادست بیش تر و دبی پیک 7 تا 21 متر مکعب بر ثانیه، زمان تمرکز بالای 120 دقیقه، دمای متوسط بیش تر از 13 درجه سانتی گراد، شاخص NDVI منفی و ارتفاع رواناب سالانه 7 سانتی متر بیش ترین پتانسیل تولید رواناب را دارند.

مناطق ساحلی از لحاظ ذخائر آب زیرزمینی حائز اهمیت زیادی می باشند که برای مدیریت و برنامه ریزی صحیح در این مناطق لازم است تا وضعیت سفره های آب زیرزمینی مطالعه شود. در این تحقیق حد تداخل آب شور و شیرین در آبخوان ساحلی نور بررسی شد، برای این منظور خط ساحلی به طول 3000 متر انتخاب و در امتداد آن 3 مقطع مطالعاتی عمود بر خط ساحلی به فاصله 1500 متر تعیین شدند. در هر 3 مقطع در فاصله 500 متری ساحل دریا 10 نقطه مطالعاتی به فاصله 50 متر انتخاب شد سپس در فاصله های 600، 800،  1100و 1500 متری نقاط مطالعاتی انتخاب شدند. در هر یک از نقاط مطالعاتی برای تعیین حد تداخل آب شور و شیرین از روابط وروریچ، ژئوالکتریک، ژئوالکترومغناطیسی و اطلاعات مشاهداتی استفاده شد. برای اجرای رابطه وروریچ پارامترهای لازم برای مقاطع مطالعاتی تهیه شدند و عمق آب شیرین و آب شور در ماه های اردیبهشت و مرداد سال 1394 با استفاده از این رابطه تعیین شد. مطالعات ژئوالکتریک نیز با استفاده از اطلاعات شرکت آب منطقه ای مازندران و چاه های اکتشافی موجود بررسی شد. برای تهیه اطلاعات حدتداخل آب شور و شیرین با استفاده از دستگاه ژئوالکترومغناطیسی اقدام به نمونه برداری میدانی حدتداخل در نقاط مطالعاتی شد و مقادیر اندازه گیری شده ثبت شد. برای بررسی میزان صحت نتایج حاصل از روش های فوق، از اطلاعات مشاهداتی موجود در برخی نقاط استفاده شد. عمق تداخل در مقاطع مطالعاتی با استفاده از روش های وروریچ، ژئوالکترومغناطیس و ژئوالکتریک به ترتیب  بین 8/40 تا 26/209، 45 تا 163 و 80 تا 130 متر می باشد. با توجه به داده های مشاهداتی روش ژئوالکترومغناطیسی نسبت به سایر روش های مطالعاتی از دقت بالاتری برخوردار است.

سیل می تواند تأثیر مخربی بر حوضه های آبخیز و زندگی انسان داشته باشد، بنابراین برای مدیریت سیل نیاز به آگاهی از وضعیت مناطق سیل گیر می باشد. این تحقیق جهت ارزیابی حساسیت به سیل حوضه آبخیز تالار با وسعت 2067 کیلومتر مربع انجام شده است. بدین منظور از فراسنج های طبقات ارتفاعی، شیب زمین، انحنای زمین، شاخص رطوبت توپوگرافی، قدرت رود، میانگین بارندگی، فاصله از رودخانه، گروه هیدرولوژیکی خاک، حداکثر عمق خاک و کاربری اراضی استفاده شد. نقشه های رقومی کلیه فراسنج ها با استفاده از نرم افزارهای مربوطه تهیه شدند و در نهایت به فرمت رستری تبدیل شدند. در گام بعدی با توجه به سیلاب های قبلی رخ  داده در منطقه مطالعاتی موقعیت جغرافیایی 135 نقطه سیل گیر در منطقه تعیین شد. این مجموعه نقاط به صورت تصادفی به گروه هایی متشکل از 93 نقطه  برای واسنجی و 42 نقطه برای اعتبار سنجی تقسیم شدند. سپس  با تجزیه و تحلیل های مقایسه ای بین موقعیت رخداد سیلاب های قبلی و فراسنج های محیطی مؤثر بر وقوع سیلاب ها، وزن تأثیر هر کلاس از فراسنج ها به دست آمد. در نهایت نقشه احتمال سیل منطقه مورد مطالعه توسط روش نسبت فراوانی تهیه شد. بر اساس نقشه استعداد سیل گیری، حساسیت به سیل حوضه آبخیز تالار به صورت 5 کلاس با حساسیت خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم نشان داده شد. نتایج نشان داد روش نسبت فرآوانی با دقت 80 درصد از قابلیت بالایی  در شناسایی مناطق حساس به وقوع سیل در حوزه آبخیز تالار برخوردار می باشد.

مدیریت منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک برای تأمین نیاز آبی ساکنان از اهمیت بسیاری برخوردار است. احداث سدهای زیرزمینی در این مناطق یکی از روش های مدیریتی است. حوضة آبخیز دوست بیگلو در استان اردبیل با دارابودن مساحت 7461 کیلومتر مربع در اقلیم نیمه خشک کشور واقع شده است. در این تحقیق برای تعیین اولیة مناطق مستعد احداث سد زیرزمینی از روش های منطق بولین و منطق فازی استفاده شد. بدین منظور، از معیارهای توپوگرافی، زمین شناسی، کاربری اراضی، گسل، و قنات در این روش ها استفاده شد. نقشه های به دست آمده نشان داد مناطق جنوب شرقی و شمال غربی حوضه برای احداث سد زیرزمینی بدون محدودیت اند. پس از تعیین مناطق مستعد، با توجه به نقشه های تهیه شده، 36 محور مناسب برای احداث سد زیرزمینی در تنگه های مناسب انتخاب شد و با درنظرگرفتن معیارهای اصلی محور سد، مخزن سد، آب،و اقتصادی- اجتماعی با استفاده از روش AHPمحورهای انتخابی اولویت بندی شد. نرخ سازگاری برای روش AHPمعادل 03/0 به دست آمد که پذیرفتنی است. نتایج اولویت بندی سدهای انتخابی در این مناطق نشان داد که معیار اصلی آب به ترتیب با وزن 11/0 و 104/0 برای زیرمعیارهای کمّیت و کیفیت آب اهمیت فراوانی در اولویت بندی محورهای انتخابی دارد.

برآورد میزان فرسایش و رسوب در حوضه های آبخیز بدون آمار رسوب یکی از مسائل اساسی بوده و استفاده از روش های تجربی را لازم می نماید تا داده های حاصل بتواند مبنایی برای برنامه ریزی های مدیریتی واقع گردد. هدف از این پژوهش، کاربرد مدل اصلاح شده پسیاک (MPSIAC) و مدل توسعه یافته آن در حوضه آبخیز سعدل به مساحت 2663 هکتار با توجه به معیارهای لحاظ شده در این مدل و نیز استفاده از مدل بارش-رواناب WMS جهت کاهش خطا و افزایش دقت نسبی در تجزیه و تحلیل مدل می باشد. حوضه سعدل به دلیل اختلاف ارتفاع زیاد و تغییرات ناگهانی شیب دارای خصوصیات هیدرولوژیکی و ژئومورفولوژیکی خاص می باشد لذا برآورد مقدار رسوب و کمی سازی آن بر اساس روابط تجربی جهت طرح های حفاظت آب و خاک ضروری می نماید. به منظور تعیین تغییرات مکانی بارش حداکثر روزانه از آمار 11 ایستگاه باران سنجی استفاده شد. به منظور برآورد بارش در دوره های بازگشت مختلف از نرم افزار Easy fit و روش های مختلف درون یابی استفاده شد. برآورد حداکثر دبی سیلاب، حجم و دبی ویژه توسط مدل بارش- رواناب WMS انجام شد. بررسی پوشش گیاهی منطقه از طریق سنجش از دور (ERDAS) و با شاخص NDVI محاسبه شد. نتایج تجزیه و تحلیل آماری مدل MPSIAC نشان داد که فرسایش خاک و تولید رسوب رابطه مستقیم با نوع خاک و متوسط شیب حوضه دارد همچنین بررسی روابط همبستگی بین عوامل مدل توسعه ای نشان داد که متوسط شیب حوضه و عامل رواناب بیشترین تأثیر را بر روی افزایش تولید رسوب در منطقه دارد. بیشترین مقدار رسوب تولیدی در زیرحوضه Q1 در هر دو مدل برآوردی (1599 تن در مدل MPSIAC و 1232 تن در مدل توسعه ای) و کمترین میزان رسوب کل در هر دو مدل مربوط به زیرحوضه E به دست آمد.

نوسانات عنصر اقلیمی بارش ازنظر مکانی و زمانی و تغییرات شدید آن به تغییرات الگوهای جوی منجر خواهد شد؛ به همین دلیل بررسی روند بارش در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی از موضوعات مورد علاقه در اقلیم شناسی محسوب می شود. در پژوهش حاضر، شاخص فصلی بودن بارش با استفاده از روش Markham در 28 ایستگاه باران سنجی استان اردبیل در دوره آماری 30ساله محاسبه و توزیع مقادیر بارش در ماههای مختلف ارزیابی شد. در این زمینه داده های بارندگی روزانه ایستگاههای باران سنجی وزارت نیرو در استان اردبیل به کار رفت؛ سپس براساس روش Markham برای محاسبه متوسط زمان رویداد و شاخص فصلی بودن (SI) از مؤلفه های S، C و مقدار  (بردار متوسط بارندگی یک ساله)، داده های بارندگی روزانه ایستگاههای باران سنجی استفاده شد. در ادامه شاخص فصلی بودن (SI) از نسبت  به مقدار کل بارندگی سالیانه به دست آمد. براساس نتایج، بیشترین مقدار شاخص فصلی بودن مربوط به ایستگاه سرعین با مقدار 39/0 است؛ در حالی که کمترین مقدار شاخص فصلی بودن مربوط به ایستگاههای سنین و شمشیرخانی با مقدار 18/0 است. همچنین مقادیر متوسط زمان رویداد ، محاسبه شد و براساس نتایج متوسط زمان رویداد، بیست ایستگاه در فصل زمستان، شش ایستگاه در فصل بهار و دو ایستگاه در فصل پاییز است. تعیین توزیع فصلی بارش و تغییرات آن، تأثیر تغییر اقلیم را بر الگوی متغیرهای هیدرواقلیمی ارزیابی و نیز توزیع زمانی بارش در ماهها و فصول مختلف سال، امکان پیش بینی تغییر در بیلان آب، تعیین الگوی کشت و در مقیاس زمانی کوچک تر پیش بینی سیلاب و خشکسالی را فراهم می کند.

پژوهش حاضر با هدف ارزیابی آسیب پذیری اقلیمی آبخیز سامیان در استان اردبیل انجام شد. در این راستا، نخست شاخص های مهم اقلیمی و فیزیکی در سطح 27 زیرحوضه محاسبه و سپس به تعیین آستانه ها اقدام شد. نتایج نشان داد که شاخص های فصل خشک و مرطوب به ترتیب در محدوده 05/48 (زیرحوضه 21) تا 63/86 (زیرحوضه 12) و 99/254 (زیرحوضه 16) تا 83/130 (زیرحوضه 3) میلی متر متغیرند. همچنین، شاخص های دوره سرد و گرم به ترتیب بین محدوده 87/5- (زیرحوضه 8) تا 07/2 (زیرحوضه 3) و 03/13 (زیرحوضه 8) تا 96/16 (زیرحوضه 3) درجه سانتی گرادند. شاخص های حداکثر سرعت باد بین محدوده 20/34 (زیرحوضه 8) تا 48/78 (زیرحوضه 1) کیلومتر بر ساعت، ارتفاع از سطح دریا بین محدوده 1326 (زیرحوضه 21) تا 2596 (زیرحوضه 14) متر، و SPI در محدوده 0006/0 (زیرحوضه 16) تا 0111/0 (زیرحوضه 8) نیز قرار گرفتند. در مجموع، ضمن تأیید تغییرپذیری مکانی زیاد شاخص های آسیب پذیری در دوره زمانی مورد مطالعه، نتایج حاصل از تلفیق همه شاخص ها نشان داد که زیرحوضه های 15، 16، و 17 واقع در غرب دارای آسیب پذیری خیلی زیاد و زیرحوضه های 20، 21، و 24 واقع در بخش هایی از شمال و مرکز دارای کمترین آسیب پذیری اند و در طبقه برگشت پذیر از لحاظ نقطه آسیب پذیری کلی (OVP) قرار دارند.

برآورد رسوب دهی رودخانه ها به دلیل تأثیرگذاری عوامل مختلف دارای پیچیدگی بالایی می باشد. اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻨﺤﻨﯽﻫﺎی ﺳﻨﺠﻪرﺳﻮب و راﺑﻄﻪ ﺗﻮاﻧﯽ ﺑﺮازش داده ﺷﺪه ﺑﯿﻦ دادهﻫﺎی دﺑﯽ و ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠﻖ ﯾﮑﯽ از ﻣﺘﺪاولﺗﺮﯾﻦ روشﻫﺎی ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﯿﺰان ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠﻖ اﺳﺖ. هدف پژوهش حاضر به دست آوردن تغییرات رسوب طی دهه آینده (2030-2011) با استفاده از معادله سنجه رسوب می باشد. برای این منظور از مدل هیدرولوژیکی IHACRES و مدل اقلیمی LARS-WG استفاده شد. مدل IHACRES ابتدا برای 7 ایستگاه هیدرومتری واسنجی و اعتبارسنجی شد سپس با به کارگیری مدل LARS-WG میزان تغییرات درجه حرارت حداقل، حداکثر و بارندگی برای دوره آینده به دست آمدند. این تغییرات به مدل IHACRES اعمال شدند و میزان دبی جریان دوره آتی تخمین زده شد. با استفاده از داده های دبی و رسوب مشاهداتی منحنی سنجه رسوب تهیه و مقادیر دبی رسوب معلق برای دوره آتی محاسبه شد. نتایج نشان داد مقدار بارندگی 68/3 درصد کاهش یافته و دمای حداقل 48/16 و دمای حداکثر نیز 39/5 درصد افزایش یافته است، که به طورکلی منجر به کاهش 16 درصدی رواناب شده است. همچنین تعداد رخدادهای دبی اوج افزایش یافته که بیش ترین افزایش مربوط به ایستگاه هیدرومتری یامچی با دبی متوسط 09/2 و 16 رخداد دبی اوج بالای 6 مترمکعب برثانیه می باشد. این تغییرات اقلیمی به طور متوسط منجر به کاهش 47 درصدی بار معلق رسوب در ایستگاه های مطالعاتی شده است. نتایج پژوهش نشان دهنده تأثیر قابل توجه تغییر اقلیم بر حوزه های آبخیز استان اردبیل می باشد و با توجه به اثرات زیست محیطی تغییر اقلیم لازم است راهکارهایی جهت مدیریت مناسب حوزه های آبخیز اتخاذ شود.

تأثیر تغییر الگوهای زمانی و مکانی بارش بر خطر سیلاب/خشکسالی و منابع آب قابل دسترس به عنوان مساله ای غیرقابل انکار در مدیریت منابع آب مطرح است. شاخص های تمرکز بارش و فصلی بودن بارش از جمله از شاخص های تبیین پراکندگی بارندگی در یک منطقه است که می تواند منجر شناسایی الگوی توزیع بارش و مدیریت پیش از وقوع خطرات طبیعی گردد. بدین منظور، پژوهش حاضر با هدف بررسی وضیعت توزیعی زمانی و مکانی و روند تغییرات شاخص های تمرکز و فصلی بودن بارش در 41 ایستگاه باران سنجی استان گلستان با طول دوره آماری 38 ساله در مقیاس های زمانی سالانه، فصلی، دوره خشک و دوره مرطوب برنامه ریزی شده است. براساس نتایج، میانگین شاخص تمرکز بارش در منطقه مطالعاتی گلستان در مقیاس های سالانه، بهار، تابستان، پاییز، زمستان، دوره خشک و دوره مرطوب به ترتیب برابر 15/13، 96/11، 15/13، 72/10، 96/9، 72/14 و 72/10 محاسبه شد. هم چنین، ایستگاه چات با مقدار 79/0 (توزیع فصلی با یک فصل خشک و یک فصل مرطوب) و ایستگاه شصت کلاته با مقدار 47/0 (توزیع عمدتاً فصلی با یک فصل خشک کوتاه) به ترتیب بیشینه و کمینه مقدار شاخص فصلی بودن در استان گلستان را به خود اختصاص می دهند. علاوه بر این، 27 و 14 ایستگاه به ترتیب دارای روند تغییرات افزایشی (معنی دار و غیرمعنی دار) و کاهشی (معنی دار و غیرمعنی دار) برای شاخص های PCI و SI هستند. عدم پیروی بارش در استان گلستان از الگوی زمانی و مکانی واحد از دیگر دستاوردهای پژوهش حاضر است. یافته های مطالعه حاضر می تواند به عنوان یک راهنما در برنامه ریزی ها و سیاست گزاری های مرتبط با منابع آب در منطقه مطالعاتی پژوهش مورد استفاده قرار گیرد.

تمرکز اقدامات مدیریت آبخیز باید در جهت کنترل رواناب، پیش بینی سیلاب و تعیین سهم مشارکت زیرحوزه ها در تولید سیل با هدف کاهش خسارت باشد. ارائه راهکارهای مدیریتی و اجرایی کنترل سیل نیازمند توسعه مدل ها در زمینه مدل سازی بارش-رواناب و شبیه سازی هیدروگراف جریان به خصوص در حوزه های فاقد آمار است. هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی کارآمدی مدل HEC-HMS در شبیه سازی بارش-رواناب حوزه آبخیز عموقین و تعیین سهم مشارکت زیرحوزه ها در جریان خروجی است. در این راستا، مدل HEC-HMS برای 9 رویداد متناظر بارش-رواناب با روش شماره منحنی SCS در بخش تلفات، روش هیدروگراف واحد SCS در بخش تبدیل بارش به رواناب و روش Muskingum در بخش روندیابی اجرا شد. سپس پارامترهای ورودی مدل برای شش رویداد با تابع هدف Nash-Sutcliffe بهینه شده و میانگین مقادیر بهینه شده، برای سه رویداد دیگر در مرحله اعتبارسنجی در نظر گرفته شد. در ادامه به منظور اولویت بندی سیل خیزی زیرحوزه ها مدل HEC-HMS برای بارش طرح 25 ساله با حذف یک به یک زیرحوزه ها اجرا گردید و شاخص های سیل خیزی F% و

برآورد رسوب دهی رودخانه به دلیل پیچیدگی های آن یکی از مواردی است که مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻨﺤﻨﯽﻫﺎی ﺳﻨﺠﻪرﺳﻮب و راﺑﻄﻪ ﺗﻮاﻧﯽ ﺑﺮازش داده ﺷﺪه ﺑﯿﻦ دادهﻫﺎی دﺑﯽ و ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠّﻖ ﯾﮑﯽ از ﻣﺘﺪاولﺗﺮﯾﻦ روشﻫﺎی ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﯿﺰان ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠّﻖ اﺳﺖ. از طرفی پدیده تغییر اقلیم با تأثیر روی بارش، درجه حرارت و دبی جریان تولیدی، به صورت غیرمستقیم کیفیت آب را نیز تحت تأثیر قرارمی دهد. هدف پژوهش حاضر به دست آوردن تغییرات رسوب طی دهه آینده (2030-2011) با استفاده از معادله سنجه رسوب می باشد. برای این منظور از مدل هیدرولوژیکی IHACRES و مدل اقلیمی LARS-WG استفاده شد. مدل IHACRES ابتدا برای 7 ایستگاه هیدرومتری واسنجی و اعتبارسنجی شد سپس با به کارگیری مدل LARS-WG میزان تغییرات درجه حرارت حداقل، حداکثر و بارندگی برای دوره آینده به دست آمد. این تغییرات به مدل IHACRES اعمال شد و میزان دبی جریان دوره آتی تخمین زده شد. از طرفی با استفاده از داده های دبی و رسوب مشاهداتی منحنی سنجه رسوب تهیه شد. با تغییر مقادیر دبی جریان در ایستگاه های مطالعاتی مقادیر دبی رسوب معلق برای دوره آتی محاسبه شد. نتایج نشان داد مقدار بارندگی 68/3 درصد کاهش یافته و دمای حداقل 48/16 و دمای حداکثر نیز 39/5 درصد افزایش یافته است. بررسی میزان رواناب طی دهه آینده در ایستگاه های هیدرومتری نشان داد که دبی متوسط به طورکلی 16/0 درصد کاهش یافته است. تعداد وقایع دبی اوج افزایش یافته است که بیش ترین افزایش مربوط به ایستگاه هیدرومتری یامچی با دبی متوسط 09/2 و 16 واقعه دبی اوج بالای 6 مترمکعب برثانیه می باشد. این تغییرات اقلیمی به طور متوسط منجر به کاهش 74 درصدی بار معلق رسوب در ایستگاه های مطالعاتی شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان دهنده تأثیر قابل توجه تغییر اقلیم بر حوزه های آبخیز استان اردبیل می باشد و با توجه به اثرات زیست محیطی تغییر اقلیم لازم است راهکارهایی جهت مدیریت مناسب حوزه های آبخیز اتخاذ شود.

بر اثر فعالیت های انسانی و پدیده های طبیعی چهره زمین همواره دست خوش تغییر می باشد. بنابراین برای مدیریت بهینه مناطق طبیعی آگاهی از نسبت تغییرات پوشش/کاربری اراضی از ضروریات محسوب می شود. از این رو استخراج نقشه های کاربری اراضی به عنوان مهم ترین هدف در مدیریت پایگاه منابع طبیعی می توانند مورد توجه قرار گیرند. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تغییرات پوشش/کاربری اراضی حوزه آبخیز روضه چای ارومیه در سال های 1985 تا 2015 از تصاویر ماهواره ای لندست 5 و 7 و سنجنده های TM و ETM+ به صورت نظارت شده به روش طبقه بندی شیء گرا برای سال های 1985 و 2000 انجام شد. هم چنین برای نقشه کاربری اراضی اخذ شده سال 2015 از سازمان جغرافیایی، استفاده شده است. لذا پس از انجام تصحیحات مورد نیاز در مرحله پیش پردازش، با طبقه بندی شیءگرا نقشه ارزیابی تغییرات تهیه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که سطح مراتع در بازه زمانی 30 سال بیش ترین درصد کاربری را در بین تمام کاربری ها به خود اختصاص داده است، ولی در فاصله سال های 1985 تا 2000 و 2000 تا 2015 سطح مراتع دارای روند کاهشی بود که بیان گر روند تخریب در منطقه از طریق جایگزین شدن مراتع متوسط- فقیر و مرتع خوب توسط کاربری زراعت دیم است. براساس ماتریس تغییرات می توان گفت که بیش ترین تغییرات افزایشی در سال 1985 تا 2000 مربوط به اراضی تبدیل یافته به زراعت دیم می باشد که افزایش سطح زراعت دیم احتمالاً به دلیل شخم مراتع متوسط و فقیر بود در حالی که در سال 2000 تا 2015 هم بیش ترین تغییرات افزایشی باغ ناشی از زراعت آبی است. بنابراین صحت کل برای سال های 1985، 2000 و 2015 به ترتیب برابر با 97، 90 و 96 ٪ و شاخص کاپا هم به ترتیب برابر با 91، 84 و 94 ٪ بود که نشان دهنده صحت بالای روش شیء گرا در طبقه بندی است.

بر اثر فعالیت های انسانی و پدیده های طبیعی چهره زمین همواره دست خوش تغییر می باشد. بنابراین برای مدیریت بهینه مناطق طبیعی آگاهی از نسبت تغییرات پوشش/کاربری اراضی از ضروریات محسوب می شود. از این رو استخراج نقشه های کاربری اراضی به عنوان مهم ترین هدف در مدیریت پایگاه منابع طبیعی می توانند مورد توجه قرار گیرند. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تغییرات پوشش/کاربری اراضی حوزه آبخیز روضه چای ارومیه در سال های 1985 تا 2015 از تصاویر ماهواره ای لندست 5 و 7 و سنجنده های TM و ETM + به صورت نظارت شده به روش طبقه بندی شیء گرا برای سال های 1985 و 2000 انجام شد. هم چنین برای نقشه کاربری اراضی اخذ شده سال 2015 از سازمان جغرافیایی، استفاده شده است. لذا پس از انجام تصحیحات مورد نیاز در مرحله پیش پردازش، با طبقه بندی شیءگرا نقشه ارزیابی تغییرات تهیه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که سطح مراتع در بازه زمانی 30 سال بیش ترین درصد کاربری را در بین تمام کاربری ها به خود اختصاص داده است، ولی در فاصله سال های 1985 تا 2000 و 2000 تا 2015 سطح مراتع دارای روند کاهشی بود که بیان گر روند تخریب در منطقه از طریق جایگزین شدن مراتع متوسط- فقیر و مرتع خوب توسط کاربری زراعت دیم است. براساس ماتریس تغییرات می توان گفت که بیش ترین تغییرات افزایشی در سال 1985 تا 2000 مربوط به اراضی تبدیل یافته به زراعت دیم می باشد که افزایش سطح زراعت دیم احتمالاً به دلیل شخم مراتع متوسط و فقیر بود در حالی که در سال 2000 تا 2015 هم بیش ترین تغییرات افزایشی باغ ناشی از زراعت آبی است. بنابراین صحت کل برای سال های 1985، 2000 و 2015 به ترتیب برابر با 97، 90 و 96 ٪ و شاخص کاپا هم به ترتیب برابر با 91، 84 و 94 ٪ بود که نشان دهنده صحت بالای روش شیء گرا در طبقه بندی است.

هدف از تحقیق حاضر، تحلیل ارتباط بین تغییرات کاربری اراضی در دوره های زمانی مختلف با استفاده از سنجه های سیمای سرزمین در حوزه آبخیز کوزه تپراقی واقع در استان اردبیل بوده است. بدین منظور، سه تصویر ماهواره ای لندست مربوط به سال های 1379، 1389 و 1400 از پایگاه اطلاعاتی سازمان زمین شناسی آمریکا (USGS) دریافت شد. پس از تهیه نقشه های کاربری اراضی منطقه به روش طبقه بندی نظارت شده و تبدیل آن به فرمت رستری، سنجه های سیمای سرزمین از نرم افزار Fragstats 8.2 در دو سطح سیما (22 سنجه) و کلاس (13 سنجه) محاسبه و کمی سازی شدند. مقدار ضریب کاپا برای نقشه های کاربری اراضی سه سال مورد بررسی (1379، 1389 و 1400) به ترتیب برابر با 2/58، 0/75 و 2/59 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که در سطح کلاس زراعت دیم حداکثر مقدار را در سنجه تراکم حاشیه (ED) و زراعت آبی حداکثر مقادیر را در سنجه های میانگین فاصله نزدیک ترین همسایه اقلیدسی (ENN-MN)، تعداد لکه (NP) و حاشیه کل (TE) در هر سه سال داشته اند. هم چنین در سطح سیما نیز شاخص تکه شدگی (SPLIT) در سال 1389 نسبت به سال 1379 کاهش جزئی داشته و سپس در سال 1400 افزایش پیدا کرده است. شاخص بزرگ ترین لکه (LPI) هم کاهش قابل توجهی در سال 1400 نشان داد، به طوری که از مقدار 34/43 در سال 1379 به 81/34 در سال 1400 رسیده است.

اطلاع از مقدار آب در دسترس آینده، یک گام بسیار مفید در تصمیم گیری های مدیریتی است که کمک بالقوه ای در بهره برداری بهینه و پایدار از منابع آبی موجود خواهد نمود. هدف از انجام این مطالعه، بررسی روند و پیش بینی بارندگی ماهانه ی ایستگاه سینوپتیک منتخب استان اردبیل با استفاده از بهترین مدل های سری های زمانی است. در این مطالعه، بارندگی ماهانه ی 5 سال آینده (2020 تا 2024 میلادی) در منطقه ی موردمطالعه با استفاده از مدل های مختلف سری های زمانی خانواده ی ARIMA پیش بینی شد. در این پژوهش، از آزمون ناپارامتریک من-کندال به منظور اطمینان از وجود روند و از نمودار خودهمبستگی (ACF) نیز به منظور اطمینان از وجود تغییرات فصلی در سری زمانی استفاده گردید. پس از انتخاب بهترین مدل پیش بینی کننده بر اساس مقادیر پارامتر های مدل، معیار آکائیک و ضریب همبستگی مقادیر بارندگی ماهانه ی 5 سال آینده (2020 تا 2024 میلادی) با استفاده از بهترین روش ایستاسازی و بهترین مدل پیش بینی کننده ی مربوط به آن، پیش بینی گردید. نتایج حاصل از آزمون من-کندال نشان داد که داده های بارندگی ماهانه ی ایستگاه سینوپتیک اردبیل در دوره ی آماری موردمطالعه دارای روند کاهشی (6119/0-=Z) بوده، اما این روند در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار نیست. بررسی داده های بارندگی ماهانه ی موردمطالعه نشان داد که خودهمبستگی معنی داری در تأخیرهای 12، 24، 36 و 48 ماهه وجود دارد. نتایج مربوط به بارندگی ماهانه ی پیش بینی شده در 5 سال آینده (2020 تا 2024) با استفاده از بهترین روش ایستاسازی و بهترین مدل سری های زمانی در ایستگاه سینوپتیک اردبیل نشان داد که مقدار بارندگی سالانه در 4 سال از 5 سال آینده نسبت به میانگین بارندگی 20 سال گذشته، بین 3 تا 17 درصد کاهش خواهد یافت که بیش ترین کاهش مربوط به سال 2022 میلادی است. مقدار بارندگی فقط در سال 2023 معادل 3/0 درصد افزایش خواهد یافت.