افشین هنربخش

امروزه مصالح حاصل از رودخانه ها در زندگی بشر و به ویژه فعالیت های عمرانی و صنعتی بسیار حیاتی بوده و از اهمیت بسزایی برخوردار است. برداشت بی رویه و خارج از ظرفیت شن و ماسه موجب تغییر مورفولوژی رودخانه ها می شود که واکنش رودخانه در جهت برقراری موازنه جدید را به دنبال دارد. در این تحقیق بخشی از رودخانه خشکه رود واقع درشهرستان فارسان (استان چهارمحال و بختیاری) که تحت برداشت بی رویه شن و مصالح است مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه اثرات برداشت مصالح در پائین دست رودخانه در شرایط قبل و بعد از برداشت مصالح با استفاده از مدل HEC-RAS و 7 روش انتقال رسوب در شرایط سیلاب با دوره بازگشت های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در فاصله شرایط قبل و بعد از برداشت (از سال1381 تا 1388) بستر رودخانه با متوسط 02/2 متر از حداقل 05/0 متر تا حداکثر 4 متر کف کنی داشته است. همچنین حجم خروجی رسوب از مقطع آخر در شرایط بعد از برداشت نسبت به شرایط قبل از برداشت 12/0 درصد کاهش و مقدار تنش برشی26/0 درصد افزایش داشته است. بطورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که رودخانه خشکه رود فارسان به سمت یک تعادل نسبی از نظر فرسایش و رسوبگذاری پیش می رود و لازم است از برداشت بی رویه مصالح شن و ماسه جلوگیری به عمل آید.

تجزیه و تحلیل منطقه ای بار رسوب رودخانه ها بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک و ارتباط آن به خصوصیات حوضه های آبخیز در برآورد میزان فرسایش و رسوب از اهمیت بسزایی برخوردار است. لذا هدف از مطالعه حاضر مدل سازی رابطه ی بین میزان بار رسوب معلق با ویژگی های هیدرولوژیکی و محیط حوضه سد دز است. برای این منظور از اطلاعات 16 ایستگاه رسوب سنجی برای توسعه مدل های برآورد رسوبات معلق استفاده شد. سپس مدل های توسعه یافته با اطلاعات 6 ایستگاه رسوب سنجی دیگر اعتبارسنجی شد. پانزده ویژگی مختلف فیزیوگرافی، اقلیمی، هیدرولوژیکی و زمین شناسی به عنوان پارامترهای ورودی در مدل سازی برآورد رسوبات معلق استفاده شد. از روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) برای انتخاب مهمترین پارامترها استفاده شد. سپس ایستگاه ها بر اساس پارامترهای انتخاب شده و با استفاده از روش تجزیه و تحلیل خوشه ای به دو گروه همگن تقسیم شدند. در نهایت مدل ها با استفاده از روش رگرسیون چندمتغیره گام به گام توسعه یافتند. از معیارهایR2، درصد خطا (RE) و میانگین خطا (ME) برای ارزیابی مدل ها استفاده شد. نتایج نشان داد چهار عامل دبی سالانه، متوسط بارندگی سالانه، ضریب هورتون و ارتفاع متوسط حوضه مهمترین پارمترها در برآورد رسوبات معلق بودند و مدل های رگرسیونی بر اساس این عوامل ایجاد شدند. نتایج ارزیابی مدل ها نشان داد که مدل توسعه یافته با استفاده از همه چهار عامل با 8% = RE،t ya-1 25375 = MEو 93/0 = R2 بهترین کارآیی و کمترین درصد خطای برآورد را داشت. نتایچ همچنین نشان داد که دبی سالانه تاثیرگذارترین پارامتر در مدل های برآورد رسوبات معلق بود.  

تحلیل پدیده های هیدرولوژیکی با استفاده از سری زمانی ازجمله موضوعات مهم در هیدرولوژی است. در تحقیق حاضر از مدل رگرسیون کمترین مربعات فازی و مدل ARIMA برای شبیه سازی دبی ماهانه در حوضه ی آبخیز کوه سوخته استفاده گردید. طول دوره ی آماری 25 سال در نظر گرفته شد. در مدل خود همبسته تجمعی میانگین متحرک، ابتدا شناسایی مدل و مرتبه ی آن و در مرحله ی بعد تخمین پارامترها و کفایت مدل مورد بررسی قرار گرفت. در مدل رگرسیون کمترین مربعات فازی با در نظر گرفتن عدم قطعیت حاکم بر سیستم های طبیعی، از تابع عضویت مثلثی متقارن استفاده شد. جهت مقایسه ی کارایی دو مدل در پیش بینی دبی ماهانه، آمار هواشناسی و هیدرومتری مورداستفاده قرار گرفت. دبی ماهانه مدل سازی شده توسط مدل های ARIMA و رگرسیون کمترین مربعات فازی با استفاده از شاخص های مختلف ازجمله شاخص نش- ساتکلیف با هم مقایسه شدند که مقدار آن به ترتیب 84/0 و 88/0 برای کارایی مدل ها به دست آمد که نشان دهنده ی کارایی بهتر رویکرد رگرسیون کمترین مربعات فازی در برآورد دبی با مقادیر زیاد، نسبت به مدل سری زمانی است. ولی مدل ARIMA در برآورد دبی با مقادیر کم، دقت بیشتری دارد.

فرسایش پاشمانی اولین مرحله پدیده فرسایش و عامل اصلی از دست رفتن حاصلخیزی خاک است که ارتباط مستقیمی با بافت خاک دارد. هدف از پژوهش حاضر مطالعه آزمایشگاهی فرسایش پاشمانی در کلاس های بافتی مختلف  تحت شدت های بارش متفاوت با استفاده از دستگاه شبیه ساز باران است. برای این منظور 83 نمونه خاک از سه کلاس بافتی سبک، متوسط و سنگین خاک های منطقه شهرکرد استان چهارمحال و بختیاری استفاده شد. برخی ویژگی های فیزیکوشیمایی خاک شامل اسیدیته ، شوری، بافت خاک، ماده آلی، کربنات کلسیم در نمونه ها اندازه گیری شد. شدت های 65، 95 و 120 میلی متر در ساعات با دستگاه باران ساز موجود در پژوهشکده ی حفاظت خاک و آبخیزداری بر کلاس های بافتی خاک اعمال شد. قطر قطرات باران با روش گلوله ی آردی و فرسایش پاشمانی با استفاده کاسه های پاشمان طراحی مورگان (1978) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که بین نرخ پاشمان در کلاس های بافتی در شدت های 65 و 120 میلی متر در ساعت تفاوت معنی داری وجود داشت درحالیکه در شدت 95 میلی متر بر ساعت تفاوت معنی داری بین نرخ پاشمان در کلاس های بافتی دیده نشد. درصد رس خاک با ضریب همبستگی 388/0- بیشترین ارتباط را با نرخ پاشمان در شدت های مختلف داشت. ماده آلی با شدت های 65 و 95 میلی متر همبستگی معنی دار بترتیب 375/0- و 255/0- داشت درحالیکه با شدت 120 میلی متر در ساعت همبستگی نشان نداد که می تواند بدلیل انرژی جنبشی زیاد و قطرات سنگین باران در شدت 120 میلی متر در ساعت باشد.

تحقیق حاضر به اولویت بندی مکانی سیل خیزی زیرحوضه های آبخیز بهشت آباد با استفاده از نرم افزار HEC-HMS پرداخته است. در این تحقیق از روش شمارة منحنی برای برآورد تلفات بارش، از روش SCSبرای شبیه سازی تبدیل بارش-رواناب در سطح زیرحوضه ها و از روش ماسکینگام به منظور روندیابی هیدروگراف سیل خروجی حوضه استفاده شد. سپس، با روش حذف متوالی، میزان مشارکت زیرحوضه ها در دبی اوج خروجی حوضه تعیین شد و اولویت بندی زیرحوضه ها از نظر دبی اوج سیل و کاهش دبی به ازای واحد سطح صورت گرفت. روندیابی سیل در آبراهه ها نشان داد که میزان مشارکت زیرحوضه ها در سیل خروجی متناسب با دبی اوج زیرحوضه ها نیست. لذا، به منظور حذف اثر مساحت در اولویت بندی زیرحوضه ها، میزان تأثیر هر واحد سطح زیرحوضه در سیل خروجی نیز محاسبه شد. نتایج اولویت بندی از نظر دبی اوج، بر اساس سهم مشارکت هر زیرحوضه در محل خروجی حوضه نشان دهندة این است که زیرحوضه های درکش ورکش و بهشت آباد به ترتیب با 16/29 و 5/2 درصد، بیشترین و کمترین سهم را در دبی اوج سیلاب خروجی از حوضه بر عهده داشته است. نتایج اولویت بندی براساس کاهش دبی به ازای واحد سطح نشان دهندة این است که زیرحوضة بهشت آباد با داشتن کمترین مساحت نسبت به بقیة زیرحوضه ها بیشترین و زیرحوضة تنگ دهنو کمترین تأثیر را داشته است.