سعید مرید

تبخیر و تعرق واقعی از مهم ترین اجزای بیلان آب است که برآورد آن پیچیدگیهای خاصی دارد. امروزه استفاده از فناوری سنجش از دور، با توجه به امکان برآورد مکانی اطلاعات و حداقل ساختن داده های هواشناسی، کاربرد وسیعی در این زمینه یافته است. بدین منظور مدل ها و روش های متفاوتی برای برآورد تبخیر و تعرق واقعی با این فناوری شرح و بسط یافته که در میان آنها مطالعات محدودی در خصوص مقایسه و ارزیابی آنها گزارش گردیده است. در پژوهش حاضر، سه دستة کلی این روش ها مورد ارزیابی قرار گرفته اند، که عبارت اند از: 1) مدل های تک منبعی SEBAL و METRIC که در آنها خاک و پوشش گیاهی به عنوان منبع واحدی در نظر گرفته میشوند که استفاده شان نیز رو به گسترش است؛ 2) مدل های دومنبعی TSEB و STSEB که خاک و پوشش گیاهی را به صورت دو جزء جداگانه در توازن انرژی سطحی به کار میگیرند؛ و 3) مدل تک منبعی ـ دومنبعی SETEB که ترکیبی از مدل های SEBAL و TSEB است. به منظور پیاده سازی این پنج مدل، داده های سنجش از دور سنجنده MODIS در 6 روز از ژوئیه 2011 تهیه شد و برای ارزیابی و مقایسة آنها، مقادیر تبخیر و تعرق لایسیمتر واقع در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه تبریز نیز برای روزهای گذر ماهواره اندازه گیری گردید. نتایج تحقیق حاکی از عملکرد منطقی و مورد قبول کلی مدل ها دارد. ولی در مقام مقایسه، SETEB با خطای مطلق 73/8 و TSEB با خطای مطلق 94/27 به ترتیب بهترین و بدترین عملکرد را داشتند. مدل های تک منبعی SEBAL و METRIC با اینکه از فرضیات پیچیدة مدل های دومنبعی بهره ای نگرفته بودند، نتایج مناسبی ارائه کردند و برای کار در سطوح بالا نیز توجیه دارند. همچنین مدل ترکیبی SETEB با وضعیتی پذیرفتنی روبه رو بود که برای استفاده از مدل های دومنبعی در مقیاس های وسیع مناسب تر به نظر میرسد.

خشکسالی از جمله بلایای طبیعی میباشد که خسارات سنگینی به منابع آب وارد نموده و مدیریت را با چالش های جدی مواجه میسازد. پایش خشکسالی از مهمترین اقدامات در مدیریت آن میباشد که برای آن شاخص ها و روش های متفاوتی ارائه شده است که از معرف های گوناگونی بهره میجویند. این تحقیق تلاش دارد تا دو شاخص شناخته شده هواشناسی خشکسالی موثر (EDI) و بارندگی استاندارد شده (SPI) را با روش هیدرولوژیکی بر اساس تراز مخزن، برای پایش خشکسالی سیستم منابع آب زاینده رود مقایسه نماید که بدین منظور دوره خشکسالی 1380-1377 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که هر کدام از روش ها قابلیت هایی دارند که طی دوره خشکسالی میتوانند به مدیریت خشکسالی کمک کنند. لذا تأکید بر استفاده همزمان از چند شاخص برای پایش خشکسالی یک سیستم منابع آبی میگردد. برای منطقه مطالعاتی این تحقیق، نتایج نشان داد که برای اعلام شروع وضعیت خشکسالی بهتر است از روش SPI با دوره 6 ماهه استفاده گردد. همچنین در طول دوره بهره برداری و اعمال اقدامات مدیریتی برای پایش روش تراز مخزن و برای اعلام خاتمه آن EDI قابل توصیه است.

برای تحلیل و مدیریت ریسک خشکسالی در یک ناحیه، اطلاعاتی لازم است که از مهمترین آنها بررسی فراوانی ویژگی شدت- مدت خشکسالی است. با توجه به همبستگی بالای این دو عامل بایستی از ابزاری استفاده شود که میزان ارتباط و تأثیراتی که در تحلیل خشکسالی دارند را نمایان سازد. در این تحقیق از طیف متنوعی از توابع مفصل برای این منظور استفاده شده است و برای ارائه روش شناسی مربوط نیز از شش ایستگاه در سطح استان تهران و شاخص بارندگی استاندارد شده ((SPI سه ماهه استفاده گردید. در ادامه ضمن برآورد ارقام شدت- مدت و فراوانی برای ایستگاه ها، مقایسه بین آنها نیز انجام گردید. نتایج نشان داد که بر اساس شاخص SPI، مقادیر شدت- مدت و فراوانی در ایستگاه های مورد مطالعه از شباهت نسبی برخوردار هستند و این امکان را فراهم آورد که بتوان آنها را بطور استانی ارائه نمود. تحلیل های فوق براساس آستانه های خشکسالی نیز انجام شد، که کاربردی شدن بیشتر نتایج و بخصوص امکان تولید سناریوهای خشکسالی را فراهم میآورد

طی سالهای 1377-1378 تا 1379-1380 استان تهران شاهد شدیدترین خشکسالیهای‌ دهه‌های اخیر بوده که بررسی گستره و تحلیل درباره آن لازم است. لازم به ذکر است که برای این تحلیل استفاده از شاخصهای خشکسالی می‌تواند مؤثر باشد. این شاخصها در واقع بیان کمی بلیه طبیعی خشکسالی بوده تا امکان ارزیابی آن را در مقیاسهای ‌مختلف زمانی و مکانی ممکن سازند. در تحقیق حاضر برای پایش خشکسالی این دوره و تهیه نقشه‌های آن از سه شاخص DI ، SPI ، EDI و تکنیک سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS استفاده شده و به این منظور اطلاعات 43 ایستگاه در سطح استان به کار رفته است. نتایج نشان داد که DI نسبت به بارندگی نوسانهای شدیدی داشت، ضمن اینکه هماهنگی زمانی و مکانی مناسبی بین نتایج آن قابل مشاهده نمی‌باشد. همچنین شاخصSPI در مقیاس ماهانه واکنش کافی به کمبود ریزشها از خود نشان نمی‌دهد. اما شاخص جدید EDI در مجموع عکس‌العمل مناسبی را نسبت به خشکسالیها داشته و پیوستگی منطقی بین نتایج آن قابل مشاهده است.

یخچال های ایران جزء منابع آبی هستند که نسبت به آنها شناخت بسیار کمی وجود دارد. سطح این یخچال ها در حدود 27 تا 32 کیلومتر مربع برآورد شده است و شواهد حاکی از کاهش حجم آنها می باشد، اتفاقی که بطور کلان در سطح یخچال های جهان در حال وقوع است. اما از تاثیر کاهش این منابع بر آبدهی رودخانه هایی که از آنها نشأت می گیرند، مطالب چندانی موجود نمی باشد. در این مقاله تلاش شده است تا در حد ممکن با اطلاعات موجود، تحلیلی از تغییرات آبدهی این رودخانه ها با استفاده از آزمون های آماری مانند روند و همگنی انجام شود. بر اساس نتایج حاصل، به جزء در مواردی اندک، زوال تدریجی یخچال ها تغییرات معنی داری درآبدهی ها ایجاد ننموده است، ضمن اینکه این تغییرات را نمی توان صرفا به پسروی یخچال ها نسبت داد. همچنین براساس چهار روش تجربی برآوردی از حجم این منابع در کشور بدست آمد. بر اساس این روش ها، حجم موجود این منابع بین 85/0 تا 3/2 میلیارد مترمکعب برآورد می گردد. هر چند، روشی که رقم 3/2 میلیارد مترمکعب را نتیجه می دهد، با پاره ای از اندازه گیری های میدانی در یخچال های زردکوه هماهنگی بیشتری دارد.

کاهش آورد رودخانه مرزی هیرمند از افغانستان به ایران از چالش های همیشگی مدیریت منابع آب در شرق کشور بوده که در سال های اخیر تشدید شده است. توسعة کشاورزی در پایین دست سد کجکی (در حوضه آبریز رودخانه هیرمند) در افغانستان و خشکسالی اخیر از دلایل کم شدن آب این رودخانه به شمار می آید. در مقالة حاضر به طور کمّی به این موضوع پرداخته می شود و برای این منظور کاربری اراضی دشت هلمند افغانستان با استفاده از تصاویر ماهواره ای بررسی شده است. به خاطر اهمیت نوع الگوریتم انتخاب شده در تهیه تصاویر طبقه بندی شده، سه الگوریتم بیشترین شباهت (MLC)، درخت تصمیم گیری (DT) و ماشین های بردار پشتیبان (SVM) ارزیابی شده اند. از مشکلات عمده در انجام آزمون ها، تهیة نمونه های آموزشی از افغانستان است؛ بدین منظور از نقشه های FAO، نقشه های اطلس کاربری اراضی افغانستان، نقشه های مرکز سازمان زمین شناسی امریکا و تصاویر Google Earth کمک گرفته شد. با توجه به تصاویر موجود، دورة 20 سالة اخیر در سه تاریخ 1990، 2001 و 2011 میلادی مربوط به ماهواره لندست (ETM+ TM,) در نظر گرفته شد و از هر سه روش جواب های نسبتاً مشابهی به دست آمد. نقشه های حاصل از الگوریتم های فوق با ضریب کاپا و دقت کلی ارزیابی شدند و دقت مناسبی داشتند. نتایج تغییرات کاربری اراضی نشان می دهند که مجموع کل کشت محصولات آبی در منطقه، حدود 62 درصد افزایش یافته، به طوری که مقدار آن از رقم 103 هزار هکتار در سال 1990، به حدود 122 هزار هکتار در سال 2001 و به حدود 167 هزار هکتار در سال 2011 رسید که مؤید تأثیر قطعی آن بر کاهش رواناب ورودی از رودخانه هیرمند به کشور است. با وجود نتایج نزدیک روش ها، طبقه بندی درخت تصمیم گیری کارآمدی بیشتری از لحاظ اتکای کمتر به نمونه های آموزشی از خود نشان داد.

داده های سنجش از دور دارای کاربرد وسیعی در برآورد تبخیر و تعرق واقعی هستند و بدین منظور روش های مختلفی شرح و بسط یافته است. در این میان، سبال و متریک به عنوان مدل های شار انرژی و تی وی تی برپایة پوشش گیاهی توجه زیادی را به خود جلب کرده و برپایة برخی پارامترهایی هستند که برای استفاده نیاز به ارزیابی دارند. در پژوهش حاضر، 12 تصویر مودیس طی دورة سال آبی 88-1387 که محدودة مطالعاتی اهواز شمالی را (طبق طبقه بندی وزارت نیرو) می پوشاند، فراهم شد تا برای تخمین تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از مدل های سنجش از دور به کار گرفته شود. به منظور ارزیابی و مقایسة نتایج، از تبخیر و تعرق تخمین زده شده با استفاده از مدل بیلان آبی مرسوم برای همان دوره استفاده شد. افزون بر اینها، بهترین تخمین تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از مدل سنجش از دور برای مزارع یونجه با مقادیر متناظر در سند ملی آب مقایسه شد. نتایج به دست آمده، عملکرد بهتر سبال و سپس متریک و تی وی تی را نشان دادند. مدل بیلان آب میزان تبخیر و تعرق واقعی را 341 میلی متر بر سال و سبال آن را 2/347 میلی متر بر سال برای همان دوره نمایش داد. ارزیابی پارامترهای این مدل ها، تأثیر معنا دار کاربرد معادلات کالیبره شدة شار گرمای خاک و طول زبری مومنتوم را بر عملکرد و کاهش عدم قطعیت آنها نشان داد.

پایش همکاری و تعارضات در حوضه های فرامرزی جهت مدیریت پایدار منابع آبی مشترک و امنیت منطقه ای ضروری می باشد. بخصوص اینکه تغییراقلیم، توسعه طرح های آبی و عدم توازن قدرت بین کشورهای ساحلی بستر را برای تشدید مناقشات در این حوضه ها مهیاتر نموده است. واقعیتی که پایش پویای وضعیت مناقشات و همکاری را ضرورت می بخشد. مقاله حاضر تلاش دارد تا روش شناسی را بدین منظور ارائه دهد و برای تشریح آن، حوضه فرامرزی دجله و فرات به عنوان منطقه مطالعاتی درنظر گرفته شده است. بدین منظور، مؤلفه هایی برای توسعه چنین سامانه هایی احصاء شدند که مهم ترین آنها عبارت بودند از: الف) درک صحیح از مسائل حوضه و محرک های داخلی و خارجی مؤثر بر مناقشه و همکاری، ب) پایش طرح های توسعه و تبعات آنها بر موافقت نامه ها و یا مغایرت آنها با کنوانسیون های بین المللی، ج) پایش رسانه و گفتمان مسئولین کشورها و د) پایش نحوه فعالیت کمیته های فنی مشترک و بعضاً فراتر از آن، «شوراهای عالی همکاری راهبردی» بین کشورها. در نهایت، نمایش مجموعه اطلاعات فوق با استفاده از ابزارهای استانداردی مانند مقیاس های BAR و iBAR یا ماتریس TWINS. قطعاً عملیاتی شدن این سامانه ها یک کار میان رشته ای است که نیازمند تعامل متخصصان مختلف مانند حوزه های روابط بین الملل، مهندسی منابع آب و علوم سیاسی می باشد.