مهدی اژدری مقدم

بروز سیلاب های سهمگین در اثر تغییرات آب و هوایی طیّ دهه های اخیر سبب بروز خسارات فراوانی در نواحی مختلف دنیا شده است. در نواحی خشک تأثیر این تغییرات محسوس تر است. در این بین استان سیستان و بلوچستان با آب و هوای گرم و خشک، مستعد وقوع سیل می باشد. حوضه ی آبریز سرباز که در قسمت های جنوبی این استان پهناور قرار گرفته، متأثر از شرایط موجود هرساله شاهد وقوع سیل و نتایج مخرب آن می باشد. هدف از این پژوهش پیش بینی سیلاب رودخانه ی سرباز با شبکه عصبی مصنوعی می باشد. در این پژوهش از سه شبکه پرسپترون چندلایه، پس انتشار و Radial Basis جهت پیش بینی سیلاب رودخانه ی سرباز استفاده شد و نتایج این شبکه ها با مدل رگرسیون چند متغیّره مقایسه شده است. برای این منظور از داده های روزانه اقلیمی و هیدرولوژیکی سه ایستگاه سرباز، ایرانشهر و پیردان طیّ یک دوره ی 28 ساله (مهر 1360 تا شهریور 1388) استفاده شد. با بررسی همبستگی بین این داده ها و دبی رودخانه سرباز پارامترهای مؤثر بر سیلاب تعیین شد. پس از نرمالیزه کردن داده ها، مدل های مختلف ایجاد شد. بررسی نتایج نشان داد که شبکه ی منتخبRadial Basisبا همبستگی 97/0 در مرحله ی آموزش و 714/0 در مرحله ی آزمایش و خطای کمتر نسبت به سایر شبکه ها به عنوان بهترین مدل در بین انواع شبکه ی عصبی شناخته شد. مقایسه ی نتایج این شبکه و مدل رگرسیونی نشان می دهد که مدل شبکه عصبی عملکرد مناسب تری دارد و پیش بینی بهتری نسبت به روش رگرسیونی از سیلاب رودخانه ی سرباز ارائه می دهد.

هدف تحقیق حاضر، پیش بینی خشکسالی های پاییزه ی زاهدان به وسیله متغیّرهای ورودی مختلف می باشد. این متغیّرها عبارتند از: بارندگی، مقادیر پیشین شاخص خشکسالی SPI و 19 عدد از شاخص های اقلیمی. برای این منظور، میانگین سه ماهه اکتبر- نوامبر- دسامبر شاخص خشکسالی SPI به عنوان متغیّر خروجی انتخاب شد. سپس هرکدام از متغیّرهای ورودی یاد شده، در تأخیرهای زمانی صفر، 1، 2 و 3 ماهه (به ترتیب میانگین سه ماهه اکتبر-نوامبر-دسامبر، سپتامبر-اکتبر- نوامبر، آگوست- سپتامبر- اکتبر و ژولای-آگوست- سپتامبر) وارد مدل شدند. مدل های پیش بینی نیز با استفاده از مدل فازی- عصبی ANFIS توسعه داده شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، در تأخیر زمانی صفر، بارندگی و شاخص اقلیمی Nino3 به ترتیب با ضرائب همبستگی 0.97 و 0.75 و خطاهای 0.13 و 0.33 مناسب ترین متغیّرهای ورودی را تشکیل دادند؛ در تأخیر زمانی 1 ماهه، بارندگی، شاخص خشکسالی SPI و شاخص اقلیمی AMO به ترتیب با ضرائب همبستگی 0.67، 0.72، 0.65 و خطاهای 0.36، 0.35 و 0.39 بهترین متغیّرهای ورودی را شامل شدند؛ در تأخیر زمانی 2 ماهه، شاخص اقلیمی SOI با ضریب همبستگی 0.78 و خطای 0.31 به عنوان بهترین متغیّر ورودی انتخاب شد و در نهایت در تأخیر زمانی 3 ماهه، شاخص اقلیمی AMO با ضریب همبستگی 0.59 و خطای 0.42 مناسب ترین متغیّر ورودی را تشکیل داد.

بارش یکی از مهمترین پدیده های آب و هوایی و یکی از مهمترین عوامل ایجاد رواناب می باشد که نقش بارزی در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب و مخاطرات ناشی از سیلاب دارد. بارشهای حدی پتانسیل ایجاد سیلاب را دارند. دراین تحقیق با بررسی و شناخت استان به لحاظ بارش، فیزیوگرافی، توپوگرافی و ژئومرفولوژی آستانه حدی که توانایی ایجاد رخداد سیلاب داشته باشد انتخاب و  سپس با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی، نرم افزارهای ArcMap و Excel و دادههای روزانه بارش طی دوره آماری 25 ساله از سال 1990 تا 2014 ایستگاههای سینوپتیک، اقلیم شناسی و باران سنجی استان سیستان و بلوچستان، تعداد 72 رخداد بارش 24 ساعته در آستانه حدی20 میلی متر و بالاتر (بیشینه بارش 24 ساعته اتفاق افتاده در ایستگاه ها) پهنه بندی شد. بررسی نقشه پهنه بندی نشان می دهد که بیشترین تاثیر بارش در این آستانه حدی در نواحی ساحلی و جنوبی استان می باشد. نظر به اینکه 80 درصد بارشهای 20 میلی متر و بالاتر در پاییز و زمستان رخ داده است، به تحلیل کمی سامانه های  فصول سرد سال (37 رخداد) پرداخته شد. تحلیل سینوپتیک نقشه های همدید، وزش رطوبتی ترازهای 500 و 700 ه. پ. (هکتو پاسگال)، متوسط روزانه فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 ه. پ. و نقشه های امگا (صعود قائم هوا) در تراز دریا و 500 ه. پ. انجام و الگوی کلی سامانه های غربی که منشاء بارش های حدی 20 میلیمتر و بالاتر در استان سیستان و بلوچستان در دوره سرد سال است، رسم شد. با توجه به اینکه بارشهای حدی زمینه ساز وقوع سیلاب می باشند، با بررسی عوامل ایجاد بارش های حدی می توان وقوع سیلاب را سریعتر پیش بینی نمود و با اعلام هشدار از ریسک سیلاب ها کاسته می شود.

انتقال بین حوضه ای آب، انتقال آب از حوضه ای به حوضه ای دیگر است. حوضه ای که به آن آب منتقل می شود حوضه مقصد و حوضه ای که آب از آن منتقل می شود، حوضه مبدأ نامیده می شود. انتقال بین حوضه ای آب با وجود تأمین آب در حوضه مقصد، احتمالاً می تواند عامل تغییراتی در حوضه های مبدأ و مقصد باشد که باید مورد ارزیابی قرار گیرد. هدف از انجام این تحقیق پیش بینی اثرات احتمالی انتقال آب رودخانه بهشت آباد به فلات مرکزی ایران بر سطح و حجم یکی از آبخوان های منطقه مبدأ انتقال به نام شلمزار و نیز ارائه راهبردهای مختلف در طول مدت 30 سال پس از اجرای طرح می باشد. برای این منظور از نرم افزار WEAP استفاده شد. براساس نتایج حاصل از این تحقیق انتقال آب بین حوضه ای می تواند بر سطح و حجم آبخوان در منطقه مبدأ انتقال تأثیر منفی داشته و موجب افت سطح آب زیر زمینی گردد. در اثر انتقال آب و با در نظر گرفتن طرح های توسعه منابع آب در حوضه مبدأ، پس از گذشت 30 سال حجم آبخوان از 7/160 میلیون مترمکعب به حدود 30 میلیون مترمکعب کاهش می یابد. جهت جلوگیری از کاهش حجم آبخوان، حداکثر آب قابل انتقال از رودخانه به حوضه مقصد در شرایط آبی نرمال و خشکسالی به ترتیب 450 و 160 میلیون مترمکعب در سال برآورد شد. همچنین میزان حداکثر آب قابل انتقال با توجه به نیاز زیست محیطی رودخانه و در شرایط آبی نرمال، حدود 350 میلیون مترمکعب در سال برآورد گردید. نتایج مدل حاکی از آن است که میزان کاهش حجم آبخوان مطالعاتی در شرایط انتقال آب از حوضه و درصورت اجرای طرح های توسعه منابع آب در طول مدت 30 سال حدود 5 برابر خواهد بود.

نقشه های خطر سیلاب یکی از ابزارهای سودمند در جهت مدیریت این مخاطره در حوضه آبریز و کاهش اثرات آن است. در حوضه بلوچستان جنوبی و حوضه آبریز رودخانه کهیر، باتوجه به وجود دو رژیم بارشی زمستانه و تابستانه، وقوع سیلاب های ناگهانی امری اجتناب ناپذیر است که باتوجه به استقرار جوامع روستایی و سکونتگاه ها در نواحی مستعد وقوع سیلاب، هرساله موجب واردآمدن خسارات فراوان به جمعیت آسیب پذیر منطقه می گردد. در راستای پهنه بندی خطر سیلاب، داده های اقلیمی، هیدرولوژیک، پوشش زمین و توپوگرافی حوضه از منابع معتبر تهیه و باتوجه به مطالعات علمی، دوازده متغیر تأثیرگذار بر بروز خطر سیلاب در قالب پنج مؤلفه اصلی (هیدرولوژیک، پوشش گیاهی، پوشش زمین، اقلیمی و توپوگرافی)، جمع آوری گردید. با استفاده از دو روش همپوشانی فازی و وزنی و امکانات سامانه اطلاعات جغرافیایی نقشه متغیرها و مؤلفه ها پس از طبقه بندی مجدد و فازی سازی با عملگرهای مناسب تهیه شد. نتایج نشان داد که روش همپوشانی فازی باتوجه به منطق حاکم بر آن، قدرت تمایز بهتری از مناطق مستعد وقوع سیلاب دارد و می تواند به ریز پهنه بندی خطر وقوع سیلاب، کمک نماید. با مقایسه نتایج حاصل از داده های واقعی وقوع سیلاب دی ماه ١٣٩٨ حاصل از تصاویر ماهواره سنتینل 2، صحت نتایج روش فازی به طور نسبی مورد تأیید قرار گرفت. با ملاحظه تمرکز سکونت گاه ها در پیرامون آبراهه اصلی و ضعف زیرساخت ها، مناطق جمعیتی قابل توجهی در معرض بالقوه خطر سیل قرار دارند.