ابراهیم امیدوار

جمع آوری آب باران گزینه ای مناسب جهت ذخیره رواناب سطحی جهت کاربرد های بعدی طی دوره های با محدودیت دسترسی به آب است. مهم ترین مرحله در به کارگیری سامانه های جمع آوری آب باران، مکان یابی عرصه های مناسب است. لذا با شناسایی محل های مناسب برای این منظور، در زمان و هزینه صرفه جویی می شود. در این پژوهش، برای مکان یابی روش جمع آوری آب باران درجا در حوزه آبخیز تجره از مدل رگرسیون چند متغیره و همچنین سامانه اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. بدین منظور لایه های تاج پوشش، لاشبرگ، سنگ و سنگ ریزه، خاک ل خت، شماره منحنی، بارش، شیب و عمق خاک به عنوان متغیر مستقل و عامل نفوذ نیز به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد. سپس با توجه به نقشه های تهیه شده، مقادیر آن ها به صورت متوسط برای هر یک از زیرحوضه های 27 گانه محاسبه شد. همچنین برای بررسی ارتباط بین این متغیر ها و وزن دهی به هر یک، عوامل موثر از رگرسیون چند متغیره به روش گام به گام استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل رگرسیون چند متغیره خطی با ضریب تبیین 0/993 به خوبی توانسته است مقادیر عامل نفوذ را برآورد نماید. از لحاظ درجه اهمیت نیز متغیر های شماره منحنی با ضریب 2/433-، عمق خاک با ضریب 0/348 و درصد سنگ و سنگ ریزه با ضریب 0/057 به ترتیب دارای بیشترین اهمیت بوده و سایر عوامل دارای اهمیت معنی داری نبودند. مقایسه نقشه حاصل از مکان یابی رگرسیون چند متغیره در این تحقیق با برخی معیار های توصیه شده سوابق پژوهشی مختلف نشان داد که کلاس های پیش بینی شده با تناسب خوب در بخش های مرکزی حوضه و بسیار خوب مناطق بالادست حوضه که در قسمت شرقی و جنوب شرقی حوضه دارای هم پوشانی با مناطق توصیه شده با این معیار ها است.

احداث سدها می تواند باعث ایجاد تغییرات در رژیم هیدرولوژیکی رودخانه شود. به منظور تنظیم جریان های زیست محیطی مدیریت شده درک تأثیرات بالقوه ساختارهای آبی بر رژیم های هیدرولوژیکی رودخانه ضروری است. در پژوهش حاضر، برای بررسی تغییرات متوسط ماهانه دبی و منحنی تداوم جریان با استفاده از نرم افزار IHA نسخه 7.1.، از آمار ایستگاه هیدرومتری تنگ اسفرجان در خروجی حوضه هونجان (استان اصفهان) استفاده شد. مقدار جریان ماهانه در دوره بعد از احداث بندهای اصلاحی نسبت به دوره قبل از احداث بندها کاهش داشته است. همچنین منحنی تداوم جریان در تمام فصل ها قبل از احداث بندهای اصلاحی بالاتر از حالت بعد از احداث است. تفسیر منحنی های تداوم جریان بیانگر اثر کاهشی بندهای اصلاحی در همه ی انواع جریان است. شاخص های هیدرولوژیکی جریان (شاخص دبی نرمال در حالت پرآبی، شاخص دبی نرمال در حالت کم آبی، شاخص دبی عادی یا نرمال)، در دوره بعد از احداث نسبت به دوره قبل از احداث کاهش داشته است. در تمام ماه های سال به غیر از ماه های فوریه، مارس و آوریل نرخ کاهش شاخص دبی نرمال در حالت کم آبی (Q75) بیشتر از شاخص دبی نرمال در حالت پر آبی (Q25) بود. شاخص دبی نرمال در حالت پرآبی بعد از احداث بندهای اصلاحی در فصل بهار بیش تر از سایر فصل ها کاهش داشته است. شاخص دبی نرمال در حالت کم آبی در فصل زمستان و پاییز (91 درصد) و تابستان (90 درصد) کاهش بیش تری نسبت به بهار داشته است.

زمین لغزش به عنوان یک پدیده ژئومورفولوژیک طبیعی، در زمره بلایای طبیعی محسوب می شود که می تواند خسارات جانی و مالی فراوانی را به زندگی انسان ها تحمیل می کند؛بنابراین شناسایی مناطق حساس به وقوع زمین لغزش جهت کاهش خسارات امری ضروری است. هدف پژوهش حاضرارزیابی و ناحیه بندی حساسیت پذیری زمین لغزش درزیرحوزه آبخیزتجن میانی بابه کارگیری مدل های آماری نسبت فراوانی وآنتروپی شانون است.بدین منظور ابتدا 68 نقطه زمین لغزش برای منطقه شناسایی-واین نقاط به صورت تصادفی به دو گروه آموزش مدل(70 درصد)واعتبار مدل(30 درصد)تقسیم شدند.همچنین بر اساس مرور منابع،10 عامل شیب،جهت شیب،فاصله تاآبراهه،ارتفاع،کاربری-اراضی،سنگ شناسی،انحنای سطح، انحنای طولی،باران وشاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) به عنوان-عوامل مؤثردروقوع زمین لغزش درمنطقه موردمطالعه انتخاب شدند.درادامه نقشه حساسیت پذیری-زمین لغزش بااستفاده ازمدل های نسبت فراوانی وآنتروپی شانون وبراساس روش شکست طبیعی برای-منطقه موردمطالعه تهیه شد.درنهایت به منظور ارزیابی نرخ موفقیت و پیش بینی مدل ازمنحنی-مشخصه عملکرد (ROC) استفاده شد.نتایج حاصل از تأثیر عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش در مدل آنتروپی شانون نشان داد که به ترتیب معیار های رطوبت توپوگرافی، کاربری اراضی و انحنای طولی با مقادیر وزن Wj به ترتیب برابر با 73/0، 66/0 و 65/0بیش ترین تأثیر را در وقوع زمین لغزش در منطقه دارند. نتایج ارزیابی نرخ موفقیت و پیش بینی مدل با توجه به منحنی ROC و سطح زیر منحنی (AUC) برای آموزش واعتبار دو مدل نسبت فراوانی و آنتروپی شانون به ترتیب برابر با 76/0، 72/0 و 62/0، 59/0 به دست آمدکه بیانگر عملکرد نسبتا خوب مدل نسبت فراوانی و عملکرد ضعیف تا مردود مدل آنتروپی شانون برای ارزیابی وتهیه نقشه حساسیت پذیری زمین لغزش درحوضه مورد مطالعه است.همچنین نتایج حاصل ازناحیه بندی حساسیت پذیری زمین لغزش در حوضه تجن-میانی بااستفاده ازمدل نسبت فراوانی نشان دادکه به ترتیب 156/30، 066/17 و 206/5 درصد از مساحت حوضه درمحدوده حساسیت متوسط،زیاد و خیلی زیاد قرار دارد.نتایج پژوهش حاضر می تواند جهت مدیریت وآمایش سرزمین توسط مدیران و برنامه ریزان به کارگرفته شود.

فرونشست زمین یکی از مهم ترین مشکلات محیط زیستی است که بر کشاورزی و زیرساخت های شهری تأثیر می گذارد. لذا به منظور برنامه ریزی برای کاهش خطرات ناشی از فرونشست، شناسایی مناطق پرخطر و مستعد وقوع این پدیده در دشت های مختلف ایران ضروری است. هدف اصلی این تحقیق، حساسیت پذیری فرونشست زمین در آبخوان کاشان با استفاده از روش های دمپستر- شفر، وزن دهی شواهد، آنتروپی شانون و نسبت فراوانی است. برای انجام این تحقیق از 14 عامل مؤثر بر وقوع فرونشست شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، انحنای سطح، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل، فاصله از جاده، لیتولوژی، کاربری اراضی، انحنای طولی و عرضی، تغییرات سطح ایستابی، فاصله از معدن و تراکم چاه در سطح آبخوان استفاده شد. آنگاه پس از تعیین 108 موقعیت فرونشست و نیز 108 موقعیت عدم فرونشست در سطح آبخوان، این نقاط به صورت تصادفی و به نسبت 30 و 70 درصد به ترتیب به عنوان داده های اعتبارسنجی و داده های آزمون طبقه بندی شدند و برای ارزیابی هرکدام از مدل ها از منحنی تشخیص عملکرد نسبی ( ROC ) استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین روش های مورداستفاده بر اساس منحنی ROC و میزان AUC ، روش نسبت فراوانی (آموزش: 84/0 و اعتبارسنجی: 89/0) بهترین عملکرد را داشته است و به عنوان بهترین روش پیش بینی مناطق دارای حساسیت فرونشست در منطقه مطالعاتی معرفی می شود. روش های آنتروپی شانون، دمپستر- شفر و وزن دهی شواهد نیز به ترتیب در رتبه های بعدی قرار گرفتند. نتایج این تحقیق برای کاهش خسارات ناشی از وقوع فرونشست زمین و تعیین مناطق بالقوه فرونشست، قابل استفاده برای مدیران استانی خواهد بود.

سیل یکی از بلا های طبیعی رایج است که می تواند زیر ساخت های شهری و روستایی و جان و اموال را با خطر مواجه کند. هدف از انجام این پژوهش تهیه و تحلیل نقشه خطر سیل دو روستای خنچه و بارونق در امتداد بخشی از رودخانه سوک چم است. ابتدا نقشه توپوگرافی با استفاده از Google Earth و Global mapper ساخته شد. سپس با استفاده از نقشه توپوگرافی ساخته شده در محیط نرم افزار AutoCAD Civil 3D برای بازه مطالعاتی سطح ایجاد گردید. سپس با استفاده از سطح ساخته شده مقاطع عرضی، پروفیل طولی، کانال رودخانه، سواحل سیل گیر راست و چپ رودخانه سوک چم در محیط نرم افزار AutoCAD Civil 3D ساخته شد. برای شبیه سازی سیلاب در دوره بازگشت های 25، 50، 100، 200 ساله، مقاطع عرضی ساخته شده به نرم افزار HEC RAS انتقال داده شد. برای تبدیل دبی حداکثر روزانه به دبی حداکثر لحظه ای با توجه به مقدار P-value آزمون کولموگروف-اسمیرنوف (9/0) از روش فیل – استینر استفاده شد. نتایج حاصل از تحلیل فراوانی سیلاب نشان داد توزیع لوگ پیرسون نوع 3 مناسب ترین توزیع است. بر اساس نتایج حاصل، سطح سیل گیری برای دوره بازگشت های 25، 50، 100، 200 ساله به ترتیب 77/0، 9/0، 15/1، 47/1 کیلومترمربع به دست آمد. با توجه به نقشه خطر سیل در دوره بازگشت 100 ساله (پهنه پر خطر) به ترتیب حدود 5/41 و 5/4 درصد از دو روستای خنچه و بارونق در معرض خطر سیلاب متوسط تا خیلی زیاد قرار دارند. ایجاد دیواره های ساحلی و سامان دهی رودخانه در طول مسیر عبور رودخانه از این دو روستا امری ضروری است که می تواند خطرات ناشی از سیل را تعدیل نماید. استفاده از نقشه های تهیه شده برای انجام اقدامات کنت رل س یل، سامانه های پیش بینی و هشدار سیل، بیمه سیل و به طورکلی جهت اقدامات سازه ای و غیرس ازه ای مه ار س یل در منطقه پیشنهاد می شود.

روش های مختلفی برای تبدیل داده های بزرگ مقیاس به داده های اقلیمی منطقه ای گسترش یافته اند که در کم تر مطالعه ای نتایج این روش ها از لحاظ آماری مورد مقایسه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه ، مقایسه ی نتایج مدل های SDSM و LARS-WG در ریزمقیاس نمایی داده های خروجی مدل های گردش عمومی CANE-SM2 و HADGEM2-ES تحت سناریوهایRCP2.6 ، RCP4.5 وRCP8.5 است. جهت انجام این مطالعه ، دمای حداقل، دمای حداکثر و بارش در دوره ی پایه (2005-1980) ایستگاه سینوپتیک اراک مورداستفاده قرار گرفت و نتایج حاصل از پیش بینی های دو مدلSDSM و LARS-WG برای سه دوره ی 2040-2021، 2060-2041 و 2080-2061 مقایسه شد. به منظور ارزیابی عملکرد مدل ها شاخص های RMSE، R2، MAE و NSE استفاده شد. بر اساس نتایج شاخص های ارزیابی، هر دو مدل کارآیی مناسبی در شبیه سازی متغیرهای اقلیمی دارد. نتایج ریزمقیاس نمایی دو مدل نشان داد که به طورکلی در هر سه سناریو و هر سه دوره از ماه ژانویه تا ژوئن مقادیر پیش بینی دمای حداقل و دمای حداکثر نسبت به دوره ی پایه افزایش می یابد و مدل LARS-WG در مقایسه با مدل SDSM مقدار دمای حداقل و حداکثر را نسبت به دوره ی پایه بیش تر برآورد نموده است. تغییرات بارش پیش بینی شده به وسیله ی دو مدل SDSM و LARS-WG دارای روند مشخصی نبوده است. بررسی درصد تغییرات داده های دما و بارش نشان داد که خروجی مدل SDSM تغییرات بیش تری را در بارش و خروجی مدل LARS-WG تغییرات بیش تری را در دمای حداقل و دمای حداکثر نسبت به دوره ی پایه نشان می دهد. بر اساس نتایج این مطالعه نمی توان برتری دقیقی برای هر یک از مدل های موردمطالعه بیان کرد، ولی به طورکلی می توان گفت که نتایج پیش بینی دو مدل در اکثر موارد از نظر آماری اختلاف معنی دار (01/0P<) دارند.

رواناب یکی از مهم ترین اجزای چرخه هیدرولوژی است. در هر حوضه ی آبریز برآورد رواناب برای برنامه ریزی دقیق مدیریت منابع آب ضروری است. هدف از انجام این مطالعه بررسی کارایی مدل هیدرولوژیکی و نیمه توزیعی SWAT جهت برآورد دبی روزانه ی حوضه های فاقد آمار در مناطق خشک از طریق انتقال پارامتر های واسنجی شده از حوضه ی دارای آمار به حوضه ی فاقد آمار با رویکرد منطقه بندی مبتنی بر خصوصیات فیزیکی است. جهت انجام این مطالعه، ابتدا مدل SWAT در حوضه ی آبریز دارای آمار (خ نچه) واسنجی و صحت سن جی شد. سپس پارام تر های واسنجی ش ده برای ش بیه سازی و تحلیل جریان در بسته نرم افزاری Hydro office-FDC ب ه حوضه ی فاقد آمار س وک چم انتتقال داده شد. ب ر اساس نتایج حاصل از تحلیل حساسیت، از بین پارامترهای حساس در شبیه سازی جریان، پارامتر های HRU-SLP, SLSOIL, SOL-AWC, CANMX, CH-S1 به عنوان حساس ترین پارامتر ها در منطقه ی مورد مطالعه شناخته شدند. معیار های ارزیابی عملکرد مدل PBIAS, R2, NSE به ترتیب برای دوره واسنجی 6/0، 65/0 و 7/10 و برای دوره ی صحت سنجی برابر 47/0، 63/0 و 88/11- به دست آمد که نشان دهنده ی دقت قابل قبول شبیه سازی دبی روزانه در حوضه ی خشک در مقیاس روزانه است. همچنین نتایج حاصل از اندازه گیری شاخص های منحنی تداوم سیلابی (Q5)، مرطوب(Q20-Q10)، متوسط (Q60-Q50-Q40-Q30)، کم آبی (Q95-Q90-Q80-Q70) نشان داد که در 5 درصد از ایام سال (18روز) دبی سیلابی معادل 28/0 مترمکعب برثانیه یا بیشتر از آن است. محدوده ی شاخص های مرطوب، متوسط و کم آبی به ترتیب (12/0–16/0)، (11/0- 08/0) و (024/0– 058/0) مترمکعب برثانیه به دست آمد. استخراج این نتایج می تواند به درک و شناخت بهتر از رفتار هیدرولوژیکی حوضه های فاقد آمار کمک کند.

آگاهی از نحوه تغییرات دبی رودخانه و به دنبال آن تغییرات ویژگی های کمی آب، می تواند کمک شایانی به مدیریت و برنامه ریزی منابع آب نماید. میزان اثرات زیست محیطی و اقتصادی- اجتماعی تغییرات دبی رودخانه، در مدیریت آب زیست محیطی بسیار حائز اهمیت است. لذا در این تحقیق، به منظور بررسی تغییرات کمی آب رودخانه ی هروچای اردبیل، دبی رودخانه با استفاده از مدل SWAT شبیه سازی گردید. در ادامه با استفاده از مدل اقلیمی LARS-WG داده های دما و بارش به صورت روزانه تحت سه سناریو A2، B1 و A1B برای دوره ی 2040-2014 استخراج و داده های شبیه سازی شده به مدل SWAT وارد و مدل برای دوره ی آماری مذکور اجرا گردید. بر اساس نتایج حاصل از پیش بینی بارش، تحت ش رایط دو سناریو A2 وB1 بارش در دوره ی پیش بینی اف زایش خواهد یافت ولی کاهش بارش تحت شرایط سناریوA1B  اتفاق خواهد افتاد. نتایج شبیه سازی دبی نشان داد که مدل SWAT طی دوره ی واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب با ضریب کارایی 81/0 و 84/0 دارای عملکرد قابل قبولی بوده است. سایر نتایج، افزایش دبی را بر اساس نتایج دو سناریو A2 و B1 و کاهش دبی را بر اساس نتایج سناریو A1B نشان می دهد.