درخت حوزه‌های تخصصی

امروزه با توجه به کاهش منابع آب و بحران آبی موجود توجه به مدیریت صحیح یکپارچه منابع آب بخصوص در مناطق مرزی امری مهم و ضروری می باشد. یکی از اقدامات اساسی در این زمینه آگاهی از میزان بارش و رواناب و روند تغییرات آن در محدوده حوضه های آبریز است. اما عدم دسترسی به داده های میدانی کافی در حوضه های مرزی این امر را با مشکل اساسی روبه رو می سازد. جهت فایق آمدن به این مشکل می توان از داده های سنجش از دور و مدل های جهانی استفاده نمود. هدف از انجام این تحقیق، بررسی روند تغییرات بارش-رواناب در حوضه ی سد دوستی با استفاده از مدل جهانی سطح زمین (GLDAS) می باشد. بدین منظور از داده های جهانی سطح زمین در 7 پیکسل 5/1 در 5/1 درجه ای بین عرض های جغرافیایی 5/36-35 شمالی و طول های جغرافیایی67-5/59 غربی استفاده شد. نوع تغییرات و روند داده های مدل از طریق شبیه سازی، ضریب همبستگی پیرسون، آزمون های من-کندال و من-کندال دنباله ای در طی 10 سال از سال 2004 تا 2013 به صورت فصلی و سالانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از تحلیل داده ها نشان داد که در شرق و جنوب شرقی حوضه ی مورد مطالعه همبستگی بین بارش و رواناب ضعیف تر از سایر نقاط است همچنین در سطح اطمینان 95% برای داده های سالانه برای بارش تنها در پیکسل 7 و برای رواناب در پیکسل های 6 و 7 روند منفی هستند. در ارتباط با داده های فصلی، بارش تنها در فصل بهار در دو پیکسل 5 و 7 و رواناب در پیکسل 7 در فصل های زمستان و تابستان روند منفی تشخیص داده شد. نتایج این مدل نشان می دهد که مدل GLDAS جهت مطالعه بارش-رواناب در نقاطی که دسترسی به داده های زمینی دشوار است، می تواند بسیار کاربردی و مفید باشد زیرا امکان بررسی مناطق وسیع با هزینه ی کم را دارد.

هدف اصلی تحقیق استفاده از مدلی است که بتواند بین عناصر اقلیمی و آلودگی هوا ارتباط برقرار کند. بدین منظوراز سه مدل متفاوت شبکه عصبی احتمالی، مدل رگرسیون خطی و مدل پرسپترون چندلایه استفاده شد. برای این تحقیق از آمار یک ساله ی اداره ی حفاظت محیط زیست مشهد استفاده شد. این آمار مربوط به آلاینده های هوا شامل (CO- NO- O3- SO2) و آمار هواشناسی شامل پارامترهای اقلیمی (رطوبت نسبی، درجه حرارت، جهت باد و سرعت باد) می باشد. داده های آلودگی هوا از تعداد 11 ایستگاه آلوده سنجی جمع آوری شده است. این داده ها به صورت ساعتی بوده و سپس از آنها میانگین گرفته شد.پس ازدرون یابی فاصله معکوس وزندار وتحلیل داده ها به منظور پیش بینی روابط داده ها با استفاده از مدل شبکه عصبی داده ها به دسته های آموزشی(70%)، ارزیابی(15%) و تست(15%) طبقه بندی شدند. در این تحقیق برای تحلیل، از دسته ی داده های آموزشی استفاده شد. نتایج نشان داد که میزان میانگین مربعات خطا(MSE) و میانگین مطلق خطا (MAE) در مدل شبکه عصبی احتمالی پایین تر بوده و نتایج نشان داده است که مدل شبکه عصبی احتمالی، توانسته است رابطه منطقی بین آلودگی هوا و پارامترهای هواشناسی برقرار کند. از بین عناصر اقلیمی تاثیرگذار بر منواکسید کربن، رطوبت نسبی در ساعت 12:30و جهت باد بیشترین اثر را داشته اند، همچنین عواملی اقلیمی تاثیرگذار بر غلظت دی اکسید گوگرد رطوبت نسبی در ساعت 6:30 و درجه حرارت مطلق بوده است.

سدسازی فعالیت عمرانی نسبتاً فراگیر است که در برخی مقاطع زمانی در ایران به عنوان یکی از زیرساخت های اصلی و محوری توسعه در نظر مدیران برنامه ریزی کشور محسوب می شد. واقعیت آنکه حاکمیت رژیم خشک و نیمه خشک بر ایران و الزامات تأمین منابع آبی، احداث بسیاری از سدها در مناطق بعضاً نامناسب را توجیه پذیر ساخت. این نکته نیز پذیرفته است که سدسازی به طور طبیعی و تا حدودی جبری تغییراتی در مورفولوژی ناحیه احداثی (سرآب و پایاب) ایجاد می نماید، لذا آگاهی از تغییرات مورفولوژیکی رودخانه ای در دو حوضه بالادست (سرآب) و پایین دست (پایاب) سد در راستای مدیریت منطقه ای و کاهش خسارت به سازه ها، زیرساخت ها و مخزن سد دارای اهمیت فراوان است. بر مبنای این ضرورت، در تحقیق حاضر استخراج تغییرات مورفولوژیکی رودخانه ای در حوضه بالادست سد طالقان، بر پایه تفاضل سنجی زمانی داده های سنجش ازدور، هدف گذاری شده است. بدین منظور از سه سری عکس های هوایی در مقاطع 1334، 13350، 1380 (قبل از احداث سد) برای استخراج و بررسی ویژگی های مورفولوژی بهره گرفته شده و در مرحله بعد همین ویژگی ها از تصاویر پانکروماتیک ماهواره Cartosat-1 مربوط به 1388 سال های، 1390، 1394 مجدداً استخراج و علاوه بر آن تغییرات مورفولوژیکی سطح با روش تفاضلی از دو مدل رقومی تولیدی اخذ و تحلیل گردید. یافته های تحقیق نشان می دهد قریب 58 درصد عرصه موردمطالعه واجد تغییر منفی ارتفاعی بوده که مقادیر حداکثری آن به رقم 31.2 سانتی متر می رسد. درعین حال تغییرات ارتفاعی مثبت با نرخ 1 سانتی متر تا حداکثر 12 متر عرصه محدودتری داشته (35 درصد محدوده) که بخش عمده آن در قسمت انتهای بستر رودخانه اصلی و نواحی پشت سد اتفاق افتاده که انباشت رسوب عامل ایجابی آن می باشد. همچنین نیم رخ های طولی تهیه شده از مدل های رقومی قبل و بعد از احداث سد نشان می دهد بستر رود از مصب سد تا 14 کیلومتری علیای آن (روستای جوستان) قبل از احداث در حال عمیق شدن بوده و وضعیت مرفولوژیکی نسبتاً نامنظمی را معرفی می نموده، درحالی که در بعد از احداث این وضعیت از نظم نسبتاً بهتری برخوردار شده است. همچنین تغییر در فرم نیم رخ های عرضی از حالت U بسته به حالت مشابه U باز محسوس می باشد. نکته دیگر اینکه فعالیت فرسایشی از حالت حفر بستر به فرسایش کناری تغییر کرده و پیچان رودهای اولیه در حال گسترش می باشد. درمجموع مستند به یافته های تحقیق روشن گردید که در این بخش از رودخانه شاهرود، به دلیل تغییر مثبت سطح اساس، موجب بالا آمدن بستر شرایط برای ورود به مرحله تحول یافتگی شده است؛ نتیجه ضمن تخریب سازه های حاشیه رود، شرایط انتقال رسوبات بیشتر را از دامنه های سست مجاور به مخزن سد را فراهم نموده است.

وسعت زیادی از پهنه ایران را سطوح نسبتاً هموار و کم ارتفاعی تشکیل می دهد که بدلیل ارتفاع اندک و سایر عوامل‘ از شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک برخوردارند. فقر پوشش گیاهی و همواری نسبی‘ موجب غلبه فرآیندهای کندوکاو و تراکم بادی در این مناطق شده است. میزان فرسایش بادی و حجم نقل و انتقال مواد‘ وابسته به ویژگیهای باد اعم از سرعت‘ جهت و فراوانی آن است‘ قدرت حمل مستقیم باد محدود به ذراتی می گردد که قطر آنها کمتر از 2 میلیمتر باشد. هدف این تحقیق بررسی ویژگیهای باد در منطقه بندریگ کاشان و ارتباط این ویژگیها با نسبت قطر ذرات ماسه می باشد. روش تحقیق مبتنی بر ‹‹روش تحلیلی›› است و برای تجزیه و تحلیل و یافتن ارتباط از روش ‹‹اختلاف›› استفاده شده است. ‹‹روش›› کار دانه سنجی ذرات ماسه نمونه برداری شده از پیرامون بندریگ می باشد و ‹‹تکنیک›› کار مقایسه ارتباط قطر ذرات ماسه و سرعتهای آستانه باد از طریق شاخص بدست آمده در عملیات آزمایشگاهی است. نتایج نشان می دهند که قطر ذرات ماسه در محور شرقی بندریگ درشت تر از آستانه بادهای ثبت شده در ایستگاه کاشان است و این مسأله بیانگر وجود بادهای شدیدتری از این سمت است که عمدتاً بدلیل مانع توپوگرافی بندریگ‘ در ایستگاه کاشان ثبت نمی گردد. وجود فعالیتهای انسانی در حاشیه جنوبغربی بویژه در زمینهای زراعی و نیز مالچ پاشی گسترده در تمامی حاشیه شمالغربی‘ غرب و جنوبغربی طی 30 سال گذشته موجب تغییر سیستم و فرآیند حمل و نقل بادی شده است. از اینرو ذرات ماسه با ویژگیهای باد‘ برازش نشان نمی دهند. تنها در نمونه های حاشیه شمالشرقی بدلیل توپوگرافی مساعد و عدم دخالتهای انسانی‘ بین سرعتهای آستانه با دامنه دانه بندی‘ همبستگی نسبتاً قابل قبولی دیده می شود.

رودخانه ها و جلگه های حاصلخیز آن ها از دیرباز کانون شکل گیری و رشد تمدن های بشری بوده اند. جلگه خوزستان جلگه ای کم ارتفاع با شیب ملایم است که رودخانه ی کرخه در آن جریان دارد. این رودخانه در طول دوران زمین شناسی به ویژه در عهد چهارم –کواترنر- از تحرک و پوی

دشت سراب به دلیل موقعیت جغرافیایی ویژه که در بین تودة آتشفشانی سبلان در شمال و رشته کوه بزقوش در جـنوب قـرار دارد، دارای ذخایر غـنی آب­های زیرزمینـی مـی­باشد. ولی این آب­ها در مسیر حرکـت از پایکوه­های پیرامون به سمت مرکز دشت شور می­شوند. در این راستا، مطالعه حاضر سعی دارد ضمن ارزیابی کیفیت شیمیایی آب­های زیرزمینی دشت سراب از نظر مصارف کشاورزی، با ترسیم پراکنش مکانی شوری آب­های زیرزمینی، تغییرات شوری آنها را در یک دورة ده ساله (1387-1378) بررسی کند. برای این منظور نتایج تجزیه شیمیایی نمونه آب 45 حلقه چاه عمیق و نیمه عمیق، شامل پارامترهای (EC)، (SAR) و (Cl) در خرداد ماه 1378 و 1387 مقایسه شدند و با استفاده از نرم­افزار Arc/GIS پراکنش شاخص­های کیفی مزبور در دشت سراب با ترسیم نقشه­های کیفی (شامل نقشه­های هم ارزش EC، SAR و Cl) نشان داده شدند. نتایج این بررسی نشان می­دهد که آب­های زیرزمینی با شوری کم و خیلی کم به پایکوه­های ارتفاعات اطراف دشت اختصاص دارند و به سمت مرکز و غرب دشت بر میزان شوری آنها افزوده می­شود. همچنین تغییرات شاخص EC در منطقه مشخص می­کند که میزان آب­های زیرزمینی شیرین از خرداد 1378 تا 1387 تنزل یافته است. در عوض در این مدت مقدار آب­های با شوری کم 5/14 درصد افزایش نشان می­دهد. در این دوره از آب­های زیرزمینی شور هم در حدود 7/6 درصد کاسته شده و بر میزان آب­های خیلی شور افزوده شده است.

بارش رگباری از پدیده های بحران سازی است که وقوع ناگهانی و پر شدت آن موجب بروز خسارات فراوان بر انسان و محیط پیرامونی آن می شود . شناخت و آگاهی از بارش رگباری و چگونگی وقوع، شدت و تداوم آن در فصول مختلف کمک بسزایی در مقابله ی صحیح با آن می نماید. با توجه به رفتار متفاوت بارش و تغییرات سریع در فواصل مکانی کم و در طولانی مدت، ارائه مدل های مناسب ، متناسب با اقلیم آن منطقه، جهت پیش بینی احتمالی آن ضروری است. در این پژوهش به تحلیل مکانی بارش رگباری استان مازندران پرداخته شد و براساس داده های استخراج شده گراف باران سنجی در 12 ایستگاه سینوپتیک استان مازندران، برابر میزان بارش بالای 10 میلی متر در دوره 5ساله، از سال 2006 تا2010 مورد بررسی قرار گرفت. برای پهنه بندی محدوده موردمطالعه از روش IDW با سه توان 1،2،3 و روش کریجینگ با مدل های کروی، دایره ای، نمایی و گوسین استفاده شده است. ارزیابی و تعیین بهترین مدل و صحت سنجی نقشه های تولیدشده انجام شد. همچنین جهت مقایسه آماری مدل ها از مقدار ریشه مربع خطاها RMS ، MAE ، RMSE و ضریب همبستگی آن ها استفاده شده، که بهترین مدل برای پهنه بندی مدل IDW با دو توان 1،3و کریجینگ معمولی دایره ای بود. استخراج نقشه بهینه به وسیله رگرسیون چند متغیره بر اساس مدل روش همزمان و روش پس رونده انجام شد و شش متغیر که در ایجاد بارش بیشترین تأثیر را دارند، شامل عرض و طول جغرافیای، تعداد روز بارش، ارتفاع، رطوبت نسبی و دمای نقطه شبنم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد، میزان همبستگی این شش متغیر در فصل بهار97/0، تابستان99/0، پاییز98/0، زمستان 99/0و دربارش سالانه99/0 است که نشان دهنده رابطه قوی بین این شش متغیر در بارش رگباری استان مازندران می باشد.

یکی از مخاطرات طبیعی که امروز موجب سلب آسایش مردم به ویژه در نواحی خشک و بیابانی جهان و ایران می شود، توفان های گرد و غباری است. در این پژوهش با استفاده از داده های سمت و سرعت باد، دید افقی، فشار، دما، رطوبت، ابر و پدیده گرد و غبار ایستگاه های همدیدی منطقه، نقشه های همدیدی سطح زمین، ترازهای 850، 500 هکتوپاسکال، امگا، بردار باد،رودباد،وزش رطوبتی و چرخندگی و داده های جو بالای ایستگاه یزد، توفان های سیاه و گرد و غباری سطوح پایین جو استان در 17 دوره انتخابی نمونه در طول سالهای 1989 تا 2009 بررسی شده است. با توجه به این که این توفان ها در سه فصل رخ می دهند آنها را به سه فصل سال تقسیم و شدیدترین آن ها از نظر کاهش دید افقی، تندی باد و فراگیر بودن در سطح استان تحلیل شده است. نقشه های مورد نیاز از دو روز قبل از شروع گرد وغبار تا روز اوج آن از پایگاه داده های NCEP/NCAR اخذ گردید و در نرم افزار GrADS ترسیم شد. نتایج تحقیق سه نوع توفان گرد وغبار و بادهای شدید در فصول پاییز، زمستان و بهار را نشان می دهد. نوع اول توفان پاییزی (توفان 2 اکتبر 1997 ) وجود گرادیان فشار بین جنوب و نواحی مرکزی ایران و وجود ناوه ای با دامنه ای عمیق در ترازهای 850 و 500 هکتو پاسکال در غرب ایران و استان یزد است که این ناوه نتوانسته از نظر دما و رطوبت به خوبی تغذیه شود. نوع دوم توفان زمستانی(توفان 22 فوریه 2009 )در اثر وجود مرکز کم فشار سطح زمین بر روی استان یزد و همراهی آن با ناوه های عمیق سطوح بالایی و همچنین گذر جبهه سرد از استان و برخورد توده هوای سرد پشت جبهه با توده هوای گرم حاکم بر منطقه است. نوع سوم توفان بهاری (توفان 29 مه 2003 ) استقرار سلول کم فشار در سطح زمین، کج شدگی محور ناوه سطوح فوقانی جو در غرب ایران و حرکت سریع آن و ارسال امواج کوتاه بر روی ایران مرکزی و استان یزد به همراه عبور جبهه سرد ضعیف و خشک از شمال غرب سبب ایجاد جریان های شدید بالا رو، ناپایداری زیاد هوا و توفان سیاه و گرد وغبار بسیار شدید در استان یزد شده و دید افقی را به صفر رسانده است. بیشتر این توفان ها در ساعت های بعد از ظهر و در ماه مه رخ داده و بادهای شدید آن عمدتاً از غرب تا شمال غرب می وزند.

بررسی ها نشان داده است که تغییرات تراز آب دریا در مقیاس محلی نسبت به تغییرات آن در مقیاس جهانی (میانگین تراز عمومی دریاها) متفاوت است. از آنجا که کاربرد مقادیر میانگین جهانی افزایش تراز آب در اجرای تحقیقات موجب بروز خطا در برآورد میزان دقیق آب گرفتگی و آسیب پذیری خطوط ساحلی است، برآورد میزان دقیق افزایش تراز آب با بهره گیری از مدل های AOGCM برای برنامه ریزی و مدیریت نواحی ساحلی ضروری است. در طی این پژوهش، با استفاده از مدل SIMCLIM به محاسبه تغییرات تراز آب تا سال 2100 میلادی در منطقه خلیج فارس و دریای عمان تحت سناریوهای انتشار گاز گلخانه ای پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که تراز آب در این منطقه تا سال 2100، تحت سناریوهای RCP2.6، RCP4.5، RCP6.0، و RCP8.5 به ترتیب 84.18، 86.62، 89.06، و 181.3 سانتی متر خواهد بود. در حالی که مقدار تغییرات تراز عمومی آب به ترتیب تحت سناریوهای RCP حدود 61، 71، 73، و 98 سانتی متر در سال 2100 پیش بینی شده است. مقایسه این مقادیر، لزوم محاسبه مقادیر تغییرات تراز محلی آب در منطقه را برای برآورد های دقیق تر از میزان آسیب پذیری سواحل به آب گرفتگی در دوره های آتی را نشان می دهد.

بارش به عنوان مهمترین عنصر اقلیمی همواره در سرزمین ایران از پیچیدگی های خاصی برخوردار بوده است. این پیچیدگی ها که بیشتر ناشی از موقعیت جغرافیایی این سرزمین پهناور بوده است باعث گردیده است که بارش از توزیع زمانی و مکانی یکنواختی برخوردار نباشد. هدفی که این تحقیق در پی دست یافتن به آن است تعیین تداوم های دو، سه و چهار روزه بارش در ایران زمین و تعیین ساختار احتمالی آن با استفاده از تعیین بهترین مرتبه زنجیره مارکوف و برازش آن بر داده های بارش در این سرزمین پهناور است. برای دستیابی به این هدف، داده های مربوط به بارش روزانه 44 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک برای یک دوره 25 ساله (2005-1981) از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. سپس با استفاده از مدل های مرتبه یک، دو و سه زنجیره مارکوف، پارامترهای تداوم بین بارش های دو روزه، سه روزه و چهار روزه محاسبه گردید. نتایجی که از این تحقیق حاصل آمد عبارتند از اینکه : • تداوم بارش های سه روزه ایران خاصیت خود همبستگی نداشته و از لحاظ ساختار احتمالاتی زنجیره ای از دسته های بینوم مستقل به شمار می آیند. • تداوم بارش های چهار روزه به جز نوار شمالی ایران خاصیت خودهمبستگی نداشته و این زنجیره نیز جزء سری های بینوم مستقل می باشند. • بهترین مدل آماری از میان سه مدل استفاده شده جهت بررسی تداوم بارش های ایران زمین در دوره سرد سال مدل زنجیره مارکوف مرتبه اول دو حالته می باشد . • اما در دوره گرم سال پارامتر تداوم برای بارش های سه و چهار روزه به جز برای نواحی جنوب غربی دریای خزر برای دیگر نواحی ایران وابستگی وجود ندارد. • مدل مناسب جهت تحلیل تداوم روزهای بارش در ایران زمین در دوره گرم سال، مدل زنجیره مارکوف مرتبه اول دو حالته می باشد.

این پژوهش با هدف تهیه نقشه خطر خشکسالی استان فارس با ترکیب روش شاخص خشکسالی هواشناسی SPI و روش آنومالی NDVI انجام گرفته است. ابتدا به کمک داده های ماهانه بارندگی از 44 ایستگاه استان فارس طی دوره آماری 2008-2000، شاخص خشکسالی SPI فصل رشد گیاهان محاسبه شد. سپس نقشه های SPI را با استفاده از روش کریجینگ معمولی تهیه شده و در پنج کلاس از نظر شدت خشکسالی (در هر سال) قرار گرفتند. پس از اعتبارسنجی داده های ماهواره TRMM، نقشه SPI فصل رشد گیاهان در هر سال به دست آمد. نتایج پژوهش بیانگر انطباق قابل قبول نقشه های SPI داده های زمینی و SPI مبتنی بر داده های TRMM است. در مرحله بعد، نقشه های آنومالی شاخص NDVI فصل رشد گیاهان با استفاده از لایه های NDVI سنجنده MODIS در دوره نُه ساله تهیه شد و در پنج کلاس شدت خشکسالی (در هرسال) طبقه بندی شدند. نقشه فراوانی خشکسالی از روی نقشه های باینری سالانه (بودن یا نبودن خشکسالی) استخراج شده است. از ترکیب وزنی خطی نقشه های احتمال وقوع خشکسالی دو روش شاخص SPI و آنومالی NDVI، نقشه ریسک خشکسالی به دست آمد. براساس این نقشه، تقریباً بیشتر استان فارس مستعد خشکسالی بوده و خشکسالی با شدت های مختلف را در دوره آماری مذکور تجربه کرده است.

ساکنان جزایر و سواحل گرم خلیج فارس به تجربه آموخته اند که چگونه باید سیلاب های را که هر قطره از آب آنها واجد ارزش است از طریق سیستم سنتی جمع آوری نموده و سال های سال به زندگی در این دیار تداوم بخشند.در این مقاله نخست به معرفی سیستم سنتی جمع آوری آب های سطحی (باران) پرداخته شده است. سپس به وضع کنونی این سیستم سنتی و مسایل مشکلاتی که به جای توسعه آنها بر عملکرد بهینه آنها خدشه وارد ساخته اشاره شده است. در نهایت پس از تجزیه و تحلیل برداشت های میدانی راهکارها و توصیه هایی جهت نگهداری و احیاء این سیستم با ارزش سنتی ارایه شده است. بدین ترتیب از به هدر رفتن هزاران متر مکعب آب شیرین که جهت شرب و فضای سبز منطقه نقش حیاتی دارند، جلوگیری به عمل آید.