رواناب

در طی چند دهه اخیر تغییر کاربری اراضی تحت تأثیر عوامل محیطی و انسانی سبب بروز اثرات جدی بر محیط زیست، اقتصاد و اجتماع شده است. مدلهای هیدرولوژیکی نمایش ساده شده ای از سیستم هیدرولوژی واقعی هستند که به مطالعه درباره کارکرد حوضه می پردازد بنابراین انتخاب مدل، نیاز به تشخیص قابلیت و محدودیت مدل های هیدرولوژی حوضه دارد. در تحقیق حاضر تجزیه و تحلیل تغییرات کاربری ارضی و تاٌثیر آن بر روی رواناب حوضه قره-چای با استفاده از مدل های HEC-HMS انجام شد. به منظور بررسی تغییرات کاربری اراضی بر تأثیر در تغییرات رواناب حوضه، بارش سالانه 2020 حوضه با ویژگی های کاربری اراضی 2001 به مدل معرفی گردید. نتایج مربوط به تغییرات کاربری اراضی نشان می دهد که بیشترین تغییرات در کاربری اراضی شامل تغییرات مربوط به اراضی فاقد پوشش گیاهی به صورت کاهشی و مخلوط زراعت آبی و دیم به صورت افزایشی می باشد. در شبیه سازی حوضه آبریز قره چای در مدل HEC-HMS واسنجی حوضه در شش زیرحوضه براساس اوج رواناب، ارتفاع رواناب و حجم رواناب مورد بررسی قرار گرفت که نتایج محاسبه شده با نتایج مشاهده شده به طور میانگین در عنصر ارتفاع رواناب 40/94 درصد و در عنصر اوج رواناب با 12/95 درصد و در عنصر حجم رواناب با 5/97 درصد مطابقت اجرای صحیح مدل بر روی حوضه را نشان می دهد. بنابراین می توان گفت که تغییر کاربری اراضی در حوضه آبریز قره چای باعث افزایش اوج و حجم رواناب شده و در نهایت به افزایش رواناب در این حوضه منجر شده است.

تاثیر تغییر اقلیم بر هیدرولوژی و چرخه ی آب در اکوسیستم های طبیعی بسیار جدی است و شناخت کمی این اثرها آمادگی بیشتری برای مقابله با تبعات آن ایجاد می کند. هدف از این پژوهش ارزیابی اثر تغییر رژیم بارش به عنوان بخشی از تغییر اقلیم بر رواناب با استفاده از مدل SWAT می باشد. بدین منظور جهت مدل سازی دو حوضه آبخیز تلنگو و حسین آباد در استان کرمان از داده های روزانه بارش، دمای حداقل، حداکثر و متوسط روزانه سه ایستگاه هواشناسی بافت، بم و لاله زار در بازه زمانی 30 سال استفاده گردید. همچنین با استفاده از مدل LARS-WG به پیش بینی متغیرها برای دوره 2021 تا 2060 تحت سناریو  RCP 4.5 پرداخته شد. در ادامه جهت مدل سازی رواناب در حوضه های مورد مطالعه از مدل مفهومی SWAT استفاده گردید. پس از واسنجی و اعتبارسنجی مدل طبق الگوریتم SUFI2 نتایج حاصله مورد آزمون قرار گرفت و در نهایت با استفاده از نتایج مدل سازی اقلیم و مدل مفهومی واسنجی شده، رواناب برای دوره آینده شبیه سازی گردید. نتایج ارزیابی حساسیت پارامترهای مدلSWAT نشان داد که پارامترهای ضریب آبی که از سفره های کم عمق به پروفیل خاک و ضریب نفوذ آبخوان مشترک در هر دو حوضه دارای حساسیت بالایی هستند. همچنین در هر دو حوضه برای هر دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی کارآیی نش۔ ساتکلیف از 65/0 بیشتر می باشد.  نتایج ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر آبدهی حوضه نشان می دهد که آبدهی حوضه آبخیز حسین آباد در آینده نسبت به دوره حال تغییر خواهد داشت. بیشترین کاهش آبدهی مربوط به ماه اسفند با تغییر 13/3 لیتر بر ثانیه و بیشترین افزایش مربوط به ماه بهمن با تغییر 2/18 لیتر بر ثانیه می باشد. همچنین در آینده نزدیک آبدهی حوضه آبخیز تلنگو  افزایشی نسبت به دوره حال خواهد داشت. دبی ماه های دی، اردیبهشت و تیر افزایش و در بقیه ماه ها به جز ماه شهریورکه بدون تغییرات است، کاهش یافته است. نتایج کلی تحقیق حاضر حاکی از آنست که در آینده نزدیک در اکوسیتم های خشک مشابه منطقه مورد مطالعه به دنبال تغییر رژیم بارش های حاصل از گرمایش زمین، رفتار هیدرولوژیکی حوضه ها بویژه در فصل های زمستان و بهار تغییر خواهد نمود و وقوع رخدادهای حدی بارش و سیل در این فصل ها بیش از پیش محتمل می باشد.

تعیین نوع رابطه بین مؤلفه های مختلف فرسایش خاک می تواند اطلاعات کامل تری از نحوه عملکرد این مؤلفه ها در حوضه های آبخیز مختلف و در کاربری های متفاوت ایجاد کند. در این تحقیق به منظور تعیین نوع رابطه بین مؤلفه های مختلف فرسایش در کاربری های مختلف نهشته های سازند گچساران، بخشی از حوضه آبخیز کوه گچ شهرستان ایذه با مساحت 1202 هکتار انتخاب گردید. در این تحقیق با استفاده از رگرسیون تک متغیره نوع روابط بین رسوب – رواناب، رسوب – نفوذ، رسوب – شروع آستانه رواناب و فرسایش، رواناب – نفوذ، رواناب – شروع آستانه رواناب و فرسایش، نفوذ – شروع آستانه رواناب و فرسایش تعیین شدند و همچنین به بررسی میزان ارتباط بین آن ها نیز پرداخته شد. نمونه برداری مؤلفه های مختلف فرسایش خاک در 6 نقطه و با 3 تکرار و درشدت های مختلف بارش 75/0، 1 و 25/1 میلی متر در دقیقه در سه کاربری مرتع، منطقه مسکونی و اراضی کشاورزی به کمک دستگاه شبیه ساز باران انجام شد. به منظور انجام تحلیل های آماری از نرم افزار SPSS و EXCEL استفاده گردید. نتایج نشان داد که به طورکلی درشدت 75/0 میلی متر در دقیقه در هر سه کاربری مرتع، کشاورزی و مسکونی و در ارتباط بین همه مؤلفه های مختلف فرسایش خاک در هفت مورد رابطه مثبت و در یازده مورد رابطه منفی وجود دارد و درشدت 1 میلی متر در دقیقه در هر سه کاربری مرتع، کشاورزی و مسکونی و در ارتباط بین همه مؤلفه های مختلف فرسایش خاک در هفت مورد رابطه مثبت و در یازده مورد رابطه منفی وجود دارد و درشدت 25/1 میلی متر در دقیقه در هر سه کاربری مرتع، کشاورزی و مسکونی و در ارتباط بین همه مؤلفه های مختلف فرسایش خاک در هشت مورد رابطه مثبت و در ده مورد رابطه منفی وجود دارد.

تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی به طور مستقیم منجر به تغییر رژیم هیدرولوژیکی می شود. در واقع توسعه شهری و کاهش اراضی جنگلی و مرتعی در، سیل خیزی را باعث شده است و از طرف دیگر افزایش باغات و کاربری های مشابه در مصرف و نفوذ بیشتر آب و کاهش دبی حوضه مطالعاتی نقش مؤثری دارد. هدف از پژوهش حاضر تحلیل تغییر رفتار واحدهای پاسخ هیدرولوژیکی در ارتباط با پتانسیل تولید رواناب حوضه چشمه کیله در بازه زمانی 29 ساله (2018-1991) است. در این تحقیق، واحدهای پاسخ هیدرولوژیک(HRU) بعنوان واحد کاری برای تعیین پتانسیل تولید رواناب حوضه آبریز چشمه کیله شناسایی و استخراج شده است. به منظور پایش تغییرات تراکم و میزان پوشش گیاهی با استفاد ه از تصاویر ماهواره ای منطقه مطالعاتی در سال های 1991 و 2018 از شاخص تفاضل گیاهی نرمال شده استفاده شد؛ سپس با تلفیق لایه گروه های هیدرولوژیک و کاربری اراضی، برای هر یک از واحدهای پاسخ هیدرولوژیک میزان شماره منحنی مشخص شد. با توجه به مقادیر شماره منحنی به دست آمده برای هر واحد پاسخ هیدرولوژیک، مقدار توان نگهداشت رطوبت خاک استخراج شد. در نهایت، با محاسبه مقادیر متوسط ماهیانه، میزان رواناب حاصل از بارندگی برای سال های 1991 و 2018 برآورد شد. نتیجه تحقیق گویای کاهش میزان و تراکم پوشش گیاهی، افزایش مقدار شماره منحنی، کاهش میزان نفوذپذیری خاک و همچنین افزایش ارتفاع رواناب تولیدی در طول بازه زمانی 29 ساله (2018-1991) در حوضه چشمه کیله (به ویژه قسمت های شمال حوضه) است؛ به عبارتی توسعه شهری، تغییر کاربری اراضی و تضعیف پوشش گیاهی باعث تشدید سیل خیزی حوضه شده است.

یکی از اثرات احتمالی تغییرات اقلیمی، بررسی میزان تاثیر تغییرات بارندگی بر مقادیر رواناب های سطحی در یک منطقه مطالعاتی می باشد. بر این اساس در این تحقیق جهت مطالعه تاثیر این دو پارامتر، حوضه آبخیز جاجرود انتخاب گردید. ابتدا داده های مربوط به باران و رواناب از طریق روشهای آماری متداول مورد آزمون همگنی قرار گرفته، سپس دوره آماری مشترک مشخص گردید. جهت بررسی پراکندگی داده ها،  متغیرهای آماری متعددی چون واریانس، انحراف معیار و... محاسبه گردید. همچنین از طریق محاسبه میانگین متحرک، دوره های کم آبی و پرآبی و به تبع از آن میزان رواناب های حاصله در دو دوره مذکور، مورد بررسی قرار گرفت و نهایتا به واسطه برازش توزیع های مختلف مقادیر دبی و بارندگی در دوره های بازگشت مختلف محاسبه گردیده است. در بررسی میزان و شکل ارتباط بین دو متغیر بارندگی و دبی از معادله همبستگی مشترک رگرسیون استفاده گردید.  نتایج این تحقیق وجود دوره های کم آبی و پر آبی را در منطقه مطالعاتی نشان داد، با این تفاوت که فاصله زمانی حاکمیت دوره های کم آبی نسبت به دوره های پر آبی بیشتر بوده است. همچنین در نتایج این تحقیق ارتباط معنی داری  بین بارندگی و دبی در منطقه مطالعاتی مشاهده گردید. ضریب همبستگی و میزان  برای  حوضه رودخانه جاجرود به ترتیب 0.797 و 0.636می باشد.

شناخت مناطق سیل خیز با هدف کنترل خسارات ناشی از آن، ذخیره رواناب و افزایش ذخایر آب زیرزمینی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این راستا می توان با استفاده از روش های پیشرفته مکانی، مناطق سیل خیز را شناسایی و نتایج آن را در برنامه ریزی های مدیریت شهری بکار برد. هدف از مطالعه حاضر شناسایی مناطق مستعد سیلاب و پهنه بندی پتانسیل سیل خیزی شهرستان دیر در استان بوشهر با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی در محیط  GISاست. بدین منظور براساس مهمترین عوامل موثر در ایجاد سیلاب از قبیل ارتفاع، شیب، فاصله از رودخانه، تراکم آبراهه، زمین شناسی، کاربری اراضی، جهت شیب، رواناب و بارندگی و وزن دهی آنها، از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده گردید. پس از تهیه نقشه های وزن دهی شده و تحلیل معیارها، با همپوشانی لایه هایی که به عنوان عوامل موثر در سیلاب ذکر گردید، نقشه پهنه بندی سیل در شهرستان دیر تهیه و ارایه گردید. براساس نتایج حاصله، امتداد ارتفاعات شمالی، شمال شرقی تا شرق شهرستان دیر و ارتفاعات میانی شهرستان و مرکز آن، پتانسیل سیل خیزی بالایی دارد. نتایج نشان داد از 2306 کیلومتر مربع کل مساحت منطقه مورد مطالعه، 204 کیلومتر مربع در طبقه آسیب پذیری بسیار کم (8/8 درصد)، 563 کیلومتر مربع در طبقه آسیب پذیری کم (24 درصد)، 694 کیلومتر مربع در طبقه آسیب پذیری متوسط (5/30 درصد)، 583 کیلومتر مربع در طبقه آسیب پذیری زیاد (2/25 درصد) و 262 کیلومتر مربع در طبقه آسیب پذیری بسیار زیاد (5/11 درصد) قرار دارد. با توجه به اینکه بیش از 50 درصد مساحت منطقه دارای خطر پتانسیل سیل خیزی متوسط تا زیاد است و نواحی با خطر بسیار زیاد هم مساحت قابل توجهی از منطقه را تشکیل داده است، لذا ضروری است مناطق مستعد سیل، کانون توجه برنامه ریزی های کلان مدیریت شهری قرار گیرد.

سد شهرچای یکی از منابع اصلی تأمین آب شرب و کشاورزی شهر ارومیه می باشد. ذخایر برفی این حوضه منبع تامین آب راهبردی برای کشاورزی حوضه می باشد که با افزایش دما به صورت رواناب در پایین دست حوضه مورد بهره برداری قرا می گیرد. لذا اطلاع از ذخایر برفی و رواناب ناشی از آن در طول سال در مدیریت منابع آب حوضه اهمیت ویژه ای را دارا می باشد. روش های مختلفی برای برآورد رواناب ناشی از ذوب برف وجود دارد که معمولا به صورت ترکیبی از داده های هواشناسی و سنجش از دور استفاده می کنند که در این پژوهش از داده های پوشش برف سنجنده(MODIS)، مجموعه داده های تحلیل مجدد ERA-LAND و پایگاه داده بارش GPM که تماماً محصولات سنجش از دوری می باشد به عنوان ورودی مدل رواناب ذوب برف (SRM) استفاده گردید. و رواناب ناشی از ذوب برف در حوضه آبریز سد شهر چای با استفاده از تصاویر و محصولات ماهواره ای در سال آبی 1398 به صورت روزانه برآورد شد و خروجی های مدل بر اساس داده های روزانه دبی رودخانه اندازه گیری شده توسط ایستگاه برده سور اعتبارسنجی شد. نتایج نشان می دهد که SRM در حوضه مورد مطالعه با ضریب تعیین (R2) بالای 8/0 و درصد خطای حجمی2.21- از عملکرد خوبی برخودار بوده است.

در پژوهش حاضر، تغییرات کاربری ارضی و تأثیر آن روی رواناب حوضه قره چای در استان همدان با استفاده از مدل SWAT تجزیه وتحلیل شده است. در این پژوهش، به منظور بررسی تأثیر کاربری اراضی بر رواناب حوضه آبخیز قره چای، از دو تصویر ماهواره ای لندست OLI-TM سال های (2001 تا 2020) استفاده شد. ابتدا تصاویر مربوطه اخذ و پیش پردازش های لازم شامل تصحیحات اتمسفری به روش FLAASH  اعمال شد. برای افزایش دقت طبقه بندی روش تلفیق تصاویر چند طیفی با تصویر پانکروماتیک[1] انجام شد و قدرت تفکیک مکانی به 15 متر ارتقا یافت. سپس طبقه بندی با استفاده از روش شیءگرا[2] و الگوریتم نزدیک ترین همسایگی صورت گرفت. از مدل SWAT برای شبیه سازی هیدرولوژیکی حوضه استفاده و از الگوریتم SUFI-2 در نرم افزار SWAT-CUP برای تحلیل حساسیت، واسنجی و اعتبارسنجی بهره گرفته شد. با توجه به حساسیت مدل به پارامتر تلفات اولیه، واسنجی مدل براساس مقادیر تلفات اولیه انجام شد. مقادیر این ضرایب برای دوره واسنجی بین 72/0 تا 90/0 و نتایج اعتبارسنجی مدل، نشان دهنده تأیید صحت واسنجی انجام شده بود. بررسی کارایی مدل با استفاده از ضرایب ناش ساتکلیف، p-factor،  Rو r-factor حاکی از قابلیت زیاد مدل در شبیه سازی رواناب است. 1. panchromatic2. object oriented

فرآیند فرسایش شامل دو بخش اصلی فرسایندگی و فرسایش پذیری است. عامل اصلی فرسایندگی، شدت بارش و رواناب بوده و عامل اصلی فرسایش پذیری، نوع سازندهای موجود در سطح حوضه است که موضوع مورد تحقیق در منطقه مورد مطالعه است. هدف از مطالعه حاضر بررسی رابطه واحدهای زمین شناسی با شدت فرسایش است. لذا جهت نیل به این هدف در ابتدا به بررسی شدت فرسایش با استفاده از دو مدل پسیاک اصلاح شده و فارگاس پرداخته شد. مدل فارگاس بر پایه اصول نظری دو عامل فرسایندگی و عامل فرسایش پذیری ارائه شده است؛ درصورتی که مدل پسیاک اصلاح شده بر اساس 9 عامل است. در این تحقیق برای تفکیک شدت های یک نوع فرسایش با توجه به جدول S.S.F روش BLM انجام گرفت. برای برآورد فرسایش خاک در زیرحوضه های مورد مطالعه از مدل RUSLE استفاده گردید. برای تعیین خطر فرسایش با استفاده از ضریب ارزشی ارائه شده از مدل فارگاس به دست آمد. و در مدل پسیاک اصلاح شده، برای هریک از عوامل نه گانه ضرایبی در نظر گرفته شد. بررسی ها نشان داد که در مدل پسیاک اصلاح شده 79% از سطح حوضه دارای شدت فرسایش زیاد و 21% دارای شدت فرسایش خیلی زیاد بوده است و در مدل فارگاس 3/0% شدت فرسایش متوسط، 10% زیاد، 7/4% شدید و 85% بسیار شدید بوده است که ازاین بین 18% دارای تطابق با شدت فرسایش بسیار زیاد (بسیار شدید) و 2/7% دارای تطابق با شدت فرسایش زیاد در هر دو مدل بوده است. بررسی سازندها در مدل فارگاس نشان داده است که واحدهای سنگ چینه ای E1t1, E1t2, E2ig3, Q2f, Qt1 و Qt2 دارای شدت فرسایش بسیار شدید بوده اند؛ درحالی که در مدل پسیاک اصلاح شده واحدهای سنگ چینه ای E1t1 ,Qt1 و Qt2 دارای شدت فرسایش زیاد هستند که دلیل آن فرسایش پذیری سازندها است، همچنین واحدهای سنگ چینه ای E1t2 و Q2t دارای شدت فرسایش خیلی زیاد هستند که دلیل آن علاوه بر فرسایش پذیر بودن سازندها، تراکم بالای زهکشی در آن ها نیز هست.

یکی از اثرات پدیده تغییر اقلیم، تأثیر بر روانآب حوضه ها می باشد. در این تحقیق تأثیر پدیده تغییر اقلیم بر رژیم روانآب حوضه شهرچای ارومیه در دوره 2039-2010 میلادی (2020s) با در نظر گرفتن عدم قطعیّت مربوط به مدل های AOGCM مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مقادیر دما و بارش ماهانه پنج مدل AOGCM در دوره پایه 1990-1961 و دوره آتی 2039-2010 میلادی تحت سناریوی انتشار A2، برای منطقه مورد مطالعه تهیه گردید. سپس این مقادیر به وسیله روش کوچک مقیاس کردن مکانی تناسبی و روش کوچک مقیاس کردن زمانی عامل تغییر، برای منطقه مورد مطالعه کوچک مقیاس شدند. نتایج در مجموع نشان داد مدل های AOGCM در تخمین میانگین بلند مدّت دما و بارش ماهانه منطقه با یکدیگر تطابق نداشته که خود بیانگر وجود عدم قطعیّت در خروجی این مدل هاست. بنابراین، به منظور مشخص کردن محدوده تغییرات رژیم دما و بارش از رویکرد بیز استفاده گردید. در این راستا در ابتدا توزیع های احتمالاتی PDF ماهانه دما و بارش منطقه برای دوره 2039-2010 به وسیله وزن دهی مدل های AOGCM با استفاده از روشMean Observed Temperature Precipitation تولید گردید. در ادامه به منظور شبیه سازی روانآب روزانه از مدلIHACRES استفاده شد. با معرّفی سری دما و بارش تولید شده به مدل IHACRES، سری روانآب ماهانه برای حوضه در دوره آتی شبیه سازی گردید.

یکی از واحدهای رسوبی فراوان و مهم از دیدگاه مخاطرات زیست محیطی، عمرانی، آبخیزداری و فرسایش خاک ایران، مارن ها می باشند که به دلیل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی، خود توان تولید رسوب و فرسایش بالایی داشته و مطالعه و تفکیک آن ها ضروری است. ماهیت دانه بندی، اندازه ی ذرات سازنده، عناصر و ترکیبات شیمیایی موجود در مارن ها و تأثیر توأمان این دو موضوع، یکی از نکات مهم در مورد میزان فرسایش است. در پژوهش حاضر به بررسی ویژگی های فیزیکی- شیمیایی واحد های مارنی و تأثیر آن بر اشکال مختلف فرسایشی در منطقه ی جنوب شرق پیشوای ورامین پرداخته شده است. در این تحقیق، پس از بازدید میدانی و انتخاب پنج واحد مارنی در منطقه بر اساس خصوصیات زمین شناسی و اشکال مختلف فرسایشی برای نمونه برداری از رسوبات، علاوه بر انجام آزمایش شبیه سازی باران (به کمک دستگاه)، برداشت نمونه از عمق 5 تا 15 سانتی متری نیز در پنج منطقه انجام شد. در آزمایشگاه، میزان رواناب و رسوب تولیدشده در هر نقطه تفکیک و اندازه گیری شد. هم چنین پارامتر های هدایت الکتریکی، میزان عناصر سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، گچ، درصد ذرات رسوبی و سدیم قابل جذب (SAR) نمونه ها در آزمایشگاه اندازه گیری و برای تجزیه وتحلیل داده ها از روش تجزیه ی واریانس و مقایسه ی میانگین ها در نرم افزار آماری SPSS استفاده شده است. به دلیل تفاوت بین دامنه های رو به شمال و جنوب ازنظر فرسایش، مقایسه ای اجمالی بین آن ها انجام شد. بر اساس نتایج، میزان میانگین یون سدیم و نسبت جذب سدیم از فرسایش سطحی به فرسایش خندقی در مارن های منطقه افزایش یافته و میزان میانگین درصد رس از فرسایش سطحی به فرسایش خندقی کاهش می یابد. هم چنین تجزیه واریانس اشکال مختلف فرسایشی در میزان یون سدیم، نسبت جذب سدیم و میزان درصد رس، دارای اختلاف معنی دار می باشند. در نهایت، می توان سه متغیر نسبت جذب سدیم، درصد سیلت و رس و یون سدیم نمونه ها را می توان عواملی تأثیرگذار در فرسایش مارن های منطقه و ایجاد اشکال مختلف فرسایشی دانست.

در سال های اخیر تصرف روزافزون بستر و حریم رودخانه ها و تغییر کاربری آن ها نه تنها تهدیدی برای دسترسی به آب سالم محسوب می شود، بلکه باعث شده است که با وجود تداوم دوره های خشک سالی، مخاطرات سیل افزایش یابد. مدیریت منابع آب و بهره گیری از سیل و تبدیل آن به یک موهبت الهی بدون شناخت و تحلیل واکنش مؤلفه های هیدرولوژی به تغییر اقلیم و دخالت های انسانی ازجمله تغییر کاربری اراضی بستر و حریم رودخانهها میسر نیست. این پژوهش در سال 1396 در مشهد مقدس و در حوضه ی رودخانه ارداک انجام گرفت. برای ترسیم حوضه ی آبخیز و استخراج پارامترهای فیزیکی آن از تصاویر ماهوارهای ASTER و نرم افزار HEC-GeoHMS استفاده شد. نقشه ی بستر موجود رودخانه و حاشیه ی آن تهیه و به عنوان یک لایه ی جدید به نقشه ی کاربری اراضی حوضه اضافه شد. با هم پوشانی نقشه های کاربری اراضی و گروه هیدرولوژیکی خاک حوضه در محیط GIS، نقشه ی CN حوضه ی آبخیز و متوسطCN  هر زیرحوضه محاسبه گردید. پس از ورود اطلاعات به مدلHEC-HMS ، مدل اجرا و سیلاب با دوره ی بازگشت های مختلف شبیه سازی شد. نقشه های کاربری اراضی و گروه هیدرولوژیکی خاک برای شرایط تغییر کاربری بستر رودخانه اصلاح و نقشه ی جدید CN و سپس متوسطCN  هر زیرحوضه تعیین و به مدل معرفی شد. مدلHEC-HMS مجدد برای شرایطی که CN متوسط زیرحوضه ها تغییر و سایر مشخصات آن ها ثابت می مانند، اجرا گردید. نتایج نشان داد که با تغییر بستر رودخانه به کاربری باغی و زراعی، دبی حداکثر سیلاب و حجم رواناب کاهش می یابد که نرخ این کاهش با افزایش دوره ی بازگشت سیلاب کم تر می شود؛ به طوری که برای سیلاب با دوره ی بازگشت 25 ساله در اثر تغییر کاربری اراضی بستر رودخانه، دبی حداکثر سیلاب و حجم رواناب به ترتیب 3/3 و 6/2 درصد کاهش را نشان می دهد.

هدف: هدف این پژوهش بررسی میزان تاثیر برخی از خصوصیات هیدروفیزیکی رودخانه های موقتی در ایجاد دبی های سیلابی است. سیل از جمله پدیده هایی است که خسارات فراوانی به منابع وارد می سازد و همواره مورد توجه کارشناسان هیدرولوژی بوده است.روش و داده: در برآورد مقادیر دبی سیلاب ها با دوره بازگشت معین استفاده از ویژگی های هندسی حوزه آبخیز بر اساس مدل های بارش-رواناب کاربرد گسترده ای دارد که در پژوهش حاضر نیز مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق تعدادی از متغیرهای مستقل حوزه شامل خصوصیات فیزیوگرافی از جمله مساحت، شیب، طول آبراهه ها، ضریب گردی، ضریب گراویلیوس، ضریب کشیدگی، ضریب فرم، طول حوضه، تراکم زهکشی، نسبت انشعاب، محیط مستطیل معادل، مساحت زیر نمودار آبراهه ها، ارتفاع متوسط وزنی، محیط زیر حوضه ها، زمان تمرکز، زمان تا اوج و نیز پارامترهایی نظیر شماره منحنی و میزان تلفات و نیز درصد انواع سازندها و نوع کاربری زمین در 21 زیرحوضه مورد مطالعه محاسبه گردید. در ادامه مقادیر دبی و دبی ویژه برای دوره های بازگشت 2، 5، 10 و 25 سال و همچنین D50 و D90 رسوبات با استفاده از نمودارهای دانه بندی مربوطه محاسبه و سپس رابطه آن ها با متغیرهای مستقل حوزه آبخیز با استفاده از رگرسیون های چند متغیره بررسی شد و همچنین مدل های مناسب برای برآورد هر یک از دبی با دوره های بازگشت های موردنظر با استفاده از نرم افزار SPSS به دست آمد. در نهایت در مدل ها ویژگی هایی از حوضه که بیشترین تأثیر را بر متغیرهای وابسته داشتند، به کار گرفته شد.یافته ها: نتایج نشانگر اهمیت متغیرهای مساحت، طول حوضه، زمان تا اوج و زمان تمرکز در اکثر مدل های نهایی مربوط به دبی بود. همچنین عامل شیب و سازند منطقه نقش زیادی در تعیین اندازه ذرات رسوبات داشت. همچنین نتایج بر تغییرپذیری متغیرها و اهمیت آن ها در تعیین دبی با دوره بازگشت های مختلف و طبعاً بر ضرورت استفاده از مدل مناسب در تخمین رواناب حوزه های آبخیز مورد مطالعه دلالت دارد.نتیجه گیری: مبنای یافته های تحقیق می توان عنوان کرد که امکان تهیه مدل های ساده و متفاوت جهت برآورد سیلاب با دوره بازگشت های مختلف با استفاده از متغیرهای ساده فیزیوگرافی وجود دارد. البته با توجه به تنوع اقلیمی، زمین شناسی و... نتایج این تحقیق با یافته های مربوط به سایر جاها متفاوت بوده و برای افزایش اعتماد و تعمیم پذیری انجام تحقیقات مشابه در مناظق با خصوصیات متفاوت ضروری به نظر می رسد.نوآوری، کاربرد نتایج: از مهم ترین جنبه های نوآورانه و کاربردی تحقیق می توان به ارائه مدل های ارائه شده در این تحقیق اشاره کرد که تاکنون در کشور مورد بررسی قرار نگرفته بوده و می تواند برای برآورد دبی جریان و رسوب داشته در حوزه های فاقد آمار و داده های هیدرومتری مورد استفاده قرار گیرد.

تحلیل همبستگی فضایی تغییرات پوشش گیاهی با ارتفاع رواناب در حوضه آبریز گرگانرودچکیدهدر سال های اخیر پدیده سیل یکی از رویدادهای هیدرواقلیمی و از جدی ترین مخاطرات طبیعی بوده که جوامع بشری را مورد تهدید قرار داده است. بهره برداری بی رویه از جنگل ها و مراتع و تغییر کاربری اراضی و تبدیل آن ها به اراضی کشاورزی نامناسب به همراه ساخت بی رویه مناطق مسکونی، سبب افزایش سیلاب شده است. بنابراین پدیده سیلاب اهمیت بسزایی دارد. از این رو پژوهش حاضر با هدف تحلیل همبستگی فضایی تغییرات پوشش گیاهی با ارتفاع رواناب در حوضه آبریز گرگانرود در یک بازه 21 ساله انجام گرفته است. بدین منظور از داده های شیب، نوع خاک، واحد اراضی و کاربری اراضی برای تهیه واحد پاسخ هیدرولوژیک و تصاویر لندست سال های مختلف (2021-2000-1990) جهت بررسی تغییرات تراکم پوشش گیاهی با استفاده از شاخص NDVI در هر یک از واحدهای پاسخ هیدرولوژیک استفاده شده است. در این راستا 72 واحد پاسخ هیدرولوژیک به عنوان واحد پایه در محدوده مطالعاتی تهیه شد. همچنین ارتفاع رواناب با روش SCS در هر یک از واحدهای پاسخ هیدرولوژیک با استفاده از معیارهای ارتفاع بارندگی، گروه هیدرولوژیکی خاک، پوشش گیاهی، نوع کاربری و بافت خاک محاسبه شد به طوریکه شهرهای آق قلا، سیمین شهر و گمیش تپه و رودخانه گرگانرود در ارتفاع رواناب زیاد قرار دارند. نتایج تحلیل 78 درصد همبستگی فضایی بین ارتفاع رواناب با تراکم پوشش گیاهی را نشان داد واژگان کلیدی: سیلاب، حوضه آبریز گرگانرود، واحد پاسخ هیدرولوژیک، NDVI، SCS.

مطالعات و بررسی ویژگی های فیزیکی و مورفولوژیکی رودخانه ها از جمله ی اولین و مهم ترین اقدامات در طراحی و اجرای طرح های هیدرولوژیکی به شمار می آید. از اهداف پژوهش حاضر بررسی مشخصه های فیزیکی حوضه ی آبریز تروال و ویژگی های هیدرولوژی، هیدروگرافی و هیدروژئومورفولوژی آن با استفاده از روش های آماری و نرم افزاری جهت نیل به اطلاعات مناسب برای برنامه ریزی ها و اجرای طرح های عمرانی و آبخیزداری می باشد. رودخانه ی تروال از زیرحوضه های دریای خزر بوده که مساحت حوضه ی آبریز آن تا محل تلاقی آن با رودخانه ی قزل اوزن 6955 کیلومترمربع می باشد. با توجه به آمارهای موجود بین سال های 90-1350 میانگین دمای سالانه ایستگاه های هواشناسی و سینوپتیک حوضه ی 5/12 درجه ی سانتی گراد و بارش سالانه 352 میلی متر است که نشان دهنده ی نیمه خشک بودن شرایط اقلیمی حوضه می باشد. محاسبات صورت گرفته نشان می دهد که تراکم شبکه زهکشی در این حوضه کم بوده و تعداد آبراهه ها در واحد سطح اندک می باشد. با توجه به اینکه سطح حوضه ی مورد مطالعه دارای پوشش گیاهی تنک و در مواردی نسبتاً متراکم است، ضریب رواناب 35/0 درصد، زمان تأخیر حوضه 65/1 ساعت، و زمان تمرکز آن 75/2 ساعت است. نتایج به دست آمده مؤید آن است که تحت تأثیر عواملی مانند میزان بارندگی، شیب کم حوضه، رسوبات دانه ریز منفصل و نفوذ زیاد، میزان رواناب حوضه بسیار ناچیز بوده و بارندگی در این منطقه به سرعت فروکش می کند به همین دلیل میزان فرسایش پذیری خاک در این حوضه بسیار اندک و قابل کنترل می باشد. به علاوه منحنی تغییرات دبی سیل با گذشت زمان انحنای ملایمی دارد که حاکی از مصونیت نسبی حوضه در مقابل خطر سیل است.

تغییر کاربری اراضی و تأثیر پدیده ی تغییر اقلیم بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و رواناب س طحی حوضه ی آبخیز م ی تواند به مدیریت چالش های منابع آب و برنامه ریزی صحیح و مدیریت حوضه های آبخیز کمک نماید. در این تحقیق به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی و تغییر اقلیم بر رواناب، مدل SWAT مورد استفاده قرار گرفت. ب رای پیش بینی کاربری اراضی حوضه ی آبخیز گرین از تصاویر ماهواره لندست سال های 1986، 2000، 2014، مدل مارکوف وCA  مارکوف استفاده و نقشه ی کاربری اراضی سال 2042 پیش بینی شد. ریزمقیاس نمایی داده های بارش و دما نیز توسط مدل SDSM انجام شد و خروجی های مدل HADCM3 جهت پیش بینی اقلیم آتی حوضه ی آبخیز گرین استفاده گردید. با توجه به ضریب نش ساتکلیف و ضریب تعیین به دست آمده در مرحله ی واسنجی (به ترتیب برابر با 59/0 و60/0) و مرحله اعتبار سنجی (به ترتیب برابر با 66/0 و 67/0) این مدل دارای کارایی قابل قبولی در پیش بینی متغیرهای مورد بررسی در حوضه ی آبخیز مورد مطالعه است. نتایج به دست آمده نشان می دهد با ثابت ماندن روند تغییرات دوره ی پایه در سال های 1986 تا 2014 این منطقه شاهد افزایش 28/2 درصدی مساحت جنگل و کاهش 07/2 درصدی مساحت مرتع تا سال 2042 نسبت به سال 2014 خواهد بود و همچنین مشاهده می شود که در اکثر ماه های سال در دوره آتی میانگین بارش ماهانه دارای روند کاهشی و میانگین دما دارای روند افزایشی خواهد بود. نتایج بیانگر این موضوع است که تغییر کاربری اراضی در دوره ی آتی با کاهش مساحت مرتع و اراضی بدون پوشش و افزایش مساحت اراضی جنگلی و همچنین تغییر اقلیم تحت سناریوهای A2 و B2 موجب کاهش میزان رواناب می گردد. در نهایت نتایج نشان  داد کاهش میزان رواناب در دوره 2042 تا 2050 نسبت به دوره ی 2000 تا 2010 در اثر تغییر اقلیم (بارش و دما) بیشتر از میزان کاهشی است که در اثر تغییر کاربری اراضی ایجاد می شود. 

تغییر کاربری اراضی و تأثیر پدیده ی تغییر اقلیم بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و رواناب سطحی حوضه ی آبخیز می تواند به مدیریت چالش های منابع آب و برنامه ریزی صحیح و مدیریت حوضه های آبخیز کمک نماید. در این تحقیق به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی و تغییر اقلیم بر رواناب، مدل SWAT مورد استفاده قرار گرفت. برای پیش بینی کاربری اراضی حوضه ی گرین از تصاویر ماهواره لندست سال های 1986، 2000، 2014، مدل مارکوف وCA  مارکوف استفاده و نقشه ی کاربری اراضی سال 2042 پیش بینی شد. ریز مقیاس نمایی داده های بارش و دما نیز توسط مدل SDSM انجام شد و خروجی های مدل HADCM3 جهت پیش بینی اقلیم آتی حوضه ی گرین استفاده گردید. با توجه به ضریب نش ساتکلیف و ضریب تعیین به  دست آمده در مرحله واسنجی (به ترتیب برابر با 59/0 و60/0) و مرحله ی اعتبارسنجی (به ترتیب برابر با 66/0 و 67/0) این مدل دارای کارایی قابل قبولی در پیش بینی متغیرهای مورد بررسی در حوضه ی آبخیز مورد  مطالعه است. نتایج به دست آمده نشان می دهد  با ثابت ماندن روند تغییرات دوره ی پایه در سال های 1986 تا 2014 این منطقه شاهد افزایش 28/2 درصدی مساحت جنگل و کاهش 07/2 درصدی مساحت مرتع تا سال 2042 نسبت به سال 2014 خواهد بود و همچنین مشاهده می شود که در اکثر ماه های سال در دوره ی آتی میانگین بارش ماهانه دارای روند کاهشی و میانگین دما دارای روند افزایشی خواهد بود. نتایج بیانگر این موضوع است که تغییر کاربری اراضی در دوره ی آتی با کاهش مساحت مرتع و اراضی بدون پوشش و افزایش مساحت اراضی جنگلی و همچنین تغییر اقلیم تحت سناریوهایA2  و B2 موجب کاهش میزان رواناب می گردد. در نهایت نتایج نشان داد کاهش میزان رواناب در دوره 2042 تا 2050 نسبت به دوره ی 2000 تا 2010 در اثر تغییر اقلیم (بارش و دما) بیشتر از میزان کاهشی است که در اثر تغییر کاربری اراضی ایجاد می شود.

تغییر در الگوی دما و بارش تأثیرات مهمی بر روی کمیت و کیفیت منابع آبی بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک دارد. در این مقاله با استفاده از مدل SDSM، خروجی مدل جهانی گردش عمومی جو  HadCM3را در منطقه ی مورد مطالعه به وسیله ی داده های مشاهداتی ایستگاه تبریز ریزمقیاس نموده و با در نظر گرفتن سناریوی تغییر اقلیم A2، تغییرات تبخیر، رواناب و تغذیه ی ناشی از بارش در آبخوان تسوج برای دوره ی 2030-2017 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از ریز مقیاس نمایی نشان داد تحت سناریو A2، در منطقه ی مورد مطالعه میانگین دمای سالانه نسبت به دوره ی پایه 01/1 درجه سانتی گراد افزایش و بارش سالانه 1/7- میلی متر کاهش خواهد یافت. به منظور شبیه سازی میزان تبخیر و تعرق، تغذیه و رواناب در دوره ی آینده از مدل HELP استفاده شد. نتایج نشان داد که به دلیل افزایش دما مقادیر قابل توجهی از بارش صرف تبخیر و تعرق خواهد شد. در کنار کاهش بارش و افزایش دما، ویژگی های هیدرولیکی و رطوبتی خاک در میزان تغذیه نقش مهمی ایفا می کند. به طوری که با افزایش رطوبت خاک از میزان تغذیه کاسته شده و بر میزان رواناب افزوده خواهد شد.

سیلاب در مطالعات مربوط به بهره برداری از منابع آب، ساخت سدها، مدیریت حوضه و مطالعات هیدرولوژیکی اهمیت زیادی دارد. بنابراین، تا حد زیادی دقت این مطالعات و ایمنی تأسیسات آبی بستگی به روش های مطاله سیلاب دارد. این مطالعه با هدف مقایسه ی روش های  هیدروگراف واحد SCS و Uniform  در تعیین بیشینه ی دبی سیلاب با استفاده از مدل WMS در حوضه ی عموقین واقع در استان اردبیل، انجام شده است. مساحت حوضه ی مذکور 78 کیلومتر مربع بوده و برای تعیین مقدار CN منطقه از تلفیق نقشه ی کاربری اراضی و گروه هیدرولوژیک خاک (B ,C ,D) به دست آمده از تحلیل تصاویر ماهواره لندست 8 در نرم افزار Idrisi32 به دست آمد که برابر 7/78 محاسبه گردید. نتایج واسنجی (RE=7.17، RMSE=0.44) و اعتبار سنجی مدل (RE=2.51، RMSE=0.0042 ) با وقایع بارندگی رواناب در منطقه نشان داد که میزان حداکثر دبی سیلاب و حجم سیلاب برآورد شده توسط روش SCS به خوبی با مقادیر مشاهده شده مطابقت دارد. همچنین نتایج حداکثر دبی روش های SCS وUniform  در دوره ی بازگشت های 25، 50 و 100 ساله مقایسه شد و نتایج نشان داد میانگین برآوردهای روشUniform  تقریباً 5 درصد بیشتر از روش SCS می باشد و بر اساس آزمون T استیودنت، تفاوت بین مقادیرUniform  و SCS در سطح اعتماد یک درصد معنی دار نگردید. نتایج نشان داد در صورتی که زمان تأخیرحوضه با درنظر گرفتن سیلاب واقعی حوضه، محاسبه گردد، روش SCS دقیق تر از روشUniform  قادر به شبیه سازی سیلاب در منطقه است، با توجه به حساسیت بالای روش SCS به توزیع بارندگی، تحلیل بارندگی در منطقه ی مورد مطالعه، برای دستیابی به نتایج مطلوب لازم بوده و توزیع باران و توزیع زمانی آن باید حتی الامکان نزدیک به مقادیر واقعی در منطقه باشد.

بررسی و شناخت تغییرات اقلیمی رخ داده در نواحی مختلف می تواند شناختی از تغییرات اقلیمی محتمل در آین ده را به دست دهد. یکی از راه های شناخت تغییرات احتمالی عناصر اقلیمی در آینده استفاده از مدل های اقلیمی موجود و ریز مقیاس نمایی آنهاست. در این پژوهش بارش و رواناب حوضه ی آبریز رود زرد، ریزمقیاس نمایی و برای دوره ی 2100-2006 شبیه سازی گردید. برای این منظور از سناریوهای RCP خروجی مدل CanESM2 استفاده شد. دوره ی پایه ی مورد استفاده برای این کار 2005-1976 می باشد. برای ریزمقیاس نمایی بارش و رواناب حوضه ی آبریز رود زرد از داده های بارش روزانه ایستگاه باغملک و رواناب ایستگاه ماشین و روش شبکه ی عصبی مصنوعی بهره گرفته شد. با استفاده از روش حذف پس رونده، متغیرهای میانگین فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و میانگین دما در ارتفاع نزدیک سطح زمین به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده انتخاب شد. راستی آزمایی الگو با نمایه های  و  انجام پذیرفت. در نهایت، معماری شبکه با الگوریتم قانون پسرو بیزی و با سه لایه ی پنهان به عنوان شبکه ی بهینه انتخاب شد. نتایج نشان دهنده ی روند کاهشی بارش سالانه برآورد شده در 95 سال آی نده بر اساس هر سه سناریو می باشد. همچنین افزایش بارش در ماه های فصل گرم و کاهش بارش در ماه های فصل سرد مورد انتظار است. به عبارت دیگر می توان افزایش بارش های محلی (احتمالاً همرفتی) ناشی از افزایش دما در دوره های آینده را محتمل دانست. رواناب حاصل از بارش نیز در ماه های سرد، کاهش و در ماه های گرم با صرف نظر از تأثیر دما و پوشش گیاهی، افزایش را تجربه خواهد کرد.