فهیمه میرچولی؛ سیدحمیدرضا صادقی؛ عبدالواحد خالدی درویشان
چکیده
فرسایش خاک به‌عنوان یک موضوع مهم در پژوهش‌های حفاظت آب و خاک است که تحت تأثیر عوامل انسانی و طبیعی است. بنابراین، آگاهی از میزان فرسایش خاک، امکان شناسایی نواحی بحرانی و اولویتبندی اقدامات اجرایی را فراهم می‌کند. یکی از عوامل مؤثر در ارزیابی فرسایش خاک، طول و درجه شیب است که محاسبه آن با استفاده از روشهای محاسباتی مختلف ...
بیشتر
فرسایش خاک به‌عنوان یک موضوع مهم در پژوهش‌های حفاظت آب و خاک است که تحت تأثیر عوامل انسانی و طبیعی است. بنابراین، آگاهی از میزان فرسایش خاک، امکان شناسایی نواحی بحرانی و اولویتبندی اقدامات اجرایی را فراهم می‌کند. یکی از عوامل مؤثر در ارزیابی فرسایش خاک، طول و درجه شیب است که محاسبه آن با استفاده از روشهای محاسباتی مختلف امکان‌پذیر بوده و در عین‌حال انتخاب مناسب‌ترین رابطه برای تخمین آن از اهمیت زیادی برخوردار است. حال آن‌که تا کنون مقایسه کارایی روشهای مختلف در تخمین آن‌ها مورد توجه کافی قرار نگرفته است. بنابراین، در پژوهش حاضر با هدف محاسبه عامل توپوگرافی و بررسی تأثیر آن بر میزان هدررفت خاک در حوزه آبخیز شازند از چهار روش محاسباتی متداول مورد استفاده در سامانه اطلاعات جغرافیایی شامل Renard و همکاران (1997)، Desmet و Govers (1996)، Moore و همکاران (1991) و Böhner و Selige (2006) انجام شده است. برای ارزیابی نتایج حاصل از محاسبه فرسایش خاک با استفاده از روشهای محاسباتی مذکور، از نتایج حاصل از اندازه‌گیری مستقیم طول شیب روی نقشه توپوگرافی استفاده شد. نتایج بهدست آمده از این پژوهش، ضمن تائید اختلاف حدود 15 برابری نشان داد که متوسط میزان هدررفت خاک در حوزه آبخیز شازند، با استفاده از روشهای محاسباتی Renard و همکاران (1997)، Desmet و Govers (1996)، Moore و همکاران (1991) و Böhner و Selige (2006) در صورت ثبات سایر عوامل در رابطه جهانی فرسایش خاک تجدیدنظر شده، بهترتیب 4.95، 19.47، 1.73 و 1.34 تن بر هکتار بر سال بوده است. با توجه به محاسبه طول شیب به‌عنوان کوتاه‌ترین پاره‌خط بین خط‌الرأس تا خط‌القعر از روی نقشه توپوگرافی و نیز عامل شیب، عملکرد روش Desmet و Govers (1996)، در محاسبه عامل توپوگرافی بهتر از سایر مدلها ارزیابی شد. یافته‌های پژوهش حاضر مشخصاً بر ضرورت انتخاب شیوه مناسب برآورد عوامل ورودی در تخمین فرسایش خاک تأکید دارد.
رضا ایزدپناه؛ سید علی اصغر هاشمی؛ علیرضا فرخی
چکیده
برآورد صحیح میزان رسوبدهی یک حوزه آبخیز از مهمترین مسائل مطرح‌شده در مهندسی آب، مهندسی رودخانه، منابع آب، تأسیسات و سازه‌های آبی و محیط زیست برای اجرای طرح‌ها و برنامه‌های توسعه‌ای است. تنوع زیاد معادلات برای محاسبه مقدار بار رسوب در رودخانه و نبود اطلاعات در مورد نحوه استخراج معادلات، استفاده از آن را مشکل کرده است. هدف این ...
بیشتر
برآورد صحیح میزان رسوبدهی یک حوزه آبخیز از مهمترین مسائل مطرح‌شده در مهندسی آب، مهندسی رودخانه، منابع آب، تأسیسات و سازه‌های آبی و محیط زیست برای اجرای طرح‌ها و برنامه‌های توسعه‌ای است. تنوع زیاد معادلات برای محاسبه مقدار بار رسوب در رودخانه و نبود اطلاعات در مورد نحوه استخراج معادلات، استفاده از آن را مشکل کرده است. هدف این پژوهش، استفاده از مدلهای مختلف برای برآورد بار کف با مطالعه موردی رودخانه حبله‌رود به‌منظور شناسایی بهترین مدل برای تخمین بار کف رودخانه است. مشخصات هندسی رودخانه حبله‌رود و مقطع جریان از بانک اطلاعات شرکت آب منطقهای سمنان جمعآوری و دانه‌بندی رسوبات نمونه‌برداری شده به روش الک انجام شد. مقدار بار بستر رودخانه در ایستگاه هیدرومتری بنکوه، با استفاده از رگرسیون‌های مختلف و از طریق روابط مایر-پیتر-مولر، انشتین-براون، بگنولد و توفالتی محاسبه شد. نتایج حاصل از این روابط با نتایج ثبت شده در ایستگاه هیدرومتری بنکوه در بازه زمانی 1396-1390 مورد مقایسه قرار گرفت که نشان داد، روش توفالتی با مقدار RMSE ،MAE و R2 برابر 20.07، 10.86 و 83 درصد بهترین پیشبینی را از مقدار بار کف در مقایسه با سایر روش‌ها ارائه می‌دهد. مسیر عبوری و حوزه آبخیز رودخانه حبله‌رود از مناطق کوهستانی تشکیل شده است و عمده مسیر از سنگ‌های مختلفی تشکیل شده است که دارای فرسایش‌پذیری بالایی است، بنابراین رابطه توفالتی، تخمین مناسبی از رودخانه‌های واقع شده بر اقلیم کوهستانی ارائه می‌دهد.
بهنام فرید گیگلو؛ ابراهیم امیدوار
چکیده
فرسایش خندقی موقت، یکی از انواع فرسایش آبی بوده که سهم زیادی در تخریب اراضی دارد. به‌منظور، ارزیابی میزان هدررفت خاک ناشی از آن و اجرای اقدامات حفاظتی مناسب، پیشبینی این پدیده امری ضروری است. این پژوهش، با هدف بررسی کارایی مدل EGEM در پیشبینی فرسایش خندقی موقت در حوزه آبخیز قوری‌چای استان اردبیل انجام پذیرفته است. بدین‌منظور، ...
بیشتر
فرسایش خندقی موقت، یکی از انواع فرسایش آبی بوده که سهم زیادی در تخریب اراضی دارد. به‌منظور، ارزیابی میزان هدررفت خاک ناشی از آن و اجرای اقدامات حفاظتی مناسب، پیشبینی این پدیده امری ضروری است. این پژوهش، با هدف بررسی کارایی مدل EGEM در پیشبینی فرسایش خندقی موقت در حوزه آبخیز قوری‌چای استان اردبیل انجام پذیرفته است. بدین‌منظور، تعداد 17 خندق موقتی در حوضه شناسایی شد و از اردیبهشت ماه 1393 تا اردیبهشت ماه 1395 به پایش و ثبت خصوصیات مورفولوژیکی و حجم فرسایش آن‌ها پس از هفت واقعه بارشی مؤثر پرداخته شد. برای تخمین فرسایش خندقی موقت ناشی از تک واقعه بارش، مدل EGEM به چهار گروه ورودی شامل اطلاعات شناسایی، داده‌های حوضه، خاک و بارش در هر خندق نیاز دارد. این مدل شامل دو مولفه هیدرولوژی و فرسایش بوده که رواناب ناشی از بارش‌های رخ داده در هر یک از زیرحوضه‌های مشرف به خندق‌ها بر اساس روش شماره منحنی NRCS برآورد می‌کند. نتایج ارزیابی کارایی مدل EGEM نشان داد که مدل حجم خاک و سطع مقطع فرسایش یافته را بهترتیب با ضریب تبیین 0.96 و 0.89 پیشبینی کرده است. همچنین، نتایج تحلیل حساسیت مدل نیز نشان داد که مدل نسبت به پارامتر CN بیشترین حساسیت را داشته است، به‌طوری که با افزایش و کاهش 10 درصدی CN، میزان تغییرات حجم خاک فرسایش یافته بهترتیب 22.98 و 18.92- درصد تغییر پیدا کرد. لذا، میتوان گفت که مدل EGEM برای برآورد میزان فرسایش خندقی موقت ناشی از وقایع منفرد بارندگی در حوزه آبخیز قوری چای مناسب بوده، میتوان آن را برای مطالعه و برنامهریزی روی خندق‌های موقتی در حوضههای مشابه توصیه کرد.
جابر صالح‌پور؛ افشین اشرف‌زاده؛ سیدعلی موسوی
چکیده
در تحقیق حاضر، با استفاده از خروجی مدل گردش عمومی جو HadCM3، مدل ریزمقیاس ساز LARS-WG و مدل هیدرولوژیک SWAT، به بررسی اثر تغییر اقلیم بر آبدهی حوزه آبخیز حبله‌رود پرداخته شده است. ابتدا به کمک مدل LARS-WG، خروجی مدل گردش عمومی جو HadCM3 در دوره 2040-2011 ریزمقیاس شد و داده‌های هواشناسی لازم برای مدل SWAT تهیه شد. نتایج ریزمقیاس سازی نشان داد که بارش ...
بیشتر
در تحقیق حاضر، با استفاده از خروجی مدل گردش عمومی جو HadCM3، مدل ریزمقیاس ساز LARS-WG و مدل هیدرولوژیک SWAT، به بررسی اثر تغییر اقلیم بر آبدهی حوزه آبخیز حبله‌رود پرداخته شده است. ابتدا به کمک مدل LARS-WG، خروجی مدل گردش عمومی جو HadCM3 در دوره 2040-2011 ریزمقیاس شد و داده‌های هواشناسی لازم برای مدل SWAT تهیه شد. نتایج ریزمقیاس سازی نشان داد که بارش در دوره آتی، اختلاف معنیداری با بارش در دوره پایه (2010-1995) ندارد. همچنین، مشاهده شد که در سناریوهای انتشار A2، B1 و A1B، میانگین دمای کمینه، بهترتیب 0.59، 0.47 و 0.43 و میانگین دمای بیشینه، بهترتیب 0.51، 0.39 و 0.35 درجه سلسیوس افزایش خواهند یافت. در مرحله بعد، مدل SWAT با استفاده از داده‌های آبدهی ماهانه ایستگاه هیدرومتری بنکوه واقع در خروجی حوضه مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفت. مقادیر ضریب تبیین و نش-ساتکلیف در دوره اعتبارسنجی، بهترتیب برابر با 0.80 و 0.71 بهدست آمدند. با معرفی بارش و دمای ریزمقیاس شده به مدل SWAT، تغییرات رواناب خروجی از حوضه طی دوره 2040-2011 شبیهسازی شد. نتایج نشان از افزایش 10.66، 17.72 و 17.52 درصدی آبدهی سالانه در سه سناریوی مورد بررسی، نسبت به دوره پایه داشت.
نسیم آرمان؛ علی شهبازی؛ محمد فرجی؛ سمیه دهداری
چکیده
سامانه‌های جمعآوری و کنترل آبهای سطحی ناشی از بارندگی از اجزاء مهم برنامهریزی و عمران مناطق شهری هستند و هر گونه سهلانگاری در طراحی صحیح آن‌ها میتواند برای جوامع شهری مشکلآفرین باشد. لذا به‌منظور پیشبینی عملکرد هیدرولیکی از کل سامانه، نیاز به استفاده از روشهای محاسباتی پیشرفته و مدل‌سازیهای جدید و کارآمدتر ...
بیشتر
سامانه‌های جمعآوری و کنترل آبهای سطحی ناشی از بارندگی از اجزاء مهم برنامهریزی و عمران مناطق شهری هستند و هر گونه سهلانگاری در طراحی صحیح آن‌ها میتواند برای جوامع شهری مشکلآفرین باشد. لذا به‌منظور پیشبینی عملکرد هیدرولیکی از کل سامانه، نیاز به استفاده از روشهای محاسباتی پیشرفته و مدل‌سازیهای جدید و کارآمدتر وجود دارد. کاهش پیامدهای زیانبار ناشی از سیلابهای شهری معمولاً با برآورد دقیق رواناب شهری و انتخاب روش مناسب کنترل آن محقق میشود، به این منظور، لازم است میزان رواناب شهری به درستی برآورد شود. بر این اساس، محققین در سالهای اخیر به مدلسازی روی آوردهاند. از جمله مدلهای پر کاربرد در مدیریت رواناب مدل SWMM ابزاری قدرتمند برای محاسبات زهکشی شهری و مدیریت رواناب میباشد. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی کارایی مدل بارش-رواناب SWMM در شبیهسازی رواناب سطحی در حوضه شهر ایذه میباشد. برای مشخص کردن بارندگی طرح، زمان تمرکز حوضه محاسبه و تداوم رگبار طرح برابر زمان تمرکز حوضه در نظر گرفته شد. همچنین، از سه معیار NAS، BIAS و RMSE برای بررسی صحت واسنجی و اعتبارسنجی مدل استفاده شد. در نهایت پس از تأیید مدل، نقاط حساس به آبگرفتگی با دوره بازگشتهای دو، پنج، 10، 20، 50 و 100 ساله تعیین شد. نتایج نشان داد، علت آبگرفتگی در بعضی از نقاط به‌دلیل نبود ظرفیت کافی آبگذرها است، در حالی‌که در سایر نقاط با وجود ظرفیت کافی برای عبور رواناب، آبگرفتگی مشاهده میشود که دلیل آن مربوط به احداث پلهای نامناسب در مسیر کانالها که سبب کاهش ابعاد آبگذر و آشغال گرفتگی در محل گرهها است. برای واسنجی و ارزیابی مدلها از سه واقعه بارندگی در تاریخهای 23/12/1395، 08/01/1396 و 17/01/1396 استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل SWMM نشان داد، انطباق خوبی بین دبی شبیهسازی شده و مشاهدهای وجود دارد. بنابراین، میتوان از این مدلها برای پیشبینی خطر آبگرفتگی، طراحی و برآورد مقدار و هزینه زهکشی، مدیریت حوضههای شهری و اولویتبندی مناطق برای رفع مشکل آبگرفتگی استفاده کرد.
میلاد باقلانی؛ نورالدین رستمی؛ محسن توکلی
چکیده
سیلاب شهری، حجم آبی است که از ظرفیت شبکه زهکشی شهر خارج شده، منجر به بروز مشکلات و خسارات زیادی در شهر میشود. بیشتر تحقیقات صورت گرفته در سراسر جهان حاکی از افزایش سیلابهای شهری، به‌ویژه در کلان‌شهرها است. تمرکز جمعیت در مناطق شهری با توسعه شهرها و تغییر چهره طبیعی زمین سبب افزایش سطوح نفوذناپذیر و تغییر چرخه هیدرولوژی شده است. ...
بیشتر
سیلاب شهری، حجم آبی است که از ظرفیت شبکه زهکشی شهر خارج شده، منجر به بروز مشکلات و خسارات زیادی در شهر میشود. بیشتر تحقیقات صورت گرفته در سراسر جهان حاکی از افزایش سیلابهای شهری، به‌ویژه در کلان‌شهرها است. تمرکز جمعیت در مناطق شهری با توسعه شهرها و تغییر چهره طبیعی زمین سبب افزایش سطوح نفوذناپذیر و تغییر چرخه هیدرولوژی شده است. در این مطالعه، به‌منظور شبیهسازی رواناب سطحی حوزه آبخیز شهر ایلام از مدل هیدرولوژی- هیدرولیکی SWMM استفاده شده است. نتایج حاصل از اعتبارسنجی مدل نشان داد که دبی اوج و حجم جریان شبیهسازی شده، انطباق خوبی با مقدار مشاهداتی دارد (شاخص بایاس 3.25 و خطای نسبی 0.065). با توجه به نتایج بهدست آمده از تحلیل حساسیت پارامترهای مهم مدل، عوامل مؤثر بر بروز سیلاب در شهر ایلام بهترتیب شامل کافی نبودن ابعاد کانال‌های شهری برای عبور حجم سیلاب، افزایش مناطق نفوذناپذیر، ضریب زبری مناطق نفوذپذیر، شیب، مساحت، عرض معادل و ضریب زبری مناطق نفوذناپذیر هستند. طبق نتایج این پژوهش، زیرحوضه شماره 2 به‌دلیل تغییرات کاربری اراضی، ساخت و سازهای غیر اصولی و شبکه زهکشی نامناسب که باعث افزایش سطوح نفوذناپذیر می‌شوند، دارای بیشترین خطر سیلاب میباشد و در صورت عدم توجه به زیرساخت‌های شبکه زهکشی و عدم رعایت نکات مربوط به گسترش شهرنشینی، شهر ایلام با خطر جدی سیلاب رو به رو است. همچنین، مدل SWMM دقت مورد نیاز برای شبیهسازی سیلاب شهری در شهر ایلام را دارد و از این مدل میتوان برای طرح‌های مدیریت رواناب شهری و طراحی شبکه جمعآوری و دفع آبهای سطحی استفاده کرد.
آرزو خیرخواه؛ هادی معماریان؛ سید محمد تاجبخش
چکیده
بهره‌برداری صحیح و اصولی از منابع طبیعی باعث حفظ این ثروت‌های ارزشمند میشود و به‌کارگیری دانش بهینه‌سازی میتواند کمک مؤثری در این راستا باشد. بر همین اساس، هدف از این مطالعه مقایسه الگوریتم تکاملی ژنتیک و روش کلاسیک برنامهریزی خطی در بهینه‌سازی کاربری اراضی حوزه آبخیز بایگ میباشد. نتایج مطالعه نشان داد ...
بیشتر
بهره‌برداری صحیح و اصولی از منابع طبیعی باعث حفظ این ثروت‌های ارزشمند میشود و به‌کارگیری دانش بهینه‌سازی میتواند کمک مؤثری در این راستا باشد. بر همین اساس، هدف از این مطالعه مقایسه الگوریتم تکاملی ژنتیک و روش کلاسیک برنامهریزی خطی در بهینه‌سازی کاربری اراضی حوزه آبخیز بایگ میباشد. نتایج مطالعه نشان داد که در صورت بهینه‌سازی کاربری اراضی با برنامهریزی خطی مساحت زراعت دیم کاهش و زراعت آبی افزایش می‌یابد. بعد از کمینه‌سازی، رواناب سطحی و رسوبدهی کل حوضه بهترتیب 1.16 و 12.91 درصد کاهش خواهد یافت. در صورت بهینه‌سازی کاربری اراضی با الگوریتم ژنتیک، مساحت مرتع و زراعت آبی افزایش پیدا کرده، مساحت باغ آبی، بادامکاری و زراعت دیم کاهش می‌یابد. ضمن این‌که بعد از بهینه‌سازی، رواناب سطحی و رسوبدهی کل حوضه بهترتیب 13.95 و 31.99 درصد کاهش خواهد یافت. نتایج همچنین نشان داد که برنامهریزی خطی در مقایسه با الگوریتم ژنتیک، در تامین محدودیت‌ها بسیار بهتر عمل کرد و قید مساحت مجموع کاربری‌ها در برنامهریزی خطی تامین ولی در الگوریتم ژنتیک برآورده نشد. نتایج بهدست آمده از تحلیل حساسیت نشان داد که حساسترین ضریب در تابع کمینه‌سازی رواناب و رسوبدهی، ضریب مربوط به زراعت دیم با هزینه کاهش یافته برابر با 67.52 است. همچنین، نتایج گویای آنست که محدودیت سطوح کل کاربری‌ها و محدودیت کمینه سطوح مراتع بهترتیب با قیمت سایه‌ای 397.40 و 233.28 بیشترین تأثیر منفی را بر جواب بهینه و محدودیت‌های بیشینه سطح کاربری باغات آبی و محدودیت بیشینه سطح کاربری بادامکاری بهترتیب با قیمت سایه‌ای 134.97- و 118.44- بیشترین تأثیر مثبت را بر جواب بهینه خواهند داشت. به‌عنوان نتیجه‌گیری کلی، میتوان بیان کرد که الگوریتم‌های تکاملی (مانند الگوریتم ژنتیک) زمانی که با مسائلی که دارای محدودیت‌های زیاد هستند مواجه می‌شوند، در مقایسه با تکنیک‌های کلاسیک بهینه‌سازی ضعیف‌تر عمل می‌کنند.
