@article { author = {Jafari, Mohammad Reza and Jabbari, Iraj and Karimi, Haji}, title = {Investigating the flow regime changes in Musian Plain and assessing its impact on the region dynamic change}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {133-143}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2017.107999.1209}, abstract = {There are several stream channels in Musian Plain which change surface flow regularly as well as cause great damages to the basin’s residents. In order to prevent or reduce the risk of flow regime changes, surface flow dispersion on the permeable alluvial fans is controlled by implementation of the biological and structural practices. Therefore, in this study, two objectives are followed: first, comparison of flow regime changes of Musian Plain on the flood spreading and adjacent areas (control area), where there have been no structural and biological practices; and then, evaluation of these changes impacts in the area’s dynamics and land use. For this purpose, satellite images of Landsat 7 and 8, TM, ETM, and ETM+ sensors in 1998, 2002 and 2014 were used. The relationships between morphological parameters in the control and spreading areas, before and after flood spreading were obtained. Then, the effects of flow regime changes, as well as, land use dynamics were assessed. Results showed that the structural and biological practices are the main factors which change the flow patterns in the study area. The relationships between morphological parameters before and after practices showed  the changes of drainage density index from 1.5 to 1.09 (km/km2), as well as the bifurcation ratio from 3.11 to 11.45; respectively. It indicates the stable flow regime in flood spreading practices rather than the control area. Controling and reducing the vlume of flood, means 9.1 MCM annual recharge , decreasing trend of average permeability in spreading areas, compare to basic permeability as much as 13.57 and 17.95 (cm.h-1), respectively,reduction of sand particle and increasing of clay and silt in flood spreading area compared to the control area, development  of cultivation area up to 2410 (ha), rising of forage production by 109 (kg/ha-1), the increasing of trees and wells as much as 254181 and 62 respectively. Also, floodwater spreading affects on the pattern of flow dynamic and land use of the Musian area.}, keywords = {Flow Regime,Bifurcation ratio,Drainage density index,Environmental dynamics,Floodwater spreading}, title_fa = {بررسی تغییرات الگوی جریان در دشت موسیان و ارزیابی تأثیر آن در تغییر دینامیک منطقه}, abstract_fa = {در حوضه دشت موسیان آبراهه‌های متعددی وجود دارد که به­‌طور مرتب مسیر جریان‌های سطحی را تغییر داده، خسارت‌های فراوانی برای ساکنین این حوضه به­‌بار می‌آورد. یکی از روش‌های جلوگیری و یا کاهش خطرات تغییر الگوی جریان، مهار و پخش جریان‌های سطحی بر روی مخروط‌­افکنه‌های نفوذپذیر، اجرای عملیات سازه‌ای و بیولوژیکی می‌باشد. بنابراین، دو هدف در این پژوهش دنبال می­‌شود: اول، مقایسه تغییرات الگوی جریان دشت موسیان در عرصه پخش سیلاب و عرصه مجاور (شاهد) که هیچگونه اقدامات سازه‌ای و بیولوژیکی در آن انجام نشده است. دوم، ارزیابی تأثیر این تغییرات در دینامیک و کاربری اراضی منطقه می‌­باشد. برای این منظور، از تصاویر ماهواره‌ای لندست هفت و هشت سنجنده­‌های +TM ،ETM ،ETM به‌­ترتیب مربوط به سال‌های 1376، 1380 و 1392 استفاده شد. همچنین، روابط بین کمیت­‌های مورفولوژیکی در عرصه پخش و شاهد قبل و بعد از پخش سیلاب محاسبه شد. سپس، تأثیر تغییرات الگوی جریان در دینامیک و کاربری اراضی منطقه ارزیابی شد. نتایج به‌­دست آمده نشان داد، عملیات سازه‌­ای و بیولوژیکی عامل اصلی تغییر الگوی جریان در این دشت است. روابط بین کمیت­‌های مورفولوژیکی قبل و بعد از پخش سیلاب نشان داد که شاخص­ تراکم زهکشی از 1.5 به 0.94 کیلومتر بر کیلومتر­ مربع و نسبت انشعاب از 3.11 به 11.45 تغییر یافته است، که بیان کننده ثبات الگوی جریان در عرصه پخش سیلاب نسبت به شاهد می­‌باشد. کنترل و کاهش سیلاب، تغذیه متوسط سالانه 9.1 میلیون­ مترمکعب، روند کاهشی میانگین نفوذپذیری در عرصه­‌های پخش و شاهد به­‌ترتیب نفوذ پایه 13.57 و 17.95 سانتی‌­متر بر ساعت، کاهش ذرات شن و افزایش ذرات رس و سیلت در عرصه پخش نسبت به شاهد، افزایش سطح زیرکشت در حدود 2410 هکتار، افزایش تولید علوفه 109 کیلوگرم بر هکتار، افزایش 254181 اصله درخت و تعداد 62 حلقه چاه از دیگر نتایج تأثیر تغییر الگوی جریان در دینامیک و کاربری اراضی منطقه موسیان است.}, keywords_fa = {تصاویر ماهواره‌ای لندست,پخش سیلاب,دینامیک محیط,شاخص تراکم زهکشی,نسبت انشعاب}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116450.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116450_1e01ec3122f9fb8c36fec8d9de4df3dc.pdf} } @article { author = {Hajimohammadi, Marzieh and Azizian, Abolfazl and Ghermezcheshmeh, Bagher}, title = {Evaluation of the impact of climate change on runoff in Kan Watershed}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {144-156}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2018.116456}, abstract = {Knowledge of climate variabilities and their behavior in future periods and their effects in various fields has great importance especially in strategic and macro planning in water resources. This study aims to evaluate the effect of climate change on hydrological condition of the Kan Watershed. For this purpose the HadCM3model under the A2 emission scenario and also statistical downscaling model (SDSM) were applied for temperature and rain variables simulation. Then, SWAT model was used for monthly runoff simulation and SUFI-2 algorithm was used in SWAT-CUP software pack for calibrating and uncertainly analyzing. The performance of SDSM model was evaluated base on MBE and NRMSE parameters, the result indicated that temperature variable was simulated more accurate than of precipitation. The result of the predicting temperature in period (2011-2040) compare with the base period (1961-2001) showed the maximum and minimum temperature will increase by 1.3 and 0.8 °C, respectively. Also, the rainfall will decrease by 3-4 percent for all of selected stations. The most rainfall reduction will be for spring. While in some months of winter an increase of precipitation was predicted. The result of calibration and validation of SWAT model agreed well with the observed data, so that Nash-Sutcliff efficiency coefficient, as objective function, was 0.82 and 0.71, in calibration period (1983-1991) and validation period (1992-1996) respectively. Finally, results of runoff prediction showed an increase in winter and a decrease in other seasons based on climate scenarios. Overall, according to obtained results runoff will decrease by seven percent for future period.}, keywords = {Calibration,temperature and rain,SDSM statistical model,SWAT hydrological model,Validation}, title_fa = {ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر رواناب حوضه کن}, abstract_fa = {شناخت دگرگونی­‌های اقلیمی و رفتار آن‌ها در دوره‌های آتی و اثرات آن‌ها در حوزه‌های مختلف به‌خصوص در منابع آب در برنامه‌ریزی­‌های کلان و استراتژیک از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این پژوهش، ارزیابی اثر تغییرات اقلیمی بر شرایط هیدرولوژیکی حوضه کن است. برای این منظور ابتدا شبیه‌­سازی متغیرهای دما و بارش به‌وسیله داده­‌های مدل بزرگ مقیاس HadCM3 تحت سناریوی A2 و مدل ریزمقیاس­گردانی SDSM صورت گرفت. سپس شبیه­‌سازی رواناب به‌صورت ماهانه و به‌وسیله مدل هیدرولوژیکی SWAT انجام شد و برای واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل، از نرم‌افزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI-2 استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی مدل SDSM به‌وسیله دو پارامتر MBE و NRMSE نشان داد که مدل در شبیه­‌سازی متغیر دما نسبت به بارش از دقت بالاتری برخوردار بوده است. مقایسه مقادیر شبیه‌­سازی شده برای دوره آتی (2040-2011) و دوره پایه (2001-1961) به‌ترتیب افزایش 1.3 و 0.8 درجه سانتی­گراد دمای بیشینه و کمینه را نشان داد. همچنین، در تمامی ایستگاه­‌های منتخب کاهش بارش به‌دست آمد که بیشترین کاهش مربوط به فصل بهار بود، ولی در برخی ماه­های مربوط به فصل زمستان افزایش بارش مشاهده شد. نتایج حاصل از واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWAT نیز رضایت­بخش بود به‌طوری که معیار نش- ساتکلیف به‌عنوان تابع هدف برای دوره واسنجی (1991-1983) و اعتبارسنجی (1996-1992) به‌ترتیب 0.82 و 0.71 به‌دست آمد. در نهایت سناریوهای اقلیمی ایجاد شده، افزایش رواناب برای فصل زمستان و کاهش مقدار آن را برای سایر فصول نشان داد. به‌طور کلی، بر اساس نتایج به‌دست آمده، کاهش هفت درصدی رواناب برای دوره آتی پیش­بینی شد.}, keywords_fa = {اعتبارسنجی,دما و بارش,مدل آماری SDSM,مدل هیدرولوژیکی SWAT,واسنجی}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116456.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116456_e7485d1e14bb2055c203a7e9ae2da399.pdf} } @article { author = {Tavakoli, Mohsen and Karimi, Haji and Norollahi, Hadi}, title = {Investigation the effects of climate change on water resources of Ilam Dam Watershed}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {157-170}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2018.109322.1264}, abstract = {Climate change and global warming is one of the most important issues in the world that is discussed in public and professional meetings. Long term climate change forecasting has an important role on water resources planning and management, due to fragile climate of our country. The present study aimed to investigate the effects of climate change on discharge changes in Golgol Watershed as one of the Ilam dam sub-watersheds. In this research, first, temperature, precipitation and potential evapotranspiration data were downscaled and then, hydrological condition of the watershed is simulated using SWAT hydrological model. Next, the results of downscaled HadCM3 data under two scenarios of A2 and B2 were downscaled using SDSM and in the next step stream flow of three period including 2010-2039 (2020s), 2040-2069 (2050s), 2070-2099 (2080s) and base period of 1990-1961 (Baseline), simulated using SWAT model. Finally, the effects of climate change assessed until the end of the century. The results indicated that annual discharge will decrease for 2020s, 2050s and 2080s under A2 scenario by 6.3, 16.9 and 24.1percent, and will decrease under B2 scenario by 10.9, 8.8 and 13.2 percent, respectively. Resualts demonstrated that climate change as one of the negative phenomena that affects on the amount of water in Ilam Dam should be considered by managers and planners.}, keywords = {global warming,Golgol Watershed,HadCm3,SDSM,SWAT}, title_fa = {ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب حوزه آبخیز سد ایلام}, abstract_fa = {یکی از موضوعات مهم روز دنیا، تغییر اقلیم و گرم شدن کره زمین است که به‌عنوان موضوعی چالشی در نشست‌های عمومی و تخصصی مطرح می­‌باشد. اقلیم شکننده کشور ما باعث شده تا پیش‌­بینی درازمدت تغییرات اقلیمی از اهمیت زیادی در برنامه‌ریزی و مدیریت منابع آب برخوردار باشد. تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات پدیده تغییرات اقلیم بر تغییرات دبی حوزه آبخیز گل­‌گل به‌عنوان یکی از زیرحوضه­‌های سد ایلام انجام گرفته است. در این تحقیق، ابتدا داده­‌های دما، بارش و تبخیر و تعرق پتانسیل به‌صورت کوچک مقیاس در آمده و سپس وضعیت هیدرولوژیکی حوضه شبیه‌­سازی شده و در نهایت برای تولید سری­‌های زمانی پیش­‌بینی جریان رودخانه در آینده مورد استفاده قرار گرفته‌­اند. به این منظور، نتایج مدل اقلیمی HadCM3 تحت دو سناریوی A2 و B2 با استفاده از نرم‌افزار SDSM کوچک مقیاس شد. سپس، به‌وسیله مدل SWAT جریان رودخانه در سه دوره زمانی 2039-2010 (2020s)، 2069-2040 (2050s)، 2099-2070 (2080s) و دوره پایه 1990-1961 (Baseline)، تحت دو سناریوی A2  و B2 شبیه­‌سازی شده و در نهایت، اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب این حوضه تا اواخر قرن حاضر میلادی ارزیابی شد. نتایج به‌دست آمده نشان‌دهنده کاهش متوسط دبی سالانه به مقدار 6.3، 16.9 و 24.1 درصد در دوره‌های 2020s، 2050s و 2080s در سناریوی A2  و به‌ترتیب 10.9، 8.8 و 13.2 درصد تحت سناریوی B2 می‌باشد. نتایج نشان می‌­دهد که تغییر اقلیم می‌­تواند به‌­عنوان یکی از پدیده‌­هایی که مقدار آب ورودی به حوضه سد ایلام را تحت تأثیر قرار دهد، مورد نظر مدیران و برنامه­‌ریزان قرار گیرد.}, keywords_fa = {حوزه آبخیز گل‌گل,گرم شدن کره زمین,HadCm3,SDSM,SWAT}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116463.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116463_2501df23a4f69d07055288f9fa9871dc.pdf} } @article { author = {Rostami, Mohammad and Rohani, Nima and Sheybani, Hamdi Reza}, title = {Experimental investigation of the effect of bridge geometry configuration on blocking probability by floating driftwood in flow}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {171-181}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2018.107495.1190}, abstract = {Login driftwoods into the river flow and their accumulation in the upstream of the bridge will decrease the flow carrying capacity of the bridge. Blockage may cause a strong reduction in the flow rate through the bridge and therefore a strong increase in upstream water level which may lead to flooding or nearby urbanized areas. Drift woods either accumulates at a single pier, or it spans between two or more piers or it gets blocked at the bridge deck. Since the evaluation of such a mechanism in nature and in flood time is very difficult and limited knowledge is currently available on the likelihood of bridge blocking by the driftwoods, therefore, it is necessary to evaluate experimentally the movement of the driftwoods through the river flow and the effect of bridge characteristics on driftwood accumulation and blockage. The main purpose of this experimental study is to analyze the driftwood blocking probability at bridge depending on drift dimensions, driftwood shape (single log and log with branches), flow characteristics, method of driftwood entry into the flow and bridge characteristics. Tests were carried out in an inclinable rectangular flume and a bridge with guard rails was installed into the flume. The tests were performed by different length of driftwood, smooth and with branches, the number of entering driftwood to the channel flow (individual or aggregate), in the presence and absence of bridge pier and with three levels of water flow in the upstream face of the bridge. Entering each case of driftwoods has been repeated 10 times and then bridge clogging probability has been determined.  The results showed that in case of water level come to low cord of the bride's deck , the clogging probability a bridge with and without pier changed from 13% to 93% and 33% to 100 respectively. The results showed that lengthening and increasing the number of driftwood and trunk with branches, the presence of the pier, and finally the rising water flow will increases the clogging possibility.}, keywords = {Bridge structure,Experimental Model,Floating driftwood,Flow water level,Likelihood of blocking}, title_fa = {بررسی آزمایشگاهی تاثیر ساختار هندسی پل‌ها بر احتمال انسداد آن‌ها به‌وسیله الوارهای چوبی شناور در جریان}, abstract_fa = {ورود تنه­ درختان به رودخانه‌­ها و انتقال آن‌ها به پایین‌­دست در مواقع سیلابی باعث تجمع و انسداد دهانه پل­‌ها و در نتیجه کاهش ظرفیت عبور سیلاب  می‌­شود. کاهش ظرفیت عبور سازه­‌های تقاطعی شرایط را برای ورود سیلاب به اراضی حاشیه رودخانه فراهم می­‌کند. از آنجا که بررسی چنین مکانیزمی در طبیعت و زمان وقوع سیلاب بسیار مشکل است، بنابراین، ضرورت دارد تا حرکت تنه­ درختان در طول مسیر رودخانه و تاثیر ساختار سازه­های هیدرولیکی تقاطعی بر تله‌اندازی آن‌ها در نتیجه مطالعات آزمایشگاهی، مورد بررسی قرار گیرد. به همین منظور در این پژوهش، فرایند انسداد دهانه پل‌ها به‌وسیله الوار شناور به‌صورت آزمایشگاهی در یک کانال مستطیلی با قابلیت تغییر شیب بررسی شده است. آزمایش‌ها بر اساس تغییر طول الوار شناور، تغییر ساختار ظاهری تنه (صاف و یا با شاخه)، نحوه ورود الوار به کانال (به‌صورت تجمعی یا تک‌تک)، تغییر در تراز سطح جریان آب بالادست پل و همچنین، در شرایط وجود و عدم وجود پایه پل انجام پذیرفت. ورود هر حالت از الوار به داخل کانال 10 بار تکرار و سپس احتمال گرفتگی دهانه پل در آن حالت محاسبه شد. نتایج نشان داد که زمانی که سطح آب بالادست پل، هم تراز سطح زیرین عرشه پل باشد، احتمال انسداد از 13 درصد تا 93 درصد برای حالت پل بدون پایه و از 33 درصد تا 100 درصد برای حالت پل با پایه تغییر می‌نماید. بررسی‌ها نشان داد، افزایش طول و تعداد الوار شناور روی آب، تغییر ساختار ظاهری تنه از صاف به شاخه دارشاخه، وجود پایه در پل و همچنین، افزایش تراز سطح آب بالادست پل نسبت به تراز سطح زیرین عرشه سبب افزایش احتمال انسداد می‌شود.}, keywords_fa = {احتمال انسداد,الوار شناور,تراز سطح جریان آب,سازه پل,مدل آزمایشگاهی}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116464.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116464_b6bddd995958e7a6e1b227aaeaca24be.pdf} } @article { author = {Sabzevari, Touraj and Mokhberi, Mehdi and Hosseini khotbehsara, Sadegh}, title = {Investigation of surface and subsurface runoff of catchment's hillslopes with loamy sand soil, case study: Estahban Watershed}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {182-191}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2017.108828.1242}, abstract = {Catchments consist of a series of sloping pervious overland whose surface and subsurface runoffs are transmitted to their outlet through stream networks. In the catchments with high perviousness and good vegetation cover, the amount of subsurface gains more significance and it might have a considerable share in the direct runoff. In this study, a hydrologic rainfall simulator model with the length of 1.92 meter and width of one meter and depth of 0.35 meter has been used which its surface and subsurface amount of flow have been measured by means of two different weirs. The texture of soil in Estahban Watershed was loamy sand. The experiments were conducted under three slope angles of 0.1, 3, 6 and 9 degrees and under rainfall intensity of 31.73, 47.6 and 63.46 millimeter per hours. Based on the results, the slope changes from 0.1 to 3 degrees resulted in 50 percent decrease in the subsurface flow and 10 to 15 percent increase in the surface flow in different rainfalls, but, from the slope of 3 to 9 degrees, no significant change was observed in the two flows and in the slope change from 6 to 9 percent of subsurface flow and 2 percent of surface flow, there was surface flow observed. The increase in rainfall intensity causes rise in hydrograph amount of surface and subsurface flow. The proportion of surface to subsurface flow changed on average between 7.5 and 14.5 times the subsurface flow under three rainfalls for the loamy sand. With the increase in slope, the surface flow amount increases and infiltration decreases. In this study, two non-linear regression equations were presented for measuring surface and subsurface peaks which is a function of length, slope and rainfall intensity of the slope.}, keywords = {Surface flow,Subsurface flow,Catchment,Loamy sand soil,Linear regression equation,Stream network}, title_fa = {بررسی رواناب سطحی و زیرسطحی دامنه‌های حوزه‌های آبخیز با خاک ماسه لومی، مطالعه موردی: حوزه آبخیز شهر استهبان}, abstract_fa = {حوزه‌­های آبخیز از یکسری دامنه‌های شیب‌دار تشکیل شده که رواناب سطحی و زیرسطحی آن‌ها به‌وسیله شبکه آبراهه‌ها به خروجی حوضه منتقل می­‌شود. در حوضه­‌های با دامنه‌های با نفوذپذیری بالا و پوشش گیاهی مناسب، مقدار رواناب زیرسطحی از اهمیت بالاتری برخوردار می‌شود. در این تحقیق، از یک مدل آزمایشگاهی باران‌ساز هیدرولوژیکی به طول 1.92 متر و عرض یک متر و عمق 0.35 متر استفاده شد که مقادیر جریان سطحی و زیرسطحی به‌وسیله دو سرریز مختلف اندازه‌گیری شد. خاک تحت آزمایش از خاک‌های انجیرستان‌های شهر استهبان که از نوع ماسه لوم‌دار است انتخاب شد. آزمایش‌ها تحت چهار زاویه شیب 0.1، سه، شش و نه درجه و تحت بارش‌های 31.73، 47.6 و 63.46 میلی‌متر بر ساعت انجام گرفت. بر اساس نتایج، تغییرات شیب صفحات از 0.1 به سه درجه باعث کاهش 50 درصدی جریان زیرسطحی و افزایش 10 تا 15 درصدی جریان سطحی در بارش‌های مختلف شد ولی از شیب سه به نه درجه  تأثیر محسوسی در دو جریان مشاهده نشد و در تغییرات شیب شش به نه درجه کاهش نه درصدی جریان زیرسطحی و دو درصدی جریان سطحی مشاهده شد. افزایش شدت بارندگی باعث افزایش مقادیر هیدروگراف جریان سطحی و زیرسطحی شد. نسبت جریان سطحی به زیرسطحی به‌طور متوسط بین 7.5 تا 14.5 برابر جریان زیرسطحی در سه بارش برای خاک ماسه‌ای لوم‌دار تغییر کرد. با افزایش شیب، مقدار جریان سطحی بیشتر و نفوذ کمتر می‌شود. در این تحقیق ضمنا دو معادله رگرسیونی غیرخطی برای محاسبه ماکزیمم سطحی و زیرسطحی ارائه شد که تابعی از طول، شیب و شدت بارندگی دامنه می‌­باشد.  }, keywords_fa = {جریان سطحی,جریان زیرسطحی,خاک ماسه‌ای لوم‌دار,شبکه آبراهه,معادله رگرسیونی غیرخطی}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116465.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116465_7920258c35ecdb25bfb0ab7df60f4d67.pdf} } @article { author = {Najafi, Saeed and Sadeghi, Seyed Hamidreza and Heckmann, Tobias}, title = {Analyzing structural sediment connectivity pattern in Taham Watershed, Iran}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {192-203}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2018.116466}, abstract = {Comprehensive watershed management programs need to take into account the sediment and related process in sediment management paradigm. Whilst, the dominant processes on sediment yield has not been considered in watershed scale yet. Accordingly, sediment connectivity is an emerging concept in sediment management that has been accounted in recent years to investigate the sediment transfer from different sections of watersheds. Sediment connectivity is defined as the integrated transfer of sediment across all possible sources to all potential sinks in a system over the continuum of detachment, transport and deposition processes. The structural connectivity is therefore a concept derived from sediment connectivity which investigates potential of sediment particles displacement across a watershed on the base of anatomy of watershed's system. Naturally, identifying sectors with similar sediment connectivity patterns support applying similar and integrated sediment control mitigation strategies. The present research was planned to investigate the structural sediment connectivity in Taham Watershed in Zanjan Province for year 2014. To calculate the structural sediment connectivity, the Digital Elevation Model (DEM) and C Factor layers were used and the results were assessed according to field observations and surveying in several times. The results of the validity of the structural sediment connectivity map showed there were acceptable agreement between Field Index of Connectivity (FIC) and Index of Connectivity (IC). In addition, IC map with respective max, min and mean values  of 1.02, -8.24 and -5.95, showed 32 percent of the study area had a high structural sediment connectivity that generally have been dispersed in western parts of the study area. Regarding to rapid appraisal and being low cost of IC calculation as well as identification of primary sediment sources, the structural sediment connectivity is a very useful concept for sediment management of watersheds of Iran.}, keywords = {Integrated Watershed Management,Index of sediment connectivity,Sediment management,Sediment transfer,soil erosion}, title_fa = {تحلیل الگوی اتصال ساختاری رسوب در حوزه‌ آبخیز تهم زنجان}, abstract_fa = {برنامه‌های مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز، نیازمند توجه به رسوب و فرایندهای مربوط به آن در قالب مدیریت رسوب هستند. در حالی‌که فرایندهای حاکم بر رفتار تولید رسوب در مقیاس حوزه‌های آبخیز کمتر مورد توجه بوده است. مدیریت رسوب شامل تمام اقداماتی است که فرسایش، انتقال، بازتوزیع و ترسیب رسوب را در راستای انحراف یا تله‌اندازی رسوب در سامانه‌های آبراهه‌ای تحت تأثیر قرار می‌دهد. بر همین اساس، اتصال رسوبی به‌عنوان مفهومی نوظهور در مدیریت رسوب، در چند سال اخیر برای بررسی انتقال رسوب در بخش‌های مختلف حوزه‌های آبخیز مورد توجه قرار گرفته است. حال آن‌که  اتصال رسوبی به‌عنوان انتقال رسوب از میان تمام منابع رسوب به تمام مخازن رسوب ممکن در حوزه آبخیز طی فرایند فرسایش خاک تعریف می‌شود. بر همین اساس، اتصال ساختاری، مفهومی مشتق شده از اتصال رسوبی است که با بررسی آناتومی سامانه آبخیز، پتانسیل جابه‌جایی ذرات رسوب در سراسر سامانه آبخیز را مورد بررسی قرار می‌دهد. طبعا با تعیین مناطق با الگوی اتصال ساختاری یکسان، اعمال نسخه‌های یکسان و یکپارچه مدیریت رسوب ممکن خواهد بود. از این‌رو، پژوهش حاضر به‌منظور بررسی شاخص اتصال ساختاری رسوب در سال 1393 در حوزه آبخیز تهم زنجان انجام شد. برای محاسبه شاخص اتصال ساختاری از لایه‌های مدل رقومی ارتفاعی، عامل پوشش گیاهی و بازدیدهای مکرر میدانی استفاده شد و ارزیابی‌های لازم برای آزمون نتایج به‌دست آمده صورت گرفت. نتایج ارزیابی صحت نمایش وضعیت اتصال ساختاری رسوب نشان داد که تطابق قابل قبولی بین شاخص اتصال میدانی و نقشه اتصال ساختاری وجود داشته است. نقشه اتصال ساختاری نیز با مقادیر بیشینه، کمینه و میانگین به‌ترتیب 1.02، 8.24- و 5.95- نشان داد که 32 درصد از حوزه آبخیز اتصال ساختاری بالایی دارد که عمدتاً در بخش‌های غربی آبخیز تمرکز داشته‌اند. به‌نظر می‌رسد با توجه به محاسبه سریع، هزینه کم، استفاده از داده‌های زودیافت و کارایی مفهوم اتصال ساختاری در تعیین اولیه منابع رسوبی، این شاخص عامل بسیار مفیدی در  مدیریت رسوب حوزه‌های آبخیز در ایران باشد.}, keywords_fa = {انتقال رسوب,شاخص اتصال رسوبی,فرسایش خاک,مدیریت رسوب,مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116466.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116466_9694f8e515c7e168e45320dfd9ed66a9.pdf} } @article { author = {Khazaei, Mohammadreza and Sharafati, Ahmad and Khazaei, Hadis}, title = {Climate change impact assessment on maxima daily snowfalls, case study: Tehran}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {204-213}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2018.115664.1361}, abstract = {One of the most important impacts of climate change is the change of snowfall regime, especially extreme snowfalls in the future. Extreme snowfalls will be affected by increasing in extreme rainfalls and temperature oppositely in the future climate while the trend of changes is not clear. In this paper, climate change impact on extreme daily rainfalls in the Mehrabad station of Tehran is assessed. Future daily precipitation and temperature projections of the CGCM3 model under B1, A2, and A1B emission scenarios are downscaled using IWG stochastic model. Snowfall is simulated using temperature threshold criteria, and climate change impact is assessed on snowfall in 2036-65 period. Results of the validation tests showed that the IWG model have reproduced a broad range of the temperature and precipitation statistics. Also, snowfall statistics specially the annual maximum daily snowfall distribution are well reproduced. The climate change impact assessment results showed that under various emission scenarios, despite increasing in extreme precipitation in the future in the Tehran Mehrabad station, annual maxima daily snowfalls would greatly decrease. So that, maximum daily snowfall with return period of two years would decrease more than 50% under all considered scenarios.}, keywords = {downscaling,Extreme snowfalls,Future climate,IWG,Mehrabad station}, title_fa = {ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر مقادیر حداکثری بارش روزانه برف، مطالعه موردی: تهران}, abstract_fa = {از آثار مهم تغییر اقلیم در آینده، تغییر رژیم بارش برف از جمله برف­های بیشین‌ه­ای است. افزایش بارش­‌های حدی و افزایش دما در اقلیم آتی با اثرات معکوس مقدار بارش برف­‌های حدی آینده را تحت تأثیر قرار می­دهند و روند تغییر آن در آینده مشخص نیست. در این مقاله اثر تغییر اقلیم بر بارش­‌های روزانه حدی برف­ در ایستگاه مهرآباد تهران ارزیابی شده است. سناریوهای روزانه بارش و دمای روزانه اقلیم آینده مدل CGCM3 تحت سناریوهای انتشار B1 ،A2 و A1B به‌وسیله مدل استوکستیک IWG ریزمقیاس شده است و با شبیه‌­سازی بارش برف با استفاده از معیار دمای آستانه، اثر تغییر اقلیم بر برف دوره 65-2036 ارزیابی شده است. نتایج اعتبارسنجی روش، نشان می­‌دهد که مدل IWG دامنه وسیعی از مشخصات دما و بارش را به خوبی باز تولید کرده و مشخصات برف شبیه‌­سازی، به‌ویژه توزیع فراوانی برف­‌های روزانه بیشینه سالانه به خوبی شبیه­‌سازی شده است. نتایج ارزیابی اثر تغییر اقلیم نشان می‌­دهد که تحت سناریوهای انتشار مختلف، با وجود افزایش بارش­‌های حدی آینده ایستگاه مهرآباد تهران، بارش برف­‌های روزانه بیشینه سالانه به میزان زیادی کاهش می­‌یابد. به‌طوری که بیشینه بارش روزانه برف­ با دوره بازگشت دو سال در آینده تحت همه سناریوها بیش از 50 درصد کاهش می­‌یابد.}, keywords_fa = {اقلیم آتی,ایستگاه مهرآباد,برف حد,بیشینه برف روزانه,کاهش مقیاس,IWG}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116468.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116468_8cd9c0429c0f61eb232ab1c6ece39433.pdf} } @article { author = {Soleimani, Freidoon and Kavian, Aaollah and Solaimani, Karim and Sharifi, Forod and Shahedi, Kaka}, title = {Effect of Application of Several Amendments on Threshold and Coefficient of Runoff in Various Conditions under Rainfall Simulation}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {214-230}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2018.116467}, abstract = {The major issues that must be addressed in watersheds is correct estimating threshold from the rainfall events. According to the agricultural leveling land and irrigation and drainage network of study area is exposed to sourounding runoff destruction, so watershed management activities such as design of small-scale water structures, sediment control structures, implementing the management actions in vegetation, soil and land utilization is required to understand and estimate surface runoff threshold. The aim of this study was to determine the effect of soil conservation practices on runoff initiation time and runoff coefficient using rainfall simulator in the Arayez plain. For this purpose, a rain simulator with a metal plot that has a square meter area was used. The treatments consisted of natural soil (observed), polyacrylamide at two levels 3 and 6 grams per square meter (P3 and P6, respectively) and Parsian mulch (Pc) that were conducted in sandy clay loam and sandy loam soil with three replications. The rainfall intensities set up to be of 32 and 50 mm per hour in slopes 7.5 and 12.5 percent. For statistical comparison split split plot design was used. Least Significant Difference (LSD) method was used for comparison of means. Results indicated that the mean of runoff initiation time in observed treatment is higher than mulch treatments, it means which runoff begins later in observed treatment. Mulches of P6 and Pc have not significantly differences in runoff initiation time. Runoff initiation time in P3 mulch much earlier began than the other treatments. Also, results revealed that the mean of runoff coefficient in different treatments (observed, P3, P6 and Pc) have a significant differences, and belonged to separate group.}, keywords = {Arayez plain,Karkheh Watershed,Polyacrylamide,Runoff coefficient,Soil amendments}, title_fa = {اثر کاربرد چند افزودنی بر زمان شروع و ضریب رواناب در شرایط مختلف و شبیه‌سازی باران}, abstract_fa = {برآورد صحیح زمان شروع از رویدادهای باران و به‌دنبال آن نقطه آغاز فرسایش از مسائل عمده و اساسی مورد توجه در حوزه‌های آبخیز کشور است. با توجه به این‌که اراضی کشاورزی تسطیح شده و شبکه آبیاری و زهکشی منطقه مورد مطالعه در معرض تخریب رواناب‌های اراضی شیب‌دار اطراف می‌باشد، اقدامات آبخیزداری نظیر طراحی سازه‌های آبی کوچک مقیاس، سازه‌های کنترل رسوب، اعمال مدیریت‌های لازم در زمینه‌های پوشش گیاهی، خاک و بهره‌برداری از اراضی نیازمند آگاهی و برآورد زمان شروع رواناب‌های سطحی است. هدف از پژوهش حاضر، تعیین اثر عملیات حفاظت خاک بر زمان شروع رواناب و ضریب رواناب در دشت ارایض استان خوزستان با استفاده از سامانه شبیه‎ساز باران می‌باشد. برای این منظور، از یک سامانه باران‌ساز از نوع پتانسیلی با یک کرت فلزی با مساحت یک مترمربع استفاده شد. تیمارهای پژوهش شامل خاک طبیعی (شاهد)، پلی‌اکریل‌آمید در دو سطح سه (P3) و شش گرم (P6) بر مترمربع و خاک‌پوش پلیمری پارسیان (Pc) بود که در دو نوع بافت خاک لومی شنی و لوم رسی شنی، با دو شدت بارندگی 32 و 50 میلی‌متر بر ساعت، دو شیب 7.5 و 12.5 درصد با سه تکرار انجام شد. برای مقایسه آماری زمان شروع و ضریب رواناب از طرح کرت‌های دو بار خرد شده استفاده شد. به‌منظور مقایسه میانگین تیمارها از روش حداقل تفاوت معنی‌دار (LSD) استفاده شد. نتایج نشان داد که میانگین زمان شروع رواناب در تیمار شاهد بیشتر از تیمارهای پلی‌آکریل‌آمید و پلیمر پارسیان می‌باشد، بدین معنی که رواناب در تیمار شاهد دیرتر شروع می‌شود. خاک‌پوش‌های P6 و Pc تفاوتی با یکدیگر در زمان شروع رواناب نداشتند. در خاک‌پوش P3 زمان شروع رواناب زودتر از سایر تیمارها بوده است. میانگین ضریب رواناب در پوشش‌های سطحی متفاوت، نشان داد که تیمارهای شاهد، خاک‌پوش P3 ،P6 و Pc اختلاف معنی‌داری (در سطح پنج درصد خطا) از نظر ضریب رواناب با هم داشتند.}, keywords_fa = {افزودنی‌های خاک,پلی‌اکریل‌آمید,حوزه آبخیز کرخه,دشت ارایض,ضریب رواناب}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116467.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116467_96d436f52ffb858684a372af3796380f.pdf} } @article { author = {Hafezparast, Maryam and Pourkheirollah, Zohreh}, title = {The effect of RCP scenarios on hydrological parameters, case study: Doiraj Dam catchment}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {231-248}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2017.110468.1296}, abstract = {The effect of RCP scenarios that have recently been analyzed in Iran is the results of (AR5) Intergovernmental Committee climate change (IPCC) that indicated the amount of rainfall, temperature in the upcoming period compared to the base period. In this study, changes in precipitation and temperature and the effect of these parameters on the amount of runoff in the period 2016-2044 Doiraj Dam is considered. The amount of monthly temperature and precipitation models ACCESS1-0, BCC-CSM1.1, CANESM2, BNU-ESM, and CSIROK3-5-0 under the scenario RCP8.5 was prepared for the region. Then, Change Factor method of spatial and temporal downscaling is used for the study area. The temperature, precipitation and discharge values were intered to IHACRES model and after calibration and validation, the future runoff was simulated in this period. For hydrological drought analysis, frequency analysis, SWSI, SDI, SRI and threshold indices were calculated. The results showed an increase of 1.29 degrees Celsius of temperature and 1.28 percent in precipitation in 2016-2044 compared to 1987-2015. River flow has also increased by 4.9 percent compared to the baseline. The frequency analysis of annual runoff is obtained in futhure with return periods of 50 and 100 years 13.90 and 15.06 m3s-1 , respectively. Quantitative analysis of drought indices showed that in years 1996, 1998 and 2004 there was no drought and in 2008, 2009, 2011 and 2012 there was drought occurance. Also, in future periods of 2024, 2025, 2033 and 2035 drought conditions are very poor and in years 2020, 2029, 2037 and 2041 drought is evident. Also, checking the volume threshold method with the Q70 threshold showed that in the years 2037-2038 and 2040-2041 significant hydrological drought will happen with the lack of 64.2 million m3.}, keywords = {RCP scenarios,IHACRES,hydrological drought indices,Frequency analysis,Threshold indices}, title_fa = {اثر سناریوهای واداشت تابشی بر شاخص‌های هیدرولوژیکی، مطالعه موردی: حوزه آبخیز سد دویرج}, abstract_fa = {سناریوهای واداشت تابشی که اخیرا در ایران مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته حاصل گزارش پنجم (AR5) هیات بین­الدول تغییر اقلیم است که میزان تغییرات بارش و دما در دوره آتی را نسبت به دوره پایه نشان می‌دهد. در این پژوهش ابتدا میزان تغییرات بارش و دما و سپس اثر این پارامترها بر میزان رواناب حوضه سد دویرج در دوره 2016-2044 میلادی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، مقادیر دما و بارش ماهانه مدل‌های ACCESS1-0 ،BCC-CSM1.1 ،CANESM2 ،BNU-ESM و CSIROK3-5-0 تحت سناریوی RCP8.5 برای منطقه مورد مطالعه تهیه ‌شد. سپس، با روش کوچک‌ مقیاس‌سازی مکانی و زمانی عامل تغییر (Change factor) این داده‌ها برای منطقه مطالعاتی محاسبه‌ شدند. با معرفی مقادیر دما، بارندگی و دبی به مدل IHACRES و واسنجی و صحت‌سنجی مدل، رواناب حوضه در دوره آتی شبیه‌سازی شد. به‌منظور تحلیل خشکسالی هیدرولوژیکی، تحلیل فراوانی آبدهی‌ها و نیز شاخص‌های SWSI ،SDI ،SRI و روش حد آستانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان از افزایش 1.29 درجه سانتی‌گرادی دما نسبت به دوره پایه و افزایش 1.82 درصدی بارندگی دوره 2044-2016 نسبت به دوره مشاهداتی (2015-1987) منطقه دارد. همچنین، رواناب دوره آتی 9.4 درصد نسبت به دوره پایه افزایش داشته ‌‌است. تحلیل فراوانی رواناب سالانه دوره آتی با دوره بازگشت‌های 50 و 100 ساله به‌ترتیب 13.90 و 15.06 مترمکعب بر ثانیه، به‌دست ‌آمده ‌است. بررسی ‌کمی نمایه‌های خشکسالی نیز نشان داد که در دوره پایه سال‌های 1996، 1998 و 2004 از وضعیت بسیار خوبی برخوردار بوده، سال‌های 2008، 2009، 2011 و 2012 با خشکسالی روبرو بوده‌اند. همچنین، در دوره آتی 2024، 2025، 2033 و 2035 وضعیت خشکسالی خیلی ضعیف و سال‌های 2020، 2029، 2037 و 2041 خشکسالی مشهود است. همچنین، بررسی میزان حجم کمبود دوره آتی به روش حد آستانه نشان‌ داد که در حد آستانه 70Q در دوره آماری 2044-2016 در ایستگاه سد دویرج در سال‌های 2037-2038 و 2040-2041 با حجم کمبود 2.64 میلیون مترمکعب، خشکسالی هیدرولوژیکی به‌طور محسوس رخ‌ می‌دهد.}, keywords_fa = {تحلیل فراوانی,تغییر اقلیم,حد آستانه,شاخص‌های خشکسالی هیدرولوژیکی,IHACRES}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116469.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116469_cd3c3adb0c9a413435cb88cd9f412cbe.pdf} } @article { author = {Tanhapour, Mitra and Banihabib, Mohammad Ebrahim}, title = {Artificial neural network model of multilayer perceptron for prediction of daily discharge suspended sediment load and assessment of factors affecting sediment estimation}, journal = {Watershed Engineering and Management}, volume = {10}, number = {2}, pages = {249-255}, year = {2018}, publisher = {Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)‎}, issn = {2251-9300}, eissn = {2322-536X}, doi = {10.22092/ijwmse.2017.108115.1215}, abstract = {Prediction of the sediment load in water resources engineering projects such as flow diversion projects and dam construction is important factor for determining their service life. In this study, a model for estimation of daily sediment discharge was proposed using multilayer perceptron Artificial Neural Network (ANN) model with back-propagation learning algorithm. For this purpose, current day’s discharge (Qt), precipitation, number of day in the year (DOY) and previous day’s discharge (Qt-1) data of Zoghal Bridge station (located on Chalus River) from 1990 to 2009 were used  for training, verification and test. Results of testing different combinations of input data sets showed that effective parameters of the model performance are current discharge parameter, antecedent discharge, precipitation and DOY, respectively. This results has a relatively good agreement with standardized coefficients of regression model. Coefficient of determination (R2) and Root Mean Square Error (RMSE) were used to compare the different structures of ANN. Therefore, best network with 3-5-1 architecture and the amounts of R2=0.89 and RMSE=0.02 was obtained by elimination of DOY variable. The performance of ANN model in the prediction of sediment discharge was compared with Sediment Rating Curve (SRC) and Multiple Non-Linear Regression (MNLR) model. The results showed, in the training and test steps, SRC method and ANN model have the best performance, respectively. Furthermore, in the test step, the ANN model performed better results compared to two other methods by increasing R2 about 16%. Generally, the proposed ANN model can be estimated sediment discharge by less calculation time and cost and also with more accuracy.}, keywords = {Technical Note: Artificial intelligence model,Back-propagation algorithm,Current day’s discharge,Multiple non-linear regression model,sediment rating curve}, title_fa = {گزارش فنی: مدل شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه برای پیش‌بینی دبی روزانه بار معلق رسوب و ارزیابی عوامل موثر در برآورد رسوب}, abstract_fa = {پیش‌­بینی مقدار رسوب در طرح­‌های مهندسی منابع آب نظیر تأسیسات تنظیم و انحراف جریان و سدهای مخزنی از عوامل مهم در تعیین عمر مفید و بررسی عملکرد آن­‌ها است. در این تحقیق مدلی برای تخمین دبی روزانه رسوب، با استفاده از مدل شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با الگوریتم یادگیری پس انتشار خطا ارائه شد و عملکرد مدل با مدل رگرسیون غیرخطی چند متغیره و منحنی­‌سنجه رسوب در مراحل آموزش و آزمون مقایسه شد. بدین منظور از داده­‌های دبی لحظه­‌ای، بارش، شماره روز در سال و دبی آب در روز قبل در محدوده سال­‌های 1388-1369 در ایستگاه پل زغال واقع در حوضه رودخانه چالوس استفاده شد. نتایج حاصل از آزمون ترکیب­ مختلف مجموعه داده­‌های ورودی نشان داد، ابتدا پارامتر دبی لحظه­‌ای، سپس دبی روز قبل و در نهایت عوامل بارش و شماره روز سال به‌ترتیب بیشترین تأثیر را در عملکرد مدل دارند، این نتایج تطابق نسبتا خوبی با نتایج حاصل از آنالیز ضرایب استاندارد شده مدل رگرسیونی دارد. برای مقایسه ساختارهای مختلف شبکه عصبی از معیارهای ضریب تبیین (R2) و جذر میانگین مربع خطا (RMSE) استفاده شد. بدین ترتیب با حذف متغیر شماره روز سال، بهترین شبکه با ساختار 1-5-3 و مقادیر 0.89= R2 و 0.02=RMSE به‌دست آمد. نتایج حاصل از مقایسه مدل­‌ها نشان داد، در مرحله آموزش و آزمون به‌ترتیب روش منحنی­‌سنجه و مدل شبکه عصبی بهترین عملکرد را به خود اختصاص داده­‌اند و مدل شبکه عصبی مقدار ضریب همبستگی را تقریباً 16 درصد نسبت به دو روش دیگر افزایش داد. با استفاده از نتایج این تحقیق، عوامل موثر بر تخمین دبی رسوب شناسایی شده و می­‌توان در پروژه­‌ها، با صرف وقت و هزینه کمتر برآورد دقیق­‌تری از دبی رسوب داشت.}, keywords_fa = {الگوریتم پس انتشار خطا,دبی لحظه‌ای,مدل رگرسیون غیرخطی چندگانه,مدل هوش مصنوعی,منحنی‌سنجه رسوب}, url = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116462.html}, eprint = {https://jwem.areeo.ac.ir/article_116462_243f762f06d7d692f36a3b2baacc2d72.pdf} }