per
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
مهندسی و مدیریت آبخیز
2251-9300
2322-536X
2014-04-21
6
1
1
9
10.22092/ijwmse.2014.101732
101732
Research Paper
بررسی آستانه مساحت شیب خندقها در حوزه آبخیز ظهیرآباد شازند-استان مرکزی
Investigation of area slope threshold of gullies in the Zahirabad Watershed, Shazand, Markazi Province
حشمتاله آقارضی
1
علیاکبر داودیراد
2
مهدی مردیان
3
مجید صوفی
4
مربی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی
دانشجوی دکتری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس
دانشجوی دکتری دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
دانشیار مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس
شناخت فرایندهای موثر در فرسایش بهخصوص آستانهها یکی از راهکارهای مهم مدیریتی منابع آب و خاک محسوب میشود. فرسایش خندقی یکی از مهمترین منابع رسوبدهی حوزههای آبخیز است که برای آن آستانههای مختلف از جمله مساحت-شیب یا توپوگرافی تعریف شده است. در این پژوهش به تحلیل آستانه توپوگرافی خندقها در حوزه آبخیز ظهیرآباد شازند پرداخته شد. ابتدا بر اساس عملیات میدانی و مدل رقومی ارتفاع، مشخصات مورفومتری 14 خندق همراه با نمونهبرداری خاک و خصوصیات پوشش گیاهی اندازهگیری شد. سپس با تحلیلهای عاملی و خوشهای، خندقهای همگن منطقه مطالعاتی تعیین شد و رابطه توانی مساحت-شیب برای آنها تهیه شد. طبق نتایج، همبستگی قوی بین مساحت با شیب آبخیز خندقها مشاهده نشد. بهطوریکه ضریب تبیین از نقطه ایجاد و نقطه گسترش کل خندقهای مطالعاتی بهترتیب برابر 0.111 و 0.181 بهدست آمد. با توجه به نتایج، فرایند غالب در ایجاد و گسترش خندقهای منطقه ظهیرآباد مربوط به تمرکز جریان و فرسایش خطی است که بر روی دامنههای شیبدار منجر به تشکیل و توسعه خندق شده است. با توجه به غالبیت بافت لومی خاک، تغییر کاربری و تخریب پوشش گیاهی در منطقه، پیشنهاد میشود تا ضمن بررسی الگوی استفاده از اراضی منطقه، بهینهسازی کاربری و تقویت پوشش گیاهی دامنهای بهمنظور کنترل فرسایش خندقی انجام گیرد.
Recognition of effective processes of erosion, especially, threshold is one of the most important strategies in water and soil resources management. Gully erosion is one of the most important sources of sediment yield in watersheds that is defined as different thresholds like area-slope or topography. In this paper, the area- slope threshold was investigated in Zahirabad Watershed in Markazi province, Iran. First, based on field surveys and digital elevation model, morphometric characteristics of 14 gullies were measured, accompanied by soil sampling and vegetation cover measurements. Second, homogeneous groups of gullies were defined by factor and cluster analysis and power relations of area-slope was prepared. Results demonstrated that there was no considerable correlation between area and slope of gully watersheds. So, coefficient of determination of creation point and head-cut of gullies were 0.111 and 0.181, respectively. According to the results, the dominant process in creation and head cut development of gullies in Zahirabad was related to flow concentration and rill erosion of high slopes. Considering the prevail of loamy texture of soils land use changes and deterioration of vegetation cover, it is suggested to investigate the optimization of land use schemas, and land cover improvement on sloppy lands with the objective of gully control.
https://jwem.areeo.ac.ir/article_101732_489b992faf4bb5ccbf36fe834ebc2da2.pdf
آستانه توپوگرافی
تحلیل خوشهای
تحلیل عاملی
رسوبدهی
فرایند فرسایش
cluster analysis
Erosion process
factor analysis
sediment yield
Topography threshold
per
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
مهندسی و مدیریت آبخیز
2251-9300
2322-536X
2014-04-21
6
1
10
20
10.22092/ijwmse.2014.101733
101733
Research Paper
بررسی تأثیر خشکسالی بر منابع آب زیرزمینی بهمنظور مدیریت بهینه بهرهبرداری، مطالعه موردی: دشت الشتر
Effect of drought on groundwater resources in order to optimize utilization management, case study: Plain Alashtar
غلامرضا چمنپیرا
1
غلامرضا زهتابیان
2
حسن احمدی
3
آرش ملکیان
4
دانشجوی دکترای، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران
استاد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران
استاد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران
استادیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران
خشکسالی مخاطره آمیزترین پدیده طبیعی است. گرچه امکان جلوگیری از وقوع آن وجود ندارد، اما میتوان با انجام اقداماتی اثرات منفی آن را کم نمود. یکی از سیستمهایی که بهشدت تحت تأثیر خشکسالی واقع شده و کمتر مورد توجه قرار میگیرد، آبهای زیرزمینی است. در این پژوهش، با استفاده از شاخص بارندگی معیار شده (SPI) در مقیاسهای مختلف ماهانه، فصلی و سالانه و شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI) درطول دوره آماری 1389-1370 وضعیت خشکسالی و تأثیر آن بر منابع آب زیرزمینی دشت الشتر بررسی شد. پس از انجام آزمونهای همگنی روی دادههای جمعآوری شده و رفع نواقص آماری به روش تفاضل و نسبتها، شاخصهای مذکور از طریق نرمافزار DIP در مقیاسهای زمانی سالانه، فصلی و سه، شش، نه، 12، 18، 24 و 48ماهه محاسبه شد. در مرحله بعد با توجه به مقدار SPI و GRI محاسبه شده، وضعیت رطوبتی برای هر بازه زمانی تعیین شد. نتایج نشان میدهد که روند خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی دشت منفی است. همبستگی بین شاخص SPI در مقیاسهای زمانی مختلف با اعمال و بدون اعمال تأخیر زمانی، با میانگین تراز سطح سفره آب زیرزمینی و شاخص GRI بررسی شد. تحلیلهای آماری نشان داد که شاخص SPI در مقیاس زمانی 24ماهه بدون تأخیر زمانی با میانگین تراز سطح سفره آب زیرزمینی و شاخص GRI در سطح 0/01 معنیدار بوده و دارای بیشترین ضریب همبستگی است که حاکی از تأثیرگذاری خشکسالی بر آب زیرزمینی دشت الشتر میباشد. رابطه رگرسیون بین تراز متوسط سطح ایستابی و SPI-24 نشان داد که 64/4 درصد از واریانس تراز متوسط سطح ایستابی تحت تأثیر SPI-24 و 35/6 درصد متأثر از سایر عوامل است. با بررسی مجموع بزرگی خشکسالی (DM) معلوم شد که خشکسالیهای هواشناسی و آب زیرزمینی بهترتیب بر فصول زمستان و پاییز منطبق هستند. بدون شک مدیریت بهینه بهرهبرداری بهخصوص در فصول بهار و تابستان اثر بسیار مهمی در جلوگیری از تخریب منابع آب زیرزمینی منطقه دارد.
Drought is the most hazardous natural phenomenon. Although not preventable, its negative effects can be reduced through taking some measures. One of the systems severely affected by drought while less considered is the groundwater. In this study, drought status and its impact on groundwater resources was investigated in Alashtar Plain using Standardized Precipitation Index (SPI) at monthly, quarterly, and annual scales and the Groundwater Resource Index (GRI) during the statistical period of 1991-2010. After data collection, statistical errors were corrected by subtraction and ratios method. Then, to determine the status, SPI and GRI were calculated with DIP software on an annual, seasonal, and three, six, nine, 12, 18, 24, and 48-month time scales for Alashtar Plain. Then, according to SPI and GRI value, the moisture status were determined for each period. Results indicated that the trend of plain meteorological and groundwater drought is negative. Correlation between SPI at different time scales with and without the time delay and with average groundwater level and GRI was analyzed. Statistical analysis showed that SPI was significant at the level of 0.01, in the 24-month time scale without any time delay with mean groundwater level and GRI and had the highest correlation coefficient, suggesting the impact of drought on Alashtar plain groundwater. Regression relation between the mean level of the water table and SPI_24 showed that 64.4% of the variance at the mean level of water table was affected by SPI_24 and 35.6% was affected by other factors. Drought magnitude (DM) analysis showed that meteorological and groundwater droughts are consistent with winter and autumn, respectively. Undoubtedly, optimized utilization management, especially in spring and summer, may have a critical impact on preventing damages to the groundwater resources of the region.
https://jwem.areeo.ac.ir/article_101733_afcc089c32b9fbc29d1d3b70c2bd0a67.pdf
بزرگی خشکسالی
تأخیر زمانی
تحلیل آماری
شاخص منبع آب زیرزمینی
شاخص بارندگی معیار شده
Drought magnitude
Groundwater Resource Index
lag time
Standardized precipitation index
Statistical analysis
per
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
مهندسی و مدیریت آبخیز
2251-9300
2322-536X
2014-04-21
6
1
21
41
10.22092/ijwmse.2014.101734
101734
Research Paper
ارزیابی ریسک زمینلغزش در منطقه هشتچین بهمنظور استفاده در طراحیهای توسعهای و کاربری اراضی
Landslide risk evaluation for land use and developmental planning, case study: Hashtchin Region
رضا طلایی
1
مربی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اردبیل
در این مقاله در برآورد خطر و ریسک زمینلغزش بهترتیب از مدلهای توابع مطلوب و فازی استفاده شده است. پیشبینی ناپایداریهای دامنهای طی یک فرایند دو مرحلهای انجام شد. در مرحله اول، 75 درصد از پیکسلهای دارای زمینلغزش که در آنها در 50 سال گذشته زمینلغزش جدید با شدت متوسط و یا متوسط به بالا رخ داده و یا حداقل زمینلغزشهای موجود یکبار و یا بیشتر حرکت دوباره داشتهاند، بهعنوان گروه تخمین وارد مدل شدند. در مرحله دوم، دقت نقشه خطر با استفاده از روش منحنی ROC و بر مبنای 25 درصد از پیکسلهای دارای لغزش که در مدل وارد نشدهاند، تعیین شد. ریسک زمینلغزش تابعی از پتانسیل خطر آن و پتانسیل خسارت بر منابع است. پتانسیل خطر و خسارت منابع موجود معمولاً بهترتیب از نقشه پهنهبندی خطر و نقشه کاربری و پوشش گیاهی منطقه بهدست میآید. با ترکیب دو ماتریس پتانسیل خطر و پتانسیل خسارت منابع و با استفاده از عملگر ضرب فازی، منطقه از نظر ریسک زمینلغزش پهنهبندی شد. با توجه به اینکه سطح زیر منحنی 0.795 میباشد، صحت مدل احتمال بهکار رفته نیز برابر 79.5 درصد است. بر اساس نتایج بهدست آمده از اجرای چنین مدل ترکیبی، 13.8 درصد از محدوده در پهنههای با طبقه ریسک بالا و خیلی بالا و 78.1 درصد از مساحت منطقه در طبقات ریسک بسیار پائین و پائین قرار میگیرد. نتایج این پژوهش در برنامهریزیهای توسعه منطقه و تعیین کاربریها قابل بهرهبرداری است.
In this research, a spatial prediction model (a quantitative method) and the fuzzy sets theory (a semi-quantitative method) have been used for landslide hazard and risk assessment, respectively. A procedure, compring two analytical stages, has been proposed to show the location of future slope instability. In the first step, 75% of the pixels with landslide have been entered to the model as the estimation set, in which new landslides have occurred with a moderate to high intensity or at least have displaced once or more in the last 50 years. At the second stage, the accuracy of prediction map has been examined by ROC curve (Receiver Operating Characteristic curve) based on 25% of the landslide pixels that have not been entered in the model. Landslide risk evaluation was considered by combination of the hazard potential and resource damage potential and using the fuzzy algebraic product operator in the region. The hazard potential and resource damage potential obtained typically from the hazard zonation map and the land cover/land use map. The area under the ROC curve is 0.795 for hazard zonation map, equivalent to an accuracy of 79.5%. In the base of multi-method approach results, 13.8% of the region is located in a high and very high risk level zone, and 78.1% of the area is placed in low and very low risk categories. Proposed method was used for landslide risk assessment in Hashtchin region and the results could be used to established land use planes, developmental activities, displacement and extension of settlement area, and patterns of building regulations.
https://jwem.areeo.ac.ir/article_101734_0ff9b9a17ccd61e2d9867856f453f1cf.pdf
پهنهبندی خطر
پیشبینی ریسک
خسارت
فازی
ناپایداریهای دامنهای
Damage
fuzzy
hazard zonation
Risk prediction
Slope instability
per
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
مهندسی و مدیریت آبخیز
2251-9300
2322-536X
2014-04-21
6
1
42
51
10.22092/ijwmse.2014.101735
101735
Research Paper
برآورد تبخیر روزانه از تشت با استفاده از مدلهای موجود سری زمانی
Estimating daily pan evaporation from some existing time-series models
علیاکبر سبزیپرور
1
بهناز ختار
2
مجید صادقیفر
3
صبا سقائی
4
فرناز ارشادفتح
5
رضا نوروز ولاشدی
6
استاد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا
استادیار، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلیسینا
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا
دانشجوی دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا
امروزه برنامهریزی صحیح برای استفاده بهینه از منابع آبی با هدف رسیدن به توسعه پایدار از اهمیت خاصی برخوردار است. آگاهی از مقدار دقیق تبخیر سطحی روزانه یکی از پارامترهای مهم برای برنامهریزیهای منابع آب، مدیریت آبیاری و تولیدات زراعی است. عدم کفایت تعداد ایستگاههای تبخیرسنجی، ابهام در کیفیت دادهها و خلاءهای آماری موجود در مقاطع مختلف زمانی، پژوهشگران را بهسمت مدلهای برآورد، سوق داده است. در این پژوهش، با بهکارگیری مدلهای مبتنی بر سری زمانی به برآورد مقدار تبخیر روزانه تشت تبخیر در سه ایستگاه منتخب استان همدان اقدام شد. در این رابطه، صحت و دقت هر یک از مدلها با استفاده از معیارهای آکائیک AIC و SBC و شاخص میانگین انحراف نسبی (MPE) ارزیابی شد. بررسی نمودارهای دادههای کلیه ایستگاهها نشان داد که سری زمانی دادههای تشت تبخیر در کلیه ایستگاهها دارای یک روند فصلی نیست و بههمین دلیل تغییرات زمانی تبخیر از تشت، از مدل ARIMA پیروی میکند. با توجه به معیارهای خطاسنجی برای ایستگاه تبخیرسنجی آقکهریز مدل (ARIMA(1,1,1) ARIMA(2,0,1 و برای ایستگاههای سد اکباتان و کوشکآباد، مدل ARIMA(2,0,1)l بهعنوان ساختار بهینه قابل پیشنهاد است. آمارههای R2 و RMSE برای ایستگاه آقکهریز بهترتیب برابر 0.93 و 2.44 میلیمتر در روز، در ایستگاه سد اکباتان 0.93 و 1.23 میلیمتر در روز و برای ایستگاه کوشکآباد برابر 0.92 و 1.03 میلیمتر در روز بهدست آمد. طبق نتایج مدل منتخب، MPE ایستگاههای مورد پژوهش برای مدل منتخب بین 5.85 الی 6.29 درصد متغیر است که نشاندهنده بیش برآورد مدلهای منتخب نسبت به مقادیر اندازهگیری است. مقدار انحراف استاندارد برای ایستگاه آقکهریز برابر 0.15 میلیمتر، برای ایستگاه سد اکباتان 0.14 میلیمتر و برای ایستگاه کوشکآباد برابر 0.13 میلیمتر بهدست آمد.
Nowadays, wise scheduling of water resources is an important task for sustainable development. In this scope, accurate knowledge about daily evaporation from surface water is important for optimum agricultural products. Shortage or lack of evaporation sites, quality of the data and gaps in pan observations force the researchers to use prediction models. In this work, three different time series were applied for estimating daily pan evaporation in Hamedan province (Ekbatan dam, Kooshk-Abad and Agh-Kahriz). Evaluations of time series data indicated that pan evaporation of all stations, contains no seasonal trend. Based on the results, the ARIMA showed the highest performance in estimating the daily pan evaporation for the selected sites. With respect to the obtained errors, the best time-series structure were ARIMA(1,1,1) for Agh-Kahriz and ARIMA(2,0,1) for Ekbatan dam and Kooshk-Abad, respectively. The calculated R2 and RMSE for selected sites were 0.93 and 2.44 mm/day for Agh-Kahriz, 0.93 and 1.23 mm/day for Ekbatan dam and 0.92 and 1.03 mm/day for Kooshk-Abad. For the selected model, the Mean Percentage Errors (MPE) varied between 5.85 to 6.92 percent, which denotes models overestimation versus the measurements. The standard deviations of the best performance model are: 0.15, 0.14 and 0.13 mm for Agh-Kahriz, Ekbatan dam and Kooshk-Abad, respectively.
https://jwem.areeo.ac.ir/article_101735_80832c91811fc80686cc0b244801c810.pdf
اقلیم سرد نیمهخشک
مدل ARIMA
مدل AR
مدل MA
همدان
AR model
ARIMA model
Cold semi-arid climate
Hamedan
MA model
per
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
مهندسی و مدیریت آبخیز
2251-9300
2322-536X
2014-04-21
6
1
52
62
10.22092/ijwmse.2014.101736
101736
Research Paper
ارزیابی اثر استفاده از مدلهای رقومی ارتفاعی راداری و نقشههای زمینی بر نتایج شبیهسازی مدلهای ژئومورفولوژیکی
Evaluating the effects of topographic and radar based DEMs on the simulation results of geomorphologic models
علیرضا شکوهی
1
اصغر عزیزیان
2
دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)
دانشجوی دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تهران
در سالهای اخیر مدلهای رقومی ارتفاعی (DEMs) راداری بهعلت سهولت دسترسی و رایگان بودن، بهطور گستردهای در مدلسازی هیدرولوژیکی و استخراج مشخصات ژئومورفولوژیکی حوزههای آبخیز مورد استفاده قرار گرفتهاند. یکی از مهمترین سوالات در بهکارگیری مدلهای ریاضی بارش و رواناب، اثر منبع تهیه مدل رقومی ارتفاعی بر نتایج شبیهسازی میباشد. در پژوهش حاضر، برای پاسخ بدین سوال تلاش شده است تا از طریق مقایسه اثرات استفاده از DEM راداری SRTM و DEM حاصل از نقشههای 25000: 1 زمینی، عملکرد مدل KW-GIUH ژئومورفولوژیکی و پارامترهای ورودی آن مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج نشان داد که در صورت استفاده از DEMهای راداری، مقادیر پارامترهای ژئومورفولوژیکی نظیر شیب متوسط زیرحوضهها، شیب متوسط آبراههها و تعداد آبراههها بیشتر و طول متوسط جریان در سطح الارض و طول متوسط آبراههها همواره کمتر از مقادیر بهدست آمده از نقشههای 1:25000 زمینی میباشند. در این حالت دبی اوج هیدروگراف، زمان پایه و شیب شاخه صعودی هیدروگراف بهدست آمده از دو منبع تأمین DEM متفاوت بوده، بهنحوی که دبی اوج و شیب بازوی بالارونده هیدروگراف بهدست آمده از نقشههای راداری در آستانههای مختلف شکلگیری آبراههها، بهترتیب اختلافی در حدود 12-1 و 60-1 درصد را نسبت به مقدار این کمیت در صورت استفاده از نقشههای 1:25000 زمینی نشان میدهد.
In recent years, Radar based DEMs due to ease of access and being free of charge are extensively used in hydrological modeling and deriving the geomorphological properties of watersheds. One of the most important questions on application of rainfall runoff models is the effect of DEMs from different sources on simulation results. On this basis, this research focused on evaluation of the effects of DEMs derived from topographical maps at the scale of 1: 25000 and the SRTM DEM, on the performance of the KW-GIUH as a geomorphologic rainfall runoff model. The results showed that the SRTM DEM gives sub-watersheds' slope, the average slope of channels and the number of channels more than that was derived from topographic based DEM, while the overland flow length and average length of channels from the latter source are greater. The outcomes of the research showed that the Q-peak, hydrograph base time and the slope of hydrograph rising limb from Radar based DEM regarding different thresholds for artificial channel network derivation have a difference of about 1-12% with that was obtained from the model when using the topographic based DEM.
https://jwem.areeo.ac.ir/article_101736_a3a2d8a02bf3f4bf0195ff034ca908fe.pdf
آستانه شکلگیری آبراههها
مدلسازی بارش-رواناب
هیدروگراف
DEM راداری
KW-GIUH
Hydrograph
KW-GIUH
Radar DEM
Rainfall runoff modeling
Stream delineation threshold
per
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
مهندسی و مدیریت آبخیز
2251-9300
2322-536X
2014-04-21
6
1
63
73
10.22092/ijwmse.2014.101737
101737
Research Paper
شبیهسازی بیلان آبی حوزه آبخیز قرهسو استان کرمانشاه با استفاده از مدل SWAT
Water balance simulation in Ghare-Sou Watershed, Kermanshah, using the SWAT model
مجید حسینی
1
استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
در این پژوهش شبیهسازی بیلان آبی حوزه آبخیز قرهسو واقع در استان کرمانشاه با استفاده از مدل ارزیابی آب و خاک SWAT بر اساس دادههای جمعآوری شده از این حوضه، بهصورت ماهانه انجام شد. هدف اصلی در این پژوهش، آزمون کارایی مدل و قابلیت استفاده از آن بهعنوان شبیهساز بیلان آب در حوزه آبخیز قرهسو میباشد. ابتدا اطلاعات ورودی مورد نیاز مدل، شامل نقشههای توپوگرافی، کاربری اراضی و اطلاعات خاکشناسی و همچنین، اطلاعات آب و هواشناسی شامل دادههای روزانه بارش، دما، رطوبت نسبی و آبدهی روزانه تهیه شد و مدل با این دادهها اجرا شد. در ادامه بهمنظور مشخص کردن پارامترهای مهم و حساس مدل، آنالیز حساسیت پارامترها با استفاده از روش هر بار یک پارامتر (OAT) انجام شد و در آن اثر پارامترهای مختلف بر چهار جزء مهم از بیلان آب شامل رواناب سطحی، جریان جانبی، آب زیرزمینی و تبخیر و تعرق مورد بررسی قرار گرفت. برای واسنجی مدل از الگوریتم SUFI2 استفاده شد. واسنجی مدل با استفاده از دادههای جریان رودخانه برای سالهای 2000-1982 و اعتبارسنجی نیز بر اساس آمار سالهای 2005-2001 انجام شد. دقت شبیهسازی ماهانه با استفاده از شاخص نش-ساتکلیف در دوره واسنجی 0.56 و با شاخص معادل 0.60 و در دوره اعتبارسنجی بهترتیب برابر 0.60 و 0.65 بهدست آمد. نتایج حاصل از پژوهش حاکی از کارایی مناسب مدل SWAT در شبیهسازی بیلان آبی و بررسی اثرات اقدامات مختلف مدیریتی و یا تغییرات اقلیمی بر دبی جریان در حوزه آبخیز قرهسو میباشد.
In this study, a simulation has been performed using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model with the data of the Ghare-sou watershed. The main objective of the study was testing the performance of SWAT and its feasibility to simulate the water balance in this watershed. Required data such as soil properties, land use and topographic maps were collected from the Natural Resource Office of Kermanshah province, and the weather data, including daily rainfall, temperature, relative humidity and discharge were collected from Meteorology Agency and regional water company of the province. Before calibration, a sensitivity analysis has been performed for all parameters, using OAT (One parameter At a Time) method to evaluate and demonstrate the influences of the model parameters on four major components of water budget including surface runoff, lateral flow, groundwater and evapotranspiration. Calibration and validation of the model were performed using the SUFI2 algorithm. River discharge data from 1982 to 2000 were used for the calibration and those of 2001 to 2005 for the validation. Different criteria were used to evaluate the performance of the simulation. During calibration, the simulated flow matched the observed values with a Nash-Sutcliffe coefficient of 0.56 and a coefficient of determination (R2) of 0.6. These values were 0.6 and 0.65 during the validation. The calibrated SWAT model is suggested to be used in simulation of the monthly flow of the Ghare-Sou watershed, in order to assess the impacts of different management practices and environment changes on the flow.
https://jwem.areeo.ac.ir/article_101737_88a35e7dae71359da439ed6f2814e67b.pdf
آنالیز حساسیت
اعتبارسنجی
الگوریتم SUFI2
داده بارش
OAT
OAT
Rainfall data
SUFI2 algorithm
Sensitivity analysis
Validation
per
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
مهندسی و مدیریت آبخیز
2251-9300
2322-536X
2014-04-21
6
1
74
82
10.22092/ijwmse.2014.101738
101738
Research Paper
تحلیل منطقهای آبدهی رودخانههای حوضه مرکزی ایران
Regional analysis of river discharge in Markazi Basin of Iran
علیرضا اسلامی
1
جهانگیر پرهمت
jahanpor@yahoo.com
2
نادرقلی ابراهیمی
3
استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
حلیل کمی آورد رودخانهها و برآورد جریان در مناطق اندازهگیری شده و تعمیم آن به نقاط فاقد آمار در برنامهریزی منابع آب، مدیریت حوزههای آبخیز و اراضی زراعی پاییندست دارای اهمیت ویژهای است. همچنانکه جانمایی و طراحی بهینه سازههای کنترلی و انحراف جریان در نقاط برداشت و بهرهبرداری از بندها و سدها، نیازمند آگاهی از اطلاعات آبدهی در سطوح مختلف احتمالاتی دارد. در این پژوهش، آمار آبدهی ایستگاههای هیدرومتری واقع در رودخانههای حوزههای آبخیز استانهای اصفهان، مرکزی، قم، تهران، همدان و قزوین جمعآوری و مورد بررسی قرار گرفت. ایستگاههای آبسنجی دارای آمار مناسب از نظر کمی و کیفی، در یک دوره زمانی مشترک انتخاب شدند. آزمون تحلیل خوشهای با توجه به پارامترهای تأثیرگذار، سه گروه همگن از حوزههای آبخیز را در منطقه نشان داد. با توجه به تحلیل احتمالاتی آبدهی متوسط سالانه بر مبنای توزیع آماری مناسب برازش داده شده، مقادیر آبدهی با دورههای بازگشت مختلف برآورد شد. با استفاده از پارامترهای هیدرولوژیکی و مورفومتری، روابط منطقهای آبدهی با دورههای بازگشت مختلف برای مناطق همگن استخراج شد. سپس برای ارزیابی و دقت روابط رگرسیونی بهدست آمده، تعدادی ایستگاه آبسنجی شاهد، در هر منطقه انتخاب شد. در منطقه پژوهش، عوامل مساحت، شیب متوسط، شیب آبراهه اصلی، طول و ضریب گراویلیوس حوضه از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار در تخمین آبدهی تشخیص داده شد. میزان خطای برآوردی بر اساس معیار جذر میانگین خطا، بیانگر کمترین خطای در برآورد آبدهی با دوره بازگشت دوساله معادل 1.2، 5 و 7.6 و بیشترین میزان خطا در برآورد آبدهی 100ساله معادل 14.4، 32.8 و 18 بهترتیب در گروه همگن یک، دو و سه بهدست آمد.
Quantitative analysis of runoff and estimates of stream flow in gauged basins and its transferring to ungauged sites has special importance for water resources planning, watershed and agricultural lands management, as the layout and optimal design of diversion structures and flow control need runoff information with different probability levels. In this research, runoff information of hydrometric stations which located in river catchments of Isfahan, Markazi, Qom, Tehran, Hamadan and Qazvin provinces was collected and investigated. In this regard, such stations which included data with the appropriate quality and quantity were selected in a common period of time. In this case study, results of cluster analysis concluded three homogeneous regions of watershed based on independent variables. According to mean annual runoff probability analysis; the best statistical distribution was fitted and runoff values were determined with return periods of 2 to 100 year. Also, regional runoff models based on hydrological and morphometric parameters were extracted with different return periods for each homogeneous region. In each homogeneous region, evaluation of regression models obtained was carried out using a number of hydrometric stations control. In this case study, area, average slope, main river slope, length and gravilus coefficient of watershed were detected as the most influential parameters in estimation of runoff. Root Mean Square Error (RMSE) for models represented minimum values of 1.2, 5, 7.6 with two years return period and maximum values of 14.4, 32.8 and 18 with 100 years return period in the first, second and third homogeneous groups , respectively.
https://jwem.areeo.ac.ir/article_101738_58e869c67b8341e61c26246655a58149.pdf
ایستگاه آبسنجی
برآورد آبدهی
پارامترهای هیدرولوژیکی
حوضههای همگن
مورفومتری
per
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
مهندسی و مدیریت آبخیز
2251-9300
2322-536X
2014-04-21
6
1
83
94
10.22092/ijwmse.2014.101739
101739
Research Paper
بررسی آزمایشگاهی اثر صفحات مستغرق انحنادار با قطاع 60 درجه بر راندمان حوضچه رسوبگیر گردابی
Experimental investigation of the effect of curvature submerge vane with 60 degree radial section on the efficiency of vortex settling basin
مجتبی صانعی
drsaneie@gmail.com
1
مهدی اژدریمقدم
2
امین حاجیاحمدی
3
دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
دانشیار، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان
یکی از شیوههای کنترل رسوب در سازههای آبی استفاده از حوضچههای رسوبگیر گردابی است. حوضچههای رسوبگیر گردابی نسبت به سایر سازههای رسوبگیر مرسوم عمل جداسازی را در سرعت بالا انجام میدهد. ازمشکلات این سازه رسوبگیر، تهنشین شدن درصدی از رسوبات در کف حوضچه و عدم خروج آنها از روزنه تحتانی است که باعث اختلال در عملکرد این سازه میشود. بنابراین، برای کنترل تجمع رسوبات در کف و خارج کردن آنها از حوضچه رسوبگیر گردابی برای اولینبار از صفحات مستغرق انحنادار در کف حوضچه رسوبگیر گردابی استفاده شد. در این پژوهش با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی حوضچه رسوبگیر گردابی، راندمان و رسوبشویی از کف حوضچه با استفاده از ترکیب مختلف صفحات مستغرق انحنادار، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشها در حوضچهای به قطر 206 و ارتفاع 96 سانتیمتر انجام گرفت. درون این مدل از صفحات مستغرق انحنادار برای اصلاح و افزایش قدرت گردابه از آرایشهای مختلف در قطاع 60 درجه استفاده شد. آزمایشها با دو دبی 45 و 37 لیتر بر ثانیه و سه قطر روزنه تحتانی 36 و 46 و 59 میلیمتر و شش آرایش صفحات (R2،R3،R4، R23، R34،R234) انجام شد. نتایج آزمایشها نشان دادند که وجود صفحات مستغرق در کف حوضچه گردابی با آرایشی مناسب، ضمن ثابت نگهداشتن راندمان کل، سبب رسوبشویی کف حوضچه شده و با هدایت این بخش از رسوبات بهسمت روزنه باعث خروج آنها از سیستم رسوبگیر میشود. پژوهش حاضر نشان داد که بهترین راندمان برای آرایشهای R3 و R4 و R34 است که در فاصله دورتر از روزنه قرار دارند. همچنین، تغییرات دبی و قطر روزنه، در کارایی صفحات مستغرق انحنادار موثر است. در حالت بهینه آرایش صفحات مستغرق انحنادار، 25.56 درصد رسوبشویی از کف حوضچه رسوبگیر گردابی بیشتر از حالت بدون کاربرد صفحات، اتفاق میافتد.
One of the sediment controlling methods in the hydraulics structures is application of the vortex settling basin. Such basins represent the higher speed in sediment separation in comparison with other usual settling structures. One of the problems of such settling structure is the settlement of a portion of the sediments on the basin floor as a result of disruption on the structure operation caused by remaining loads. Therefore, the curvature submerged vane was introduced by this research in order to solve the problem. Several curvature vanes patterns was applied in an experimental model of the vortex settling basin to investigate the efficiency and sediment removal from the basin floor. Experiments were carried out in a basin with diameter of 96 cm and a height of 206 cm. In this model, curvature submerge vanes were used for modification and their different arrangement in 60 degree diameter section for increasing in vortexes power. Experiments were continued by 45 and 37 Ls-1 water discharge, flushing orifice diameters of 36, 46 and 59 mm and six different arrangement of vane (R2, R3, R4, R23, R34, R234). Results showed that application of submerged vane on the vortex basin floor with suitable arrangement resulted in sediment removal from basin floor and in replacement of sediments toward the orifice. Present research showed that the best efficiency was obtained from R3, R4 and R34 arrangements which were located in the farther distance from orifice. Furthermore, results showed that variation in water discharge and orifice diameter is an effective factor in the efficiency of curvature submerged vane. In the most optimum case of curvature submerged vane arrangement, 25.56 percent of the sediment was removed from the floor of vortex settling basin.
https://jwem.areeo.ac.ir/article_101739_6a35f73c3b1e83031afa277d30e59dd1.pdf
جریان گردابی
دبی
رسوبشویی
سازه رسوبگیر
کارایی صفحات مستغرق
Sediment
Settling basin
Submerge vane
Vortex Flow
Efficiency