پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریمهندسی و مدیریت آبخیز2251-93004420130120Regression model for estimating annual sediment yield of small waresheds in West Azerbaijanمدل رگرسیونی برآورد رسوبدهی سالانه آبخیزهای کوچک در استان آذربایجان غربی17017810174110.22092/ijwmse.2013.101741FAابراهیم بروشکهمربی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربیمحمود عربخدریاستادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریJournal Article20121224Sediment yield estimation for small basins is essential in watershed management planning projects. However, almost all of these basins are ungauged. In this study, in order to determine a range for specific sediment yield and to develop a regression model for estimating annual sediment yield, sedimentation behind small dams within 25 basins in Western Azerbaijan province, were measured. The selected basins with an area ranged 29 to 1200 ha, cover a range of lithology, land uses and climates and all of the sediments had been trapped behind the check dams. The specific sediment yields showed a two digit differences ranged 0.12 and 12 . However, the weighted average of specific sediment yield for all basins was calculated a low value of 1.3. Study of relationship between annual sediment yield and 18 characteristics of watersheds using correlation matrix showed that the sediment yield is significantly affected by geologic erodibility, basin area and land use factors. From several regression models which were developed, an equation including two independent variables, geologic erodibility and basin area, with a high determination coefficient (R<sup>2</sup>=0.899) was chosen.<span dir="RTL">برآورد رسوبدهی حوضههای کوچک در برنامههای آبخیزداری ضروری است، ولی تقریبا تمام آنها فاقد ایستگاه رسوبسنجی میباشند. در این پژوهش با هدف تعیین حدود رسوبدهی ویژه اینگونه آبخیزها و ارائه مدل رگرسیونی برآورد رسوبدهی سالانه در استان آذربایجانغربی، میزان رسوب کل تولید شده از 25 آبخیز کوچک از طریق رسوبسنجی مخازن در پشت سدهای رسوبگیر اندازهگیری شد. آبخیزها با وسعت 29 تا 1200 هکتار و با شرط سرریز نشدن رسوب در آخرین سد رسوبگیر در هر آبخیز و تنوع از نظر لیتولوژی، کاربری اراضی و اقلیمی انتخاب شدند. رسوبدهی ویژه، تفاوت یکصد برابری بین دو حد 0.12 تا 12 مترمکعب در هکتار در سال را در این حوضهها نشان داد. ولی متوسط وزنی رسوبدهی نسبتا پایینی معادل 1.3 مترمکعب در هکتار در سال برای کل حوضهها بهدست آمد. مطالعه رابطه بین رسوبدهی سالانه و ویژگیهای آبخیزهای مورد مطالعه از طریق ماتریس همبستگی نشان داد که رسوبدهی بهطور معنیداری از عوامل فرسایشپذیری زمینشناسی، وسعت آبخیز، حجم بارش و کاربری تاثیر میپذیرد. براساس مقایسه مقادیر </span><span dir="RTL">برآوردی و مشاهدهای از میان مدلهای رگرسیونی که توسعه داده شد؛ رابطهای با شرکت متغیرهای مستقل مساحت و فرسایشپذیری زمینشناسی با ضریب تعیین بالا </span>(0/899= R<sup>2</sup>) انتخاب شد.پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریمهندسی و مدیریت آبخیز2251-93004420130120The accuracy evaluation of artificial neural networks in estimating instantaneous peak flow, Case study: Fars province watershedsارزیابی دقت شبکههای عصبی مصنوعی در برآورد دبی حداکثر لحظهای، مطالعه موردی: حوزههای آبخیز استان فارس17918710174210.22092/ijwmse.2013.101742FAمحمد شعبانیاستادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نیریزJournal Article20120801Estimating instantaneous peak flow in watershed is one of the most important problems that cause hydrologists and experts to work seriously on it. One the new methods in river engineering and suspended sediment estimation is application of artificial neural networks which uses the same algorithm of human brain to find the internal relation between data based on the training process. The objective of this study is to compare the efficiency of artificial neural network method and experimental methods for estimating instantaneous peak flow in Fars province watershed. For this purpose, 24 years of daily peak and instantaneous peak flow of seven hydrometric stations were considered and tested for outlier data. Then the estimation was done based on experimental methods including Fuller, Sangal and Fill-Steiner and artificial neural network method and were compared based on RMSE, MAE and R<sup>2</sup>. Results showed that estimation of artificial neural networks is more accurate than experimental methods in all stations which indicated the lower errors of artificial neural network method compared with experimental methods.<span dir="RTL">برآورد دبی اوج سیلاب در حوزههای آبخیز یکی از مهمترین مسائلی است که هیدرولوژیستها و کارشناسان بخش آب را بهخود مشغول کرده است. یکی از روشهای نوین در حل مسائل مهندسی آب و رودخانهها و همچنین، برآورد دبی اوج لحظهای، استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی میباشد که با الگوبرداری از شبکه مغز انسان ضمن اجرای فرآیند آموزش، روابط درونی بین دادهها را کشف و برای موقعیتهای دیگر تعمیم میدهد. هدف از انجام این پژوهش مقایسه کارآیی روش شبکه عصبی مصنوعی و روشهای تجربی برآورد دبی اوج لحظهای در تعدادی از حوزههای آبخیز استان فارس میباشد. برای این منظور ابتدا آمار دبی حداکثر روزانه و دبی اوج لحظهای هفت ایستگاه هیدرومتری در طی یک دوره آماری 24ساله جمعآوری و پس از رفع نواقص آماری و حذف دادههای پرت، مقادیر دبی اوج لحظهای بهکمک روش شبکه عصبی مصنوعی و سه روش تجربی</span> Fuller ،Sagal و Steiner و Fill <span dir="RTL">برآورد شد</span><span dir="RTL">. سپس نتایج بهدست آمده از دو روش شبکه عصبی مصنوعی و روشهای تجربی براساس معیارهای RMSE ،MAE و R<sup>2</sup> </span><span dir="RTL">مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که برآوردهای شبکه عصبی در تمامی ایستگاهها در مقایسه با برآورد مدلهای تجربی از دقت بالاتری برخوردار میباشد که نشاندهنده پایین بودن خطاها در مدل شبکه عصبی نسبت به مدلهای تجربی است</span>.پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریمهندسی و مدیریت آبخیز2251-93004420130120Modeling the average monthly temperature, case study: Shah-Mokhtar hydrometric stationمدلسازی درجه حرارت ماهیانه، مطالعه موردی: ایستگاه هیدرومتری شاهمختار18820010174310.22092/ijwmse.2013.101743FAمحمدرضا میرزاییاستادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوجJournal Article20120910In this study, the mean monthly air temperature data from Shah-Mokhtar hydrometric station in Kohgiloyeh and Boyer Ahmad province for a period of 39 years between 1970 and 2009 was investigated. Using different graphical EDA techniques such as spectral, autocorrelation and partial autocorrelation plots, i) existence of seasonal part and ii) suitability of using time series analysis to model the residuals were determined. The lag plot and autocorrelation plot of the original data showed that a sinusoidal model was appropriate to model the seasonal effect. So using sinusoidal model and determining its parameters precisely, the seasonal effect was modeled properly. Time series analysis was also used to model the residuals using ARIMA models. Among different models, ARIMA(0,1,2) model was selected as the best model using Normalized Bayesian Information Criterion (NBIC). Finally, null hypotheses for Kolmogorov-Smirnov and Ljung-Box tests were not to be rejected at 5% level for the obtained model which confirms the adequacy of the model.در این مطالعه، میانگین درجه حرارت ماهانه در ایستگاه هیدرومتری شاهمختار در استان کهگیلویه و بویراحمد برای یک دوره 39ساله بین سالهای 1349 تا 1388 مورد بررسی قرار گرفت.جهت مدلسازی درجه حرارت در این ایستگاه از تکنیک تحلیل کاوشگرانه دادهها (<span dir="LTR">EDA</span>) استفاده شد. روشهای گرافیکی متعددی، مانند استفاده از نمودارهای تناوبنگار، خود همبستگی و خود همبستگی جزئی برای بررسی دادهها از جمله وجود چرخه (<span dir="LTR">S</span>) و مناسب بودن استفاده از تحلیل سریهای زمانی جهت مدلسازی باقیماندهها (<span dir="LTR">R</span>) تعیین شد. مدلسازی چرخه موجود در دادهها با استفاده از مدل سینوسی و با تعیین دقیق پارامترهای آن با استفاده از تکنیکهای <span dir="LTR">EDA</span> انجام شد. باقیماندهها نیز با استفاده از <span dir="LTR">Modelexpert</span> در نرمافزار <span dir="LTR">SPSS 19</span> جهت تحلیل سریهای زمانی مورد بررسی قرار گرفت. بهترین برازش با توجه به کمترین مقدار برای معیار <span dir="LTR">NBIC</span>، مدل <span dir="LTR">ARIMA(0,1,2)</span> تعیین شد. جهت تایید مدل، بررسی تصادفی بودن مقادیر خطاهای مدل (<span dir="LTR">E</span>) و نرمال بودن توزیع آنها در سطح پنج درصد بهترتیب با استفاده از آزمون <span dir="LTR">Ljung-Box</span> (با مقدار آماره برابر 24.3) و <span dir="LTR">Kolmogorov-Smirnov</span> (با مقدار آماره برابر 0.4088) بررسی و مورد تایید قرار گرفت.پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریمهندسی و مدیریت آبخیز2251-93004420130120Study of sedimentology of Neogene deposites of Siahkooh and Gachabبررسی ویژگیهای رسوبشناسی نهشتههای نئوژن منطقه سیاهکوه و گچآب20120710174410.22092/ijwmse.2013.101744FAحمیدرضا پیرواناستادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری0000-0000-0000-0000امیر صمدیتبریزیکارشناس ارشد، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریصمد شادفراستادیار، پژهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریاحمد معتمداستاد، دانشکده علوم، دانشگاه تهرانJournal Article20120730Marl formations are widespread in Iran. High potential to erodibility of marl formations in watershed basins of Iran cause many problems including loss of soil quality in agricultural and pasture lands and forests, increasing the risk of landslides and mass movements, reducing the quality of ground and surface water, sediment load increases entered into the reservoirs, desertification areas due to intensive erosion and watershed management plan failure due to inadequate knowledge of the susceptibility to erosion the formations. The study area, Gatchab and Siahkooh Mountains situated in the northwest of central playa of Iran (Kavir plain). It is located in southwest of the Semnan city with 74 km distance. The widespread of the geological unit in the area is upper red formation with three members M1, M2 and M3. With respect to sedimentology finding on textures of Neogene sediments, they are sandy silt, silt, sandy mud and mud particles. The examination of distribution of various particle size of the sediments have shown that these sediments deposited in shallow water and lagoonal environments with changing of the depth, that changed to high dynamic environments condition of channel rivers. The results of analyses have shown that the percent abundance of lime in these sediments change from 24.28% to 34.98%. Because of the low contents of lime compound and clay particles, it is better to called them salty and gypsiferous siltstone and mudstone instead the marl term for these sediments.<span dir="RTL">سازندهای مارنی سطح وسیعی از کشور ایران را دربرگرفته است . فرسایشپذیری بالای این سازندها در سطح حوزههای آبخیز کشور مسائل و مشکلات زیادی از جمله کاهش کیفیت خاک در اراضی کشاورزی و مرتعی و جنگلی، افزایش ریسک حرکات تودهای و لغزش، کاهش کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی، افزایش میزان بار رسوبی وارد شده به مخازن سدهای کشور، بیابانی شدن مناطق تحت فرسایشهای تشدیدشونده و شکست طرحهای آبخیزداری اجراشده بدلیل شناخت ناکافی از میزان حساسیت سازندها به فرسایش را در بر میگیرد.</span><span dir="RTL">ناحیه مورد مطالعه، کوه گچآب و سیاهکوه، در بخش شمالغرب دشت کویر، در ۷۴ کیلومتری جنوب غربی سمنان واقع شده است.</span><span dir="RTL">در این منطقه، نهشتههای ریزدانه نئوژن سازند قرمز بالایی، برونزد دارند. در این پژوهش ویژگیهای رسوبشناسی هر یک از واحدهای سازند قرمز بالایی مورد بررسی قرار گرفت. اشکال فرسایش موجود در منطقه شامل فرسایش سطحی، شیاری، خندقی، آبراههای و تونلی میباشند که از مارنهای دارای این اشکال فرسایش، نمونهبرداری شد. آزمایشهای انجامگرفته بر روی نهشتههای نئوژن شامل دانهبندی، هیدرومتری و کربناتسنجی میباشد. با توجه به بررسیهای رسوبشناسی و سنگشناسی رسوبی، بافت رسوبات سازند قرمز بالایی کوه گچآب از نوع سیلت ماسهای، سیلت، گل ماسهای و گل است. بررسی توزیع اندازه ذرات نمونههای رسوبی بیانگر این موضوع است که نهشتههای نئوژن در شرایط محیط کم عمق و کولابی با تغییرات عمق (با توجه به ارتباط میان میزان آهک و عمق رسوبگذاری) مشخص، نهشته شدهاند که این شرایط محیطی به محیط پر انرژی کانال رودخانهای نیز تغییر </span><span dir="RTL">فاسیس دادهاند. نتایج آزمایش کلسیمتری نشان داد که این رسوبات حاوی 24/28 تا 34/98 درصد آهک هستند. بهعلت پایین بودن درصد آهک از یکسو و میزان رس از سوی دیگر در رسوبات سازند قرمز بالایی کوه گچآب و سیاهکوه، بهکار بردن اصطلاح مارن برای این رسوبات از لحاظ تقسیمبندی رسوبشناسی درست نمیباشد و بهتر است به آنها سیلتهای گچی-نمکی یا مادستونهای گچی-نمکی اطلاق شود</span>.پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریمهندسی و مدیریت آبخیز2251-93004420130120Laboratory investigation of basic geometry of the bridge on scour control around the river bendبررسی آزمایشگاهی اثر شکل هندسی پایه پل در کنترل آبشستگی موضعی اطراف آن در قوس رودخانه20821610174510.22092/ijwmse.2013.101745FAعلیرضا مسجدیدانشیار، گروه مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامیعبدالرسول تلوریاستادیار، گروه مهندسی عمران، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامیحسن کاظمیدانشجوی کارشناسی ارشد، واحد علوم و تحقیقات اهواز، دانشگاه آزاد اسلامیJournal Article20120714Determination of the erosion depth at the base of the bridge requires knowledge of how to move the river bed sediments. The base of bridge disrupts the normal flow of the river, so turbulence and disturbance resulting in erosion of sediments surrounding the base. The hole created around the base depends on the shape and geometric properties. Moreover, ingredients of river bed and also flow hydraulic conditions such as flood conditions and dune cross can effect on depth of the hole. Since, development of erosion hole hazards the structural stability of the bridge. So predict for amount of hole and necessary measures to suppression are considered as common engineering practices in river engineering. For investigation of basic geometry of the bridge on control scouring around the river bend an experiment in a laboratory flume was done with a 180-degree bend, 2.8 m for central radius, 0.6 m wide and R/B= 4.67 under the walls made of Plax glass. In this study, clear-water scour around the base were studied by putting a basic cylinder with 6 cm diameter, foursquare section, semicircle tip with 6 cm width and 18 cm length in flume at positions 30, 60 and 90 degrees, with rates of 24, 28, 30 and 32 liters per second and a constant depth of 12 cm. For flooring of flume a natural sand by uniform gradation with D<sub>50</sub>=2 mm and uniformity coefficient of 1.3 were used. The results of this experiment showed that the maximum scour depth during placing the base with cylindrical section and foursquare section with the semicircle tip were alternative during the bend length and in the first half of the bend and at the position of 60 degrees had the maximum scour at the base. Also, scouring in all cases was lower for base with cylindrical section as compared to foursquare section with semicircle tip. In all conditions, increasing of flow have been increased the scour depth.<span dir="RTL">تعیین عمق فرسایش در محدوده پایههای پل مستلزم آگاهی از نحوه جابهجایی مواد رسوبی بستر رودخانهها است. پایههای پل جریان عادی رودخانه را مختل میکند و تلاطم و اغتشاش حاصل از آن موجب فرسایش مواد رسوبی موجود در اطراف پایه میشود. گودال چاله فرسایش ایجاد شده در اطراف پایه به شکل و مشخصات هندسی پایه بستگی دارد. بهعلاوه نوع مواد تشکیلدهنده بستر رودخانه و همچنین شرایط هیدرولیکی جریان نظیر وقوع حالت سیلابی و عبور تلماسهها در میزان عمق چاله فرسایش موثر است. از آنجایی که گسترش چاله فرسایش، پایداری سازه پل را به مخاطره میاندازد، پیشبینی میزان گود افتادگی و اتخاذ تدابیر لازم برای مهار آن از جمله اقدامات مهندسی متداول در عرصه مهندسی رودخانه تلقی میشود</span><span dir="RTL">. بدین منظور جهت تحقیق در خصوص بررسی اثر شکل هندسی پایه پل در کنترل پدیدهآبشستگی</span> در اطراف آن در قوس رودخانه، آزمایشهایی در یک فلوم آزمایشگاهی با قوس 180 درجه<span dir="RTL">و شعاع مرکزی 2/8</span><span dir="RTL"> متر و عرض 0/6 متر</span><span dir="RTL">با 4/67= R/B</span><span dir="RTL"> با دیواری از جنس پلکسی گلاس انجام پذیرفت. در این پژوهش با قرار دادن یک </span><span dir="RTL">پایه استوانهای به قطر 6 سانتیمتر و مقطع چهارگوش با دماغه نیمدایره</span><span dir="RTL">به عرض 6 سانتیمتر و طول 18 سانتیمتردر فلوم در موقعیتهای 30، 60 و90 درجه با دبیهای 24، 28، 30 و 32 لیتر بر ثانیه و عمق ثابت 12 سانتیمتر پدیده آبشستگی حول پایهها در حالت آب زلال مورد بررسی قرار گرفت. برای مصالح کف فلوم از ماسه طبیعی با دانهبندی یکنواخت </span><span dir="RTL">با 2=D<sub>50</sub></span><span dir="RTL"> و ضریب یکنواختی 1/3 </span><span dir="RTL">استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد حداکثر عمق آبشستگی هنگام قرار دادن پایه</span><span dir="RTL">با مقطع استوانهای و چهارگوش با دماغه نیمدایره</span><span dir="RTL">در طول قوس متناوب بوده و در نیمه اول قوس و در موقعیت 60 درجه بیشترین آبشستگی در پایهها ایجاد شد. همچنین آبشستگی در تمام حالات در پایه استوانهای نسبت به مقطع چهارگوش با دماغه نیمدایره کمتر مشاهده شد. در کلیه حالات با افزایش دبی جریان در کلیه موقعیتها، عمق آبشستگی نیز افزایش یافت</span>.پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریمهندسی و مدیریت آبخیز2251-93004420130120Investigation and comparing gully erosion characteristics in agriculture and rangeland land uses, case study: Robat Tork watershedبررسی و مقایسه ویژگیهای فرسایش خندقی در کاربریهای کشاورزی و مرتعی، مطالعه موردی: حوزه آبخیز رباط ترک21722210174610.22092/ijwmse.2013.101746FAصمد شادفراستادیار، پژهشکده حفاظت خاک و آبخیزداریعلیاکبر داودیرادمربی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزیحمیدرضا پیرواناستادیار، پژهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری0000-0000-0000-0000Journal Article20121018Gully erosion is a type of water erosion which causes degradation in both agricultural fields and rangelands as well in arid and semi-arid areas. According the role of soil degradation due to erosion, research objectives were to find out investigation causes gully erosion in Robat Tork Watershed. In this research three representative gullies were selected in agriculture and rangeland working units. In each working unit, samples taken from nine soil profiles were analyzed for texture, organic matter, gypsum, total lime, pH, EC and SAR. Soil infiltration rate was measured where were drilled profiles in each working unit too, In addition, morphometric characteristics of gullies including length and lateral profiles, top and down width, depth of gully, the cross section, width to depth ratio, the slope of bed, gully length were studied. Results of the study showed that SAR and sodium cation are caused dispersion of soil particles and increasing gully erosion. percentage of clay and silt is 11% and 29% in surface layer representative head cut gully and organic matter is between 0.30% to 1.82% in agriculture unit. In rangeland unit, percentage of clay and sand is 41% and 43% in surface layer representative head cut gully and organic matter is between 0.29% to 0.99%.In rangeland unit, in a specified level, the number of gully is more than agriculture unit. Furthermore, the results showed that TNV in agriculture unit and pH, EC in rangeland unit is more than. In both units depth to wide ratio is more than 1 in every gully. Permeability of soil is 4.25 cm and 3.45 cm in agriculture and rangeland units respectively.<span dir="RTL">یکی از انواع فرسایش آبی که باعث تخریب زمینهای کشاورزی و مرتعی در حوزههای آبخیز خشک و نیمهخشک میشود، فرسایش خندقی است. با توجه به نقش این نوع فرسایش در تخریب خاک، این پژوهش با هدف بررسی و مقایسه فرسایش خندقی در کاربریهای زراعی و مرتعی در حوزه آبخیز رباط ترک انجام شد. در این پژوهش سه خندق معرف در واحدهای کاری مرتعی و زراعی انتخاب شد و </span>در قسمتهای راس، وسط و دهانه خروجی تعداد نه پروفیل و در منطقه شاهد هر کاربری نیز یک پروفیل حفر شد. بافت، مواد آلی، درصد گچ و آهک، هدایت الکتریکی و SAR <span dir="RTL">نمونههای خاک اندازهگیری و مورد بررسی قرار گرفت. در هر واحد کاری و همچنین، منطقه شاهد، میزان نفوذپذیری خاک در محل حفر پروفیلها اندازهگیری شد. با نقشهبرداری از خندقها، خصوصیات </span>مورفومتری آنها مانند پلان طولی و عرضی، عرض بالا، پایین و عمق خندق، شکل سطح مقطع، نسبت عرض به عمق، شیب بستر و طول خندق اندازهگیری و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که میزان SAR <span dir="RTL">و کاتیون سدیم سبب پخشیدگی ذرات خاک و تشدید فرسایش خندقی در هر دو واحد کاری شده است. در واحد کاری زراعی درصد رس و سیلت بهترتیب 29 و 11 درصد در لایه سطحی راس خندق معرف و میزان ماده آلی از 0/30 تا 1/82 درصد است. در واحد کاری مرتعی درصد رس و شن بهترتیب 41 و 43 درصد در لایه سطحی راس خندق است و میزان ماده آلی از 0/29 الی 0/99 درصد تغییر میکند. در واحد کاری مرتعی در یک سطح مشخص تعداد خندقها بیشتر و نسبت به واحد کاری زراعی فعالتر هستند. ضمنا نتایج نشان داد که </span><span dir="RTL">مقدار TNV </span><span dir="RTL">در واحد کاری زراعی بیشتر از واحد کاری مرتعی بوده و عواملی مانند pH و</span> EC <span dir="RTL">نیز در واحد کاری مرتعی بیشتر از واحد زراعی میباشند. در هر دو واحد نسبت عرض به عمق در تمامی خندقها بیش از یک بوده و میزان نفوذپذیری خاک در واحدهای کاری زراعی و مرتعی بهترتیب 4/25 و 3/45 سانتیمتر بر ساعت میباشند.</span>