محمد گلشن

برآورد رسوب دهی رودخانه ها به دلیل تأثیرگذاری عوامل مختلف دارای پیچیدگی بالایی می باشد. اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻨﺤﻨﯽﻫﺎی ﺳﻨﺠﻪرﺳﻮب و راﺑﻄﻪ ﺗﻮاﻧﯽ ﺑﺮازش داده ﺷﺪه ﺑﯿﻦ دادهﻫﺎی دﺑﯽ و ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠﻖ ﯾﮑﯽ از ﻣﺘﺪاولﺗﺮﯾﻦ روشﻫﺎی ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﯿﺰان ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠﻖ اﺳﺖ. هدف پژوهش حاضر به دست آوردن تغییرات رسوب طی دهه آینده (2030-2011) با استفاده از معادله سنجه رسوب می باشد. برای این منظور از مدل هیدرولوژیکی IHACRES و مدل اقلیمی LARS-WG استفاده شد. مدل IHACRES ابتدا برای 7 ایستگاه هیدرومتری واسنجی و اعتبارسنجی شد سپس با به کارگیری مدل LARS-WG میزان تغییرات درجه حرارت حداقل، حداکثر و بارندگی برای دوره آینده به دست آمدند. این تغییرات به مدل IHACRES اعمال شدند و میزان دبی جریان دوره آتی تخمین زده شد. با استفاده از داده های دبی و رسوب مشاهداتی منحنی سنجه رسوب تهیه و مقادیر دبی رسوب معلق برای دوره آتی محاسبه شد. نتایج نشان داد مقدار بارندگی 68/3 درصد کاهش یافته و دمای حداقل 48/16 و دمای حداکثر نیز 39/5 درصد افزایش یافته است، که به طورکلی منجر به کاهش 16 درصدی رواناب شده است. همچنین تعداد رخدادهای دبی اوج افزایش یافته که بیش ترین افزایش مربوط به ایستگاه هیدرومتری یامچی با دبی متوسط 09/2 و 16 رخداد دبی اوج بالای 6 مترمکعب برثانیه می باشد. این تغییرات اقلیمی به طور متوسط منجر به کاهش 47 درصدی بار معلق رسوب در ایستگاه های مطالعاتی شده است. نتایج پژوهش نشان دهنده تأثیر قابل توجه تغییر اقلیم بر حوزه های آبخیز استان اردبیل می باشد و با توجه به اثرات زیست محیطی تغییر اقلیم لازم است راهکارهایی جهت مدیریت مناسب حوزه های آبخیز اتخاذ شود.

برآورد رسوب دهی رودخانه به دلیل پیچیدگی های آن یکی از مواردی است که مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻨﺤﻨﯽﻫﺎی ﺳﻨﺠﻪرﺳﻮب و راﺑﻄﻪ ﺗﻮاﻧﯽ ﺑﺮازش داده ﺷﺪه ﺑﯿﻦ دادهﻫﺎی دﺑﯽ و ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠّﻖ ﯾﮑﯽ از ﻣﺘﺪاولﺗﺮﯾﻦ روشﻫﺎی ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﯿﺰان ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠّﻖ اﺳﺖ. از طرفی پدیده تغییر اقلیم با تأثیر روی بارش، درجه حرارت و دبی جریان تولیدی، به صورت غیرمستقیم کیفیت آب را نیز تحت تأثیر قرارمی دهد. هدف پژوهش حاضر به دست آوردن تغییرات رسوب طی دهه آینده (2030-2011) با استفاده از معادله سنجه رسوب می باشد. برای این منظور از مدل هیدرولوژیکی IHACRES و مدل اقلیمی LARS-WG استفاده شد. مدل IHACRES ابتدا برای 7 ایستگاه هیدرومتری واسنجی و اعتبارسنجی شد سپس با به کارگیری مدل LARS-WG میزان تغییرات درجه حرارت حداقل، حداکثر و بارندگی برای دوره آینده به دست آمد. این تغییرات به مدل IHACRES اعمال شد و میزان دبی جریان دوره آتی تخمین زده شد. از طرفی با استفاده از داده های دبی و رسوب مشاهداتی منحنی سنجه رسوب تهیه شد. با تغییر مقادیر دبی جریان در ایستگاه های مطالعاتی مقادیر دبی رسوب معلق برای دوره آتی محاسبه شد. نتایج نشان داد مقدار بارندگی 68/3 درصد کاهش یافته و دمای حداقل 48/16 و دمای حداکثر نیز 39/5 درصد افزایش یافته است. بررسی میزان رواناب طی دهه آینده در ایستگاه های هیدرومتری نشان داد که دبی متوسط به طورکلی 16/0 درصد کاهش یافته است. تعداد وقایع دبی اوج افزایش یافته است که بیش ترین افزایش مربوط به ایستگاه هیدرومتری یامچی با دبی متوسط 09/2 و 16 واقعه دبی اوج بالای 6 مترمکعب برثانیه می باشد. این تغییرات اقلیمی به طور متوسط منجر به کاهش 74 درصدی بار معلق رسوب در ایستگاه های مطالعاتی شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان دهنده تأثیر قابل توجه تغییر اقلیم بر حوزه های آبخیز استان اردبیل می باشد و با توجه به اثرات زیست محیطی تغییر اقلیم لازم است راهکارهایی جهت مدیریت مناسب حوزه های آبخیز اتخاذ شود.

مناطق ساحلی از لحاظ ذخائر آب زیرزمینی حائز اهمیت زیادی می باشند که برای مدیریت و برنامه ریزی صحیح در این مناطق لازم است تا وضعیت سفره های آب زیرزمینی مطالعه شود. در این تحقیق حد تداخل آب شور و شیرین در آبخوان ساحلی نور بررسی شد، برای این منظور خط ساحلی به طول 3000 متر انتخاب و در امتداد آن 3 مقطع مطالعاتی عمود بر خط ساحلی به فاصله 1500 متر تعیین شدند. در هر 3 مقطع در فاصله 500 متری ساحل دریا 10 نقطه مطالعاتی به فاصله 50 متر انتخاب شد سپس در فاصله های 600، 800،  1100و 1500 متری نقاط مطالعاتی انتخاب شدند. در هر یک از نقاط مطالعاتی برای تعیین حد تداخل آب شور و شیرین از روابط وروریچ، ژئوالکتریک، ژئوالکترومغناطیسی و اطلاعات مشاهداتی استفاده شد. برای اجرای رابطه وروریچ پارامترهای لازم برای مقاطع مطالعاتی تهیه شدند و عمق آب شیرین و آب شور در ماه های اردیبهشت و مرداد سال 1394 با استفاده از این رابطه تعیین شد. مطالعات ژئوالکتریک نیز با استفاده از اطلاعات شرکت آب منطقه ای مازندران و چاه های اکتشافی موجود بررسی شد. برای تهیه اطلاعات حدتداخل آب شور و شیرین با استفاده از دستگاه ژئوالکترومغناطیسی اقدام به نمونه برداری میدانی حدتداخل در نقاط مطالعاتی شد و مقادیر اندازه گیری شده ثبت شد. برای بررسی میزان صحت نتایج حاصل از روش های فوق، از اطلاعات مشاهداتی موجود در برخی نقاط استفاده شد. عمق تداخل در مقاطع مطالعاتی با استفاده از روش های وروریچ، ژئوالکترومغناطیس و ژئوالکتریک به ترتیب  بین 8/40 تا 26/209، 45 تا 163 و 80 تا 130 متر می باشد. با توجه به داده های مشاهداتی روش ژئوالکترومغناطیسی نسبت به سایر روش های مطالعاتی از دقت بالاتری برخوردار است.

سیل می تواند تأثیر مخربی بر حوضه های آبخیز و زندگی انسان داشته باشد، بنابراین برای مدیریت سیل نیاز به آگاهی از وضعیت مناطق سیل گیر می باشد. این تحقیق جهت ارزیابی حساسیت به سیل حوضه آبخیز تالار با وسعت 2067 کیلومتر مربع انجام شده است. بدین منظور از فراسنج های طبقات ارتفاعی، شیب زمین، انحنای زمین، شاخص رطوبت توپوگرافی، قدرت رود، میانگین بارندگی، فاصله از رودخانه، گروه هیدرولوژیکی خاک، حداکثر عمق خاک و کاربری اراضی استفاده شد. نقشه های رقومی کلیه فراسنج ها با استفاده از نرم افزارهای مربوطه تهیه شدند و در نهایت به فرمت رستری تبدیل شدند. در گام بعدی با توجه به سیلاب های قبلی رخ  داده در منطقه مطالعاتی موقعیت جغرافیایی 135 نقطه سیل گیر در منطقه تعیین شد. این مجموعه نقاط به صورت تصادفی به گروه هایی متشکل از 93 نقطه  برای واسنجی و 42 نقطه برای اعتبار سنجی تقسیم شدند. سپس  با تجزیه و تحلیل های مقایسه ای بین موقعیت رخداد سیلاب های قبلی و فراسنج های محیطی مؤثر بر وقوع سیلاب ها، وزن تأثیر هر کلاس از فراسنج ها به دست آمد. در نهایت نقشه احتمال سیل منطقه مورد مطالعه توسط روش نسبت فراوانی تهیه شد. بر اساس نقشه استعداد سیل گیری، حساسیت به سیل حوضه آبخیز تالار به صورت 5 کلاس با حساسیت خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم نشان داده شد. نتایج نشان داد روش نسبت فرآوانی با دقت 80 درصد از قابلیت بالایی  در شناسایی مناطق حساس به وقوع سیل در حوزه آبخیز تالار برخوردار می باشد.

جمع آوری آب باران، با اهداف و انگیزه های گوناگونی صورت می گیرد که هدف اصلی آن، بهینه سازی و مدیریت بهره برداری از آب باران بر اساس نیاز و مصرف می باشد. حوضه آبخیز سمبور چای با مساحت 74830 هکتار در مناطق خشک و نیمه خشک ایران در استان اردبیل واقع شده است. در این تحقیق به منظور تعیین مناطق مستعد برای استحصال رواناب از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS استفاده شد. بدین منظور نقشه مناطق مستعد استحصال آب با به کارگیری مفهوم سطح منبع متغیر بر اساس حجم آب قابل استحصال و از طریق مدل AHP تهیه ش د. پس از وزن دهی به پارامترهای شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال، شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال، بارش متوسط سالانه، NDVI، متوسط شیب، نفوذپذیری خاک، سنگ شناسی سطحی و دما و مشخص شدن تاثیر آن ها، عرصه های مناسب و نامناسب برای استحصال رواناب مشخص شد. نتایج نشان داد که زیرحوضه های واقع در قسمت شمالی منطقه با دارا بودن مساحت بالادست بیش تر و دبی پیک 7 تا 21 متر مکعب بر ثانیه، زمان تمرکز بالای 120 دقیقه، دمای متوسط بیش تر از 13 درجه سانتی گراد، شاخص NDVI منفی و ارتفاع رواناب سالانه 7 سانتی متر بیش ترین پتانسیل تولید رواناب را دارند.

تغییر اقلیم بر روی کمبود دبی جریان رودخانه، سیلاب ها و زوال سیستم آبی تأثیر دارد که با پیش بینی آن می توان مدیریت بهتری بر روی منابع آبی داشت. در این تحقیق با استفاده از مدل های AOGCM و عدم قطعیت مربوط به آن ها روند تغییر اقلیم حوضه آبخیز هراز برای دوره 2030-2011 با سناریو انتشار A2 بررسی شد که در این راستا از شش مدل اقلیمی در ایستگاه های بلده و رینه استفاده شد. حوضه آبخیز هراز با مساحت 4012 کیلومتر مربع در استان مازندران واقع شده است. برای بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی بر جریان خروجی حوضه از مدل توزیعی SWAT استفاده شد، این مدل به تغییرات زمین و آب و هوا حساس می باشد. به منظور واسنجی و صحت سنجی مدل از دبی جریان در دوره زمانی 2014-2000 استفاده شد. بعد از اطمینان از کارایی مدل، میزان تغییرات اقلیمی ریزمقیاس شده توسط مدل های مطالعاتی برای هر یک از فاکتورهای اقلیمی ورودی به مدل SWAT اعمال و تغییرات رواناب در دوره های آتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مدل های اقلیمی نشان داد که متوسط حداقل و حداکثر دمای سالانه برای دوره آتی به ترتیب 63/0 و 85/0 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت و متوسط بارندگی سالانه برای منطقه مورد مطالعه به میزان 18 درصد کاهش خواهد یافت. همچنین نتایج مقایسه دبی جریان های شبیه سازی شده نشان داد که میزان دبی اوج برای دوره آتی افزایش خواهد یافت، درحالی که متوسط دبی جریان رودخانه به مقدار 14 درصد کاهش خواهد یافت. بنابراین لازم است جهت جلوگیری از مخاطرات محیطی و برنامه ریزی طولانی مدت به تغییرات اقلیمی نیز توجه شود.

مدیریت منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک برای تأمین نیاز آبی ساکنان از اهمیت بسیاری برخوردار است. احداث سدهای زیرزمینی در این مناطق یکی از روش های مدیریتی است. حوضة آبخیز دوست بیگلو در استان اردبیل با دارابودن مساحت 7461 کیلومتر مربع در اقلیم نیمه خشک کشور واقع شده است. در این تحقیق برای تعیین اولیة مناطق مستعد احداث سد زیرزمینی از روش های منطق بولین و منطق فازی استفاده شد. بدین منظور، از معیارهای توپوگرافی، زمین شناسی، کاربری اراضی، گسل، و قنات در این روش ها استفاده شد. نقشه های به دست آمده نشان داد مناطق جنوب شرقی و شمال غربی حوضه برای احداث سد زیرزمینی بدون محدودیت اند. پس از تعیین مناطق مستعد، با توجه به نقشه های تهیه شده، 36 محور مناسب برای احداث سد زیرزمینی در تنگه های مناسب انتخاب شد و با درنظرگرفتن معیارهای اصلی محور سد، مخزن سد، آب،و اقتصادی- اجتماعی با استفاده از روش AHPمحورهای انتخابی اولویت بندی شد. نرخ سازگاری برای روش AHPمعادل 03/0 به دست آمد که پذیرفتنی است. نتایج اولویت بندی سدهای انتخابی در این مناطق نشان داد که معیار اصلی آب به ترتیب با وزن 11/0 و 104/0 برای زیرمعیارهای کمّیت و کیفیت آب اهمیت فراوانی در اولویت بندی محورهای انتخابی دارد.

این پژوهش با هدف تعیین شاخص فرسایندگی باران (EI30) در اقلیم نیمه خشک استان کرمان انجام گرفت. بدین منظور برای مناطق فاقد ایستگاه های باران نگار از تحلیل رگرسیونی بین این شاخص و بعضی شاخص های زودیافت برای 17 ایستگاه مجهز به باران نگار استفاده شد. مناسب ترین رابطة رگرسیونی بر مبنای شاخص متوسط حداکثر بارندگی ماهانه به میزان (882/0R2= ) بود. سپس، با بررسی تمامی ایستگاه های هواشناسی در استان کرمان (آمار شدت و روزانة بارندگی)، 135 ایستگاه با بیش از 20 سال آمار برای تهیة نقشة فرسایندگی باران انتخاب شد. نتایج نشان داد حداکثر و حداقل شاخص مورد نظر به ترتیب برابر با 74/213 و 91/24 مگاژول- میلی متر بر هکتار در ساعت و در سال برای ایستگاه های سلطانی و دولت آباد اسفندقه بود. در نهایت، با استفاده از تکنیک ارزیابی متقابل، روش زمین آماری کریجینگ ساده مناسب ترین روش پهنه بندی انتخاب و نقشة پهنه بندی شاخص فرسایندگی باران برای استان کرمان در نرم افزار ArcGIS 10.3 تهیه شد. نتایج نشان داد مقدار این شاخص در غرب و جنوب غربی استان دارای بیشترین و در شرق، جنوب و شمال استان دارای کمترین مقدار است. همچنین، معادلات مربوط به همبستگی شاخص های مورد بررسی با شاخص EI30 به دست آمد که نشان دهندة همبستگی قوی این شاخص با شاخص های زودیافت بود.

با توجه به احداث سد در خروجی حوضة آبخیز هراز با مساحت 401 هزار و 927 هکتار، شبیه سازی رواناب و رسوب حاصل از بارش حایز اهمیت است. برای این منظور، از الگوی SWAT استفاده شد. واسنجی الگو به منظور شبیه سازی رواناب برای سال های 1995 تا 2004 انجام گرفت و با استفاده از نمایه های آماریR2، NS و MSE ارزیابی شد. نتایج نشان داد مقادیر آماره ها به ترتیب در ایستگاه های کره سنگ 80/0، 77/0 و 93/20، چلاو 75/0، 73/0 و23/1، رزن 79/0، 75/0 و 91/5 و پنجاب 68/0، 55/0 و 7/2 بود. همچنین، واسنجی رسوب در ایستگاه کره سنگ برای سال های 2002 تا 2006 صورت گرفت و به ترتیب مقادیر آماره ها 61/0، 60/0 و 60 هزار تن به دست آمد. به منظور اعتبارسنجی نتایج، این الگو برای سال های 2005 تا 2009 اجرا شد. مقادیر ضرایب آماریR2،NS و MSE به ترتیب در ایستگاه های کره سنگ 87/0، 75/0 و 17/10، چلاو 83/0، 77/0 و 21/0، رزن 81/0، 72/0 و 34/1 و پنجاب 75/0، 70/0 و 67/0 بود. برای اعتبارسنجی بار رسوب نیز از آمار سال های 2007 و 2008 استفاده شد که به ترتیب مقادیر 68/0، 53/0 و 136 هزار تن به دست آمد. نتایج نشان دهندة زیاد بودن دقت شبیه سازی دبی جریان به ترتیب در ایستگاه های کره سنگ، رزن، پنجاب و چلاو است.