دانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Uncertainty analysis of temperature and precipitation variation influenced by climate change
(Case Study: Southern Khorasan Province)تحلیل عدم قطعیت تغییرات متغیرهای اقلیمی بارش و دما تحت تأثیر تغییر اقلیم (مطالعۀ موردی: استان خراسان جنوبی)9439536320410.22059/ije.2017.63204FAعلیشهیدیدانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه بیرجندسید محمدتاجبخشاستادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجندعباسخاشعی سیوکیدانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه بیرجندحسینخزیمه نژاداستادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه بیرجند0000-0002-2731-1170احمدجعفرزادهدانشجوی دکتری مهندسی منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه بیرجندJournal Article20170228For survey of climate change effects In this research fifteen GCMs models are used. By using downscaling method of LARS-WG large scale projections of GCMs output subgrided from high resolutions to local coordinate. For this aim, observation data (1990-2010) of synoptic stations in province are collected and was assumed as base period. Trend was fulfilled by Man-Kendal as well as uncertainty was carried out by bootstrapping function. Annual simulations of rainfall and temperature were used as entrance to Bootstrap. Confidence interval for each station was determined in 0.09 levels. Results about performance of GCMs showed that almost all models haven’t high ability to simulation of behavior of precipitation pattern. However performance of these models for simulation of variation of least and most temperature was very good. Results of trend analysis for stations and province showed that decrease of rainfall and increase of average temperature. By comparison of variation of temperature in future than historical period it is founded that minimum and maximum temperature will have 0.6 decrease and 2 increase respectively. also uncertainty analysis showed that there are significant sources of uncertainty in simulation of meteorological components. Also annual precipitation variations in future are more severe than historical period.در این مطالعه آثار تغییر اقلیم روی متغیرهای اقلیمی بارندگی، کمترین و بیشترین دما بررسی شده است. بررسی روند تغییرات کمترین دما، بیشترین دما و بارندگی بههمراه تحلیل عدم قطعیت خروجی مدلهای گردش عمومی از جمله اقدامات انجامشده است. بهمنظور بررسی آثار تغییر اقلیم، از خروجی 15 مدل گردش عمومی تحت سه سناریوی A1B، A2 و B1 استفاده شد. بهمنظور ریزمقیاسنمایی دادههای بزرگمقیاس از مدل LARS-WG استفاده شد. بدینمنظور آمار مشاهداتی هفت ایستگاه سینوپتیک موجود در سطح استان طی سالهای 1990 تا 2010 میلادی بهعنوان دورۀ پایه به مدل معرفی شد. پس از ریزمقیاسنمایی خروجی مدلهای اقلیمی با انتخاب برترین و سازگارترین مدلها، مقادیر شبیهسازیشده برای دما و بارش بهصورت سالانه در مدلهای منتخب تهیه شد. بدینترتیب مجموعه خروجی مدلهای اقلیمی برای هر متغیر و بهصورت سالانه بهعنوان ورودی فرمان بوتاسترپ ایجاد شد و باند عدم قطعیت خروجی مدلهای اقلیمی در سطح 99 درصد بهصورت سالانه ارزیابی شد. نتایج مربوط به دقت مدلهای گردش عمومی نشان داد بیشتر مدلها توانمندی زیادی در شبیهسازی رفتار بارندگی ندارند؛ ولی عملکرد این مدلها در شبیهسازی تغییرات کمترین و بیشترین دما بسیار خوب برآورد شد. نتایج تحلیل روند در سطح ایستگاهی و استانی نشاندهندۀ کاهش بارش و افزایش دما خواهد بود. با مقایسۀ تغییرات دما در آینده نسبت به دورۀ پایه میتوان این انتظار را داشت که کمترین و بیشترین دما بهترتیب حدود 6/0 درجه کاهش و 2 درجه افزایش را داشته باشند. نتایج تحلیل عدم قطعیت نشان میدهد منابع عدم قطعیت شایان توجهی در شبیهسازی مؤلفههای هواشناسی دارند. همچنین با تحلیل این عدم قطعیتها در خصوص بارندگی میتوان گفت که با گذر زمان، شدت تغییرات بارندگی افزایش مییابد. این نتیجه در خصوص کمترین و بیشترین دما نیز صادق است.https://ije.ut.ac.ir/article_63204_5f0f02ed9ad7b57c7525f06fef8f8d2c.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Runoff prediction using intelligent modelsپیش بینی رواناب با استفاده از مدل های هوشمند9559686322810.22059/ije.2017.63228FAمحبوبهمعتمدنیادکتری علوم و مهندسی آبخیزداریاحمدنوحه گراستاد گروه آموزش، برنامه ریزی و مدیریت محیط زیست، دانشکدۀ محیط زیست، دانشگاه تهران، کرج0000-0003-4954-8782آرشملکیاندانشیار گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرجمریمصابریمدرس دانشگاه فنی و حرفه ای، یزدکمالکریمیرئیس ادارۀ منابع طبیعی شهرستان بافقJournal Article20170129River runoff prediction because of its high importance in planning, reservoir operation and management of surface water has always attracted the attention of officials, planners and water engineers and water resources. On the other hand because of availab temporal and spatial changes, non-linear relationships and uncertainty, and many other factors to predict rainfall-runoff relationship is very difficult. But todays the use of intelligent systems can be useful for predicting such complex phenomena. In this study, using meteorological and hydrometric data for the period 1970-1971 to 2011-2012 to estimate runoff in the watershed Amameh using MLP, RBF, and ANFIS were used. The results showed that out of models ANFIS has the best function and can predict runoff very well. So that according errors, the structure model number 54 with eight inputs including rainfall and runoff to delay for two days and temperature, evaporation and relative humidity and cluster seperation and its errors was 0.001, 0.025 and 0.008 in training stage and 0.001, 0.026 and 0.008 in test stage was the best model in Amameh Watershed.پیشبینی رواناب رودخانهها بهدلیل اهمیت زیاد آن در برنامهریزیها، بهرهبرداری از مخازن و همچنین مدیریت آبهای سطحی همواره مورد توجه مسئولان، برنامهریزان و مهندسان آب و منابع آبی بوده است. از طرفی، بهدلیل تغییرات زمانی و مکانی موجود، روابط غیرخطی و عدم قطعیت و بسیاری از عوامل دیگر پیشبینی رابطۀ بارشـ رواناب بسیار مشکل است، اما امروزه استفاده از سامانههای هوشمند در پیشبینی چنین پدیدههای پیچیدهای میتواند مفید و مؤثر باشد. در این پژوهش سعی شده است با استفاده از دادههای هواشناسی و هیدرومتری طی دورۀ زمانی 1349-1350 تا 1390-1391 رواناب در حوضۀ آبخیز امامه با استفاده از مدلهای شبکۀ عصبی پرسپترون چندلایه، تابع پایۀ شعاعی و سیستم عصبی فازی تطبیقی تخمین زده شود. نتایج نشان داد از بین مدلهای یادشده سیستم عصبی فازی تطبیقی عملکرد بسیار زیادی داشته است و بهخوبی میتواند رواناب را پیشبینی کند بهطوریکه با توجه به خطاها ساختار 54 با هشت ورودی شامل بارندگی و دبی تا تأخیر دو روز و دما، تبخیر و تعرق و رطوبت نسبی همان روز که دارای تابع عضویت گوسی و جداسازی از نوع خوشهای با خطای MSE، RMSE و MAE بهترتیب 001/0، 025/0 و 008/0 در مرحلۀ آموزش و 001/0، 026/0 و 008/0 در مرحلۀ آزمایش بهعنوان بهترین مدل حوضۀ امامه بوده است.https://ije.ut.ac.ir/article_63228_750995f022cc76284bf2c40ed34494f7.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Assessment the Specific Yield Optimal Value and Groundwater Recharge Estimate of Unconfined Aquifer on Golgir plain, Khuzestan Provinceبرآورد مقدار بهینۀ آبدهی ویژه و تخمین تغذیۀ آب زیرزمینی آبخوان آزاددشت گلگیر، استان خوزستان9699816322910.22059/ije.2017.63229FAسعیدترک قشقایینژاددانشجوی دکتری آبهای زیرزمینی، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهوازمنوچهرچیتسازاناستاد، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهوازJournal Article20170129The water table fluctuation (WTF) method is based on rises of a water table are caused by recharging groundwater. To apply this method, an appropriate estimate of the specific yield in the zone of the groundwater level fluctuation is required. In this paper, the specific yield are estimated these methods include Drilling Well Logs (DWL), Envelope Straight Line (ESL) and Vertical Electrical Sounding (VES) method. To evaluate and choosing the best method, specific yields value by hydrologic and hydrogeological data during eight years (2006 to 2013) of Golgir plain with correlation coefficient between recharge-rainfall and recharge-baseflow in ESL method respectively was obtained r2=0.79 and r2=0.90. Also, attention to appropriate correlation coefficient in ESL method the specific yield optimized amount equal 0.12 for Golgir plain estimated. The coefficient correlation obtained from the relation between recharge groundwater value, base flow, and rainfall by using DWL, ESL and VES methods indicated that ESL method with r2=90 is the best method to estimate the specific yield. Hence, attention to importance of recharge value in planning and management of groundwater and high affection of specific yield value in WTF method, groundwater recharge estimation by using specific yield optimal value help to the water science researchers.روش نوسانات سطح آب (WTF) بر پایۀ صعود سطح آب بر اثر تغذیۀ آب زیرزمینی استوار است. بهکارگیری این روش، مستلزم تخمین مناسب مقدار آبدهی ویژه در محدودۀ نوسانات سطح آب زیرزمینی است. در این مقاله، مقدار آبدهی ویژه از روش لاگ چاههای حفاری (DWL)، روش پوشش خط مستقیم (ESL) و روش سونداژ الکتریکی قائم (VES) تخمین زده شد. بهمنظور ارزیابی و انتخاب روش مناسب، مقدار آبدهی ویژه از دادههای هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی هشتساله (1385 تا 1392) دشت گلگیر با ضریب همبستگی برای رابطۀ بین تغذیهـ بارندگی و تغذیهـ جریان پایه در روش پوشش خط مستقیم (ESL) بهترتیب با 79/0 r<sup>2</sup>= و 90/0 r<sup>2</sup>= بهدست آمد. همچنین، با توجه به ضریب همبستگی مناسب روش ESL، مقدار بهینۀ آبدهی ویژه برای دشت گلگیر برابر 12/0 تخمین زده شد. ضریب همبستگی بهدستآمده از رابطۀ بین میزان تغذیۀ آب زیرزمینی، جریان پایه و بارندگی در روشهای DWL، ESL و VES نیز دقت زیاد روش ESL را نشان داد که روش ESL با 90/0=r<sup>2</sup> بهترین تخمین مقدار آبدهی ویژه را دارد. بنابراین، با توجه به اهمیت مقدار تغذیه در مدیریت و برنامهریزی منابع آب زیرزمینی و تأثیر زیاد مقدار آبدهی ویژه در روش WTF، تخمین تغذیۀ آب زیرزمینی با استفاده از مقدار بهینۀ آبدهی ویژه کمک شایانی به محققان علوم آب میکند.https://ije.ut.ac.ir/article_63229_e6de965a0e72cbc18e256592887def33.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Moldeling Of Dissolved Solids By Using Hybrid Soft Computing Methods
(Case Study: Nazluchay Basin)مدلسازی جامدات محلول با استفاده از روشهای هیبریدی محاسبات نرم (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز نازلوچای)9839966323010.22059/ije.2017.63230FAسروینزمان زاد قویدلدانشجوی دکتری مهندسی منابع آب دانشگاه ارومیهمجیدمنتصریدانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیههادیثانی خانیاستادیار گروه مهندسی آب دانشگاه کردستانJournal Article20170129Rivers has important roles in providing drinking and agricultural water supply. In this study, single and hybrid-wavelet methods of artificial neural networks, adaptive neuro fuzzy inference system and Gene expression programming were validated total dissolved solids modelling of Nazluchay Basin. Therefore, water quality data with 19 years length (1993-2011), four hydrometric stations at Nazluchay Basin, were used. After validating of data and selected stations, the data were analyzed by using Daubechies-4 wavelet transform. For modelling 80% of data for training and 20% of data for testing of the model were used. The evaluation of models performance is applied based on different statistical tests, correlation coefficient, and mean root of error squares and mean absolute error. The results indicate acceptable performance of all single and hybrid-wavelet methods of artificial neural networks, adaptive neuro fuzzy inference system and Gene expression programming for modeling the total dissolved solids in the Nazluchay basin. Based on WGEP, GEP, WANFIS, ANFIS-SC, WANN, ANFIS-GP and ANN have best performance, respectively. In addition Gene expression programming-wavelet hybrid model with the minimum RMSE amounted 21.078 has best performance compared with other single and hybrid models.رودخانهها اهمیت بسیار زیادی در تأمین آب آشامیدنی و کشاورزی دارند. در این مطالعه، قابلیت روشهای منفرد و هیبریدیـ موجکی شبکههای عصبی، سامانۀ استنتاجی عصبیـ فازی تطبیقی و برنامهریزی بیان ژن برای مدلسازی میزان جامدات محلول حوضۀ آبریز نازلوچای ارزیابی شدند. به این منظور از دادههای کیفیت آب با طول دورۀ آماری 19 ساله (1372-1390)، چهار ایستگاه هیدرومتری واقع در حوضۀ آبریز نازلوچای استفاده شد. پس از بررسی صحت دادهها و ایستگاههای منتخب، با استفاده از تبدیل موجک دابچیز نوع چهارم، سیگنالهای دادههای مربوط به آن آنالیز شد. در مدلسازی از 80 درصد دادهها برای آموزش و 20 درصد دادهها برای آزمون مدلها استفاده شده است. ارزیابی عملکرد مدلهای بهکاررفته بر اساس آزمونهای آماری مختلف، ضریب همبستگی، ریشۀ میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا انجام گرفت. نتایج بیانکنندۀ عملکرد قابل قبول همۀ روشهای منفرد و هیبریدیـ موجکی شبکۀ عصبی مصنوعی، سامانۀ استنتاجی عصبیـ فازی تطبیقی و برنامهریزی بیان ژن برای مدلسازی میزان جامدات محلول در حوضۀ آبریز نازلوچای است؛ ولی بهترتیب اولویت WGEP، GEP، WANFIS، ANFIS-SC،WANN، ANFIS-GP و ANN عملکرد بهتری دارند. همچنین مدل هیبریدی برنامهریزی بیان ژنـ موجکی با داشتن کمترین میزان RMSE به مقدار 078/21 بهترین عملکرد را در بین سایر مدلهای منفرد و هیبریدی دارد.https://ije.ut.ac.ir/article_63230_9387c8d63d2ec8a3a1cee33754103f49.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Multi-criteria evaluation of water poverty index spatial variations in some watersheds of Ardabil Provinceارزیابی چندمعیارۀ تغییرات مکانی شاخص فقر آب در تعدادی از حوضه های آبخیز استان اردبیل99710096323110.22059/ije.2017.63231FAرقیهآسیابی هیردانش آموختۀ کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلیرئوفمصطفیزادهاستادیار گروه منابع طبیعی، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی0000-0002-0401-0260مجیدرئوفدانشیار گروه مهندسی آب، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلیاباذراسمعلی عوریدانشیار گروه منابع طبیعی، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلیJournal Article20170214Water resources scarcity is one of the biggest multidimensional issue of current century that could be the source of many positive and negative aspects of developments.The need for a comprehensive and multi-dimensional indicators to assess the condition and to predict the future status of surface water resources has become increasingly important. To this end, Water Poverty Index(WPI) is proposed to assess the availability of water resources.In this study, the amount of WPI, taking into account the resources, access, cost, environmental and socio-economic capacity criteria were calculated in Ardabil Province subwatersheds. Then, the different weighting approaches (equal weight to all criteria and one-at-a-time emphasizing on different criteria), were used to examine the WPI values and the sub-watersheds of the study area were ranked in terms of water poverty degree. The results showed that the values of water poverty index ranges from 22 to 65, acording to the different weighting approached in the study area.Considering equally weighted Water Poverty Index, the Shamsabad watershed had a higher water poverty index (29), while the Polesoltan watershed had the best condition with respect to water poverty condition compared to other watershed in the Ardabil Province.منابع آب وجه مشترک اهداف و چالشهای توسعۀ پایدار است و کمبود آن یکی از معضلات بزرگ چندبعدی قرن حاضر است که میتواند سرمنشأ بسیاری از تحولات مثبت و منفی جهان قرار گیرد. اخیراً لزوم ارائۀ شاخصهای جامع و چندبعدی برای ارزیابی وضعیت موجود و پیشبینی وضعیت آیندۀ منابع آب سطحی اهمیت ویژهای پیدا کرده است. به این منظور، شاخص فقر آب برای ارزیابی دسترسی به منابع آب ارائه شده است. در این پژوهش مقدار شاخص فقر آب با درنظرگرفتن معیارهای منابع، دسترسی، مصارف، محیط زیست و ظرفیت اجتماعی- اقتصادی در مقیاس زیرحوضه در استان اردبیل محاسبه شد. در ادامه، با رویکردهای مختلف وزندهی (وزن یکسان به معیارها و هر بار تأکید بر یکی از معیارها در وزندهی) مقدار شاخص فقر آب ارزیابی شد. سپس، حوضههای مختلف بر اساس وزندهیهای مختلف از نظر شاخص فقر آب اولویتبندی شدند. نتایج نشان داد محدودۀ تغییرات مقادیر شاخص فقر آب، در حالتهای مختلف وزندهی بین 22 تا 65 در حوضههای مطالعهشده متغیر است. در وزندهی یکسان به معیارهای شاخص فقر آب، حوضۀ شمسآباد با مقدار 29 فقر آبی بیشتر و حوضۀ پلسلطان با مقدار 58 فقر آبی کمتری در مقایسه با دیگر حوضههای مطالعهشده در استان دارند. مقدار متوسط شاخص فقر آب برای کل حوضههای مطالعهشده در استان اردبیل 43 بهدست آمد که طبق طبقهبندی مرکز اکولوژی و هیدرولوژی والینگفورد، فقر آبی شدیدی دارد. شاخص فقر آب نشاندهندۀ تأثیر ترکیبی عوامل مؤثر بر کمبود و تنش منابع آبی است که امکان اولویتبندی و تدوین نسخههای مدیریتی برای مناطق مختلف را فراهم میکند. باید توجه داشت که تعیین و تحلیل شدت کمبود و تنش منابع آب در مناطق مختلف بر اساس شرایط منابع آب منطقۀ بررسیشده، قابلیت محاسبۀ شاخص، وجود دادهها و نوع معیارهای انتخابی متفاوت خواهد بود.https://ije.ut.ac.ir/article_63231_e6d6220cbcd739a940d69b11b6fe5c2d.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Analysis of the role and position of organizational stakeholders in the executive management network of water resources in Garmsar plainتحلیل کارکرد و موقعیت دستاندرکاران سازمانی در شبکۀ مدیریت اجرایی منابع آب دشت گرمسار101110246323210.22059/ije.2017.63232FAوحیدجعفریاندانشجوی دکتری بیابانزدایی دانشکدۀ کویرشناسی دانشگاه سمنانمحمد رضایزدانیدانشیار دانشکدۀ کویرشناسی دانشگاه سمنان- سمنانمحمدرحیمیدانشیار دانشکدۀ کویرشناسی دانشگاه سمنان- سمنانمهدیقربانیاستادیار دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تهرانJournal Article20170228Organizational stakeholders network Analysis can be considered in integrated and participatory water resources management approaches. The aim of this research was to use the network analysis model for understanding the role and position of organizations related to the executive level of water resources management In Garmsar plain. Accordingly, 29 organizations were identified as the network boundaries. Based on the role and position in the network management of water resources, these were divided into three developmental, protective and intermediate groups. The coherence and sustainability of this network were studied based on network level indicators. According to the results of indicators at the network level, the link density of information exchange and cooperation is poor and does not benefit from a proper distribution among the subgroups. Based on the subgroup level indicators of the network, the density rate of the central actors is equal to 82.2%, while the density between the periphery actors accounts for 5.6%. The results also emphasize the need to reduce centralization within the network and to strengthen the relations between intermediate and peripheral actors to achieve the integrated and participatory management of water resources.تحلیل دستاندرکاران سازمانی، از جمله الزامات مطالعات طرحهای مدیریت یکپارچه و مشارکتی منابع آب است. هدف این تحقیق، بهرهگیری از الگوی تحلیل شبکهای برای شناخت کارکرد و موقعیت سازمانهای مرتبط با سطح اجرایی مدیریت منابع آب در دشت گرمسار و تحلیل قابلیتهای این شبکه برای ایجاد و استقرار نظام یکپارچه و مشارکتی منابع آب است. در این زمینه، تعداد 29 سازمان بهعنوان مرز شبکه شناسایی شدند. این سازمانها بر اساس کارکرد و موقعیتی که در شبکۀ مدیریت منابع آب دارند به سه زیرگروه توسعهای، حفاظتی و واسطهای تقسیم شدند. همچنین میزان انسجام و پایداری این شبکه بر اساس شاخصهای سطح کلان شبکه شامل اندازه، تراکم، تمرکز، میزان دوسویگی پیوندها و شاخصهای سطح میانی (زیرگروهها) شبکه شامل مرکز- پیرامون و شاخص E-I، بررسی شده است. بر اساس نتایج شاخصها در سطح کلان شبکه میزان تراکم پیوند تبادل اطلاعات و همکاری در حد ضعیف هستند و توزیع مناسبی بین زیرگروهها ندارد. دوسویگی پیوندهای شبکه 48/50 درصد و کوتاهترین فاصلۀ میان دو کنشگر در این شبکه 815/1 است. بر این اساس، حدود نیمی از روابط یکسویه است و سرعت گردش اطلاعات در این شبکه در حد متوسط تا پایین است. بر اساس نتایج شاخصهای سطح میانی شبکه میزان تراکم کنشگران مرکزی 2/82 درصد و تراکم بین کنشگران پیرامونی 6/5 درصد است. نتایج بهدستآمده ضرورت کاهش تمرکز در شبکه و تقویت روابط کنشگران واسطهای و پیرامونی برای دستیابی به مدیریت یکپارچه و مشارکتی منابع آب را تأکید میکند.https://ije.ut.ac.ir/article_63232_8eb2e63c464f53f5aceb92a911480275.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Evaluation of the performance of bat algorithm in optimization of nonlinear Muskingum model parameters for flood routingارزیابی عملکرد الگوریتم خفاش در بهینهسازی پارامترهای مدل غیرخطی ماسکینگام برای روندیابی سیلاب102510326323310.22059/ije.2017.63233FAمحمداحترامدانشجوی دکتری، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه سمنانحجتکرمیاستادیار، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه سمنانسید فرهادموسویاستاد، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه سمنانسعیدفرزیناستادیار، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه سمنانسعیدسر کمریاندانشجوی دکتری، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه چمرانJournal Article20170325In this study, bat algorithm is used as an algorithm based on velocity and location of bats to optimize the parameters of Muskingum's nonlinear model for flood routing. The case study of Wilson flood as well as a historical flood from Lighvan area were selected for flood routing and calculating the parameters of Muskingum's model, with the aim of examining the efficiency of this algorithm. The sum of squares of deviations and the sum of the absolute values of deviations between routed and observational flows were considered as the objective functions. According to the results obtained from the Wilson flood routing using the bat algorithm, the values of these objective functions are equal to 35.14 and 22.76 m3 per second, respectively. The results of routing of Lighvan flood by using bat algorithm also indicated that the sum of squared deviations, the sum of absolute values of deviations, and the difference between observed and routed peak flows are equal to 7.24, 6.23 and 0 m3/s, respectively. In the present study, the performance of the bat algorithm was compared with evolutionary algorithms such as genetic, particle swarm, and harmony algorithms.در این پژوهش، الگوریتم خفاش بهعنوان الگوریتمی مبتنی بر سرعت و مکان خفاشها در بهینهسازی پارامترهای مدل غیرخطی ماسکینگام برای روندیابی سیلاب استفاده شده است. بهمنظور بررسی کارایی این الگوریتم، مطالعۀ موردی سیل ویلسون و همچنین یک سیل تاریخی از منطقۀ لیقوان بهمنظور روندیابی سیلاب و محاسبۀ پارامترهای مدل ماسکینگام انتخاب شد. مجموع مربعات انحرافات و مجموع قدر مطلق انحرافات بین دبیهای روندیابیشده و مشاهداتی، بهعنوان توابع هدف در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج بهدستآمده از روندیابی سیل ویلسون با استفاده از الگوریتم خفاش، مقادیر این توابع هدف بهترتیب برابر 14/35 و 76/22 مترمکعب بر ثانیه است. نتایج روندیابی سیل لیقوان با الگوریتم خفاش نیز نشان داد مجموع مربعات انحرافات، مجموع قدر مطلق انحرافات و تفاوت بین دبیهای اوج مشاهداتی و روندیابیشده بهترتیب برابر 24/7، 23/6 و صفر مترمکعب بر ثانیه است. در تحقیق حاضر، عملکرد الگوریتم خفاش با الگوریتمهای تکاملی نظیر الگوریتم ژنتیک، ازدحام ذرات و هارمونی مقایسه شد. نتایج بیانکنندۀ برتری روش خفاش برای محاسبۀ دقیق پارامترهای مدل ماسکینگام و پیشبینی دقیق سیلاب است. بنابراین، از دستاوردهای تحقیق حاضر میتوان به معرفی روش الگوریتم خفاش برای حل مسائل مرتبط با هیدرولوژی و مدیریت منابع آب اشاره داشت بهگونهای که در بسیاری از این مسائل با توابع هدف غیرخطی و قیود پیچیده مواجهیم که الگوریتم یادشده پاسخهای باکیفیت در کمترین زمان ممکن را دارد.https://ije.ut.ac.ir/article_63233_892e8cdc46f8b75e6695f3fc3d59817c.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Flow Modelling in Great Karun Sub-basins in terms of Future Climateمدلسازی جریان خروجی زیرحوضه های کارون بزرگ در شرایط اقلیمی آینده103310476323410.22059/ije.2017.229255.502FAمرضیهکیهانپناهدانش آموختۀ علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشگاه شهرکردرفعتزارع بیدکیاستادیار دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکردجوادبذرافشاندانشیار دانشکدۀ مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهرانJournal Article20170425Climate change affects runoff flow of the basin by changing in hydrological cycle parameters. Knowing the possible changes in the amount of precipitation and runoff of the basin will help to better planning and management of water resources. Precipitation changes due to climate change can be simulated using atmospheric general circulation models under different scenarios. Assessment of runoff needs using precipitation- runoff models. The aim of this research is flow modelling in some parts of the Great Karun Basin as a result of possible changes in future climate. For this purpose, temperature and precipitation changes of the Great Karun Basin are simulated for years 2011-2030 and 2046-2065 using two general circulation models and downscaling process under B1 and A2 scenarios. Then, the output flow of Andimeshk, Ahwaz and Yasouj sub-basins was predicted by IHACRES rainfall- runoff model and using precipitation and temperature data predicted under B1 and A2 scenarios. Compare revealed that, the amount of precipitation, maximum temperature and minimum temperature will increase in future periods under both scenarios. The results of flow simulation also show that the runoff of future periods under both scenarios will decrease in spring and summer and increase in autumn and winter in study area.تغییر اقلیم با تغییر در چرخۀ هیدرولوژی، جریان خروجی از حوضه را تحت تأثیر قرار میدهد. دانستن میزان تغییرات احتمالی در مقادیر بارش و رواناب خروجی حوضه به برنامهریزی و مدیریت بهتر منابع آب کمک خواهد کرد. تغییرات بارش ناشی از تغییر اقلیم با مدلهای گردش عمومی جوّ تحت سناریوهای مختلف شبیهسازی میشود. بررسی تغییرات رواناب به کاربرد مدلهای بارشـ رواناب نیاز دارد. هدف از این پژوهش، مدلسازی جریان خروجی بخشی از حوضۀ کارون، که از تغییر اقلیم بهوجود آمده، است. بنابراین، دما و بارش حوضۀ آبخیز کارون بزرگ برای سالهای 2011 تا 2030 و 2046 تا 2065، با استفاده از دو مدل گردش عمومی جوّ و فرایند کوچکمقیاسسازی تحت دو سناریوی A2 و B1 شبیهسازی شد. سپس جریان خروجی سه زیرحوضۀ اندیمشک، اهواز و یاسوج بهوسیلۀ مدل بارش رواناب IHACRES و با استفاده از مقادیر بارش و دمای پیشبینیشده تحت دو سناریوی A2 و B1 شبیهسازی شد. مقایسهها نشان داد در دورههای آتی تحت هر دو سناریو، مقادیر بارش، بیشترین و کمترین دما افزایش خواهند داشت. نتایج شبیهسازی رواناب نیز نشان داد در حوضههای مطالعهشده میزان رواناب دورههای آتی تحت هر دو سناریو، در فصلهای بهار و تابستان، کاهش و در پاییز و زمستان، افزایش خواهد یافت.https://ije.ut.ac.ir/article_63234_98e29b63e451ae7e37d2ff3f693b0ddf.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Assessment of hydrochemical characteristics and water quality of springs and wells in Zarivar Lake zoneارزیابی ویژگی های هیدروشیمیایی و کیفیت آب چشمه ها و چاه های محدودۀ دریاچۀ زریوار104910606323510.22059/ije.2017.63235FAشیرکوابراهیمی محمدیاستادیار گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه کردستانJournal Article20170310This study was done to investigate the physicochemical and hydrogeochemical properties, hydrochemical features, thermodynamic equilibrium, controlling mechanisms of 7 springs and 15 wells water chemistry in Zarivar Lake in Kurdistan province by the 15 water quality data variables from 1998 to 2013 and also compare the quality of water in springs and wells and their seasonal variation. Piper, Schoeller, Durov, Ludwig-Langelier, Wilcox and Gibbs diagrams, calculating different ionic ratios, saturation indices, Wilcoxon and Mann-Whitney tests were used. Abundant ions are bicarbonate, calcium and magnesium, and the dissolution of carbonate rocks in the ground water recharge area caused to increase them. The ratio of Ca/Mg in all springs and wells duo to dissolution of silicate minerals are between 2 and 9. Total hardness is greater than 300 mg/l based on CaHCO3 or very hard water. Two main hydrochemical facies are Ca-Mg-HCO3 and Ca-Mg-HCO3-SO4 that are the result of changing water chemistry processes along the flow path and lithology of underlying geological formation. Ion ratios of Mg/Ca to Cl and Gibbs diagram showed the dominant mechanisms of interaction between rock and water, cation exchange and dissolution of carbonate and silicate minerals in determination of the chemical quality of springs and wells water.این پژوهش با هدف بررسی ویژگیهای فیزیکوشیمیایی، هیدروژئوشیمیایی، رخسارههای هیدروشیمیایی، تعادل ترمودینامیکی، مکانیسمهای کنترلکنندۀ وضعیت شیمیایی آب هفت چشمه و 15 چاه محدودۀ دریاچۀ زریوار بر اساس 15 متغیر کیفیت آب طی سالهای 1377 تا 1392 و همچنین مقایسۀ کیفیت آب چشمهها و چاهها و تغییرات فصلی آنها انجام شد. تحلیلها و مقایسات آماری بر اساس نمودارهای پایپر، شولر، دورو، لودویگ-لنگلایر، ویلکوکس و گیبس، نسبتهای یونی مختلف، شاخصهای اشباع و آزمونهای ویلکاکسون و من-ویتنی انجام گرفت. یونهای فراوان شامل بیکربنات، کلسیم و منیزیم است که دلیل آن انحلال سنگهای کربناته در منطقۀ تغذیۀ آبهای زیرزمینی است. نسبت کلسیم به منیزیم در آب همۀ چشمهها و چاهها بهدلیل انحلال کانیهای سیلیکاته بین دو تا نُه، سختی آب بیشتر از 300 میلیگرم در لیتر کربنات کلسیم یا بهبیانی خیلی سخت بود. دو رخسارۀ هیدروشیمیایی اصلی شامل کلسیم- منیزیم- بیکربنات و کلسیم- منیزیم- بیکربنات- سولفات بود که نتیجۀ فرایندهای تغییردهندۀ شیمی آب طی مسیر جریان و سنگشناسی تشکیلات زمینشناسی زیرین منطقه است. نسبتهای یونی Mg/Ca در برابر Cl و نمودارهای گیبس بیان میکند که اهمیت فراوان مکانیسمهای تعامل سنگ و آب، تبادل کاتیونی و انحلال کانیهای کربنات و سیلیکات در تعیین کیفیت شیمیایی آب چشمهها و چاههای منطقه بود.https://ije.ut.ac.ir/article_63235_daca122d83b616b9820066bf28fff06e.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Influence of vermicompost and urea chemical fertilizer on monthly changes in runoff at plot scaleتأثیر ورمی کمپوست و کود شیمیایی اوره بر تغییرات ماهانۀ رواناب در مقیاس کرت106110706323610.22059/ije.2017.63236FAمریمرضایی پاشادانشجوی دکترای علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساریکاکاشاهدیدانشیار گروه آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساریقربانوهابزادهدانشیار گروه آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساریعطاالهکاویاندانشیار گروه آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساریمهدیقاجاردانشیار گروه خاکشناسی، دانشکدۀ علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساریپاسکالجوکئتپژوهشگر مؤسسۀ تحقیقات اکولوژی و علوم محیطی، فرانسهJournal Article20170421This study aims to investigate monthly changes in runoff quality and quantity under the influence of Vermicompost and urea in Northern Iran. For this purpose, 18 runoff measurement plots of 1× 5 m were installed on 14% slopes under natural rainfall during 5 months (from January 2014 until April 2015). In total 12 rainfall events and their runoff were considered. Treatments in this study included control (without organic and chemical fertilizers), 100% Vermicompost, 100% Urea fertilizer, 100% Vermicompost + 50% Urea chemical fertilizer, 75% Vermicompost + 50% Urea chemical fertilizer, 50% Vermicompost + 50% Urea chemical fertilizer. The results showed that sediment yields, nitrate amount, pH and EC of runoff were not influenced due to applying Vermicompost and Urea fertilizer. But using Vermicompost reduced volume of runoff overfirst month of the experiment (sig=0.002) which shows the positive effect of Vermicompost on runoff quantity but it has a limited impact on runoff management on steep terrain.در مطالعۀ حاضر تغییرات ماهانۀ کمیت و کیفیت رواناب تحت تأثیر استفادۀ تلفیقی از کود ورمی کمپوست و کود شیمیایی اوره در شمال ایران بررسی شد. بدینمنظور 18 کرت 5 ×1 متر روی اراضی کشاورزی با شیب 14 درصد تحت شرایط بارش طبیعی در سال 1393 بهمدت پنج ماه برای اندازهگیری رواناب نصب شدند. در مجموع روانابهای بهدستآمده از 12 رگبار از دیماه 1393تا اردیبهشت 1394 بررسی شد. تیمارهای بررسیشده شامل تیمار شاهد (بدون کود آلی و شیمیایی)، 100 درصد ورمی کمپوست، 100 درصد کود شیمیایی اوره، 100 درصد ورمی کمپوست + 50 درصد کود شیمیایی اوره، 75 درصد ورمی کمپوست + 50 درصد کود شیمیایی اوره،50 درصد ورمی کمپوست + 50 درصد کود شیمیایی اوره است. نتایج نشان داد پارامترهای تولید رسوب، غلظت نیترات، EC و pH رواناب تحت تأثیر تیمارهای تلفیقی ورمی کمپوست و کود اوره قرار نگرفته است، اما استفاده از ورمی کمپوست به کاهش معنادار حجم رواناب در سطح اطمینان 99 درصد در ماه نخست آزمایش منجر شده است. در مجموع، نتایج نشاندهندۀ اثرگذاری مثبت ورمی کمپوست بر کمیت رواناب است، اما این اثرگذاری بر مدیریت کمیت و کیفیت رواناب در اراضی شیبدار محدود بوده است.https://ije.ut.ac.ir/article_63236_a1d08349cdb7f37491ab8d025b3b40b8.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Development of a Model for Calculation of Sustainability Index of Groundwater Resourcesتوسعۀ مدلی برای محاسبۀ شاخص پایداری کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی107110876323710.22059/ije.2017.63237FAاصغرکمالیدانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدۀ محیط زیست دانشگاه تهرانمحمد حسیننیکسخندانشیار، دانشکدۀ محیط زیست دانشگاه تهران0000-0001-8172-696XJournal Article20170516Nowadays, one of the most important concerns in many countries is water supply for sustainable development. So for efficient management of groundwater resources, on the one hand, we need an appropriate tools for modeling, on the other hand, we need measure sustainability to check the performance of scenarios. This paper analyzes the sustainability condition using an integrated modeling framework that consists in sequentially a watershed agriculturally based hydrological model (Soil and Water Assessment Tool, SWAT) with a groundwater flow model developed in MODFLOW, and with a TDS mass-transport model in MT3DMS in Esfahan-Borkhar in Iran. SWAT model outputs are used as MODFLOW inputs to simulate changes in groundwater flow and storage and impacts on stream–aquifer interaction. MODFLOW output (groundwater velocity field from MODFLOW) are used as MT3DMS inputs for assessing the fate and transport of TDS. Heads and concentrations of each cell of model (MODFLOW and MT3DMS) are used to calculate the developed Sustainability Index (whith 3 performance criteria, Reliability, Resilience and Vulnerability) under three scenarios. The results indicate that SI in simulation period is 0.052 and under first, second and third scenarios are respectively 0.040, 0.033 and 0.050.امروزه یکی از دغدغههای مهم در بسیاری از کشورهای جهان، تأمین آب بهمنظور توسعۀ پایدار است. برای مدیریت مؤثر منابع آب زیرزمینی بهمنظور توسعۀ پایدار از یک سو به ابزار مناسب برای مدلسازی و از سوی دیگر به معیاری برای محاسبۀ پایداری نیاز است. این تحقیق وضعیت پایداری آبخوان با استفاده از مدل ترکیبی را که شامل مدل هیدرولوژیکی SWAT، مدل جریان آب زیرزمینی MODFLOW و مدل انتقال آلاینده MT3DMS میشود، در حوضۀ مطالعاتی اصفهانـ برخوار بررسی میکند. خروجی مدل SWAT بهعنوان ورودی مدل MODFLOW و خروجی مدل MODFLOW بهعنوان ورودی مدل MT3DMS استفاده میشود. ارتفاع و غلظت آب در هر سلول مدل کمی و کیفی (MODFLOW و MT3DMS) بهعنوان ورودی MATLAB برای محاسبۀ شاخص پایداری (با استفاده از سه معیار عملکرد اطمینانپذیری، برگشتپذیری و آسیبپذیری) تحت سه سناریوی مدیریتی (ادامۀ برداشت روند فعلی، افزایش 30 درصدی برداشت از آبخوان و کاهش 30 درصدی برداشت از آبخوان) استفاده میشود. نتایج نشاندهندۀ شاخص پایداری طی دورۀ شبیهسازی برابر 052/0 و بهترتیب تحت سناریوی اول، دوم و سوم برابر 040/0، 033/0 و 050/0 است. نتایج نشان میدهد با کاهش 30 درصدی بهرهبرداری از آبخوان، شاخص پایداری کمی و کیفی آبخوان در بیشتر نقاط بهطور شایان توجهی بهبود خواهد یافت.https://ije.ut.ac.ir/article_63237_37cb0e4547dbf507e6ce6f2f1e7b1627.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Optimization of DRASTIC method using ANN to evaluating of vulnerability of multiple Varzqan aquiferبهینهسازی روش DRASTIC با استفاده از هوش مصنوعی برای ارزیابی آسیبپذیری آبخوان چندگانۀ دشت ورزقان108911036323810.22059/ije.2017.63238FAعطا اللهندیریاستادیار گروه علوم زمین، دانشکدۀ علوم طبیعی، دانشگاه تبریز0000-0001-9211-0546زهراصدقیدانشجوی کارشناسی ارشد هیدروژئولوژی، دانشکدۀ علوم طبیعی، دانشگاه تبریزنعیمهکاظمیانکارشناس شرکت آب و فاضلاب استان آذربایجان شرقیJournal Article20170504Due to population growth and agricultural development and mining activities in the plain Varzeqan where nitrate concentration exceeds from 5 times the standard World Health Organization (WHO). So, Evaluation of vulnerability and protection of groundwater resources are very important in this area. The DRASTIC method uses seven effective environmental parameters on assessment of aquifer vulnerability such as Depth to groundwater level, net Recharge, Aquifer media, Soil media, Topography, Impact of vadose zone and hydraulic Conductivity, as seven layers were prepared separately for unconfined and confined aquifer by corresponded the rate and weighting. The DRASTIC index value was evaluated for unconfined, confined aquifer 92-163 and 48-93 respectively. The artificial neural network model was used to optimize the DRASTIC method. In these model the DRASTIC parameters were considered as input, and conditioned DRASTIC index were used as output, and the data were divided into two categories of train and test. After model training, the model results were evaluated by the nitrate concentration through coefficient of determination (R2) and correlation index (CI) creteria. The results showed that artificial neural network model show high capability to improve the results of general DRASTIC and reduce subjectivity of model, especially in multiple aquifer.با توجه به افزایش جمعیت و توسعۀ فعالیتهای کشاورزی و معدنی در دشت ورزقان که سبب افزایش مقادیر نیترات تا پنج برابر استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO) شده، ارزیابی آسیبپذیری و حفاظت از منابع آب زیرزمینی در این منطقه اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، آسیبپذیری آبخوان چندگانۀ دشت ورزقان در برابر آلودگی به کمک روش DRASTIC در محیط ArcGIS بررسی شده و بهینهسازی روش DRASTIC با استفاده از مدل ANN صورت گرفته است. برای اجرای روش DRASTIC از پارامترهای مؤثر در ارزیابی آسیبپذیری سفرۀ آب زیرزمینی شامل عمق سطح ایستابی، تغذیۀ خالص، جنس محیط آبخوان، نوع خاک، شیب توپوگرافی، مواد تشکیلدهندۀ ناحیۀ غیراشباع و هدایت هیدرولیکی استفاده شده که بهصورت هفت لایۀ جداگانه برای آبخوان آزاد و تحت فشار تهیه و بعد از رتبهدهی و وزندهی و تلفیق این هفت لایه شاخص DRASTIC محاسبه شد که براساس نتایج بهدستآمده شاخص DRASTIC برای آبخوان آزاد 92- 164 و برای آبخوان تحت فشار 48-93 برآورد شد. بهمنظور بهینهسازی روش DRASTIC، از مدل شبکۀ عصبی مصنوعی استفاده و به این منظور دادههای ورودی )پارامترهای (DRASTIC و خروجی (شاخص آسیبپذیری) و مقادیر نیترات مربوط به آن به دو دستۀ آموزش و آزمایش تقسیم شد و پس از آموزش مدل، با استفاده از مقادیر نیترات نتایج مدل در مرحلۀ آزمایش ارزیابی شد. نتایج نشان داد مدل شبکۀ عصبی مصنوعی بهکار گرفتهشده، قابلیت بهبود نتایج روش DRASTICاولیه را دارد. برای صحتسنجی نتایج روش کلاسیک و مدل هوش مصنوعی استفادهشده در این پژوهش، از دادههای غلظت نیترات و ضریب همبستگی آن با شاخص آسیبپذیری در منطقه استفاده شد. مدل ANN با داشتن ضریب تعیین (R<sup>2</sup>) و شاخص همبستگی (CI) بیشتر نسبت به روش DRASTIC و همچنین توانایی ارزیابی یکپارچۀ آبخوان چندگانه و حذف خطای نظر کارشناسی اعمالشده در روش کلاسیک، روش بهتری برای ارزیابی آسیبپذیری آبخوان چندگانۀ دشت ورزقان است.https://ije.ut.ac.ir/article_63238_baba7193e003025fa1a087b6a05b7593.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Using a hybrid Multiple Criteria Decision Making model for the strategic restoriation of a seasonal-urban riverمدل ترکیبی تصمیمگیری چندمعیاره در احیای راهبردی یک رودخانۀ فصلیِ شهری110511166324010.22059/ije.2017.63240FAمحمد ابراهیمبنی حبیبدانشیار گروه مهندسی آبیاری و زهکشی دانشگاه تهران، پردیس ابوریحان0000-0003-4249-8305ماریناعزتی امینیدانشآموختۀ کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تهران، پردیس ابوریحانمحمدهادیشبستریدانشآموختۀ کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تهران، پردیس ابوریحانJournal Article20170516The aim of this study is to determine the best strategy for restoration of a seasonal-urban river. Brainstorming sessions were held and SWOT method was used to determine the strategies and effective criteria. Then, the strategies were ranked by using the hybrid model of Analytical Hierarchy Process and Modified Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution and the best strategy was selected. In this study, two basic goals of river's restoration were considered separately which are restoring the quality and quantity of water flow and recharging its aquifer and securing and reduce the risk of floods. The results showed that the best strategy for restoring the quality and quantity of aquifer and water flow is balancing the sources and uses of river and groundwater. On other hand, for flood risk management, only management strategy (flood plain management including control of development and construction) was recognized as the best strategy. The results showed that for restoration of a seasonal-urban river, the management strategies have higher priority compared to structural strategies. The proposed framework of this paper can be used in the strategic management of river restoration in other seasonal-urban rivers.هدف از این تحقیق، تعیین راهبرد برتر برای احیای یک رودخانۀ فصلی شهری است. برای تعیین راهبردها و معیارهای تأثیرگذار از جلسات توفان فکری و روش SWOT استفاده شده است. سپس، راهبردها با استفاده از مدل هیبریدی تحلیل سلسلهمراتبی و شباهت به گزینۀ ایدهآل اصلاحشده رتبهبندی شده و راهبرد برتر انتخاب شد. در این پژوهش دو هدف اساسی احیای رودخانۀ فصلی یعنی «احیای کمی و کیفی جریان آب پایه و تغذیۀ آبخوان آن» و «ایمنسازی و کاهش خطر سیلاب» بهصورت مجزا در نظر گرفته شد. نتایج تحقیق نشان داد بهترین راهبرد برای احیای رودخانههای شهری و فصلی با هدف احیای کمی و کیفی جریان آب پایه و تغذیۀ آبخوان، راهبرد «تعادلبخشی منابع و مصارف آب رودخانه و آبخوان» است. از طرف دیگر، در هدف ایمنسازی و مدیریت سیلاب تنها راه حل مدیریتی مطرحشده در بین گزینههای موجود یعنی راهبرد «مدیریت سیلابدشت شامل کنترل توسعه و ساخت» بهعنوان راهبرد برتر شناخته شد. نتایج این تحقیق نشان میدهد در احیای رودخانۀ فصلی شهری راهبردهای مدیریتی جایگاه بالاتری را نسبت به راهبردهای سازهای از آن خود کردهاند؛ همچنین از چارچوب پیشنهادی این تحقیق میتوان در مدیریت راهبردی احیای رودخانههای شهری و فصلی دیگر استفاده کرد.https://ije.ut.ac.ir/article_63240_abbf2a924612678a3293782c7e572faa.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Sensitivity of the SMA HEC-HMS Model for Continuous Hydrological Modeling in Beheshtabad Basinتحلیل حساسیت مدل احتسابکنندۀ رطوبت خاک برای شبیه سازی پیوسته در حوضۀ بهشت آباد111711276324110.22059/ije.2017.63241FAالهامکیانی سلمیدانشجوی کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکردافشینهنربخشدانشیار گروه آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکردخدایارعبدالهیاستادیار گروه آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکردJournal Article20170325Sensitivity analysis is a common tool to study how changes due to uncertainty in the inputs or parameters affect on the output of the simulating model. The aim of this study is to perform sensitivity analysis and model calibration for the HEC-HMS model with soil moisture accounting (SMA) algorithm. In this research manual and automatic parameter sensitivity analysis was used to calibrate and validate the model in the Beheshtabad Basin. The data (1998 to 2015) was separated into 2 parts, the first 13 years daily data set including discharge, rainfall, temperature and evapotranspiration were used for calibration. While, the second period of 2012 to 2015 was used to test the model validation. The evaluation was based on model efficiency coefficient and root mean square error indexes. The model efficiency coefficient values 0.696 and 0.63 were resulted for both calibration and validation respectively.The root mean square error were found to be 13.2 m3/s and 7 m3/s for corresponding stages.The results of performed sensitivity analysis in both form of automatic and manual have showed the parameters soil storage, tension storage and recession constant have highest sensitivity. This is an indicator for the importance of these factors in continuous modeling in specified catchment.آنالیز حساسیت ابزار مناسبی برای نمایش اختلاف خروجیها درنتیجۀ تغییر در پارامترهای مدل است. از کاربردهای این نوع تحلیل یافتن پارامترهای حساس برای کالیبرهکردن و شناسایی ورودیهای مهم در سیستم است. هدف از این پژوهش، تحلیل حساسیت پارامترهای مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS(SMA)4.2 و بررسی واسنجی پارامترهای مدل SMA (احتسابکنندۀ رطوبت خاک) بهعنوان بخشی از مدل HEC-HMS است. در تحقیق حاضر ضمن واسنجی و اعتبارسنجی مدل HEC-HMS(SMA) حساسیت دستی و خودکار پارامترهای مدل در حوضۀ آبخیز بهشتآباد تحلیل شده است. برای شبیهسازی از آمار دبی، بارش، دما و تبخیر و تعرق ایستگاه بهشتآباد طی دورۀ آماری 1998 تا 2015 بهصورت آمار روزانه استفاده شد، از دادههای 13 سال این بازۀ زمانی برای واسنجی و از چهار سال آخر برای اعتبارسنجی استفاده شد. نتایج واسنجی و اعتبارسنجی دادهها بهترتیب مقدار ضریب راندمان و ریشۀ میانگین مربعات خطا 696/0، (m<sup>3</sup>/s) 2/13 برای واسنجی و مقدار ضریب راندمان و ریشۀ میانگین مربعات خطا 63/0، (m<sup>3</sup>/s)7 برای اعتبارسنجی بهدست آمده، تحلیل حساسیت خودکار با نرمافزار HEC-HMS4.2 صورت گرفت. طبق نتایج پارامترهای ذخیرۀ خاک، ذخیرۀ کششی و ثابت افت بیشترین حساسیت را در واسنجی مدل داشتند که اهمیت این عوامل را در فرایند مدلسازی پیوسته در حوضۀ مد نظر نشان میدهد.https://ije.ut.ac.ir/article_63241_28a84d7d70d190e0bada449acd745d06.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Hourly and daily prediction of sea wave height In the Chabahar areaپیشبینی ساعتی و روزانۀ ارتفاع موج دریا در منطقۀ چابهار112911406324210.22059/ije.2017.230390.529FAسعیداکبری فرددانشجوی دکتری مهندسی منابع آب، گروه هیدرولوژی و منابع آب، دانشکدۀ مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهوازحیدرزارعیاستادیار گروه هیدرولوژی و منابع آب، دانشکدۀ مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهوازابراهیمزلقیدانشجوی دکتری مهندسی منابع آب، گروه هیدرولوژی و منابع آب، دانشکدۀ مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهوازJournal Article20170401The waves is important, because of it’s energy and high impact in maritime activities. Considering the effect of wave on marine activities in Chabahar, different factors influencing the wave height were considered in the present study. In this paper, the Wolf Search Algorithm (WSA) was used to predicting wave height in two categories, daily and hourly. For this purpose, the daily data of the year 2007-2011 and hourly data consisting of two month data of the year 2006 were employed. The results of the WSA were compared with Genetic Algorithm (GA) and Harmony Search Algorithm (HS). The WSA had a better performance for both hourly and daily data. So that R2, RMSE, d And MAE predict 0.9497, 0.0704, 0.987 and 0.0483 for hourly prediction and 0.8558, 0.1742, 0.9599 and 0.1138 for daily prediction respectively. The results show the high ability of evolutionary algorithms in wave height prediction in this Region.امواج ناشی از باد بهدلیل انرژی و تأثیر زیاد بر فعالیتهای دریایی، اهمیت زیادی دارند. با توجه به اثرگذاری امواج دریا بر فعالیتهای دریایی، تأثیر عوامل مختلف بر این متغیر در منطقۀ چابهار بررسی شد. در این پژوهش از روش الگوریتم جستوجوی گرگ (WSA) برای پیشبینی ارتفاع موج در دو بازۀ زمانی ساعتی و روزانه، استفاده شده است. به این منظور از اطلاعات ارتفاع امواج طی سالهای آماری 1386 تا 1390، برای پیشبینی روزانه و آمار ماههای بهمن و اسفند 1385 برای پیشبینی ساعتی استفاده شد. نتایج بهدستآمده از الگوریتم WSA با نتایج الگوریتمهای ژنتیک (GA) و جستوجوی هارمونی (HS) مقایسه شد. نتایج نشان داد الگوریتم جستوجوی گرگ در هر دو بازۀ ساعتی و روزانه عملکرد بهتری داشته است، بهطوری که ضریب تبیین (R<sup>2</sup>)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، شاخص توافق ویلموت (d) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) بهترتیب برابر 9497/0، 0704/0، 987/0 و 0483/0 برای پیشبینی ساعتی و 8558/0، 1742/0، 9599/0 و 1138/0 برای بازۀ روزانه بهدست آمد. مقایسۀ نتایج بهدستآمده، بیانکنندۀ عملکرد مناسب الگوریتم جستوجوی گرگ در پیشبینی ارتفاع موج برای این منطقه بوده است.https://ije.ut.ac.ir/article_63242_7d795821f224dd59ed68edbaf981bdad.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Evaluating SEBES Model to Estimate Actual Evapotranspiration using MODIS Sensor Data in Regional Scale (Case Study: Sistan Plain)ارزیابی مدل SEBS در برآورد تبخیرـ تعرق واقعی با استفاده از تصاویر ماهوارهای MODIS در مقیاس منطقهای (مطالعۀ موردی: دشت سیستان)114111506324310.22059/ije.2017.63243FAمسعودمحمدابراهیمدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشکدۀ آب و خاک، دانشگاه زابلام البنیمحمدرضاپوراستادیار گروه مهندسی آب، دانشکدۀ آب و خاک، دانشگاه زابلهادیاکبرزاده مقدم سهقلعهدانشآموختۀ کارشناسی ارشد مهندسی آب، دانشگاه زابلJournal Article20170412Obviously, in any planning for qualitative and quantitative management of water resources, estimating the water balance and values of the input and output components that will play an important role. Several studies in the field of evapotranspiration most complex component of the water balance in the world and many models offered and developed. Remote Sensing due to the superiority of meteorological methods based on measuring point and water balance is more in the works. In this study, performance of Surface Energy Balance (SEBS) model to estimate actual evapotranspiration in Sistan plain is studied. For this purpose data from Zehak meteorological stations and the technology of remote sensing and MODIS sensor images used. Surface flux of energy balance is calculated for each image pixel and actual evapotranspiration were estimated by the remaining amount of the energy balance at the level. The results were compared with results of two point ground-based data consist of the hay grown on the sidelines of Zahak synoptic station and water level of reservoir of Chahnime1. Model showed good performance for both land and water based on correlation coefficient value with 0.78 and 0.89 respectively.هدف از انجام این پژوهش، برآورد تبخیر و تعرق واقعی دشت سیستان با استفاده از فناوری سنجش از راه دور و تصاویر ماهوارهای سنجندۀ مودیس و بررسی کارایی مدل بیلان انرژی سطحی SEBS در برآورد تبخیر و تعرق واقعی روی محدودۀ مطالعهشده است. برای این منظور شارهای سطحی بیلان انرژی برای هر پیکسل تصویر محاسبه و مقدار تبخیر و تعرق واقعی بهصورت باقیماندۀ معادلۀ توازن انرژی در سطح برآورد شد. سپس نتایج برآوردشده با نتایج اطلاعات زمینی دو نقطه شامل ایستگاههای سینوپتیک زهک و ایستگاه مخزن چاه نیمۀ 1 مقایسه شد. نتایج نشان داد مطابق نقشۀ توزیع مکانی تبخیرـ تعرق لحظهای، بیشترین میزان تبخیر برای سطح پیکرههای آبی از جمله مخازن چاه نیمه و قسمتی از تالاب هامون است. این میزان برابر 13/1 میلیمتر بر ساعت است. مناطق کشاورزی دشت سیستان نیز با داشتن توزیع میزان تبخیر بین 5/0 تا 1 سهم زیادی در تبخیر- تعرق منطقه دارد. مقایسه و ارزیابی نتایج مدل SEBS با دو نقطۀ زمینی با معیارهایی مانند میانگین درصد اختلاف مطلق، ریشۀ میانگین مربع اختلافات و معیار ضریب همبستگی نشان میدهد مدل SEBS عملکرد خوبی در سطح زمین و آب دارد.https://ije.ut.ac.ir/article_63243_b9eee267f8f93cc88a2e2dc7526dad2d.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Investigating the contribution of climate variability and land use change in water quality changes of Haraz River (Mazandaran Province)ارزیابی کارکرد تغییرپذیری اقلیم و تغییر کاربری اراضی در تغییرات کیفیت آب رودخانۀ هراز (استان مازندران)115111636324510.22059/ije.2017.63245FAعبداللهپیرنیادانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساریکریمسلیمانیاستاد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، دانشکدۀ منابع طبیعی ساری، ساری0000000253576797محمودحبیب نژاد روشناستاد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، دانشکدۀ منابع طبیعی ساری، ساری0000000253576797علی اصغربسالت پوراستادیار دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه ولیعصر(عج) رفسنجان، رفسنجانJournal Article20170510To analyze surface water quality in the Haraz River, 12 water quality variables accompanied by hydro-climatologic parameters analyzed by Mann-Kendall Non-parametric test during the period of 1991-2015. To detect probable effects of land use changes, these changes also analyzed by GIS in 1991, 2006 and 2015 years. The results showed that most of time series of water quality have significant increasing trend that represents severe reduction in water quality of Haraz river. According to the results of Mann-Kendall test (trend analysis of hydro-climatic parameters, detection of abrupt change point and Kendall τ correlation test) and also land use changes trend, it was concluded that both climatic and land use change can be effective on reducing the quality of water resources so that temperature increase and precipitation decrease on one hand can be led to decrease of some parameters such as Ca2+, HCO3- and TH, and on the other hand, these changes together with land use changes can be the main reason of increase in most of parameters such as TDS, EC, Na+, Cl-, SAR etc.شناخت روند پارامترهای کیفی آب و عوامل مؤثر بر تغییرات آن، همانند آنالیز کمی منابع آب، از ملزومات مدیریت پایدار و تأمین سلامت حوضههای آبخیز است. با توجه به اهمیت منابع آب سطحی برای مصارف مختلف در حوضۀ آبخیز هراز، ضروری است تا درک صحیحی از کیفیت این منابع و شناخت عوامل تأثیرگذار بر آن صورت گیرد. به این منظور برای ارزیابی کیفیت آب سطحی رودخانۀ هراز، دادههای 12 متغیر کیفیت آب به همراه پارامترهای هیدرواقلیمی با استفاده از آزمون ناپارامتریک من-کندال (Mann-Kendall) طی دورۀ آماری 1370-1394 آنالیز شدند. برای تعیین آثار احتمالی تغییرات کاربری اراضی، این تغییرات نیز با استفاده از GIS برای سالهای 1370، 1385 و 1394 ارزیابی شدند. نتایج نشان داد بیشتر سریهای زمانی کیفیت آب روند افزایشی معناداری طی دوره داشتهاند که بیانکنندۀ کاهش شدید کیفیت آب رودخانۀ هراز است. با توجه به نتایج آزمون من-کندال (آنالیز روند پارامترهای هیدرواقلیمی، تعیین نقطۀ تغییر ناگهانی، آنالیز همبستگی کندال) و همچنین روند تغییرات کاربری اراضی، نتیجه گرفته شد که هر دو عوامل اقلیمی و تغییرات کاربری اراضی میتوانند در کاهش کیفیت منابع آب تأثیرگذار باشند بهطوری که افزایش دما و کاهش بارندگی از یکطرف میتواند به کاهش پارامترهایی نظیر کلسیم، بیکربنات و سختی کل (TH) منجر شود و از طرف دیگر، این تغییرات بههمراه تغییرات کاربری اراضی میتواند دلیل اصلی افزایش بیشتر سریهای زمانی مانند کل مواد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، سدیم، کلرید، نسبت جذب سدیم (SAR) و غیره باشد.https://ije.ut.ac.ir/article_63245_c88dd66870fd0ea4f6bb1f4679c47dfb.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Role of suspended particulates on heavy elements transport in the middle part of Dez Riverتأثیر ذرات رسوبی در حمل عناصر سنگین در بازۀ میانی رودخانۀ دز116511746324610.22059/ije.2017.233850.609FAمحمودعرب خدریپژوهشکدۀ حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهرانفریدونسلیمانیمرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهوازسعیدنبی پی لشکریانپژوهشکدۀ حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهرانفریدونسلطانیسازمان آب و برق خوزستان، اهوازJournal Article20170526This study was performed in order to monitor and recognize the condition of transported suspended particulates and absorbed heavy metals in Dez river between Shahid Abbaspour Dam and Shotate river Junction and the effect of inflow from two tributaries in Kouzestan province, Iran. We took 38 samples in three steps including a base flow period and two flood events from four gauging sites including Dokouheh on Balaroud, Zourabad on Kohnak, Dezful on Dez upstream and Harmalah on Dez downstream. After sediment filtration, some samples were analyzed by Inductively Coupled Plasma to determine 12 heavy metals. The results showed that the river suspended sediment classified as not polluted by heavy metals for agriculture purpose at least for studies samples. However, the amount of three heavy metals including Cobalt (20-22 ppm), Chrome (88-96 ppm) and Nickel (76-91 ppm) are more than environmental safe thresholds. In addition, the concentration of those heavy metals in downstream station is more than tributaries which is probably due to deposition of coarser sediment particles. Therefore, it can be concluded that the suspended sediments between Dokouheh to Haramalah reach and Zourabad to Haramalah reaches are polluted by three mentioned heavy metals.این پژوهش با هدف پایش و شناسایی وضعیت رسوب معلق و عناصر سنگین حملشده در قسمتی از رودخانۀ دز پایینتر از سد دز تا محل اتصال شطیط و سهم جریانات ورودی از دو سرشاخۀ آن در استان خوزستان انجام گرفت. در مجموع، 38 نمونه در سه زمان شامل یک دورۀ کمآبی و دو رویداد سیلاب از ایستگاههای دوکوهه روی بالارود، دهنوباقر روی کهنک و دزفول و حرمله روی دز برداشت شد. پس از جداکردن رسوب، تعدادی از نمونهها به آزمایشگاه ارسال و عناصر سنگین با استفاده از دستگاه پلاسمای جفتی انتقالی اندازهگیری شد. نتایج بیانکنندۀ آن است که هیچیک از عناصر از دیدگاه کشاورزی آلاینده نیست؛ ولی از دیدگاه حفاظت محیط زیست، نمونههای رسوب معلق آنالیزشده از نظر سه فلز سنگین کروم، کبالت و نیکل بهترتیب با دامنۀ مقادیر 88ـ 96، 20ـ 22 و 76ـ 91 قسمت در میلیون آلودگی داشتند. غلظت عناصر سنگین یادشده در ایستگاه پایاب حرمله بیش از سرشاخهها بود که احتمالاً ناشی از ترسیب ذرات درشتتر رسوب بوده است. بهعنوان نتیجۀ کلی میتوان گفت که رسوب معلق بازههای بین ایستگاه دوکوهه تا حرمله و دهنوباقر تا حرمله از نظر سه فلز یادشده آلوده بودهاند.https://ije.ut.ac.ir/article_63246_1c54f5a9bf63be62ba91c6b88296beb4.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Correction annual maximum discharge based on appropriate probability distribution function in south of Iranتصحیح دبی حداکثر سالانه بر اساس انتخاب مناسبترین تابع توزیع احتمال در جنوب ایران117511856324910.22059/ije.2017.63249FAحسینصادقی مزیدیدانشجوی دکتری، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباسامالبنینبذرافشاناستادیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس0000-0003-2524-3992عبدالرضابهره منددانشیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگانآرشملکیاندانشیار، گروه مرتع و آبخیزداری، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرجJournal Article20170516In this research for choosing the best distribution function for the annual maximum discharge (AMD) in the southern provinces of Iran; The daily discharge of 108 hydrometric stations (1983-2012) were used; Data were fitted with 65 probability distribution functions. After the goodness of fit tests using the statistical calculations, the best distributions function for the AMD was determined and eventually the discharge amounts were calculated with different return periods and compared with the result of the common distribution functions like log- Pearson (III), log- normalIII and Weakby. The result shown, the Waekby distribution functions with the 2.43% and the first rank, the log- PearsonIII with the frequency of 6.13% and the second rank and log- normal III with the frequency of the 5.6% and the third rand, gained the best statistical distribution. The MBE in AMD estimation showed that in 2.5 and 10- year return period, the Weakby statistical distribution and in the 25.5 and 100-year return period. The log- Pearson III statistical distribution has a better estimation. Comparing the RMSE with MAPE in both Weakby and log PearsonIII statistical distribution, it is found that Weakby statistical distribution has a better estimation in the different return periods in this index.پژوهش حاضر با هدف انتخاب بهترین تابع توزیع آماری برای دبیهای حداکثر سالانه در استانهای جنوبی کشور ایران (سیستان و بلوچستان، فارس، کرمان، بوشهر و هرمزگان) از دادههای روزانۀ دبی 108 ایستگاه هیدرومتری (طول دورۀ آماری 1362ـ 1391) استفاده و دادههای یادشده با 65 تابع توزیع آماری موجود برازش داده شد و پس از انجام آزمونهای نکویی برازش با استفاده از محاسبات آماری، بهترین تابع توزیع آماری برای دبیهای حداکثر سالانه تعیین شد و در نهایت مقادیر بزرگی دبی با دورۀ بازگشتهای مختلف محاسبه و با نتایج بهدستآمده از توابع توزیع مرسوم شامل لوگ پیرسون سهپارامتره، لوگ نرمال سهپارامتره و توزیع ویکبای مقایسه شد. نتایج نشان داد در همۀ استانهای جنوبی کشور، تابع توزیع ویکبای با 2/43 درصد رتبۀ اول، تابع توزیع لوگ پیرسون سهپارامتره با فراوانی 6/13 درصد رتبۀ دوم و توزیع آماری لوگ نرمال سهپارامتره با فراوانی 5/6 درصد رتبۀ سوم بهترین توزیع آماری را به خود اختصاص دادهاند. شاخص میانگین خطای اریب (MBE) در برآورد دبی حداکثر سالانه نشان داد در دورۀ بازگشتهای 2، 5 و 10 سالۀ توزیع آماری ویکبای و در دورۀ بازگشتهای 25، 50 و 100 سالۀ توزیع آماری لوگ پیرسون سهپارامتره برآورد بهتری داشته است. همچنین با مقایسۀ شاخص جذر میانگین مربع خطا (RMSE) و متوسط قدر مطلق درصد خطا (MAPE) در دو توزیع آماری ویکبای و لوگ پیرسون سهپارامتره مشخص شد که در دورۀ بازگشتهای مختلف توزیع آماری ویکبای برآورد بهتری از لحاظ این شاخص داشته است. بنابراین، در مناطق جنوبی کشور، کاربرد توزیع ویکبای در تحلیل فراوانی وقوع سیلاب بهمنظور پیشبینی دقیقتر مقادیر دبی حداکثر سالانه در دورۀ بازگشتهای مختلف، میتواند راهگشا باشد.https://ije.ut.ac.ir/article_63249_11697dd31618919b720b9c3e6e1059da.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Modelling the Groundwater Flow Response to Tidal Fluctuation in a Coastal Leaky Aquifer by separation of variables and Fourier transformationمدلسازی پاسخ جریان آب زیرزمینی در آبخوان نشتی ساحلی به نوسانات جزر و مد به روش جداسازی متغیرها و تبدیل فوریه118711976325210.22059/ije.2017.235150.631FAایرجسعیدپناهاستادیار گروه عمران دانشکدۀ مهندسی، دانشگاه زنجانسمیهمحمدزاده روفچائیدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه زنجانJournal Article20170609In this paper, groundwater response to tidal effects in a Coastal Leaky Aquifer is simulated via analytical solutions. The solutions are obtained by application of separation of variables method and Fourier transform method. It is shown that those points of the aquifer near to the coastal shore are much more influenced by the tidal fluctuations in the boundary than the rest of the aquifer. The amplitude of tidal change is significant at points of the aquifer near to the coastal shore and gets smaller with distance from the boundary. In addition, it is shown that groundwater level increases with rises in transmissivity. This phenomenon is more significant when transmissivity is less than 400 m2/hr . Also, the groundwater head rises with rises in recharge rate. The effect of variations in transmissivity and recharge rate on hydraulic head is more significant at points located between 30 and 75 meters and less significant at points near to the coastal shore. The presented analytical solution is compared and verified with those results obtained from MODFLOW.دراین مقاله روابط جدیدی برای مدلسازی تحلیلی پاسخ جریان آب زیرزمینی در آبخوان نشتی ساحلی به نوسانات جزر و مد به روش جداسازی متغیرها و تبدیل فوریهارائه شده است. نتایج محاسبات حل تحلیلی ارائهشده در این تحقیق نشان میدهد تأثیر جزر و مد در فواصل نزدیک به ساحل بیشتر است و با دورشدن از ساحل، مقدار نوسانات سطح آب زیرزمینی کمتر میشود. با توجه به بررسی انجامشده، افزایش مقدار قابلیت انتقال سبب افزایش هد هیدرولیکی سطح آب زیرزمینی میشود. این تغییرات مادامی که قابلیت انتقال کمتر از است، محسوستر است اما با چندبرابر شدن مقدار قابلیت انتقال، میزان افزایش هد هیدرولیکی سطح آب زیرزمینی کمتر است. همچنین با افزایش مقدار تغذیۀ هد سطح آب زیرزمینی افزایش مییابد. تأثیر افزایش مقدار قابلیت انتقال و تغذیه بر افزایش هد هیدرولیکی در فواصل نزدیک به ساحل کمتر و در اواسط مسیر در فاصلۀ 30 تا 75 متری از مرز جزر و مدی بیشتر است. علاوه بر اینها، نتایج مدلسازی روابط جدید ارائهشده در این تحقیق با نتایج مدل نرمافزار مادفلو مقایسه شد. این مقایسه نشان داد حل تحلیلی ارائهشده در این پژوهش بسیار کارآمد است.https://ije.ut.ac.ir/article_63252_a8f1e27d154d7fff8972f9dff3a0f183.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Potential Evaluation of Underground Water Resource with the Hybrid Approach to Particle Swarm Optimization Algorithm and Geospatial Information Systems (Case Study: Mehran, Ilam)پتانسیل سنجی منابع آب زیرزمینی با رویکردی ترکیبی به الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و سیستم اطلاعات مکانی (مطالعۀ موردی: دشت مهران، ایلام)119912136325910.22059/ije.2017.63259FAساسانمحمودی جمدانشجوی کارشناسی ارشد آب و سازههای هیدرولیکی، دانشکدۀ مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتیسید حسینقریشی نجفآبادیاستادیار دانشکدۀ مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتیعلیرضاوفایینژاداستادیار دانشکدۀ مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی0000-0002-4359-7519علیمریدیاستادیار دانشکدۀ مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتیصفاخزاییاستادیار دانشکده و پژوهشکدۀ پدافند غیرعامل، دانشگاه جامع امام حسین(ع)Journal Article20170531One of very important problems in correct managing of groundwater resources is finding potential of this resources to correct planning and deciding for use of them. The purpose of this research is potential evaluation of groundwater resources with the hybrid approach to particle swarm optimization algorithm and geographic information systems in Mehran plain. In this regard and due to evaluation of groundwater resources potential in this area, 13 various factors which have a great impact on level of water permeability in ground and groundwater resources formation Including the slope, height, drainage density, fault density, T map, K map, recharge map, landuse map, lithology map, Sy map, depth of groundwater map, well density map and Cl map, were prepared and classified. Then, by PSO algorithm, each map was assigned weight and with overlay method in GIS combined with each other and at the end 2 final groundwater potential map were obtained, once when that optimization equation equal to the well density map (PSO_chah), and once again when that optimization equation equal to the Sy map (PSO_Sy). In this context, PSO_chah map, 2.56% and PSO_Sy map, 2.40% of area determined as areas with very high potential in case of groundwater resources.یکی از مسائل مهم در زمینۀ مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی، شناسایی پتانسیل این منابع بهمنظور برنامهریزی و تصمیمگیری صحیح دربارۀ بهرهبرداری از آنهاست. هدف این پژوهش، پتانسیلسنجی منابع آب زیرزمینی با رویکردی ترکیبی به الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات (PSO) و سیستم اطلاعات مکانی (GIS) در دشت مهران است. به این منظور و برای شناسایی پتانسیل منابع آب زیرزمینی در این منطقه، 13 فاکتور مختلف تأثیرگذار بر میزان نفوذ آب در داخل زمین و تشکیل منابع آب زیرزمینی شامل شیب، ارتفاع، تراکم زهکشی، تراکم خطواره، نقشۀ T، نقشۀ K، نقشۀ Recharge، نقشۀ کاربری زمین، نقشۀ سنگشناسی، نقشۀ Sy، نقشۀ عمق آب زیرزمینی، نقشۀ تراکم چاه و نقشۀ همکلر، شناسایی و نقشۀ آنها تهیه و طبقهبندی شد. سپس، با استفاده از الگوریتم PSO، هر یک از نقشهها وزندهی و پس از آن با استفاده از روش همپوشانی وزندار در محیط GIS با یکدیگر ترکیب شدند و در انتها، دو نقشۀ نهایی پتانسیل آب زیرزمینی، یک بار در حالتی که معادلۀ بهینهسازی برابر با نقشۀ تراکم چاه قرار گرفت (PSO_chah) و بار دیگر برای حالتی که معادلۀ بهینهسازی برابر نقشۀ آبدهی ویژه قرار گرفت (PSO_Sy)، بهدست آمد. در این زمینه، نقشۀ PSO_chah، 56/2 درصد از منطقه و نقشۀ PSO_Sy، 40/2 درصد از منطقه را بهعنوان مناطق با پتانسیل بسیار زیاد از نظر منابع آب زیرزمینی مشخص کردند.https://ije.ut.ac.ir/article_63259_e647c0dba2471a446c308f0691803293.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Event-Oriented Runoff Estimation in Mountainous Basin by GSSHA Physically- Distributed Modelبرآورد رواناب رویداد مبنا در حوضۀ کوهستانی با استفاده از مدل توزیعیـ فیزیکی GSSHA121512256326310.22059/ije.2017.236526.656FAعلیشریفیدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آب، دانشکدۀ مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگانمیثمسالاری جزیاستادیار گروه مهندسی آب، دانشکدۀ مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگانخلیلقربانیدانشیار گروه مهندسی آب، دانشکدۀ مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگانJournal Article20170610The physically-distributed models lead to more reliable results for surface runoff process simulation in basins with complicated physical condition. In this study, rainfall-runoff modeling in Ziarat mountainous basin is investigated using GSSHA physically-distributed model. Digital elevation model, soil type and land use maps prepared and three and two events are considered for calibration and validation. Fitness precision criteria including Nash-Sutcliffe (NSE), Percentage Error in Volume (PEV), Percentage Error in Time to Peak (PETP) and Percentage Error in Peak (PEP) beside visual criterion used for results analysis. Median of PEV, PEP and PETP for calibration and validation steps were (25.3 and 61.5), (5.5 and 11.8) and (4.8 and 0) that indicated underestimation for volume, suitable precision for peak and excellent precision for time to peak estimations. Also, evaluation of simulated hydrographs using visual and NSE criteria confirmed model precision for hydrograph simulation. The results show although soil initial moisture selected based on initial estimation in validation step but the overall precision of model in runoff characteristics estimations is suitable.مدلهای توزیعیـ فیزیکی در شبیهسازی فرایندهای رواناب سطحی در حوضههایی با شرایط پیچیدۀ فیزیکی به جوابهایی با اعتمادپذیری بیشتر منجر میشوند. در این مطالعه مدلسازی فرایند بارشـ رواناب در حوضۀ آبریز کوهستانی زیارت با استفاده از مدل توزیعیـ فیزیکی GSSHA بررسی شده است. به این منظور نقشههای مدل رقوم ارتفاعی، نوع خاک و کاربری اراضی تهیه شده و سه رویداد برای واسنجی و دو رویداد برای صحتسنجی در نظر گرفته شد. معیارهای دقت برازش نشـ ساتکلیف (NSE)، درصد خطای برآورد حجم (PEV)، درصد خطای برآورد دبی اوج (PETP) و درصد خطای برآورد زمان دبی اوج (PEP) و معیار بصری برای تحلیل نتایج استفاده شد. میانۀ معیارهای PEV، PEP و PETP در مراحل واسنجی و صحتسنجی بهترتیب 3/25 و 5/61، 5/5 و 8/11 و 8/4 و 0 بوده که نشاندهندۀ کمبرآوردی حجم، دقت مناسب در دبی اوج و دقت بسیار خوب در زمان دبی اوج است. نیز بررسی بصری هیدروگرافهای شبیهسازی و معیار NSE تأییدکنندۀ دقت مدل در شبیهسازی شکل هیدروگراف رواناب است. نتایج نشان میدهد اگرچه پارامتر رطوبت اولیۀ خاک در مرحلۀ صحتسنجی بر اساس یک تخمین اولیه در نظر گرفته شده، در مجموع دقت مدل در برآورد مشخصههای رواناب مناسب است.https://ije.ut.ac.ir/article_63263_6993757b5c2504a114a13517fc9e3eca.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Meteorological drought monitoring in order to sustainability in RCP scenarios
Case study: Doiraj watershedپایش خشکسالی هواشناسی بهمنظور حفظ پایداری در سناریوهای واداشت تابشی منطقۀ مطالعاتی (حوضۀ آبریز سد دویرج)122712396326710.22059/ije.2017.230628.535FAمریمحافظ پرستدکتری منابع آب، استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه رازیزهرهپورخیرالهدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشگاه رازیJournal Article20170404The aim of this study is to preserve the sustainability of the Doiraj watershed in RCP scenarios. The observation and future period in this study is (1987-2015) and (2044-2016). For this purpose, the combined weight of 5 models of Fifth Report (AR5), rcp8.5 scenario, used to assess changes in temperature and precipitation in the coming period. MOTP weighting method to reduce uncertainty of GCM models were used Meteorological drought monitoring in monthly, Seasonal and yearly intervals using Markov chain, frequency analysis and drought indexes SIAP, SPI, Z score and BMDI was calculated. The results showed that long-term average monthly rainfall and temperature at a rate of 14 percent and 2.1 degrees Celsius as compared to the baseline. Markov chain probability of uncertainty precipitation showed, two months without precipitation in winter, spring and autumn, respectively 56, 63 and 52 percent and the chance of precipitation after a month of dry seasons, respectively 44, 35 and 47 percent. Based on the analysis of the indices during the years 2017-2018 than in 2016-2017 wetter and future years in the period 2024-2025 and 2025-2026 wettest years on the basis of this research.پدیدۀ تغییر اقلیم آب و هوایی موجب تکرار حوادث غیرمترقبه نظیر خشکسالی و سیل میشود و خسارتهای بسیاری به زندگی انسان و اکوسیستمهای طبیعی وارد میکند. هدف از این پژوهش، حفظ پایداری حوضۀ سد دویرج شهرستان دهلران در سناریوهای واداشت تابشی در برابر حوادث تغییر اقلیم است. دورۀ مشاهداتی در این پژوهش (1987ـ 2015) و دورۀ آتی (2016ـ 2044) است. به اینمنظور از ترکیب وزنی پنج مدل گزارش پنجم (AR5) تحت سناریوی rcp8.5 برای ارزیابی تغییرات بارش و دما در دورۀ آتی استفاده شد. از روش وزندهی MOTP برای کاهش عدم قطعیت مدلهای GCM استفاده شد و ریزمقیاسسازی به روش عامل تغییر انجام شد. پایش خشکسالی هواشناسی در بازههای ماهانه، فصلی و سالانه با روش زنجیرۀ مارکوف و شاخصهای خشکسالی SIAP, SPI ,Z scoreو BMDI و تحلیل فراوانی محاسبه شد. نتایج بیانکنندۀ افزایش میانگین درازمدت بارش و دمای ماهانه بهمیزان 14 درصد و 2/1 درجۀ سانتیگراد نسبت به دورۀ پایه است. تحلیل عدم قطعیت بارشها با زنجیرۀ مارکوف احتمال وقوع ماه بدون بارش بعد از ماه بدون بارش دیگر در فصول زمستان، بهار و پاییز بهترتیب 56، 63 و 52 درصد است و احتمال وقوع بارش بعد از یک ماه خشک در فصول یادشده بهترتیب 44، 35 و 47 درصد است نیز بیشترین احتمال وقوع ماههای با بارش، مربوط به ماه آوریل است. بر اساس تحلیل نمایههای خشکسالی سال 2017-2018 نسبت به سال 2016-2017 مرطوبتر و در کل دورۀ آتی سالهای 2024-2025 و 2025-2026 مرطوبترین سالها بر اساس این پژوهشاند. تحلیل فراوانی بارش حوضۀ سد دویرج بارش با دورۀ بازگشت 50 سال را 61/727 میلیمتر در یک سال برآورد کرده است.https://ije.ut.ac.ir/article_63267_6f4045a221ea53c20d1919fcf39edbbc.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Assessment of artificial recharge on aquifer restoring using sustainability indexارزیابی اثر تغذیۀ مصنوعی بر تعادلبخشی آبخوان با استفاده از شاخص پایداری124112536327010.22059/ije.2017.234332.616FAحمیدکاردان مقدمدانشجوی دکتری منابع آب پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران0000-0003-4018-4388محمدابراهیمبنیحبیبدانشیار گروه مهندسی آبیاری و زهکشی پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران0000-0003-4249-8305سامانجوادیاستادیار گروه مهندسی آبیاری و زهکشی پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران0000-0003-1008-0254Journal Article20170510One of the strategies, is conducting artificial recharge, which is required to be evaluated using sustainability indexes in order to quantify the effects. In this research, a new approach is utilized for evaluation of groundwater system sustainability, combining the indexes, reliability, vulnerability and desirability considering the effect of artificial recharge scenario. First, the effect of Shurab Sivjan artificial recharge project on Birjand aquifer is simulated for a nine-year period, projected to 1404 Hijri (2025 Gregorian) with normal climatic condition, using MODFLOW model. Simulation results show that aquifer system sustainability is higher in the downstream parts, where the Khusf observation well is located, justifying by the groundwater recharge flow direction, low difference between optimum and measured groundwater level, and thin saturated thickness with 55 percent. Evaluation of indexes over the aquifer shows that the artificial recharge project could enhance the system sustainability between 21 to 25 percent according to reduce, constant and increment discharge scenarios. The proposed index in this research can be utilized for the other aquifers as well as in decision-making, because of its ability to define in distributed manner and possibility of evaluating the effects of different scenarios.برگشت تراز آب زیرزمینی به تراز مطلوب با استفاده از راهکارهای تعادلبخشی از اهداف اصلی سیاستگذاران آب کشور است. یکی از راهکارهای طرح یادشده، تغذیۀ مصنوعی است که بهمنظور کمیکردن میزان اثربخشی آن، با استفاده از شاخصهای پایداری در آبخوان ارزیابی شد. برای نخستینبار پایداری سیستم آب زیرزمینی، با استفاده از ترکیب سه شاخص اعتمادپذیری، آسیبپذیری و مطلوبیت و با درنظرگرفتن اثر سناریوی تغذیۀ مصنوعی ارزیابی شد. به اینمنظور با استفاده از مدل MODFLOW اثر تغذیۀ مصنوعی شوراب سیوجان بر وضعیت آبخوان بیرجند طی یک دورۀ نُهساله شبیهسازی و پیشبینی وضعیت آبخوان تا افق 1404 در شرایط نرمال اقلیمی در سه سناریوی برداشت آب انجام گرفت. نتایج شبیهسازی نشان داد سیستم آبخوان در بخش انتهایی، که چاه مشاهدهای خوسف قرار دارد، با توجه به مسیر حرکت تغذیۀ آب زیرزمینی، اختلاف کم بین تراز مطلوب و تراز آب زیرزمینی و ضخامت کم ناحیۀ اشباع، بیشترین پایداری را بهمیزان 55 درصد داشته است. بررسی شاخصها در منطقه تحت تأثیر تغذیۀ مصنوعی در آبخوان نشان میدهد اجرای طرح تغذیۀ مصنوعی توانسته بین 21 تا 25 درصد با توجه به سناریوی کاهش، ثابتبودن برداشت و افزایش برداشت مقدار شاخص پایداری سیستم را بهبود دهد. شاخص ارائهشده در این تحقیق با توجه به قابلیت توزیعیبودن و امکان بررسی اثر سناریوهای مختلف، میتواند در سایر آبخوانها و در تصمیمگیری به کار برده شود.https://ije.ut.ac.ir/article_63270_c01e20557be27f0b4099254985422f5d.pdfدانشکده علوم و فنون نوین
دانشگاه تهراناکوهیدرولوژی2423-60984420171222Economic and Environmental Analysis of the Small Hydropower Plants Developmentبررسی و تحلیل اقتصادی و محیط زیستی توسعۀ نیروگاه های برقابی کوچک125512686327110.22059/ije.2017.63271FAحسنجنگ آوردانشجوی دکتری اقتصاد نفت و گاز، دانشکدۀ اقتصاد، دانشگاه علامه طباطبائی، تهرانیونسنوراللهیدانشیار، دانشکدۀ علوم و فنون، دانشگاه تهرانhttps://orcid.org/00علیامامی میبدیدانشیار، دانشکدۀ اقتصاد، دانشگاه علامه طباطبائی، تهرانJournal Article20170418The necessity to preserve the environment and the depletion of fossil fuels for energy production have concerned human attention to the use of alternative and renewable sources. Hence, hydropower plants development is one of the solutions that are using in countries. Since the hydropower plants division into small and large scale, economic and environmental factors plays an important role in choosing the optimal scale of hydropower plants.<br /> In this study, an analytical and comparative method use in order to determine the economic and environmental effect of the construction of small hydropower plants and their comparison with large hydropower plants. The results indicate that small hydropower plants; in addition to being able to use the minimum potential of water; are economically and environmentally advantages of in comparison with large hydropower plants. Some of the main advantages of small hydropower plants that differentiate them from large hydropower plants are: low investment costs, shorter construction time, reduced greenhouse gas emissions, the proper dispersal of units, enabling capacity for technology transfer and private sector investment capability. These advantages have led small hydropower to be considered as a good alternative to large hydropower plants.حفظ محیط زیست و پایانپذیربودن منابع فسیلی برای تولید انرژی، توجه بشر را به استفاده از منابع جایگزین و تجدیدپذیر معطوف کرده است. از اینرو، توسعۀ نیروگاههای برقابی از جمله راهکارهای بهکار گرفتهشده در کشورهای مختلف است. با توجه به تقسیمبندی نیروگاههای برقابی به کوچک و بزرگمقیاس، بررسی عوامل اقتصادی و ملاحظات محیط زیستی تأثیر زیادی در انتخاب مقیاس بهینۀ نیروگاههای برقابی دارند. در این مطالعه از روش تحلیلی و بررسی تطبیقی برای تعیین آثار اقتصادی و محیط زیستی احداث نیروگاههای برقابی کوچک و مقایسۀ آنها با نیروگاههای برقابی بزرگ استفاده شده است. نتایج بیانکنندۀ آن است که نیروگاههای برقابی کوچک علاوه بر امکان بهرهبرداری از کمترین پتانسیل آبی، از نظر اقتصادی و محیط زیستی نیز نسبت به نیروگاههای برقابی بزرگمقیاس برتری دارند. برخی از مزیتهای مهم نیروگاههای برقابی کوچک که سبب تمایز آنها از نیروگاههای برقابی بزرگ و توسعۀ آنها شده است، عبارتاند از: کمبودن هزینههای سرمایهگذاری، کوتاهی زمان ساخت، کاهش انتشار گازهای گلخانهای، پراکندگی مناسب واحدها، ظرفیت مناسب انتقال فناوری و قابلیت سرمایهگذاری توسط بخش خصوصی. این مزیتها موجب شده است که به نیروگاههای برقابی کوچک بهعنوان جایگزین مناسبی برای نیروگاههای برقابی بزرگ توجه شود.https://ije.ut.ac.ir/article_63271_5be2a6b510ba19399a55da80085c1159.pdf