تحلیل احتمال از آستانه EC و pH آب زیرزمینی با استفاده از روشهای زمین آمار در دشت اراک- فراهان
سمیرا قاسمی، ناصر گنجی خرم دل، مهدی مردیان
مجله پژوهش های کاربردی علوم آب، 1(1): 71-82.
سال 1394
چکیده
یکی از مهمترین اقدامات مدیریت منابع آب زیرزمینی، پایش کیفی با روشهای قابل قبول و دقیق میباشد. با توجه به اهمیت موضوع، در این پژوهش به ارزیابی مدلهای زمین آمار در بررسی تغییرات زمانی و مکانی EC و pH آب زیرزمینی در محدوده دشت اراک- فراهان پرداخته شد. ابتدا شاخصهای آماری- توصیفی برای دادههای فصل بهار و پاییز سالهای 1388 و 1392 بررسی شد و انواع مدل-های کریجینگ و کوکریجینگ به دادهها برازش گردید. سپس با استفاده از روش ارزیابی متقابل، ارزیابی مدلها انجام گرفت و در نهایت نقشه احتمال از آستانه با مدل بهینه تهیه گردید. نتایج نشان داد که در بیشتر دورههای مطالعاتی، کریجینگ با مدل کروی دقیق تر از سایر روشها عمل کرده است. از نظر تغییرات EC بیشترین مقادیر در نواحی تالاب میقان مشاهده شد؛ در حالی که با فاصله گرفتن از تالاب، از مقدار pH کم شد. همچنین نتایج نشان داد که احتمال بالای 80% برای EC و بالای 70% برای pH در محدوده مناطقی است که تحت تأثیر فعالیتهای انسانی قرار گرفتهاند.
واژههای کلیدی: کیفیت آب، نیمپراشنما، ارزیابی متقابل، درصد احتمال ، تالاب میقان
Determination of optimized sediment rating equation and its relationship with physical characteristics of watershed in semiarid regions: A case study of Pol-Doab watershed, Iran
A. Talebi, A. Bahrami, M. Mardian, J. Mahjoobi
Desert 20-2 (2015) 135-144
Abstract
Managers always consider the precise estimation of sediments in watersheds due to various conditions, such as soil and water resources management, construction, infrastructure and economical and social issues. In this condition, an optimized determination of sediment rating equation (typical method until now for sediment yield estimation) is essential to investigate sediment yield in rivers. In this study, the best sediment rating equation was determined for four hydrometric stations of Pol-Doab watershed in Markazi province using sediment rating curves types (singlelinear, multi-linear, mean loads) together with bias correction factors (FAO, Quasi-Maximum Likelihood Estimator [QMLE], Smearing, Minimum Variance Unbiased Estimator [MVUE] and β). The results showed that the optimized equation in stations is the mean loads (MVUE), which can used for prediction of sediment yield in annual scale. Moreover, FAO factor is more accurate for the estimation of sediment yield in high variability conditions for monthly, weekly and daily scales. According to the obtained results, accurate representation of variability intensity of sediment yield is associated with the rating curves types, since the monthly rating curve is more accurate. Also, the results indicated that the watershed average slope has direct relation with b coefficient of rating equation, and when using this parameter, the rate of sediment yield can be determined for month, season and hydrological periods. Based on the obtained results, with increase in the watershed average slope, the slope of suspended sediment concentration (SSC) equation is also increased.
Keywords: Bias correction factors; Physical characteristics of watershed; Pol-Doab watershed; Sediment rating curve
تحلیل تغییرات زمانی و مکانی انتقال رسوب معلق در ارتباط با تغییرات
کاربری اراضی در حوزه آبخیز ماربره لرستان
منبع: رساله دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری- 1397
چکیده
شفافسازی تغییرات عرضه رسوب در مقیاسهای زمانی و مکانی برای ارائه برنامههای مدیریتی ضروری است. در این پژوهش تغییرات انتقال رسوب معلق در امتداد رودخانه ماربره لرستان بر اساس دادههای ثبت شده و نمونهبرداریها بررسی شد. ابتدا چهار دیدگاه شامل آستانه فصلی، فصلی، سالانه و دوره کاربری اراضی بر اساس دادههای اندازهگیری شده سالهای 95-1350 تعریف شد. دبی آستانه فصلی با استفاده از بهترین توزیع آماری برای دوره بازگشت دو سال تعیین شد. برای مقیاس کاربری اراضی نقشه کاربری اراضی سالهای 1377 و 1395 با فنآوری سنجش از دور تهیه شد. در مرحله بعد با استفاده از الگوریتم LOWESS بر مبنای وزن محلی دادهها، تغییرات شکست خط دبی رسوب تحلیل شد. همچنین با استفاده از ضریب اصلاحی MVUE، آورد رسوب معلق در دو دوره کاربری اراضی ارزیابی شد. همزمان، نمونه برداری رسوب سیل در بازه زمانی فروردین 95 تا اردیبهشت 97 انجام شد و از دو توصیفگر C∆ و R∆ برای تعیین میزان مشارکت رسوب در طول آبنمود استفاده شد. نتایج نشان داد در میانه آبخیز برای ایستگاه ماربره دره تخت، بالاترین مقدار ضریب b منحنی سنجه برای دبیهای کمتر و بیشتر از آستانه به ترتیب برای بهار و زمستان برابر 0.307 و 1.423 است. بنابراین تغذیه و ظرفیت انتقال رسوب در رویدادهای بزرگ فصل زمستان و رویدادهای کوچک فصل بهار بالا است. همچنین مشخص شد در دوره کاربری اراضی 95-1377، شیب منحنی سنجه افزایش یافته است که بیشترین تأثیرپذیری افزایش غلظت رسوب مربوط به فصل زمستان است و ضریب b از 0.565 به 1.531 افزایش داشت. طبق نتایج در خروجی آبخیز برای ایستگاه ماربره دورود، بیشترین ظرفیت انتقال رسوب مربوط به رویدادهای بیشتر از آستانه فصل بهار است که دارای شیب منحنیسنجه 1.469 است. همچنین تغذیه و ظرفیت انتقال رسوب در دبیهای بیشتر از آستانه فصل پاییز این ایستگاه بیشتر از زمستان است. نتایج تحلیلهای الگوریتم LOWESS نشان داد تغییر کاربری 21.12 درصدی مرتع به دیم منجر به افزایش ظرفیت و توان انتقال رسوب رودخانه ماربره شده است، اما تأثیر سایر دخالتهای انسانی شامل احداث 2 سد مخزنی و بندهای متعدد در سرشاخهها (با مجموع حجم ذخیره تقریباً 100 میلیون مترمکعب)، منجر به کاهش آورد رسوب معلق سالانه متناسب با کاهش آبدهی شده است. نتایج تحلیل الگوهای پسماند رسوب در 11 رویداد اندازه گیری شده نشان داد که سه رویداد الگوی ساعتگرد، دو رویداد الگوی پادساعتگرد، سه رویداد الگوی هشتی شکل و سه رویداد الگوی پیچیده دارند. بطوری که رسوب الگوهای ساعتگرد از رویدادهای کوچک و اراضی مجاور آبکندها و اراضی شخم خورده مجاور رودخانه تغذیه میشود؛ الگوهای پادساعتگرد بر اساس رویدادهای حاصل از بارش باران و مشارکت کل آبخیز و دامنههای شیب دار بالادست بخصوص تغییر کاربری یافته مرتع به دیم شکل میگیرند. اما الگوهای هشتی شکل و پیچیده که بیش از نیمی از رویدادها را شامل میشوند به دلیل وسعت حوزه و تأثیر عوامل مختلف از جمله زمینشناسی، خصوصیات بارش و رطوبت پیشین، آشفتگی غلظت رسوب را در طول جریان به همراه دارند.
کلمات کلیدی: الگوهای پسماندی، الگوریتم LOWESS، رودخانه ماربره، ظرفیت انتقال، منحنی سنجه رسوب
مدیرعامل شرکت آب منطقه ای استان مرکزی گفت: حجم بارش های امسال در استان به 250 میلی متر رسیده که این میزان حدود 64 درصد نسبت به میانگین دراز مدت 30 سال گذشته افزایش یافته است.
مهندس آمره ای افزود: حجم بارشی مطلوب از ماه های پایانی سال قبل باعث شد تا بیش از 95 میلیون مترمکعب آب پشت سد کمال صالح اراک ذخیره شده و سرریز کند.
وی ادامه داد: اکنون در هر ثانیه 10 متر مکعب از سد کمال صالح سرریز می شود و پیش بینی می شود تا فصل بهار سال آینده میزان آن بلکه بیشتر نیز بشود.
وی همچنین از کشاورزان خواست تا با توجه به بارش های اخیر و وضعیت مطلوب آب های زیرزمینی موتورهای چاه های خود را زودتر از موعد مقرر روشن نکنند.
سد کمال صالح، از نوع سنگریزه ای با هسته رسی و با حدود ۱۰۰ میلیون متر مکعب گنجایش مفید در ۷۴ کیلومتری جنوب غرب اراک و ۴۶ کیلومتری جنوب شهر شازند قرار دارد که با داشتن منظره های طبیعی دیدنی، یکی از نقاط گردشگری استان مرکزی محسوب می شود.
تحلیل حساسیت توابع هدف در مدل برنامه ریزی خطی به منظور بهینه سازی کاربری اراضی حوزه آبخیز آدینه مسجد شازند
1-حشمت اله آقارضی، 2-مهدی مردیان، 3-علی اکبر داوودی راد، 4-داوود نیک کامی
1عضو هیئتعلمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی | |
2دانشجوی دکتری آبخیزداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری | |
3دانشجوی دکتری آبخیزداری دانشگاه تربیت مدرس و عضو هیئتعلمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی | |
4دانشیار پژوهشکدة حفاظت خاک و آبخیزداری |
چکیده | |
بهینه سازی کاربری اراضی، با استفاده از مدل برنامه ریزی خطی، یکی از روش های مدیریتی برای رسیدن به پایداری تولید و کاهش فرسایش خاک است. در این میان، تحلیل حساسیت مدل می تواند، با بررسی تأثیرپذیری نتایج از تغییرات پارامترهای ورودی، عدم قطعیت در تصمیم گیری برنامه های مدیریتی را کاهش دهد. بر این اساس، در تحقیق حاضر، با استفاده از مدل برنامه ریزی خطی و به کمک نرم افزار Lingo، بهینه سازی کاربری اراضی در حوضة آبخیز آدینهمسجد در استان مرکزی انجام شد. سپس، در دامنة مجاز تغییرات 50- تا 50+ درصدی سطح کاربری های اراضی، با توجه به ضرایب بیشینه ساز سود و کمینه ساز فرسایش، به تحلیل حساسیت مدل پرداخته شد. طبق نتایج، مقادیر توابع هدف فقط نسبت به حداکثر سطح اراضی دیم، آن هم به مقدار خیلی کم، حساسیت نشان می دهند؛ به طوری که، با کاهش 10 درصدی حداکثر سطح اراضی دیم، میزان درآمد در وضعیت فعلی 3.5 درصد، در وضعیت اعمال مدیریت 4.2 درصد و در وضعیت استاندارد 2.6 درصد کاهش مییابد. از طرفی، مقدار فرسایش در وضعیت فعلی 0. درصد و در وضعیت اعمال مدیریت 0.19 درصد کاهش مییابد. اما، در وضعیت استاندارد 0.34 درصد افزایش مییابد. همچنین، نتایج نشان داد تغییرپذیری سود از تغییرات سطح اراضی دیم متأثر است؛ در حالی که تغییرپذیری فرسایش از تغییرات سطح کاربری مرتع تأثیر میپذیرد. | |
کلیدواژهها | |
افزایش درآمد؛ جدول سیمپلکس؛ سد کمال صالح؛ سناریوهای مدیریتی؛ کاهش فرسایش خاک | |
نشریه مرتع و آبخیزداری، دوره68، شماره 4، زمستان 1394
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jrwm.2015.56960
https://jrwm.ut.ac.ir/article_56960.html
طراحی و توسعه شبکه پایش سطح آب زیرزمینی با استفاده از زمین آمار و روشهاي آماري
در دشت اراك
ناصر گنجی خرم دل1؛ فاطمه کیخایی2؛ مهدی مردیان* 3
1گروه مهندسی آب، دانشگاه اراک
2مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی
3دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده
امروزه مدل های برآوردگر سطح آب زیرزمینی در امر توسعه و تأمین آب کشاورزی و مدیریت آن نقش مهمی ایفا می کنند. به علت اینکه میزان دقت مدل های برآوردگر در ارتباط با تعداد داده های اندازه گیری شده نیز هست، باید یک فرایند بهینه سازی به منظور دستیابی به تعداد داده های مناسب همانند تعداد شبکه چاه های مشاهده ای داشت. هدف از این تحقیق، عرضه روشی برای بررسی کفایت شبکه چاه های مشاهده ای سطح آب زیرزمینی دشت اراک بر اساس تحلیلگر زمین آماری کریجینگ و ارزیابی نتایج آن با روش های آماری است. بدین منظور ابتدا با روش زمین آمار کریجینگ معمولی، نیم پراش نمای تجربی برای 45 داده سطح آب زیرزمینی در دشت اراک تهیه شد. سپس به منظور تشریح میزان پتانسیل بهبود کیفیت شبکه مشاهده ای و ارزیابی دقت و صحت برآوردها، سه تحلیل آماری شامل برآورد خطای میان یابی، ارزیابی متقابل و تغییرپذیری با زمان به کار گرفته شد. مطابق با نتایج، می توان 5 چاه از میانه دشت اراک را از شبکه پایش حذف کرد؛ در حالی که در 5 نقطه دیگر، عمدتاً در شرق و شمال شرق، نیاز به چاه است. همچنین با توجه به تحلیل وردش زمانی صورت گرفته، در 10 چاه مشاهده ای، نیازی به اندازه گیری با مقیاس زمانی کوتاه نیست و اندازه گیری- هایی در مقیاس فصلی نیز برای پایش سطح آب زیرزمینی کفایت می کند.
کلیدواژه ها: سطح آب زیرزمینی؛ شبکه پایش؛ روش کریجینگ؛ خطای برآورد؛ ارزیابی متقابل
منبع: مجله ژئوفیزیک ایران، دوره 9، شماره 3، پاییز 1394، صفحه 29-17
http://www.ijgeophysics.ir/article_33598.html
جایگاه آبخیزداری در طرح احیاء و تعادلبخشی منابع آب زیرزمینی کشور
مهدی مردیان، دانش آموخته دکتری آبخیزداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
منبع: خبرنامه انجمن آبخیزداری ایران- آبان 1397
بهره برداری ناپایدار از منابع آب زیرزمینی یکی از معضلات اصلی مرتبط با ساختار حکمرانی آب زیرزمینی کشور به شمار میرود؛ تا جایی که روند روزافزون افت سطح ایستابی و تعداد دشتهای ممنوعه با وجود سابقه طولانی تگذاری، برنامهریزی، قانونگذاری و تلاش ساختار اجرایی کشور در زمینه حل این مشکل، به عنوان یکی از چالشهای مهم مطرح میباشد (فرزانه و همکاران، 1395). از طرف دیگر فشار ناشی از نیازهای روزافزون آب و محدودیت منابع موجود، مسئولین رده بالای کشور ایران را وادار به اعمال مدیریت علمی و عملی در منابع آب زیرزمینی کرده است.
در راستای چارهاندیشی برای کنترل افت و کسری مخزن حادث شده در آبخوانها.
برآورد پتانسیل رسوبدهی هر یک از رخساره های ژئومورفولوژیکی حوزه آبخیز امامزاده اسماعیل اقلید- فارس
مهدی مردیان - کارشناسی ارشدآبخیزداری
ابوالفضل دلاوری کامیاب - کارشناسی ارشدمدیریت مناطق بیابانی
حسین سامان منش - کارشناسی ارشدآبخیزداری
هادی وروانی - دانشجوی دکتری ابیاری و زهکشی
حشمتاله آقارضی1؛ علیاکبر داودیراد2؛ مهدی مردیان* 3؛ مجید صوفی4
1مربی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی
2دانشجوی دکتری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس
3دانشجوی دکتری دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
4دانشیار مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس
چکیده
شناخت فرایندهای موثر در فرسایش بهخصوص آستانهها یکی از راهکارهای مهم مدیریتی منابع آب و خاک محسوب میشود. فرسایش خندقی یکی از مهمترین منابع رسوبدهی حوزههای آبخیز است که برای آن آستانههای مختلف از جمله مساحت-شیب یا توپوگرافی تعریف شده است. در این پژوهش به تحلیل آستانه توپوگرافی خندقها در حوزه آبخیز ظهیرآباد شازند پرداخته شد. ابتدا بر اساس عملیات میدانی و مدل رقومی ارتفاع، مشخصات مورفومتری 14 خندق همراه با نمونهبرداری خاک و خصوصیات پوشش گیاهی اندازهگیری شد. سپس با تحلیلهای عاملی و خوشهای، خندقهای همگن منطقه مطالعاتی تعیین شد و رابطه توانی مساحت-شیب برای آنها تهیه شد. طبق نتایج، همبستگی قوی بین مساحت با شیب آبخیز خندقها مشاهده نشد. بهطوریکه ضریب تبیین از نقطه ایجاد و نقطه گسترش کل خندقهای مطالعاتی بهترتیب برابر 0.111 و 0.1 بهدست آمد. با توجه به نتایج، فرایند غالب در ایجاد و گسترش خندقهای منطقه ظهیرآباد مربوط به تمرکز جریان و فرسایش خطی است که بر روی دامنههای شیبدار منجر به تشکیل و توسعه خندق شده است. با توجه به غالبیت بافت لومی خاک، تغییر کاربری و تخریب پوشش گیاهی در منطقه، پیشنهاد میشود تا ضمن بررسی الگوی استفاده از اراضی منطقه، بهینهسازی کاربری و تقویت پوشش گیاهی دامنهای بهمنظور کنترل فرسایش خندقی انجام گیرد.
کلیدواژه ها: آستانه توپوگرافی؛ تحلیل خوشهای؛ تحلیل عاملی؛ رسوبدهی؛ فرایند فرسایش
منبع: نشریه علمي پژوهشي مهندسي و مدیریت آبخیز، سال 1394، 6(1): 9-1.
ارزیابی روند رسوبدهی و بررسی ارتباط آن با مقادیر بارش و دبی سالانه در سرشاخه های اصلی رودخانه تیره لرستان
1- مهدی مردیان؛ دانشجوی دکتری آبخیزداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری- ایران
2و3- واحد بردی شیخ و علی نجفی نژاد؛ دانشیار و عضو هیئت علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان- گرگان- ایران
4- جواد وروانی؛ استادیار و عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک- اراک- ایران
چکیده
فعالیتهای انسانی و تغییرات اقلیمی در نیم قرن اخیر بهطور چشمگیر بر رژیم آبدهی و رسوبدهی رودخانهها اثر گذاشته است. شفافسازی این تغییرات در سریهای زمانی معمولاً با انجام آزمون روند صورت میگیرد. با توجه به اینکه در تحقیقات داخلی به موضوع بررسی روند رسوبدهی رودخانههای کشور کمتر پرداخته شده است، در این تحقیق روند رسوبدهی سرشاخههای اصلی رودخانه تیره لرستان و ارتباط احتمالی آن با روند مقادیر بارش و دبی جریان در سری زمانی سالانه در دوره آماری 1354 تا 1382مورد ارزیابی قرار گرفت. برای انجام این تحقیق از آزمون پارامتریک رگرسیون خطی ساده و آزمون ناپارامتریک من- کندال در محیط نرمافزار آماری R 2.6.0 استفاده شد. نتایج هر دو آزمون، روند منفی را در سریهای میانگین سالانه رواناب و رسوب ایستگاههای هیدرومتری رودخانه تیره نشان داد؛ اما این روند منفی فقط در خروجی حوضه معنیدار بود. از طرفی مقادیر میانگین بارش سالانه در طی دوره مطالعاتی روند منفی داشت که معنیدار نبود. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که میانگین مقادیر آبدهی و رسوبدهی سالانه در خروجی حوضه رودخانه تیره در طول دوره مطالعاتی رو به کاهش بوده است؛ هر چند که مقادیر بارش سالانه روند نزولی معنیداری را نشان نمیدهد. به احتمال قوی عوامل درون حوضهای همانند افزایش سطح زیر کشت، بالا رفتن جذب و ربایش متناسب با تغییرات کاربری اراضی، افت سفرههای آب زیرزمینی و عملیات بیو- مکانیکی حفاظت آب و خاک در دامنهها و آبراههها از جمله مواردی هستند که روند کاهش آبدهی و رسوبدهی رودخانه تیره را به دنبال داشتهاند.
کلیدواژهها: آزمون رگرسیون خطی؛ آزمون من- کندال؛ رودخانه تیره لرستان؛ روند رسوبدهی؛ سری زمانی سالانه
منبع: مجله تحقیقات منابع آب ایران، سال 1392، دوره9 شماره2: ص 87-84
http://www.iwrr.ir/article_17529.html
درباره این سایت