پژوهش های نوین در مهندسی آب پایدار

چکیده مناطق پرورش موز در اقلیم‎های نیمه گرمسیری بین 20 تا 30 درجه شمالی یا جنوبی خط استوا واقع شده است و با توجه به اینکه استان سیستان و بلوچستان در عرض جغرافیایی 25 تا 31 درجه شمالی قرار گرفته است، می­تواند برای کشت موز مناسب باشد. در همین راستا هدف اصلی این پژوهش شناسایی توان اقلیمی استان سیستان و بلوچستان برای کشت درخت موز با استفاده از نمایه­های اقلیم کشاورزی است. در این پژوهش نمایه­های درجه روزهای رشد، درجه روزهای موثر بیولوژیکی، مجموع دماهای فعال، اختلاف تجمعی دما، کمبود فشار بخار آب و تبخیر و تعرق پتانسیل با استفاده از دو روش سلسله مراتبی و منطق بولین اقلیم استان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج پژوهش نشان داد با روش سلسله مراتبی 17 درصد از مساحت استان (شهرستان های دشتیاری، چابهار، کنارک و زرآباد و بخش هایی از جنوب شهرستان­های راسک، قصرقند و نیکشهر) برای کشت موز بسیار مناسب و 8 درصد برای کشت موز مناسب می­باشد (نیمه شمالی شهرستان­های سرباز، راسک و نیکشهر). همچنین نتایج این پژوهش نشان داد در منطق بولین 10 درصد از مساحت منطقه مورد مطالعه (شهرستان­های دشتیاری، چابهار، کنارک و زرآباد و بخش­هایی از جنوب شهرستان­های راسک، قصرقند و نیکشهر) برای کشت درخت موز در استان مناسب می­باشد. مناطق کشت موز در حال حاضر کمتر از 1 درصد مساحت استان می­باشد که با نتایج این پژوهش تطابق ندارد. بنابراین بر اساس نتایج این پژوهش می­تواند مناطق زیر کشت موز در استان افزایش یابد.

چکیده با افزایش جمعیت، گرم­شدگی کره زمین و تغییرات آب و هوایی، در آیندهای نه چندان دور به­خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا با مشکل کمبود آب مواجه خواهد شد که می­تواند بحران­های شدیدی را در زمینه­های مختلف بوجود آورد. بنابراین لازم است تا با مطالعه رفتار آب در گذشته و ارائه راهکارهایی به منظور دستیابی به پایداری، تا حد زیادی از بروز مشکلات ناشی از کم­آبی مانند بیابان­زایی، توسعه فقر، تهدید امنیت غذایی، آلودگی هوا و دیگر آثار مخرب زیستمحیطی، اجتماعی و اقتصادی جلوگیری شود. در جهانِ دارای امنیت آب، اهمیت ارزش واقعی آب و اهمیت مصرف آب برای حیات و رفاه انسان، یکی می‌شوند. در جهان دارای امنیت آب، قدرت تولیدی آب تحت کنترل درآمده و نیروی تخریبی آن به حداقل می‌رسد. امنیت آب، به معنی اداره و رسیدگی به حفاظت زیست‌محیطی از منظر مدیریت منابع آب و حذف یا کنترل اثرات منفی مدیریت ضعیف نیز می‌باشد. در امنیت آب، پایان دادن مسئولیت پراکنده آب و یکپارچه‌سازی مدیریت منابع آب در تمامی بخش‌ها از جمله امور مالی، برنامه‌ریزی، کشاورزی، انرژی، گردشگری، صنعت، آموزش و سلامت، مورد توجه قرار می‌گیرد. در این تحقیق در مورد روندهای مصرف و کمبود آب در مقیاس منطقه­ای و جهانی و طبقه­بندی کمبود آب برای سال­های مختلف برای جهت‌دهی و تنظیم کارهای مدیریتی به منظور دستیابی به اهداف توسعه پایدار بحث شده­است که می­تواند باتوجه به اقلیم منطقه و شرایط آن، در شناسایی راه حل­های احتمالی مناسب برای مقابله با کمبود آب و همچنین ارزیابی راهکارهای کاهنده مصرف، مفید واقع شود.

چکیده افزایش جمعیت در سطح دنیا و بالا رفتن میزان تقاضای آب در اکثر نقاط دنیا، مشکلات زیادی را در توزیع و تخصیص منابع آبی در بخش­های مختلف شرب، صنعت و کشاورزی به­وجود آورده است. دشت اردبیل به­دلیل قرار گرفتن در اقلیم سرد و خشک در تأمین آب مصرفی بخش­ کشاورزی با مشکل کم­آبی مواجه است. یکی از راه­کارهایی که می­تواند تا حدودی این مشکل را حل کند مدیریت جامع آب است که یک روش اقتصادی دارای اهمیت بوده و با ارزش­گذاری می­توان بین عرضه و تقاضای آب تعادل ایجاد کرد. در این مطالعه برای تعیین ارزش اقتصادی آب در تولید محصولات سیب­زمینی و یونجه از روش تابع تولید استفاده شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که متوسط مقدار تولید نهایی نهاده آب آبیاری برای محصول سیب‌زمینی و یونجه به‌ترتیب برابر با 459/0 و 125/0، با ارزش اقتصادی 8/11486 و 4/2759ریال بر مترمکعب می‌باشد. همچنین بالاترین میزان مصرف آب در تولید سیب‌زمینی و یونجه به ترتیب برابر با 14400 مترمکعب و 10000 مترمکعب در هکتار و میانگین مصرف آب به ترتیب برابر با 03/12091 و 52/6786 مترمکعب در هکتار به‌دست آمد. در نتیجه با آگاهی دادن به کشاورزان بابت پیامدهای برداشت بی­رویه از منابع آبی و اصلاح قیمت آب کشاورزی بر اساس ارزش نهایی تولید، می‌توان از هدررفت و مصرف بی‌رویه آب در بخش کشاورزی جلوگیری کرد.

چکیده آب نقش مهمی در تغییر سیاست‌ها و اقتصاد قرن 21 دارد. پیش‌بینی می‌شود یکی از علل تنش‌ها و تضادهای غرب آسیا مربوط به بحران کمبود آب باشد؛ اما تنها کمبود آب باعث این تنش‌ها نمی‌شوند؛ بلکه سیاست‌گذاری‌ها و حکمرانی‌های غلط نیز موجب این درگیری‌ها می‌شود. استفاده عادلانه از منابع مشترک آبی از اولویت‌های کشورهای ذی‌مدخل است که با نگرش عادلانه باعث کاهش درگیری‌ها و افزایش ایجاد همکاری و مشارکت آن‌ها می‌شود. در این تحقیق به بررسی قوانین بین‌المللی، ساختار مذاکرات، گفتمان‌ها و انواع دیپلماسی برای رفع تنش‌ها پیرامون مسائل آبی پرداخته شده است. همچنین مروری بر چالش‌هایی که موجب افزایش بحران آب می‌شوند، شده است. نتایج این بررسی‌ها حاکی از آن است که با وجود قوانین موجود در خصوص منابع آبی مشترک، همچنان نبود یک تعریف مورد توافق جامع در خصوص «حقوق بین‌المللی آب»، یکی از عوامل عدم موفقیت مذاکرات و معاهدات آبی است. همچنین وجود برخی ابهامات در مواد قوانین بین‌المللی آب از دیگر اشکالات در حل مناقشات آبی می‌باشد. در این راستا، دستورالعمل پیاده‌سازی دیپلماسی آبی نوآورانه در هر منطقه را شاید بتوان راه‌حلی مناسب برای مدیریت پایدار منابع آبی مشترک انتخاب کرد. به این ترتیب که بحران آبی حاضر از طریق ساختارهای مدیریتی مناسب در بهره‌برداری مشترک از منابع موجود و اعمال برنامه‌ریزی‌های کلان مبتنی بر تعاملات بین‌المللی و با استفاده از تمامی ظرفیت‌ها قابل مدیریت خواهد بود. این مدیریت مستلزم ایجاد پایگاه دانش یکپارچه و شناخت دقیق منابع است.

چکیده برآورد رواناب ناشی از وقوع بارندگی، گامی بسیار مهم در برنامه‌ریزی منابع آب به ویژه در آبخیزهای فاقد ایستگاه‌های هیدرومتری است. در این مطالعه به شبیه‌سازی بارش- رواناب ایستگاه آخولا واقع در حوضه آجی‌چای پرداخته شد و با استفاده از روش‌های داده‌کاوی و مقایسه عملکرد آنها، مناسب‌ترین مدل بارش-رواناب ارائه گردید. برای این منظور داده‌های مورد نظر (بارش، دبی، دما) بصورت ماهانه از سازمان‌های آب و هواشناسی استان‌های آذربایجان شرقی و غربی دریافت گردید. جهت شبیه‌سازی از مدل‌های داده‌کاوی جنگل تصادفی و شبکه عصبی مصنوعی استفاده گردید. مقایسه مقادیر رواناب ماهانه مشاهداتی با رواناب ماهانه تخمین زده شده توسط مدل‌ها با استفاده از معیارهای ارزیابی انجام شد. در این مطالعه مقادیر CC (ضریب همبستگی) برای مجموعه‌های تست در مدل جنگل تصادفی و شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب برابر با 82/0و 86/0 تعیین گردید. تحلیل‌ نتایج نشان داد که برای ایستگاه آخولا مدل ANN عملکرد و کارایی بالاتری نسبت به مدل RF دارد. از نتایج دیگر این پژوهش می‌توان به سری زمانی بارش و رواناب ایستگاه طی 20 سال اخیر اشاره کرد. با توجه به تحلیل روند من-کندال، در طی این 20 سال روند مشخصی برای بارش بر روی حوضه آجی‌چای دیده نشد و نمودارهای سری زمانی نشان داد که بارش در این مناطق بصورت نوسانی بوده است. اما سری زمانی برای دبی آجی‌چای در ایستگاه آخولا، نشان داد که روند کاملاً نزولی برای جریان آب رودخانه ثبت شده است که در واقع دلیل کاهش دبی ورودی به دریاچه ارومیه و پایین آمدن تراز آب دریاچه می‌باشد.

چکیده در این مطالعه با استفاده از رویکرد مبتنی بر مفصل به شبیه ­سازی دبی خروجی سیلاب در رودخانه کارون پرداخته شده است. در این خصوص از  اطلاعات سیلاب مورخ سی­ام نوامبر 2008 رودخانه کارون استفاده شد. با استفاده از توزیع ­های حاشیه ­ای ناکاگامی و پارتو تعمیم یافته، به بررسی توابع مفصل مختلف پرداخته شد که نتایج بیانگر برتری مفصل کلایتون با مقدار 9/4= بود. با توجه به توزیع­ های حاشیه ­ای و مفصل کلایتون، تحلیل فراوانی وقوع توأم جفت متغیر هیدروگراف ورودی و خروجی سیلاب انجام شد که منجر به ارائه منحنی تیپ در خصوص تخمین مقادیر مختلف هیدروگراف خروجی سیلاب متناظر با مقادیر هیدروگراف ورودی شد. این منحنی می­تواند مقادیر خروجی هیدروگراف را با احتمالات مختلف و بر اساس مقادیر ورودی شبیه ­سازی کند. شبیه ­سازی مبتنی بر مفصل نیز با توجه به چگالی شرطی توابع مفصل نشان داد که ضریب همبستگی مقادیر شبیه‌سازی شده 7 درصد بیشتر از مقادیر مشاهداتی است. دقت و قطعیت شبیه ­سازی مقادیر خروجی هیدروگراف نیز با توجه به نمودار وایولین تائید شد. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل شبیه ­سازی مبتنی بر مفصل، کارایی بالایی در شبیه ­سازی دبی خروجی هیدروگراف سیلاب دارد. نتایج شبیه­ سازی مبتنی بر مفصل بر اساس آماره ­های جذر میانگین مربعات خطا و نش-ساتکلیف، به ترتیب میزان خطای 93/35 مترمکعب بر ثانیه و کارایی 96/0 را نشان داد. چگالی شرطی مورد استفاده در این تحقیق سبب ارائه رابطه پیشنهادی در خصوص شبیه ­سازی دبی هیدروگراف خروجی به شرط وقوع هیدروگراف ورودی سیلاب در منطقه مورد مطالعه با کارایی 66 درصد شد.

چکیده سیل به‌عنوان یکی از پرمخاطره‌ترین بلایایی طبیعی شناخته می‌شود که باید در مدیریت بحران به آن توجه ویژ‌ه‌ای داشت. یکی از وظایف مدیران در زمینه کاهش و پیشگیری از خسارات سیل، پهنه‌بندی و طبقه‌بندی خطر سیل است. بنابراین برای جلوگیری از وقوع سیل شناسایی مناطق دارای خطر سیل‌خیزی بسیار با اهمیت است. در شهرستان روانسر نیز به دلیل سیل‌خیز بودن منطقه و خسارات مالی و جانی ناشی از سیل که هرساله اتفاق می‌افتد لازم است مناطق خطرپذیر شناسایی شود و در این پژوهش به پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی شهرستان روانسر و معرفی مناطق مستعد سیل پرداخته شده است. با توجه به اهداف پژوهش، به‌منظور بررسی پتانسیل سیل‌خیزی از سیستم اطلاعات جغرافیایی و فرآیند سیستم تحلیل سلسله مراتبی استفاده شده است. برای تهیه نقشه پتانسیل سیل از معیارهای شیب، ارتفاع، تراکم پوشش گیاهی، فاصله از رودخانه، بارش و کاربری اراضی به‌عنوان معیارهای موثر در وقوع سیل در منطقه استفاده شده است. این معیارها با استفاده از نظر کارشناسان و پرسشنامه تهیه شدند و پس از وزن‌دهی و تلفیق لایه‌ها، نقشه پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی روانسر در پنج پهنه بدست آمد. براساس نتایج نقشه خطر سیل‌خیزی، قسمت‌های جنوبی این شهرستان در پهنه خطر سیل زیاد و خیلی زیاد با پوشش منطقه‌ای 8/24 و 6/21 درصد قرار دارند. این مناطق دارای نفوذپذیری پایین، شیب کم (0 تا 5 درجه)، ارتفاع پایین (1126 تا 1508 متر)، تراکم کم پوشش گیاهی، بارش زیاد (814 میلی‌متر)، نزدیکی و مجاورت به رودخانه‌ها و کاربری مسکونی هستند که در ردیف مناطق مستعد خطر سیل نسبت به سایر بخش‌ها قرار گرفته ­اند.