سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس پژوهش های آبخیزداری 2981-2313 37 2 2024 06 21 Effect of Flood Spreading on Indices Species Diversity, Richness, Density and Evenness of Soil Seed in the Aquifer Management Kowsar Station بررسی اثر پخش سیلاب بر شاخص های تنوع، غنا، تراکم و یکنواختی گونه ای بانک بذر خاک در ایستگاه آبخوانداری کوثر 2 21 129368 10.22092/wmrj.2023.361934.1535 FA سید محمد رضا حبیبیان استادیار پژوهشی، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران محمد جواد روستا دانشیار پژوهشی، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران مهرداد زرافشار استادیار پژوهشی، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران Journal Article 2023 04 04 Introduction and Goal In recent years, the use of flood spreading systems is one of the most effective ways to control surface water, especially in arid and semi-arid regions which In addition to the reduction of the harmful effects of floods, it results in the reduction of soil erosion, the strengthening ground water tables, the improvement of agricultural lands and the rehabilitation of rangelands vegetation. In flooded rangelands, there is little information about the characteristics of the soil seed bank. This, in turn, has cost and wasted a lot of time. The presence of many species in the seed bank can explain the effects of environmental and management factors in the past. Identification of this resource plays an important role in the protection and restoration of vegetation. In this regard, the aim of the current study is to assess the biological diversity indicators of the existing seed bank due to flood spreading in order to restore and improve the vegetation cover in such rangelands. Materials and Methods In order to investigate the effects of flood spreading on the composition, density, diversity, richness and evenness species of the soil seed bank in two areas with flood spread and without flood spread (Control) in Gareh Bygone Fasa region, seed bank research was carried out for three years from 2020. In June 2020, was done after the preliminary identification of the rangelands of the flood spreading area, the location of two representative areas inside and outside the flood spreading area (Control). Sampling of the soil seed bank in the fall of 2020, before the seeds in the soil began to grow. Inside the representative area (rangeland flooded in 6 strips) and Control (rangeland without flooding), 1 transect of 150 meters was established in the direction perpendicular to the slope of the land. At 10-m intervals along each transect, a 1-m2 plot was randomly selected (total of 15 plots or repetitions). A pit with a diameter of 7 cm and a depth of 0 to 5 and 5 to 10 cm was dug in the four corners and center of each plot. Soils of each depth were combined separately in five points of one square meter plot and considered as a sample for planting in special trays in the greenhouse. The soil seed bank samples were kept in the refrigerator for four months to break the seed dormancy and then transferred to the greenhouse environment for one year for cultivation and by the seedling emergence method, the seeds in the soil which gradually they turned green, were identified and counted. Analyzes related to the seed bank were performed based on the number of germinated seedlings and counted in the greenhouse. The density of species in the soil seed bank was calculated by calculating the total number of seeds of all species per square meter. The diversity, richness and evenness of species were assessed using PAST software. For species richness of the soil seed bank, Margalef and Menhinic indices were used, Shannon-Wiener and Simpson indices were used for diversity, and Hill index was used for evenness. To compare the properties of the soil seed bank (density, richness, diversity and evenness of species) was also used between two representative areas of flooded rangeland and non-flooded rangeland (control) independent t-test and paired t-test were also used to compare between two depths of 0-5 and 5-10 cm. The analysis was conducted via R software, employing one-way analysis of variance and Duncan's method for comparison of means. Results and Discussions The results of the greenhouse studies showed that a total of 5340 seeds germinated in the greenhouse, 3756 seeds germinated in the flood spreading area at a depth of 0-5 cm and 1190 seeds germinated at a depth of 5-10 cm. In the area without flooding (control), 329 seeds grew at a depth of 0-5 cm and 65 seeds grew at a depth of 5-10 cm. In the flood spreading area of Aquifer Management Kowsar Station, in terms of the average density of the seed bank, at a depth of 0-5 cm, a total of 113 seeds per square meter (from 18 plant families and 61 species) sprouted. At a depth of 5-10 cm, a total of 36 seeds per square meter (from 18 plant families and 56 species) germinated. In the control area, in terms of the average seed bank density, at a depth of 0-5 cm, the average of 9.96 seeds per square meter (from 10 plant families and 23 species) germinated. At a depth of 5-10 cm, the average of 1.96 seeds per square meter (from 8 plant families and 15 species) germinated. The average density of sprouted seeds in the soil depth of 0-5 cm was 3.14 times higher than that in the soil depth of 5-10 cm. In the control area, the average density of germinated seeds in the soil depth of 0-5 cm was 5.08 times higher than that of the soil depth of 5-10 cm. The results of variance analysis showed that in terms of biodiversity indices (density, number of species, diversity, and richness species evenness) between the strips of Bisheh Zard 1 and control flood spreading network at the depth of 0-5 and 5-10 cm of the bank, there is a significant difference between soil seeds at the level of 1% and 5%. The results of the t-test showed that in terms of biodiversity indices between the depths of 0-5 and 5-10 cm of the soil seed bank both in the flood spreading area and in the non-flooding area (control) there is a significant difference in there are 1% and 5% levels. Conclusion and Suggestions In general, it can be concluded that the implementation of flood spreading operations in the studied area has created a special ecosystem that has improved the environmental conditions such as sufficient humidity and suitable organic matter in the area. Also, it has a significant effect on increasing the density and diversity, richness and evenness of the soil seed bank species, as well as the species composition. Therefore, the potential of the existing seed bank can be used to rehabilitation this area and similar areas. In general, the results of this research showed that the soil seed bank of this region had a positive response to the implementation of the flood spreading operation, so that the highest density, diversity, richness and evenness of the soil seed stock was observed in the flood spreading area. It is suggested to carry out projects on the effects of flood spreading on biodiversity indices in forestry plots with different species of Eucalyptus, Acacia, as well as shrub planting plots with Atriplex species, as well as a control plot be compared in Gareh Bygone, Fasa. This research's findings can be used in preserving plant diversity, preserving genetic reserves, and revitalizing and managing vegetation in the region. مقدمه و هدف در سال‌های اخیر استفاده از سامانه‌های پخش سیلاب، یکـی از مـؤثرترین روش‌هـا برای مهـار آب‌هـای سـطحی بـه‌ویژه در منـاطق خشـک و نیمـه خشـک است، کـه افزون بـر کـاهش اثـرهای زیان‌بـار سیلاب‌ها موجـب کـاهش فرسـایش خـاک، تقویـت سـفره‌هـای آب زیـر زمینـی، بهبـود زمین‌های کشـاورزی و احیــای پوشــش گیــاهی مراتــع مــی شــود. در مراتع سیلابی از خصوصیات بانک بذر خاک اطلاعات اندکی وجود دارد. برای این موضوع هزینه و وقت زیادی صرف شده است. بسیاری از گونه های موجود در بانک بذر می تواند اثر عامل‌های محیطی و مدیریتی گذشته را تفسیر کند. شناسایی این منبع نقش مهمی در حفاظت و احیاء پوشش گیاهی دارد. از این رو، این پژوهش با هدف بررسی اثر پخش سیلاب بر شاخص های تنوع زیستی بانک بذر خاک برای احیا و بهبود پوشش گیاهی در مراتع ویران‌شده در ایستگاه آبخوانداری کوثر انجام شد. مواد و روش ها برای بررسی اثر پخش سیلاب روی ترکیب، تراکم، تنوع ، غنا و یکنواختی گونه‌ای بانک بذر خاک در دو منطقه‌ی پخش سیـلاب و بدون پخش سیلاب (شاهد) در منطقه‌ی گربایگان فسا از سال 1399 به مدت سه سال، پژوهش‌های بانک بذر اجراء شد. پس از شناسایی آغازین مرتع‌های عرصه‌ی پخش سیلاب در خرداد ماه 1399، مکان یابی دو منطقه معرف درون و خارج از پخش سیلاب (شاهد) انجام شد. نمونه برداری بانک بذر خاک در پاییز 1399 قبل از آغاز رویش بذرهای موجود در خاک انجام شد. در درون منطقه‌ی معرف (مرتع پخش سیلاب‌شده در 6 نوار) و شاهد (مرتع بدون پخش سیلاب)، یک نوار اندازه‌گیری 150 متری در جهت عمود بر شیب زمین مستقر شد. از روی هر نوار اندازه‌گیری با فاصله‌ی 10 متر یک قطعه یک مترمربعی با روش تصادفی-نظام‌مند (15 قطعه یا تکرار) مشخص شد. در چهار گوشه و مرکز هر قطعه‌ی یک مترمربعی گودالی به قطر 7 سانتی‌متر و با ژرفای 5-0 و 10-5 سانتی‌متر حفر شد. خاک های هر ژرفا به شکل جداگانه در پنج نقطه‌ی قطعه‌ی یک مترمربعی با هم ترکیب و به عنوان یک نمونه برای کاشت در سینی های مخصوص در گلخانه در نظر گرفته شدند. نمونه های بانک بذر خاک به مدت چهار ماه برای شکسته شدن خواب بذر در یخچال نگهداری و سپس به مدت یک سال برای کشت به محیط گلخانه منتقل و با روش ظهور گیاهچه، بذرهای موجود در خاک که به تدریج سبز شدند، شناسایی و شمارش شدند. تحلیل‌های بانک بذر بر اساس شمارش گیاهچه های جوانه‌زده در گلخانه انجام شد. تراکم گونه های موجود در بانک بذر خاک با روش محاسبه‌ی مجموع تعداد بذر همه‌ی گونه ها در مترمربع انجام شد. برای تعیین شاخص های تنوع، غنا و یکنواختی گونه ای از نرم افزار PAST استفاده شد. برای غنای گونه ای بانک بذر خاک از شاخص های مارگالف و منهینیک و برای تنوع از شاخص های شانون-وینر و سیمپسون و برای یکنواختی از شاخص هیل استفاده شد. برای مقایسه‌ی خصوصیات بانک بذر خاک (تراکم، غنا، تنوع و یکنواختی گونه ای) میان دو منطقه‌ی معرف مرتع پخش سیلاب و مرتع بدون پخش سیلاب (شاهد) از آزمون t مستقل و برای مقایسه‌ی میان دو ژرفای 5-0 و 10-5 سانتی متری نیز از آزمون t جفتی استفاده شد. تجزیه و تحلیل‌های آماری به‌وسیله‌ی نرم افزار R با استفاده از تحلیل پراکندگی یک‌طرفه انجام شد. همچنین، مقایسه‌ی میانگین ها با روش دانکن انجام شد. نتایج و بحث نتایج بررسی‌های گلخانه ای نشان داد که 5340 شمار بذر در گلخانه جوانه زنی داشت، که در منطقه‌ی پخش سیلاب در ژرفای 5-0 سانتی متر 3756 شمار بذر و در ژرفای 10-5 سانتی متر 1190 شمار بذر رویش داشتند. در منطقه‌ی بدون پخش سیلاب (شاهد) نیز در ژرفای 5-0 سانتی‌متر 329 شمار بذر و در ژرفای 10-5 سانتی متر 65 شمار بذر رویش داشتند. تراکم بانک بذر در منطقه‌ی پخش سیلاب ایستگاه آبخوانداری کوثر در ژرفای 5-0 سانتی متر، به طور میانگین رویش 113 بذر (از 18 خانواده‌ی گیاهی و 61 گونه) در مترمربع بود. در ژرفای 10-5 سانتی متر، به‌طور میانگین رویش 36 بذر (از 18 خانواده‌ی گیاهی و 56 گونه) در مترمربع بود. تراکم بانک بذر در منطقه‌ی شاهد در ژرفای 5-0 سانتی‌متر، به‌طور میانگین رویش 9/96 بذر (از 10 خانواده‌ی گیاهی و 23 گونه) در مترمربع بود. در ژرفای 10-5 سانتی‌متر، میانگین رویش 1/96 بذر (از 8 خانواده‌ی گیاهی و 15 گونه) در مترمربع بود. در منطقه‌ی پخش سیلاب میانگین تراکم بذرهای سبزشده در ژرفای 5-0 سانتی‌متر خاک 3/14 برابر بیشتر از ژرفای 10-5 سانتی‌متر خاک بود. در منطقه‌ی شاهد هم میانگین تراکم بذرهای سبزشده در ژرفای 5-0 سانتی‌متر خاک 5/08 برابر بیشتر از ژرفای 10-5 سانتی‌متر خاک بود. نتایج تجزیه‌ی پراکنش نشان داد که تفاوت شاخص های تنوع زیستی (تراکم، تعداد گونه، تنوع، غنا و یکنواختی گونه ای) میان نوارهای شبکه‌ی پخش سیلاب بیشه زرد 1 و شاهد در ژرفای 5-0 و10-5 سانتی‌متر بانک بذر خاک در سطح 1 % و 5 % معنی‌دار بود. همچنین، در دو منطقه‌ی پخش سیلاب و بدون پخش سیلاب (شاهد) نتایج آزمون t نشان داد که تفاوت شاخص های تنوع زیستی میان ژرفای 5-0 و 10-5 سانتی‌متر بانک بذر خاک در سطح 1 % و 5 % معنی دار بود. نتیجه گیری و پیشنهادها به‌طور کلی می‌توان گفت که اجرای عملیات پخش سیلاب در منطقه‌ی مطالعه‌شده زیست بوم ویژه ای ایجاد کرده است که سبب بهبود شرایط محیطی مانند رطوبت کافی و ماده آلی مناسب در منطقه شده است. همچنین، بر افزایش تراکم و تنوع، غنا و یکنواختی گونه ای بانک بذر خاک و ترکیب گونه ای تأثیر قابل توجهی داشته است. بنابراین از این ظرفیت بانک بذر می توان برای احیای این منطقه و مناطق مشابه استفاده کرد. در نهایت نتایج این پژوهش نشان داد بانک بذر خاک منطقه‌ی مزبور پاسخ مثبتی به اجرای عملیات پخش سیلاب است به شکلی که در منطقه‌ی پخش سیلاب بیشترین تراکم، تنوع، غنا و یکنواختی گونه ای ذخیره بذری خاک مشاهده شد. پیشنهاد می شود طرح های بررسی تأثیر پخش سیلاب بر شاخص های تنوع زیستی در قطعه‌های جنگلکاری با گونه های مختلف اکالیپتوس، آکاسیا و همچنین قطعه‌های بوته کاری با گونه‌ی آتریپلکس همراه با قطعه‌ی شاهد در گربایگان فسا انجام شود و نتایج با هم مقایسه شوند. نتایج این پژوهش را می توان در حفظ تنوع گیاهی، حفظ ذخیره‌های ژنتیکی و احیاء و مدیریت پوشش گیاهی منطقه به‌کار برد.

https://wmrj.areeo.ac.ir/article_129368_ab0b74c7d247b0135baca03813fde481.pdf

سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس پژوهش های آبخیزداری 2981-2313 37 2 2024 06 21 Measuring the Sustainability of the Institutional Dimension of Watershed Projects on a Local Scale with the Approach of Social Network Analysis in the Katouye, Kal and Bahrestan Villages, South of Fars Province سنجش پایداری بُعد نهادی طرح‌های آبخوانداری در مقیاس محلی با رویکرد تحلیل شبکه اجتماعی در روستاهای کتویه، کال و بهرستان، جنوب استان فارس 22 38 129374 10.22092/wmrj.2023.361419.1525 FA حسن مقیم دانش آموخته دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، اداره کل منابع‌طبیعی و آبخیزداری استان فارس حنانه محمدی کنگرانی دانشیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان ارشک حلی ساز استادیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان Journal Article 2023 02 07 Introduction and Goal Due to the current droughts and the sharp drop in ground water reserves in most of the country's plains, aquifer projects have received more and more attention as a suitable solution. The issue of assessing the sustainability of water catchment projects in various environmental, economic, social and particularly institutional dimensions is crucial. In this research, the evaluation of the sustainability of the institutional dimension in the south of Fars province (Iran) has been investigated on a local scale using the social network analysis method. Materials and Methods The evaluation of the sustainability of the institutional dimension in the three aquifer projects of the Katuyeh (Larestan), Kal (Lamard) and Baherstan (Mohr), which were implemented between 2017-2019, was examined through a five-step process. First, the two metrics of trust and cooperation were selected through the consensus of experts and using the classical Delphi method. Second, social relations networks including six topics were established in all three target villages. Third, the relevant questionnaire was designed. The number of completed questionnaires for the villages of Katuyeh, Kal and Behrestan is 25, 60 and 20 respectively (105 in total). In the fourth step, the information obtained from the questionnaires for each village was entered into the UCINET software. Then density and centrality measures (degree and betweenness) were calculated to evaluate two measures of trust and cooperation. Fifth, the two topics of "cooperation of administrations" and "willingness to cooperate with administrations" were determined for the two selection metrics and the stability of these two metrics of cooperation and trust in three villages, respectively. Results and Discussion The results of this research showed that in Katwieh village, the degree of stability for both measures of cooperation and trust was 3.3 (moderate stability). Therefore, the degree of stability in the institutional dimension was estimated to be 3.3 or average stability for Katwieh village. In Kal village, the degree of stability for the two measures of cooperation and trust was 2.7 and 2.3 respectively. Therefore, the degree of stability in the institutional dimension for Kal village was estimated as 2.5 or almost unstable to moderate stability. In Bahristan village, the degree of stability for the two measures of cooperation and trust was 3 and 1.7, respectively. Therefore, the degree of stability in the institutional dimension for Bahristan village was estimated as 2.4 or almost unstable. Conclusion and Suggestions In the three villages of Katoyeh, Kal and Behrestan, the government body of the Natural Resources and Watershed Management Department of the respective city and accordingly the General Department of Natural Resources and Watershed Management of the province on the one hand and the Islamic Council of the said villages as the representatives of the residents on the other hand, were able to establish two-way relations, trust and create mutual cooperation between the parties. Therefore, this issue strengthened the institutional dimension in the sustainability of watershed project development. In order to gain more trust and cooperation of the watershed residents and its continuity in the field of watershed activities, it is suggested that the maintenance of the watershed project plan be entrusted to the local trustees or the Islamic councils of the villages in order to provide a suitable platform for strengthening and continuing participation, cooperation and Provide mutual trust of watershed residents and government institutions in the field of water and soil conservation. مقدمه و هدف به‌دلیل خشکسالی های اخیر و افت شدید ذخایر آب زیرزمینی در اکثر دشت های کشور، به طرح‌های آبخوانداری به عنوان راهکاری مناسب بیش از بیش توجه‌شده است. ارزیابی پایداری طرح‌‌های آبخوانداری در زمینه‌های گوناگون محیطزیستی، اقتصادی، اجتماعی و به‌ویژه نهادی بسیار مهم است. در این پژوهش، ارزیابی پایداری بعد نهادی در جنوب استان فارس (ایران) در مقیاس محلّی و با بهره گیری از روش تحلیل شبکه‌ی اجتماعی بررسی شد. مواد و روش‌ها ارزیابی پایداری بعد نهادی در سه طرح آبخوانداری کتویه لارستان، کال لامرد و بَهرستان مُهر که در سال‌های 1396 تا 1398 اجرا‌شده بود، در پنج گام بررسی شد. در گام اول، دو سنجه‌ی اعتماد و همکاری به‌وسیله‌ی اجماع نظر خبرگان و با روش دلفی کلاسیک انتخاب شدند. در گام دوم، شبکه‌ی رابطه‌های اجتماعی شامل شش موضوع برای هر سه روستای هدف تعریف شد. در گام سوم، پرسش‌نامه مربوطه طراحی شد. تعداد پرسش‌نامه های تکمیل‌شده برای روستاهای کتویه، کال و بهرستان به ترتیب 25، 60 و 20 شمار (جمعاً 105 شمار) بود. در گام چهارم، اطلاعات به‌دست آمده از پرسش‌نامه ها برای هر روستا در نرم افزار UCINET وارد شد. سپس سنجه های تراکم و مرکزیت (درجه و بینابینی) برای ارزیابی دو سنجه‌ی اعتماد و همکاری محاسبه شدند. در گام پنجم، دو موضوع همکاری اداره ها و تمایل به همکاری با اداره ها به‌ترتیب برای دو سنجه‌ی همکاری و اعتماد انتخاب شدند و وضعیت پایداری این دو سنجه‌ در سه روستای هدف تعیین شد. نتایج و بحث نتایج این پژوهش نشان داد، در روستای کتویه، درجه‌ی پایداری برای هر دو سنجه‌ی همکاری و اعتماد 3/3 (پایداری متوسط) بود. از این رو، درجه‌ی پایداری در بُعد نهادی برای روستای کتویه 3/3 یا پایداری متوسط برآورد شد. در روستای کال، درجه‌ی پایداری برای دو سنجه‌ همکاری و اعتماد به‌ترتیب 2/7 و 2/3 بود. از این رو، درجه‌ی پایداری در بُعد نهادی برای روستای کال 2/5 یا تقریباً ناپایدار تا پایداری متوسط برآورد شد. در روستای بَهرستان، درجه‌ی پایداری برای دو سنجه‌ی‌ همکاری و اعتماد به‌ترتیب 3 و 1/7 بود. از این رو، درجه‌ی پایداری در بُعد نهادی برای روستای بَهرستان 2/4 یا تقریباً ناپایدار برآورد شد. نتیجه گیری و پیشنهادها در سه روستای کتویه، کال و بهرستان، نهاد دولتی اداره‌ی منابع‌طبیعی و آبخیزداری شهرستان مربوطه و به تبع آن اداره‌ی کل منابع‌طبیعی و آبخیزداری استان از یک سو و شورای اسلامی روستاهای مزبور به‌عنوان نمایندگان اهالی از سوی دیگر، توانستند با ایجاد رابطه‌های دو سویه، اعتماد و همکاری متقابل را میان طرفین ایجاد کنند. بنابراین، این موضوع سبب تقویت بعد نهادی در پایداری توسعه ی طرح های آبخوانداری شد. به‌منظور جلب بیشتر اعتماد و همکاری آبخیزنشینان و استمرار آن در زمینه‌ی فعالیت های آبخوانداری، پیشنهاد می شود نگهداری از طرح‌های آبخوانداری به معتمدین محلی یا شوراهای اسلامی روستاها واگذار شود تا بستر مناسبی برای تقویت و ادامه‌ی مشارکت، همکاری و اعتماد دوطرفه آبخیزنشینان و نهادهای دولتی در زمینه‌ی حفاظت آب و خاک فراهم شود.

https://wmrj.areeo.ac.ir/article_129374_20f12ab6c43f16fd95c9c9eaca52276f.pdf

سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس پژوهش های آبخیزداری 2981-2313 37 2 2024 06 21 Determining Changes in Water and Energy Balance in Different Time Scales Using Budyko Curve in the Nir Watershed, Ardabil تعیین تغییرات بیلان آب و انرژی در مقیاس‌های مختلف زمانی با استفاده از منحنی بودیکو در آبخیز نیر، اردبیل 39 54 129981 10.22092/wmrj.2023.362093.1538 FA رئوف مصطفی‌زاده دانشیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع‌طبیعی، عضو پژوهشکده مدیریت آب، دانشگاه محقق اردبیلی اردبیل، ایران نازیلا علائی دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع‌طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران 0000-0003-2258-6834 فاطمه کاتب دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع‌طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Journal Article 2023 04 26 Introduction and Goal In hydrological and water resources studies, the understanding of water balance components and changes holds great significance. Climate changes and human activities affect runoff changes, water resources management and sustainable development of society. In this regard, the current research was conducted with the aim of determining and comparing water balance changes using Budyko curve in Nir watershed, Ardabil province. Materials and Methods The Budyko curve was calculated for the Nair watershed in monthly, seasonal and annual time scales. In this study, the data of the rain gauge and evapotranspiration station of the watershed were also used in a statistical period of 33-years to calculate the average precipitation and evapotranspiration potential in the watershed. In the Budyko curve, the non-linear relationship that is limited by the physical limits of atmospheric water demand (PET>ET) and supply (P>ET) and the aridity index in the Budyko curve show the long-term water balance. Results and Discussion The results showed that, the trend of flow changes is directly related to the trend of weather components in annual time scale. Meanwhile, contrary to expectation, only in some seasons does the flow change process follow the change in climatic components. In addation, the Budyko curve analysis indicated that the amount of water consumption in the studied watershed regularly deviated from its predicted dependence on energy and water balance. The maximum, average and minimum ET for the studied years were obtained as 876.55, 431.85 and 277.88, respectively. Also, the maximum, average and minimum ratio of PET/P was 0.07, 0.05 and 0.02 respectively. In most of the years studied, the observational data aligned with the water limit range on the Budyko curve, indicating that the observed water consumption (AET/P) matched the predicted water consumption (PET/P). According to the results, the changes in AET/P are less in the years (1981, 1983, 1989, 1994, and 2010). Based on the changes in the values of PET/P and AET/P in the Budyko curve, the watershed ability to regulate AET can be considerable. Conclusions and Suggestions The results of this study indicated that with increased temperature and decreased precipitation, the annual actual evapotranspiration of the watershed increased, leading to a reduction in runoff. The results can be the basis for providing management solutions and adapting to the climate change in order to optimally use the available water resources. In general, it can be said that the amount of potential evaporation in the studied watershed is more than the amount of precipitation. The study's findings can provide a basis for managing water resources under the limitations of climate change and human abstractions. مقدمه و هدف فهم درست مؤلفه‌ها و تغییرات بیلان آب در مطالعه‌های آب‌شناختی و منابع آب اهمیت قابل توجهی دارد. تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی بر تغییرات رواناب، مدیریت منابع آب و توسعه‌ی پایدار جامعه تأثیر‌گذار است. در این راستا، این پژوهش با هدف تعیین و مقایسه‌ی تغییرات بیلان آب با استفاده از منحنی بودیکو در استان اردبیل در آبخیز نیر، انجام شد. مواد و روش‌ها منحنی بودیکو برای آبخیز نیر در مقیاس‌های زمانی ماهانه (فصلی و سالانه) محاسبه شد. در این پژوهش، از داده‌های یک دوره‌ی آماری 33 ساله‌‌ی ایستگاه باران‌سنجی و تبخیرسنجی آبخیز نیر برای محاسبه‌ی میانگین بارش و تبخیر-تعرق بالقوه استفاده شد. منحنی بودیکو، یک رابطه‌ی غیرخطی است که با محدودیت‌های فیزیکی تقاضای آب جوی (PET> ET) و عرضه (P> ET) محدود می‌شود و شاخص خشکی در منحنی بودیکو تعادل بلندمدت آب را نشان می‌دهد. نتایج و بحث نتایج نشان داد که روند تغییرات جریان رود در مقیاس سالانه به‌شکل مستقیم با تغییرات مؤلفه‌های آب و هوایی ارتباط داشت. این در حالی بود که بر اساس داده‌های واقعی، فقط در تعدادی از فصل‌ها روند تغییر جریان از تغییر مؤلفه‌های اقلیمی تبعیت می‌کرد. هم‌چنین در سال‌های مطالعه‌شده، توزیع داده‌ها در منحنی بودیکو بیانگر آن بود که اندازه‌ی مصرف آب در آبخیز نیر از محدوده‌ی پیش‌بینی شده بر اساس منحنی بودیکو، به انرژی و تعادل آب، دچار انحراف شده است. بیشترین و میانگین و حداقل ET برای سال‌های بررسی‌شده به‌ترتیب 876/55، 431/85 و 277/88 به‌دست آمد. هم‌چنین بیشترین و میانگین و حداقل نسبت PET/ P به‌ترتیب 0/07، 0/05 و 0/02 بود. بیش‌تر سال‌های مطالعه‌شده داده‌های مشاهداتی روی منحنی بودیکو در محدوده‌ی محدودیت آب قرار داشتند، که در آن، اندازه‌ی مصرف آب مشاهده‌شده (AET/P) برابر با پیش‌بینی مصرف آب (PET/P) بود. بر اساس نتایج، تغییرات در AET/P در سال‌های (1360، 1362، 1368، 1373، 1386 و 1389) کم‌تر بود. بر اساس تغییرات در اندازه‌های PET/P و AET/P نسبت به منحنی بودیکو می‌توان در خصوص توانایی آبخیز در تنظیم AET قضاوت کرد. نتیجه‌گیری و پیشنهادها نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش دما و کاهش بارش، اندازه‌ی تبخیر-تعرق واقعی سالانه آبخیز افزایش یافت و منجر کاهش رواناب در آبخیز شد. این نتایج می‌تواند برای پیشنهاد‌ راهکارهای مدیریتی و سازگار با اقلیم در راستای استفاده‌ی بهینه از منابع آب به‌کارگرفته شود. سرانجام می‌توان گفت که اندازه‌ی تبخیر-تعرق بالقوه در آبخیز مطالعه‌شده از اندازه‌ی بارش بیش‌تر بود. نتایج این پژوهش می‌تواند برای مدیریت منابع آب با در نظر گرفتن محدودیت‌های تغییر اقلیم و فعالیت‌های انسانی به‌کارگرفته شود.

https://wmrj.areeo.ac.ir/article_129981_2a5e3f21d7225b6c90238a2eae37a563.pdf

سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس پژوهش های آبخیزداری 2981-2313 37 2 2024 06 21 Efficiency Assessment of G2 and IntErO Models for Annual Soil Erosion and Sediment Yield Prediction in the Kasilian Representative Watershed, Mazandaran Province ارزیابی کارایی مدل‌های G2 و IntErO در برآورد فرسایش خاک و تولید رسوب سالانه در آبخیز معرف کسیلیان، استان مازندران 55 73 129980 10.22092/wmrj.2023.362025.1539 FA فائزه کمری یکدانگی دانشجوی کارشناسی ارشد علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران عبدالواحد خالدی درویشان دانشیار، گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران سهیلا آقابیگی امین استادیار، گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران Journal Article 2023 05 10 Introduction and Goal In recent years, soil erosion and sediment yield have posed a significant threat to food security. Many countries have conducted extensive research studies to manage and prevent soil erosion and sedimentation. Considering the need to know the rate of erosion and sediment yield, the current research was conducted using empirical models with the aim of estimating the rate of erosion and sediment yield in the Kasilian representative watershed. Also, empirical models were evaluating and comparing with observational data. Materials and Methods The Kasilian representative watershed in Mazandaran province had its soil erosion and sediment yield estimated using the G2 and IntErO Models. Then, using the observational data and the sediment rating curve of Valikbon hydrometery station at the outlet of the watershed, the annual specific sediment yield was calculated and the results of the models were evaluated. Results and Discussion The results of the G2 and IntErO Models showed the rate of soil erosion at 1.30 and 2.35 t ha-1 yr-1 for this watershed, respectively. Also, the annual specific sediment yield estimated by the G2 and IntErO Models were 0.44 and 0.84 t ha-1 yr-1, respectively, and observational data was obtained as 0.16 t ha-1 yr-1. In this watershed, the G2 Model results revealed that vegetation cover had more significant impact on erosion than rainfall intensity. Due to the type of vegetation cover, most areas in the watershed had low erosion rates. The IntErO Model results showed that the steep slopes of the watershed led to a peak discharge of 137.81 m3 s-1 with 20-year return period. In addition, the surface erosion was the dominant erosion type in this watershed. Conclusion and Suggestions The investigated empirical models had similar results. Although, taking into account the changes in land use in the Kasilian representative watershed, the estimated values of annual erosion and sediment yield are acceptable and reasonable, the differences with the observational data were very high and apparently indicated the low efficiency of the models. However, it is necessary to mention that the inappropriateness of the sampling intervals of runoff and sediment in this watershed has been a very important reason for the low intensity of annual sediment yield based on observational data. In other words, the daily measurement intervals for this small watershed have caused the real data of sediment concentration to be collected at the same time as flood hours or peak discharges that have the most sediment transport. To solve this problem, it is suggested to do sampling in small watersheds at shorter time intervals (several times a day or even hourly) so that high concentrations of sediments are collected at the same time as high flows and are included in the calculation of sediment yield. مقدمه و هدف در سال‌‌های اخیر فرسایش خاک و تولید رسوب تهدیدی جدی برای امنیت غذایی به‌شمار می‌آید. در بسیاری از کشورها به‌منظور مدیریت و پیشگیری از فرسایش خاک و تولید رسوب پژوهش‌های پرشماری انجام‌شده است. با توجه به لزوم آگاهی از اندازه‌‌ی فرسایش و رسوب‌دهی در آبخیز‌ها، این پژوهش با هدف برآورد اندازه‌ی فرسایش و رسوب آبخیز معرف کسیلیان با استفاده از مدل‌های تجربی انجام شد. همچنین مدل‌های تجربی با داده‌های مشاهده‌ای، ارزیابی و مقایسه شدند. مواد و روش‌ها برای برآورد فرسایش خاک و تولید رسوب در آبخیز معرف کسیلیان در استان مازندران از دو مدل G2 و IntErO استفاده شد. سپس با استفاده از داده‌های مشاهده‌ای و منحنی سنجه‌ی رسوب ایستگاه آب‌سنجی ولیک‌بن در خروجی آبخیز، تولید رسوب ویژه‌ی سالانه محاسبه شده و نتایج مدل‌ها ارزیابی شد. نتایج و بحث در این آبخیز، نتایج مدل‌های G2 و IntErO اندازه‌ی فرسایش خاک را به‌ترتیب 1/30 و 2/35 تن بر هکتار در سال نشان داد. همچنین، رسوب ویژه‌ی سالانه با مدل‌های G2 و IntErO به‌ترتیب 0/44، 0/84 تن بر هکتار در سال برآورد شد و داده‌های مشاهده‌ای 0/16 تن بر هکتار در سال به‌دست آمد. در این آبخیز نتایج مدل G2 نشان داد که عامل نگهداشت پوشش گیاهی در مقایسه با عامل فرسایندگی باران تأثیر بیشتری بر فرسایش داشت. بیشتر مناطق آبخیز به‌دلیل نوع پوشش گیاهی در طبقه‌ی فرسایشی خیلی‌کم بود. نتایج مدل IntErO نشان داد که کشیدگی و شیب تند دامنه‌های آبخیز سبب شد بیشینه‌ی جریان خروجی در دوره‌ی بازگشت 20 سال 137/81 مترمکعب بر ثانیه باشد. همچنین فرسایش غالب در این آبخیز از نوع فرسایش سطحی بود. نتیجه‌گیری و پیشنهادها در این پژوهش مدل‌های تجربی بررسی‌شده نتایجی مشابهی را نشان دادند. بر پایه‌ی تغییرات کاربری در آبخیز معرف کسیلیان اندازه‌های برآوردی فرسایش و تولید رسوب سالانه قابل قبول و منطقی بود، اما تفاوت نتایج با داده‌های مشاهده‌ای بسیار زیاد بود و این یافته نشان‌دهنده‌ی کارایی کم مدل‌ها بود. اما شایان ذکر است که در این آبخیز نامناسب بودن فاصله‌های زمانی نمونه‌برداری آب‌دهی و رسوب، دلیل بسیار مهمی برای کم بودن اندازه‌ی رسوب‌دهی سالانه مبتنی بر داده‌های مشاهده‌ای بود. به‌عبارت دیگر، فاصله‌های اندازه‌گیری روزانه در این آبخیز کوچک موجب شد تا داده‌های واقعی غلظت رسوب هم‌زمان با ساعات سیلابی یا آب‌دهی‌های اوج که بیشترین انتقال رسوب را داشتند، برداشت نشود. برای حل این مشکل در آبخیزهای کوچک ‌پیشنهاد می‌شود نمونه‌برداری در فاصله‌های زمانی کوتاه‌تر (چندین بار در روز و یا حتی ساعتی) انجام شود تا غلظت‌های زیاد رسوب هم‌زمان با آب‌دهی‌های زیاد نمونه‌برداری شود و در محاسبه‌ی رسوب‌دهی لحاظ شود.

https://wmrj.areeo.ac.ir/article_129980_8988a39451eb2a5a142284937e308eb7.pdf

سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس پژوهش های آبخیزداری 2981-2313 37 2 2024 06 21 Investigating Changes of Land Use and Hydroclimatic Extreme Indices in Minab River Basin بررسی تغییرات کاربری زمین و شاخص‌های حدی هوا-آب‌شناسی در آبخیز رود میناب 74 92 129983 10.22092/wmrj.2023.362493.1543 FA مریم عباس زاده دانش آموخته دکتری گروه مهندسی منابع‌طبیعی، دانشکده علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران ام البنین بذرافشان استاد گروه مهندسی منابع‌طبیعی، دانشکده‌ی علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران Journal Article 2023 06 19 Introduction and Goal In the last three decades, land use in the Minab river basin has undergone significant changes and these changes along with climate change in the basin can affect the trend of hydroclimatic variables. Due to the changes that have occurred in the climate and land use of the Minab River Basin in the past decades until now, the investigation of trends and changes in the threshold indicators of precipitation, temperature and flow rate becomes particularly important. Therefore, the aim of the current research is to investigate the trend of land use changes and hydroclimatic variables in the Minab basin. Materials and Methods In the current research, the data of hydrometric, rain gauge and evapotranspiration stations in the Minab watershed were analyzed to extract threshold indices based on the ETCCDI standard including precipitation, temperature and river flow. Trend analysis was done using a non-parametric Mann-Kendall test. Also, land use changes were extracted using TM series Landsat satellite images in 1989, 2004, and 2020 from TM, ETM+, and OLI sensors, respectively, and the accuracy of the extracted images was confirmed with Kappa statistics. Results and Discussion The finding showed that all the temperature limit indices, including tropical nights, hot days, hot nights and the range of day and night temperature, have an increasing trend. The extreme precipitation indices, heavy precipitation of 10, 20, and 30 mm in some stations has an increasing trend, but the annual average precipitation has an increasing trend. The number of wet days is decreasing and the number of dry days is increasing. The investigation of the changes in the rainfall regime of the region showed that the intensity of the rainfall is increasing in the duration of 15 and 45 minutes. According to the changes that have occurred, the change in the precipitation situation in the region is inevitable. The survey of land use changes over the past three decades showed that 22% of the pasture land area has decreased, and residential and agricultural land has increased by 280 and 220%, respectively. Conclusion and Suggestion The findings of this research showed that despite the increase in the average annual rainfall (16 mm per year), and other rainfall indicators that had no significant trend, the trend of 15 and 45 minute rainfall intensity was increasing and significant. Contrary to the trend of precipitation, which cannot be proven with great certainty, the increasing trend of all temperature indices (on average 0.9°C per year) confirmed the climatic changes in the Minab watershed. On the other hand, the trend of minimum and maximum stream flow and maximum discharge was also increasing in the watershed, and it can be one of the reasons for the changes in rainfall, construction of dams, and changes in land use from pasture and war lands to agriculture and residential. Based on the results of this research, it is suggested to investigate the effect of future climate changes on meteorological and hydrological variables and use its findings in natural resources management. مقدمه و هدف در سه دهه‌ی اخیر کاربری زمین در آبخیز رود میناب تغییرات محسوسی داشته است و این تغییرات به‌همراه تغییر اقلیم در آبخیز می تواند روی روند شاخص‌های هوا-آبشناسی تأثیرگذار باشد. از این رو، به‌دلیل تغییرات اقلیم و کاربری زمین‌های آبخیز رود میناب در دهه های گذشته تاکنون، بررسی روندها و تغییرات در شاخص های حدی بارش، دما و آب‌دهی جریان اهمیت ویژه ای دارد. بنابراین، این پژوهش با هدف بررسی روند تغییرات کاربری زمین و متغیرهای هوا-آب شناسی در آبخیز مزبور انجام شد. مواد و روش‌ها در این پژوهش، اطلاعات ایستگاه های آب‌‌سنجی، باران‌سنجی و تبخیرسنجی آبخیز میناب برای تعیین شاخص های حدی بر اساس استاندارد ETCCDI شامل بارش، دما و جریان رود بررسی شد. برای تحلیل روند از آزمون غیرسنجه‌ای (ناپارامتریک) من‌کندال استفاده شد. همچنین تغییرات کاربری زمین با استفاده از تصویرهای ماهواره‌ی لندست سری TM در سال‌های 1368، 1383 و 1399 به‌ترتیب از سنجنده های TM، ETM+ و OLI تعیین شد و صحت تصویرهای به‌دست آمده با آمار‌ه‌ی کاپا تأیید شد. نتایج و بحث نتایج این پژوهش نشان داد، روند تمام شاخص‌های حدی دمایی شامل شب‌های حاره‌ای، روزهای گرم، شب‌های گرم و دامنه‌ی دمای شبانه‌روزی افزایشی بود. در برخی ایستگاه‌ها، روند شاخص‌های حدی بارش، بارش سنگین (10، 20 و 30 میلی‌متر) روند افزایشی بود، اما روند بارش میانگین سالانه، افزایشی بود. روند تعداد روزهای تر (روزهای بارانی) و روزهای خشک (خشکسالی) به‌ترتیب کاهشی و افزایشی بود. بررسی تغییرات وضعیت بارش منطقه نشان داد، شدت بارش در زمان تداوم‌های 15 و 45 دقیقه‌ای افزایش یافت. با توجه به تغییرات رخ داده، تغییر وضعیت بارش در منطقه حتمی است. بررسی تغییرات کاربری زمین در سه دهه‌ی گذشته نشان داد، 11% از سطح زمین‌های مرتعی کاهش‌یافته است و زمین‌های کشاورزی و مسکونی به‌ترتیب 220 و 280% افزایش داشته‌اند. نتیجه‌گیری و پیشنهادها یافته های این پژوهش نشان داد به رغم افزایش میانگین سالانه‌ی باران (16میلی‌متر در سال)، و دیگر شاخص های بارش که فاقد روند معنی دار بودند، روند شدت بارش 15 و 45 دقیقه ای افزایشی و معنی دار بود. برخلاف روند بارش که نمی‌توان آن را با اطمینان زیاد اثبات کرد، روند افزایشی همه شاخص های دمایی (به‌طور میانگین °0/9C در سال)، تغییرات اقلیمی در آبخیز میناب را تأیید کرد. از طرف دیگر، روند شاخص های جریان کمینه و بیشینه و بیشینه‌ی لحظه ای نیز در آبخیز افزایشی بود و می‌تواند یکی از دلیل‌های آن تغییرات وضعیت بارش، احداث سد و تغییرات کاربری از زمین‌های مرتعی و جنگی به کشاورزی و مسکونی باشد. بر پایه‌ی نتایج این پژوهش پیشنهاد می‌شود، اثر تغییرات آینده‌ی اقلیم بر متغیرهای هوا-آب شناسی بررسی و یافته‌های آن در مدیریت منابع‌طبیعی به‌کار گرفته شود.

https://wmrj.areeo.ac.ir/article_129983_4a1db073bd896f15bd8626dd3e4b3079.pdf

سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس پژوهش های آبخیزداری 2981-2313 37 2 2024 06 21 Effect of Watershed Practices on Hydrological Variables using SWAT Model in Kan Watershed تأثیر اقدام‌های آبخیزداری بر متغیرهای آب‌شناختی با استفاده از مدلSWAT در آبخیز کن 93 109 129982 10.22092/wmrj.2023.362356.1542 FA محمدحسین قویمی پناه دانشجوی دکتری گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع‌طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی ساری، ساری، ایران لیلا غلامی دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع‌طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی ساری، ساری، ایران عطااله کاویان استاد گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع‌طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی ساری، ساری، ایران سیدحمیدرضا صادقی استاد گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع‌طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران Journal Article 2023 06 11 Introduction and Goal The implementation of watershed management practices in the country and the evaluation the conducted activities and effects investigation of these projects are essential on the governing processes at watershed. However, such an important approach has to be adequately considered. Materials and Methods Accordingly, the present study was planned with the simulation aim of the impact of watershed management practices on hydrological parameters using the SWAT model in the Kan Watershed in Tehran Province, Iran. Therefore, the first of the initial implementation of the model was carried out, and then it was calibrated and validated. In this research, SWAT-CUP software was used to usage of various instructions and objective functions and also to test and the model calibration and validation. In order to determination and comparison of the simulation conditions with the governing conditions on watershed applied the evaluation criteria such as the coefficient of explanation and the coefficient of efficiency. Results and Discussion The research results showed that the model efficiency was acceptable for the hydrological simulation of the studied watershed. So, the explanation coefficient for calibration and validation was with rates of 0.69 and 0.86 respectively. Also, the Nash-Sutcliffe index for the calibration and validation obtained with rates of 0.85 and 0.93, respectively. Then, watershed management practices simulated at the level of studied watershed. The simulated results showed that the surface runoff decreased with the practices of watershed management in the form of gabion, masonry check dam, counter trench and loose- stone check dam with the values of 25, 23, 21, and 11 percent, respectively. Also, the available water was more after the practices of watershed management in the form of gabion, masonry check dam, counter trench and loose- stone check dam with rates of 19.0, 21.3, 20.5 and 10.75 percent, respectively, compared to the absence conditions of these practices at the watershed level. Also, the maximum amount of flow changes observed in the practices conditions of masonry check dams. In addition, the evapotranspiration increased with implementation of gabion. masonry check dams, counter trench and loose- stone check dams with rates of 20.19, 20.86, 19.0 and 10.87 percent, respectively. Conclusion and Suggestions Based on the results of this research in the Kan watershed, the flood possibility and the flood damages can be reduced by practices of the watershed management, management and biological programs. مقدمه و هدف در کشور اجرای اقدام‌های آبخیزداری، ارزیابی و بررسی تأثیرات فعالیت های انجام‌شده‌ی این طرح ها بر فرآیندهای حاکم بر آبخیز، ضروری است. حال آن که اساساً ارزیابی عملکرد اقدام‌های آبخیزداری به اندازه‌ی کافی در کشور انجام‌نشده است. مواد و روش‌ها این پژوهش در استان تهران در آبخیز کن با هدف شبیه‌سازی تأثیر اقدام‌های آبخیزداری بر متغیرهای آب‌شناختی، با استفاده از مدل SWAT انجام شد. از این رو، ابتدا اجرای اولیه مدل انجام شد و سپس واسنجی و اعتبارسنجی شد. در این پژوهش برای بهره‌گیری از دستورالعمل‌ها و توابع گوناگون هدف و نیز برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل از نرمافزارSWAT-CUP استفاده شد. به‌منظور تعیین و مقایسه‌ی شرایط شبیه سازی با شرایط حاکم بر آبخیز از معیارهای ارزیابی مانند ضریب تبیین و ضریب کارآیی استفاده شد. نتایج و بحث نتایج پژوهش نشان داد که کارایی مدل SWAT برای شبیه‌سازی آب‌شناختی آبخیز مطالعه‌‍‌شده قابل قبول بود. بنابراین مقدار ضریب تبیین در مرحله‌ی واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 0/69 و 0/86 بود. همچنین، مقدار شاخص نش-ساتکلیف در مرحله‌ی واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 0/85 و 0/93 به‌دست آمد. سپس اقدام‌های آبخیزداری در سطح آبخیز مطالعه‌شده شبیه‌سازی شد. نتایج این شبیه‌سازی نشان داد که رواناب سطحی در عملیات آبخیزداری به‌شکل بند توری‌سنگی، سنگی ملاتی، بانکت‌بندی و خشکه‌چین به ترتیب 25، 23، 21 و 11% کاهش یافت. همچنین، اندازه‌ی آب در دسترس در عملیات آبخیزداری به‌شکل بند توری‌سنگی، سنگی ملاتی، بانکت‌بندی و خشکه‌چین به ترتیب در مقایسه با شرایط اجرا نشدن این عملیات‌ها در سطح آبخیز 19، 21/3، 20/5 و 10/75 % بیشتر بود. بیشترین اندازه‌ی تغییر جریان جانبی نیز در شرایط اجرای عملیات سنگی ملاتی بود. همچنین اندازه‌ی تبخیر و تعرق با اجرای عملیات آبخیزداری بند توری‌سنگی، سنگی ملاتی، بانکت‌بندی و خشکه‌چین به ترتیب 20/19، 20/86، 19 و 10/87% افزایش یافت. نتیجه‌گیری و پیشنهادها بر پایه‌ی نتایج این پژوهش در آبخیز کن می‌توان با اجرای اقدام‌های آبخیزداری مزبور، برنامه‌های مدیریتی و زیستی احتمال رخداد سیل و خسارت‌های ناشی از آن را تا حد زیادی کاهش داد.

https://wmrj.areeo.ac.ir/article_129982_22d33b4f65383f807d8f994798acf7df.pdf

سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس پژوهش های آبخیزداری 2981-2313 37 2 2024 06 21 Behavior Measurement of Morphological and Fractal Parameters of Watershed on Runoff and Sediment Components رفتارسنجی ویژگی‌های ریخت‌شناسی و بُعد فراکتال آبخیز بر مؤلفه‌های رواناب و رسوب 110 132 129986 10.22092/wmrj.2023.362706.1546 FA علی طالبی استاد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه یزد محمد ملکشاهی دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه یزد حسین خورشیدی استادیار، دانشکده ریاضی دانشگاه یزد مهین کله هوئی دانش‌آموخته دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس سید هادی ابطحی دکترای مهندسی آب، دانشگاه ارومیه Journal Article 2023 07 02 Introduction and Goal Understanding the role and influencing factors of soil erosion is crucial for effective management and recognition of erodible land areas. Watershed management is one of the most sensitive and complex types of resource and production management. The fractal dimension can be used to examine the complexity of data and simplify complex natural phenomena. This tool enables generating fractal patterns to assess the morphological behavior and power of watersheds. This research focused on the connection and interplay between the morphological characteristics of the watershed and the fractal dimension in the creation of runoff and sediment. Materials and Methods In this research, the necessary data were obtained from the statistics of the country in the water measuring and observation stations of the watershed. The base maps were utilized to determine the watershed characteristics. The calculation of the fractal characteristics was done in Fractalyse 2.4 software by utilizing the box counting method. The factor analysis method was used to identify 85 features related to watershed. In this research, for further analysis, the size of annual runoff and sediment was investigated using different return periods. Therefore, 5 different scenarios were considered based on the homogeneity of the watershed, climatic characteristics, physical and morphological characteristics of the watershed, physical and climatic characteristics simultaneously, and fractal characteristics of the watershed. The correlation between estimated irrigation and sediment size (with different return periods) and different morphological features was also carried out. Results and Discussion The results of the factor analysis technique showed that among the 85 parameters related to the watershed, 18 are the effective parameters of the area, the slope area is 8-12 and 12-20%, the area of the east slope in 9 directions, the length of the 100-m level lines in the watershed, the total length of the stream , the concentration time base Kirpich method, elevation difference, fractal of 200-m level lines, deviation from the moisture standard, temperature difference, average slope, net slope of the main stream, average temperature, average moisture, average precipitation, elongation coefficient and fractal of the basin environment. Also, the fractal dimension of the 200-m horizontal lines and the fractal dimension of the watershed environment were able to significantly explain the overall changes in discharge and sedimentation. This finding explained well the role of fractal characteristics in the relationship between irrigation and sedimentation. Conclusions and Suggestion Based on the results of this research, it was found that almost all the effective factors in estimating discharge and sedimentation in large watersheds are summarized in the area and fractal of the watershed environment, and these two features justify the most changes in discharge and sedimentation. Therefore, with the reduction of the area of watersheds, the role of other factors such as the direction of the slope, the net slope of the waterway, etc., is more evident in explaining the changes, and it can be said that dividing large watersheds into smaller watersheds is the best measure to control the erosion and runoff of watersheds. Implementing watershed management measures in these small sub-watersheds is the next step. The reduction of watershed area in most relationships is sufficient to justify up to 70% of sediment changes. This research findings should be utilized by users and beneficiaries to implement watershed development and management programs. مقدمه و هدف شناخت نقش و عامل‌های مؤثر بر فرسایش خاک زمینه‌ی مناسبی را برای مدیریت خوب و شناسایی مناطق فرسایش‌پذیر فراهم می‌کند. مدیریت آبخیز، یکی از حساس‌ترین و پیچیده‌ترین انواع مدیریت منابع و تولید است. بُعد فراکتالی، ابزار بررسی اندازه‌ی پیچیدگی میان داده‌ها و ساده‌سازی پدیده‌های پیچیده‌ی طبیعت است. با این ابزار می ‌توان رفتارسنجی و توان ویژگی‌های ریخت‌شناسی آبخیز را با ایجاد الگوهای فراکتالی بررسی کرد. از این ‌رو، در این پژوهش ارتباط و تعامل میان ویژگی‌های ریخت‌شناسی آبخیز و بُعد فراکتال در تولید رواناب و رسوب بررسی شد. مواد و روش‌ها در این پژوهش داده‌های لازم از آمار کشور در ایستگاه‌های آب‌سنجی و همدید آبخیز، دریافت شد. ویژگی‌های آبخیز، بر اساس نقشه‌های پایه تهیه شد. ویژگی‌های فراکتالی مطالعه‌شده با استفاده از روش شمارش جعبه‌ای در نرم‌افزار Fractalyse 2.4 محاسبه شد. با روش تحلیل عاملی 85 ویژگی مرتبط با آبخیز شناسایی شد. در این پژوهش برای انجام تحلیل‌های بیش‌تر، اندازه‌ی رواناب و رسوب سالانه با دوره‌های بازگشت گوناگون بررسی شد؛ بنابراین، پنج سناریوی مختلف بر اساس همگن بودن آبخیز، ویژگی‌های اقلیمی، ویژگی‌های فیزیکی و ریخت‌شناسی آبخیز، ویژگی‌های فیزیکی و اقلیمی به‌شکل هم‌زمان و ویژگی‌های فراکتالی آبخیز در نظر گرفته‌ شد. هم‌‌بستگی میان اندازه اندازه‌ی آ‌ب‌دهی و رسوب برآوردشده (با دوره‌های بازگشت گوناگون) و ویژگی‌های مختلف ریخت‌شناسی نیز انجام شد. نتایج و بحث نتایج روش تحلیل عاملی نشان داد که از میان 85 ویژگی آبخیز، 18 ویژگی مؤثر شامل مساحت، مساحت شیب 12-8 و 20-12%، مساحت جهت شیب شرق در نُه‌جهته، طول خطوط تراز 100 متری، طول کل آبراهه، زمان تمرکز با روش کرپیچ، اختلاف بلندی، فراکتال خطوط تراز 200 متری، انحراف از معیار رطوبت، اختلاف دما، میانگین شیب، شیب خالص آبراهه‌ی اصلی، میانگین دما، میانگین رطوبت، میانگین بارش، ضریب کشیدگی و فراکتال محیط آبخیز بودند. همچنین، ویژگی بُعد فراکتالی خطوط تراز 200 متری و بُعد فراکتالی محیط آبخیز، توانستند به‌شکل قابل‌توجهی اندازه‌ی تغییرات کلی آ‌ب‌دهی و رسوب را تبیین کنند. این یافته نقش ویژگی‌های فراکتالی در روابط آ‌ب‌دهی و رسوب را به‌خوبی بیان کرد. نتیجه گیری و پیشنهادها بر پایه‌ی نتایج این پژوهش مشخص شد تقریباً تمام عامل‌های مؤثر در برآورد آ‌ب‌دهی و رسوب در آبخیز‌های بزرگ، در مساحت و فراکتال محیط آبخیز خلاصه‌شده است و این دو ویژگی بیش‌ترین تغییرات آ‌ب‌دهی و رسوب را توجیه می‌کنند. از این ‌رو، با کاهش مساحت آبخیز‌ها نقش دیگر عامل‌ها از جمله جهت شیب، شیب خالص آبراهه و غیره در تبیین تغییرات بیشتر مشهود است و می‌توان گفت برای مهار کردن فرسایش و رواناب آبخیز‌ها، تقسیم آبخیز‌های بزرگ به آبخیز‌های کوچک‌تر، بهترین اقدام است. گام بعدی انجام اقدام های آبخیزداری در این زیرآبخیزهای کوچک است. کاهش مساحت آبخیزها در بیشتر روابط به‌تنهایی توانست تا 70% تغییرات رسوب را توجیه کند. پیشنهاد می‌شود که بهره‌وران و سودبران از یافته‌های این پژوهش در اجرای برنامه‌های توسعه و مدیریت آبخیزها استفاده کنند.

https://wmrj.areeo.ac.ir/article_129986_6742594f66a5c74657db5569b6744f4d.pdf

سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس پژوهش های آبخیزداری 2981-2313 37 2 2024 06 21 Evaluating the Effectiveness of Machine Learning Models in Preparing a Landslide Risk Map in the Bar Neyshabur Watershed ارزیابی کارایی مدل‌های یادگیری ماشین در تهیه نقشه خطر زمین‌لغزش در آبخیز بار نیشابور 133 147 129979 10.22092/wmrj.2023.361650.1531 FA علی دسترنج استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران ابراهیم کریمی سنگچینی استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، خرم آباد، ایران حمزه نور استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران Journal Article 2023 03 01 Introduction and Goal Landslide susceptibility zoning using different methods is one of the solutions for landslide management. The aim of the upcoming study is to model the sensitivity of landslide occurrence using three methods of machine learning algorithm, random forest (RF), maximum entropy (ME) and support vector machine (SVM) algorithm. Then, the efficiency of these models is compared in zoning the sensitivity of landslides in the Bar Neyshabur watershed, Razavi Khorasan province. Materials and Methods In this research, the landslide distribution map layer of Bar watershed with 73 recorded points was prepared. These points were randomly divided into two groups for model training (70%) and model validation (30%). Also, 16 factors affecting the occurrence of landslides in the studied area were identified according to the review of extensive sources and digital layers were prepared in the geographic information system. Then, the landslide hazard map was prepared based on the three mentioned methods. Next, in order to evaluate the accuracy of modeling and compare the efficiency of the models, the total quality index (Qs) was used. Results and Discussion The results showed that the random forest algorithm method (RF) with Qs = 0.018 was chosen as the best model for the basin. Support vector models (SVM) with Qs = 0.014 and maximum entropy (ME) model with Qs = 0.013 are in the next priority, respectively. Conclusion and Suggestions Based on the results of this research, the random forest model provided better results. The comparison of the results obtained from this model with the existing real conditions was done with field visits. In addition, the results of the landslide susceptibility zoning map using the random forest model and the actual conditions in the studied area were very compatible. Finally, it was determined that assuming the concentration of management operations in high-sensitivity classes and choosing the random forest model as the superior model, 75.5% of the region's area has been left out of the management process. Therefore, less time and financial resources are needed to manage this sector. مقدمه و هدف پهنه‌بندی حساسیت رخداد زمین‌لغزش با استفاده از روش‌های گوناگون، یکی از راهکارهای مدیریت زمین‌لغزش است. هدف از این پژوهش، مدل‌سازی مکانی حساسیت رخداد زمین‌لغزش با استفاده از سه روش مدل یادگیری ماشین جنگل تصادفی (RF)، بیشینه‌ی آنتروپی (ME) و مدل ماشین‌بردار پشتیبان (SVM) بود. افزون بر این، کارایی این مدل‌ها در پهنه‌بندی حساسیت رخداد زمین‌لغزش در آبخیز بار نیشابور، استان خراسان رضوی مقایسه شد. مواد و روش‌ها در این پژوهش، لایه‌ی نقشه‌ی پراکنش زمین‌لغزش‌های آبخیز بار با 73 نقطه‌ی ثبت‌شده، تهیه شد. این نقاط به‌شکل تصادفی به دو دسته برای آموزش مدل (70%) و اعتبارسنجی مدل (30%) تقسیم شدند. همچنین، با توجه به بررسی منابع گسترده، 16 عامل مؤثر بر رخداد زمین‌لغزش در منطقه‌ی مطالعه‌شده شناسایی شد و لایه‌های رقومی در سامانه‌ی اطلاعات جغرافیایی تهیه شد. سپس نقشه‌ی خطر (استعداد) زمین‌لغزش بر اساس سه روش مزبور تهیه شد. سرانجام، برای ارزیابی صحت مدل سازی و مقایسه‌ی کارایی مدل‌ها از شاخص جمع کیفیت (Qs) استفاده شد. نتایج و بحث نتایج این پژوهش نشان داد که روش مدل جنگل تصادفی (RF) به‌عنوان مدل برتر (0/018 =Qs) برای آبخیز برگزیده شد. مدل‌های بردار پشتیبان (SVM) با Qs برابر با 0/014 و مدل بیشینه‌ی آنتروپی (ME) با Qs برابر با 0/013 به‌ترتیب اولویت‌های بعدی بودند. نتیجه‌گیری و پیشنهادها بر اساس نتایج این پژوهش مدل جنگل تصادفی هم نتایج بهتر و هم کاربردی‌تر ارائه داد. تطبیق نتایج به‌دست آمده از این مدل با شرایط واقعی موجود با بازدیدهای میدانی انجام شد. افزون بر این میان نتایج نقشه‌ی پهنه‌بندی حساسیت زمین‌لغزش با استفاده از مدل جنگل تصادفی و شرایط واقعی موجود در منطقه‌ی مطالعه‌شده تطبیق بسیار زیادی وجود داشت. سرانجام مشخص شد که با فرض تمرکز عملیات مدیریتی در طبقه‌‌های با حساسیت زیاد و انتخاب مدل جنگل تصادفی به‌عنوان مدل برتر، 75/5% از مساحت منطقه از روند مدیریتی خارج‌شده است. بنابراین، برای مدیریت این بخش به زمان کم‌تر و تخصیص منابع مالی نیاز است.

https://wmrj.areeo.ac.ir/article_129979_2e92ab2ac6519cb15588b5f76ecbf51d.pdf