مهران شایگان؛ مرضیه مکرم
چکیده
با توجه به تأثیر خشکسالی در کیفیت و کمّیت آب، هدف از این مطالعه بررسی خشکسالی با استفاده از شاخص‌های خشکسالی و ارتباط آن با میزان کیفیت آب در مناطق شمالی استان فارس ایران است. برای این منظور، شاخص‌های خشکسالی PCI، TVDI، NDVI در سال‌های 2000 تا 2020 استفاده شد. در ادامه، نقشه‌های پهنه‌بندی عناصر آب (Ca، Cl، EC، K، Na، Mg) با استفاده از روش کریجینگ ...
بیشتر
با توجه به تأثیر خشکسالی در کیفیت و کمّیت آب، هدف از این مطالعه بررسی خشکسالی با استفاده از شاخص‌های خشکسالی و ارتباط آن با میزان کیفیت آب در مناطق شمالی استان فارس ایران است. برای این منظور، شاخص‌های خشکسالی PCI، TVDI، NDVI در سال‌های 2000 تا 2020 استفاده شد. در ادامه، نقشه‌های پهنه‌بندی عناصر آب (Ca، Cl، EC، K، Na، Mg) با استفاده از روش کریجینگ تولید شد. سپس با به‌کارگیری روش شبکه‌های عصبی (MLP)، میزان عناصر آب با استفاده از شاخص‌های خشکسالی پیش‌بینی شد. نتایج نشان داد که با توجه به مقادیر شاخص‌های خشکسالی، روند تغییرات خشکسالی در منطقه از سال 2000 تا 2020 افزایشی بوده و بخش‌های جنوبی منطقه در وضعیت حادتری به‌نسبت دیگر بخش‌ها قرار دارد. نتایج حاصل از نقشه‌های پهنه‌بندی عناصر آب هم نشان داد که در بخش‌های جنوبی، غلظت املاح بیشتر از بخش‌های شمالی است. طبق نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص‌های خشکسالی و مقادیر عناصر آب، Ca همبستگی بالایی (820/0 R=) با شاخص TVDI دارد و عناصر Cl، EC، K، Na، Mg نیز دارای همبستگی معنی‌داری (80/0 R>) با شاخص PCI است. نتایج حاصل از روش MLP، برای پیش‌بینی وضعیت کیفیت آب با استفاده از شاخص‌های خشکسالی، نشان داد که در مناطق جنوبی میزان املاح بیشتر و در نتیجه، کیفیت آب کمتر است. میزان دقت مدل در پیش‌بینی عناصر Cl، EC، K، Na، Mg، TH،TDS با استفاده از شاخص PCI برابر با 85/0 R2= و درمورد عنصر Ca، با استفاده از شاخص TVDI برابر با 71/0 R2= است.
مهران شایگان؛ مرضیه مکرم
چکیده
استان فارس، با توجه به واقع‌شدن در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران، دچار کمبود منابع آب سطحی شده است. بنابراین، به‌منظور بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی، تعیین کیفیت آب بسیار اهمیت دارد. با توجه به اهمیت موضوع، هدف این مطالعه تعیین میزان کیفیت مناطق جنوب شهر شیراز در استان فارس است. به‌منظور تهیة نقشه‌های پهنه‌بندی از نقاط نمونه‌برداری‌شده، ...
بیشتر
استان فارس، با توجه به واقع‌شدن در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران، دچار کمبود منابع آب سطحی شده است. بنابراین، به‌منظور بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی، تعیین کیفیت آب بسیار اهمیت دارد. با توجه به اهمیت موضوع، هدف این مطالعه تعیین میزان کیفیت مناطق جنوب شهر شیراز در استان فارس است. به‌منظور تهیة نقشه‌های پهنه‌بندی از نقاط نمونه‌برداری‌شده، از روش میانگین عکس فاصله (IDW) استفاده شد. در ادامه، برای همگنکردن هریک از لایههای تهیهشده، روش فازی بهکار رفت. در این روش، تابع عضویت برای هریک از نقشه‌های پهنه‌بندی تعریف شد و دادهها بین 0 و 1، براساس درجة اهمیتی که در کیفیت آب دارند، قرار گرفتند. در نهایت، برای وزندهی به لایهها و تهیة نقشة نهایی کیفیت آب، از روش فرایند تحلیل شبکه‌ای (ANP) استفاده شد. نتایج نشان داد که کیفیت آب حدود ۸۰% منطقة مورد مطالعه مطلوب است؛ درحالیکه کیفیت آب شرب در حدود ۴% از منطقه (بخشهایی از شمال و شرق) نامطلوب است.
مهران شایگان؛ مرضیه مکرم
چکیده
آبراهه‌ها، زهکش در یک حوضه آبخیز محسوب می‌شوند که تاثیر زیادی بر روی ویژگی‌های فیزیوگرافی، هیدرولوژی، فرسایش و رسوب یک حوضه آبخیز دارند. هدف از این مطالعه، استفاده از مدل جاذبه به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی مدل رقومی ارتفاع (DEM) و استفاده از الگوریتم ژنتیک به منظور پیش‌بینی آبراهه‌ها در آینده و مقایسه نتایج آن با خطوط آبراهه ...
بیشتر
آبراهه‌ها، زهکش در یک حوضه آبخیز محسوب می‌شوند که تاثیر زیادی بر روی ویژگی‌های فیزیوگرافی، هیدرولوژی، فرسایش و رسوب یک حوضه آبخیز دارند. هدف از این مطالعه، استفاده از مدل جاذبه به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی مدل رقومی ارتفاع (DEM) و استفاده از الگوریتم ژنتیک به منظور پیش‌بینی آبراهه‌ها در آینده و مقایسه نتایج آن با خطوط آبراهه مستخرج از DEM با قدرت تفکیک ۳۰ متر است. برای استخراج DEMهای با قدرت تفکیک بالاتر، در مدل جاذبه برای تولید زیرپیکسل ها از مقیاس ۳ و مدل همسایگی چهارگانه که دارای دقت بالاتری هستند استفاده شد. از DEM حاصل از مدل جاذبه، به عنوان داده ورودی برای پیش‌بینی و استخراج آبراهه‌های منطقه مورد مطالعه با استفاده از الگوریتم ژنتیک در آینده استفاده شد. در الگوریتم ژنتیک، بهینهسازی و پیش‌بینی شبکه‌های رودخانه بر اساس تابع «نیروی جریان» و با ایجاد تغییرات در بالا آمادگی‌ها و رسوب‌گذاری‌ها در منطقه مورد مطالعه انجام شد. نتایج حاصل از مدل جاذبه نشان داد که مقیاس ۲ با مدل همسایگی ۲ گانه دارای دقت بالاتری نسبت به دیگر همسایگی‌ها برای استخراج DEM با قدرت تفکیک بالاتر است. همچنین نتایج حاصل از الگوریتم ژنتیک، نشان دهنده تغییر درجه آبراهه‌های منطقه مورد مطالعه در طول زمان نسبت به وضع موجود است، به طوری که درجه تعدادی از آبراهه‌های درجه اول در آینده به درجه ۳ تغییر خواهد کرد که علت آن فرسایش آبراهه‌های درجه کمتر و اضافه شدن به آبراهه‌های درجه بالاتر است. از نتایج این تحقیق، می‌توان برای پیشنهاد محل‌های مناسب ایجاد بندهای انحرافی و یا محل‌های مناسب برای احداث سازه‌های مختلف با توجه به تغییرات در مورفومتری آبراهه‌ها در آینده، استفاده کرد.
علی‌اکبر متکان؛ علیرضا شکیبا؛ بابک میرباقری؛ مهران شایگان؛ محمد تناسان
دوره 7، شماره 1 ، اسفند 1394، ، صفحه 39-57
چکیده
با افزایش جمعیت و به‌تبع آن افزایش نیازهای جامعه، آمایش سرزمین اهمیت ویژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای یافته است. به‌دلیل پیوند آمایش سرزمین با چندین هدف متضاد، استفاده از الگوریتم‌های تکاملی چندهدفه ـ درصورت تناسب الگوریتم با نوع مسئله‌ـ می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تواند مفید باشد. در پژوهش حاضر ضمن ارائة مدلی به‌منظور ...
بیشتر
با افزایش جمعیت و به‌تبع آن افزایش نیازهای جامعه، آمایش سرزمین اهمیت ویژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای یافته است. به‌دلیل پیوند آمایش سرزمین با چندین هدف متضاد، استفاده از الگوریتم‌های تکاملی چندهدفه ـ درصورت تناسب الگوریتم با نوع مسئله‌ـ می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تواند مفید باشد. در پژوهش حاضر ضمن ارائة مدلی به‌منظور بهینهسازی کاربری اراضی، راه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌حلی مؤثر برای به‌کارگیری الگوریتم ژنتیک چندهدفه در انواع مسائل مربوط به آمایش سرزمین معرفی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گردد. مدل طراحی‌شده در پژوهش حاضر به‌منظور بهینهسازی کاربری اراضی از الگوریتم NSGA-II بهره می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌برد. خروجی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این مدل، الگوهایی برای آمایش سرزمین هستند که فرسایش منطقه را تا حد زیادی کاهش می‌دهند و سطح منفعت اقتصادی منطقه را بالا می‌برند. در این مدل، کاربری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها دارای بالاترین سازگاری، کمترین دشواری تغییر و بیشترین پیوستگی هستند. به‌منظور استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه در حل مسائل آمایش سرزمین در این پژوهش راهکاری ابتکاری برای تولید جمعیت اولیه و عملگر ابتکاری ترکیب متناسب با مسائل آمایش سرزمین شرح و بسط داده شد. مدل طراحی‌شده در منطقة رودبار جنوب واقع در استان کرمان پیاده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان دادند که الگوهای آمایش سرزمین پیشنهادشده در این مدل می‌توانند درحدود 30 تا 35 درصد فرسایش منطقه را کاهش دهند؛ درعین‌حال سطح منفعت اقتصادی حاصل از تغییر کاربری بین 40 تا 50 درصد رشد خواهد داشت. همچنین تمامی الگوها دارای سازگاری بالا و دشواری تغییر اندک هستند. با بررسی عملکرد عملگرهای ابتکاری ارائه‌شده، مشخص شد این عملگرها تأثیر بسزایی در روند حل مسئله داشتند. کلید‌واژه‌ها: بهینهسازی چندهدفه، الگوریتم NSGA-II، توسعة عملگرهای ابتکاری، آمایش سرزمین، توان اکولوژیک.
محمدرضا حاجی حسینی؛ حمیدرضا حاجی حسینی؛ مهران شایگان؛ سعید مرید؛ جبار وطن‌فدا؛ مرحوم علیرضا نجفی
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1392
چکیده
کاهش آورد رودخانه مرزی هیرمند از افغانستان به ایران از چالش‌های همیشگی مدیریت منابع آب در شرق کشور بوده که در سال‌های اخیر تشدید شده است. توسعة کشاورزی در پایین‌دست سد کجکی (در حوضه آبریز رودخانه هیرمند) در افغانستان و خشکسالی اخیر از دلایل کم‌شدن آب این رودخانه به شمار می‌آید. در مقالة حاضر به‌طور کمّی به این موضوع پرداخته می‌شود ...
بیشتر
کاهش آورد رودخانه مرزی هیرمند از افغانستان به ایران از چالش‌های همیشگی مدیریت منابع آب در شرق کشور بوده که در سال‌های اخیر تشدید شده است. توسعة کشاورزی در پایین‌دست سد کجکی (در حوضه آبریز رودخانه هیرمند) در افغانستان و خشکسالی اخیر از دلایل کم‌شدن آب این رودخانه به شمار می‌آید. در مقالة حاضر به‌طور کمّی به این موضوع پرداخته می‌شود و برای این منظور کاربری اراضی دشت هلمند افغانستان با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای بررسی شده است. به‌خاطر اهمیت نوع الگوریتم انتخاب‌شده در تهیه تصاویر طبقه‌بندی‌شده، سه الگوریتم بیشترین شباهت (MLC)، درخت تصمیم‌گیری (DT) و ماشین‌های بردار پشتیبان (SVM) ارزیابی شده‌اند. از مشکلات عمده در انجام آزمون‌ها، تهیة نمونه‌های آموزشی از افغانستان است؛ بدین منظور از نقشه‌های FAO، نقشه‌های اطلس کاربری اراضی افغانستان، نقشه‌های مرکز سازمان زمین‌شناسی امریکا و تصاویر Google Earth کمک گرفته شد. با توجه به تصاویر موجود، دورة 20سالة اخیر در سه تاریخ 1990، 2001 و 2011 میلادی مربوط به ماهواره لندست (ETM+ TM,) در نظر گرفته شد و از هر سه روش جواب‌های نسبتاً مشابهی به‌دست آمد. نقشه‌های حاصل از الگوریتم‌های فوق با ضریب کاپا و دقت کلی ارزیابی شدند و دقت مناسبی داشتند. نتایج تغییرات کاربری اراضی نشان می‌دهند که مجموع کل کشت محصولات آبی در منطقه، حدود 62 درصد افزایش یافته، به‌طوری‌که مقدار آن از رقم 103 هزار هکتار در سال 1990، به حدود 122 هزار هکتار در سال 2001 و به حدود 167 هزار هکتار در سال 2011 رسید که مؤید تأثیر قطعی آن بر کاهش رواناب ورودی از رودخانه هیرمند به کشور است. با وجود نتایج نزدیک روش‌ها، طبقه‌بندی درخت تصمیم‌گیری کارآمدی بیشتری از لحاظ اتکای کمتر به نمونه‌های آموزشی از خود نشان داد.
مهران شایگان؛ عباس علیمحمدی؛ حامد روحانی
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1390
چکیده
به منظور مدیریت بهینه حوضه های آبخیز، به ویژه در حوضه های آبخیز کوهستانی که فاقد ایستگاه های هیدرومتری به تعداد کافی اند، شبیه سازی پدیده های هیدرولوژیکی دارای اهمیت فراوانی است. هدف از این تحقیق، بررسی قابلیت شبیه سازی هیدرولوژیک و ارزیابی مدل نیمه توزیعی فیزیکی SWAT (Soil and Water Asses sment) در حوضه طالقان با انواع خاک و کاربری های مختلف است. ...
بیشتر
به منظور مدیریت بهینه حوضه های آبخیز، به ویژه در حوضه های آبخیز کوهستانی که فاقد ایستگاه های هیدرومتری به تعداد کافی اند، شبیه سازی پدیده های هیدرولوژیکی دارای اهمیت فراوانی است. هدف از این تحقیق، بررسی قابلیت شبیه سازی هیدرولوژیک و ارزیابی مدل نیمه توزیعی فیزیکی SWAT (Soil and Water Asses sment) در حوضه طالقان با انواع خاک و کاربری های مختلف است. بدین منظور داده های آب و هواشناسی، کاربری اراضی و مدل رقومی ارتفاع منطقه تحقیق مطابق با استانداردهای مدل تهیه شد و برای تحلیل حساسیت پارامترهای مدل و همچنین واسنجی و اعتبارسنجی، مورد استفاده قرار گرفت. تحلیل حساسیت مدل بر اساس روش لاتین هیپرکیوب LH_OAT) ) به منظور ارزیابی تغییرپذیری دبی رواناب در واکنش به تغییرات پارامترهای ورودی انجام شد. تحلیل حساسیت نشان داد که پارامتر شماره منحنی (CN) مهم ترین فاکتور و پارامترهای ظرفیت آب قابل دسترس در لایه خاک (SOL_AWC) پارامتر درجه حرارت ذوب برف (SMTMP) و پارامتر جبران تبخیر از خاک (ESCO) به ترتیب حساسیت بیشتری دارند. واسنجی مدل برای دوره زمانی 1997 تا 2002 انجام گرفت، و اعتبارسنجی مدل برای دوره زمانی 2003 تا 2005، کارایی مدل با استفاده از مقایسه بصری پلات های سری زمانی و شاخص های آماری شامل نقش- ساتکلیف (NS)، ضریب تعیین (R^2) و درصد انحراف (PBIAS) و همچنین آزمون هم قوارگی ارزیابی گردید. در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب NS و R^2 و PBIAS در محل ایستگاه گلینک (خروجی حوضه) به ترتیب برابر 8/0، 93/0 و 8/14- و در مرحله اعتبارسنجی 84/0، 88/0 و 2- به دست آمدند. نتایج آزمون t نیز نشان داد که در سطح اعتماد 95 درصد، اختلاف معنی داری بین مقادیر مشاهده شده و مقادیر شبیه سازی در مراحل واسنجی و اعتبارسنجی وجود ندارد. در مجموع، نتایج تحقیق حاکی از آن اند که مدل قابلیت بالایی برای پیش بینی دبی جریان ماهانه حوضه طالقان دارد.
