رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست

چکیده هدف: با بررسی­های میدانی در استان خراسان رضوی مشخص شد در سالهای اخیر، ناترازی انرژی و قطعی برق منجر به تغییر مدار آبیاری و درنتیجه افت تولید محصولات اساسی، تلفات طیور و آبزیان و خسارت به تاسیسات و سیستم‌های آبیاری مکانیزه شده است. بنابراین بررسی راههای ممکن در تولید این نوع انرژی در بخش کشاورزی کشور از جمله خراسان رضوی ضروری است. در این پژوهش راه­های تولید انرژی تجدیدپذیر، موانع پیش روی اجرای نیروگاههای تجدیدپذیر و راهکارهای رفع این موانع در استان خراسان رضوی بررسی شد.
مواد و روش: روش تحقیق حاضر، تحلیلی و توصیفی است. نحوه گردآوری اطلاعات و آمار مورد نیاز از طرق روش­های کتابخانه­ای و میدانی بود که در روش کتابخانه­ای با مراجعه به مقالات، اسناد و کتب منتشر شده، انواع انرژی­های تجدیدپذیر، کاربرد آنها در بخش کشاورزی و چالشهای پیش رو که کشورهای در حال توسعه و توسعه یافته، تجربه استفاده از آن را داشته­اند، مشخص شد. در روش میدانی ضمن بررسی وضع موجود مصرف انرژی و تولید انرژی تجدیدپذیر در استان خراسان رضوی، موانع پیش روی استفاده از این نوع انرژی پاک بررسی شد. جامعه آماری در تحقیق حاضر شامل کشاورزان، کارشناسان خبره و سازمانهای ذیربط بودند. درنهایت با تجربیاتی که در کشورهای دیگر وجود داشت، پیشنهادات ذینفعان و کارشناسان خبره در این زمینه، راهکارهایی جهت رفع موانع پیش روی اجرای نیروگاه­های تجدیدپذیر در کل کشور از جمله در استان خراسان رضوی ارائه شد.
نتایج: بررسی­ها نشان داد 44 درصد برق مصرفی در استان خراسان رضوی، سهم بخش کشاورزی است. همچنین حدود 40 درصد برق تولیدی از انرژیهای پاک در این استان، در بخش کشاورزی استفاده می­شود که عمده آن با هدف پایداری انرژی در چاههای کشاورزی جهت تامین آب بکار می­رود. مسائل مالی، مشکلات اجتماعی، نبود شرکت­های معتبر جهت اجرای پنل خورشیدی و عدم تعهد دولت از جمله مشکلات استفاده از انرژی تجدیدپذیر در استان خراسان رضوی می­باشد.
نتیجه ­گیری: راهکارهایی نظیر تدوین یک سند جامع و هدفمند برای توسعه انرژی­های تجدیدپذیر، برنامه­ریزی منسجم و بین بخشی بین نهادهای متولی، اتخاذ سیاست متناسب با وضعیت کشاورزان هر شهرستان، هوشمند کردن برق چاه­های کشاورزی و انجام فعالیت­های ترویجی و اجتماعی می­تواند موانع تولید این انرژی در استان را کاهش دهد.

چکیده امروزه تغییر اقلیم یک موضوع اصلی در مجامع علمی و نشریات مرتبط با علوم محیطی و جوی می‌باشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی تأثیر پدیده تغییر اقلیم بر متغیرهای اقلیمی و خشکسالی هیدرولوژیک در حوضه دریاچه ارومیه می‌باشد. بدین منظور، با استفاده از شاخص SDI،مدل سری زمانی Ar(p) با تکنیک تولید داده‌های مصنوعی برای 1000 بار تولید گردید. سپس تغییرات احتمالی آن روی دما و بارش با استفاده از سناریوهای اقلیمی بررسی گردید.در این مطالعه، برای سه افق نزدیک، میانی و دور تحت سه سناریو RCP4.5، RCP6 و RCP8.5 با استفاده از داده‌های 30 ساله دما و بارندگی، مدل NORESM1-M برای دوره پایه (2010-1980) و افق‌های نزدیک (2040-2011)، میانی (2070-2040) و دور (2100-2070) در حوضه دریاچه ارومیه مورد مطالعه قرار گرفت. در مرحله بعد، با استفاده از مدل بارش رواناب بکار واسنجی شده با داده‌های تاریخی بارندگی و دبی، داده‌های دبی جریان با رویکرد تغییر اقلیم برای دو دوره (2059-2020) و (2100-2060) تولید و خشکسالی هیدرولوژیک در حوضه دریاچه ارومیه تحلیل گردید.نتایج حاصل نشان دادکه براساس مدل‌های سری زمانی و سناریوهای اقلیمی بررسی شده امکان رخدادن خشکسالی‌های شدیدتر از دوره‌های تاریخی وجود دارد. همچنین شدت خشکسالی‌ها در ایستگاه‌های شرق دریاچه ارومیه بیشتر از غرب آن می‌باشد، بطوریکه میزان افزایش تعداد دوره‌های خشک در افق‌های بررسی شده 17 تا 20 درصد بیشتر از شرایط کنونی خواهد بود.همچنین بر اساس ضرایب همبستگی بدست آمده برای سناریوهای مختلف، بهترین سناریو برای مطالعات بارش در این منطقه سناریوی RCP6 با ضریب همبستگی 763/0 و برای دما سناریوی RCP4.5 با ضریب همبستگی 994/0 شناخته شدند.

چکیده پدیده‌های خوردگی و ‏رسوبگذاری آب‌ از عواملی هستند که بر کیفیت شیمیایی آب تأثیر می‌گذارند. بر اساس مقیاس ‏جهانی پتانسیل خوردگی آب در اقلیمهای خشک کمتر از اقلیمهای مرطوب است. هدف از این ‏مطالعه بررسی تأثیر نوع آب و گونههای یونهای موجود در آب بر پتانسیل خوردگی و ‏رسوبگذاری آب آشامیدنی شبکه توزیع روستایی در اقلیمهای مختلف استان کرمانشاه در ‏سالهای 96-87 بود. ‏

مواد و روش‌ها: اطلاعات آب مناطق روستایی برای محاسبه متداولترین ‏شاخصهای پتانسیل خوردگی و رسوبگذاری آب مورد استفاده قرار گرفتند. نوع آب و گونه‌بندی یونهای موجود در آب به ترتیب با نرم‌افزارهای ‏AqQa‏ و ‏Visual MINTEQ‏ تعیین شد.‏

نوع آب در تمامی مناطق اقلیمی مورد مطالعه یکسان ‏‏(کلسیمی- بیکربناتی) تعیین شد، شاخصهای پتانسیل خوردگی و رسوبگذاری آب ‏گونههای یون‌های موجود در نمونههای آب بین اقلیم های مورد مطالعه اختلاف معنیداری ‏‏(‏p<0.001‎‏) نشان دادند. در اقلیم نیمه‌خشک گرم شاخصهای ‏LSI‏ و ‏AI‏ بیشتر و شاخصهای ‏RSI‏ ‏و ‏PSI‏ کمتر از سایر اقلیمها بود. در اقلیم نیمه‌مرطوب معتدل، کمترین مقدار شاخصهای ‏LSI‏ و ‏AI‏ و بیشترین مقدار شاخصهای ‏RSI‏ و ‏PSI‏ نسبت به سایر اقلیم‌ها به دست آمد. براساس گونه-‏بندی یون‌ها در آب، کلسیم و منیزیم بیشتر به‌صورت گونه آزاد و سپس ترکیب با سولفات و بی-‏کربنات حضور داشتند.‏

پتانسیل خوردگی کمتر و ‏رسوب‌گذار بودن بیشتر آب در اقلیم های خشک و گرم و نیمه‌خشک گرم نسبت سایر اقلیم‌ها به ‏دلیل درصد گونههای آزاد بیشتر یون‌های کلسیم و منیزیم در این دو اقلیم بود. پتانسیل خوردگی آب در اقلیم نیمه‌مرطوب معتدل بیشتر از سایر ‏اقلیم‌ها به دست آمد.

چکیده هدف: تصفیه فاضلاب نقش مهمی در حل مشکل کمبود کمی و کیفی منابع آب برای توسعه مناطق شهری دارد. در این زمینه حفظ و افزایش راندمان تصفیه خانه‌های فاضلاب اهمیت قابل توجه‌ای برای بازیافت این منابع آب دارند. لذا، مدل‌سازی عملکرد تصفیه خانه فاضلاب در مراحل مختلف تصفیه دارای اهمیت زیادی است.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه، روش شبکه عصبی مصنوعی (ANNs) برای مدل‌سازی کیفیت پساب خروجی تصفیه‌خانه فاضلاب شهر بوشهر به‌کار گرفته شده است. داده‌های ورودی و خروجی شامل پارامترهای BOD، COD، EC، TSS و TDS است.
نتایج: نتایج خروجی شبکه‌های عصبی مصنوعی نشان داد که این الگوریتم در مدل‌سازی پارامترهای کیفیت پساب، عملکرد مناسبی دارد. مدل‌سازی پارامترهای EC، TDS، COD، TSS و BOD با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، نتایج متفاوتی را در مراحل مختلف تصفیه فاضلاب نشان داد. بر اساس نتایج، دقت مدل برای پارامتر EC با ضریب تعیین 84/0 برای دوره آزمون، در مرحله اول به بالاترین مقدار خود رسید. برای پارامتر TDS، بهترین دقت در مرحله سوم به‌دست آمد. در مدل‌سازی پارامتر COD، دقت شبکه در مرحله اول بسیار مطلوب بود. برای پارامتر TSS، بیشترین دقت دوره آموزش در مرحله سوم با ضریب تعیین 79/0 به‌دست آمد، در حالی که در دوره آزمون، مرحله دوم با ضریب تعیین 65/0 بهترین نتیجه را داشت. نهایتاً، برای پارامتر BOD، بیشترین دقت مربوط به مرحله سوم بود. بهترین عملکرد برای EC و COD در مرحله اول با دقت بالای 80/0 مشاهده شد، در حالی‌که برای TDS بیشترین دقت در مرحله دوم حاصل شد. برای TSS و BOD، دقت مدل در مرحله سوم بهبود یافت، اما در مراحل دیگر پراکندگی داده‌ها و خطاهای بیشتری مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: تحلیل نمودارهای ویولن نشان می‌دهد که داده‌های مشاهداتی و شبیه‌سازی‌شده برای پارامترهای EC، TDS، COD، TSS و BOD در هر مرحله از تصفیه به هم نزدیک شده‌اند، که نشان‌دهنده دقت مطلوب مدل شبکه عصبی مصنوعی است. نمودارها بیانگر این هستند که مقدار این پارامترها در ورودی تصفیه‌خانه بالا بوده، اما پس از انجام تصفیه در هر مرحله کاهش یافته است؛ این موضوع حاکی از عملکرد موفق سیستم تصفیه است. همچنین، متغیرهای TSS، COD و BOD بیشترین شباهت و دقت را در مدل‌سازی داشتند.

چکیده هدف: پوشش برف به‌عنوان یکی از مؤلفه‌های اصلی چرخه‌ی هیدرولوژیکی، نقش تعیین‌کننده‌ای در تعادل آبی، تنظیم رواناب سطحی و تغذیه‌ی آب‌های زیرزمینی دارد. در نواحی کوهستانی زاگرس از جمله حوزه‌ی مارون، برف منبع اصلی رواناب سالانه محسوب می‌شود. با این حال، تغییرات اقلیمی اخیر از جمله افزایش دما و تغییر الگوی بارش، سبب دگرگونی در توزیع زمانی و مکانی انباشت و ذوب برف شده است. این تغییرات پیامدهای قابل توجهی بر رژیم هیدرولوژیکی رودخانه‌ها دارند. بر همین اساس، هدف پژوهش حاضر بررسی روند زمانی و مکانی پوشش برف و تحلیل همبستگی آن با دبی رودخانه مارون در دوره‌ی ۲۰۰۱ تا ۲۰۲۲ به‌منظور تبیین نقش تغییرات برف در رفتار جریان سطحی است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش از داده‌های روزانه‌ی پوشش برف سنجنده‌ی (MODIS) محصول (MOD10A1) برای دوره‌ی ۲۲ ساله (۲۰۰۱ تا ۲۰۲۲) و داده های برف ایستگاه های یاسوج و سی سخت طی سری زمانی 15 ساله (2022-2008) برای اعتبار سنجی داده های ماهواره ای استفاده شد. برای تحلیل روند از آزمون ناپارامتری من–کندال و تخمین‌گر شیب سن جهت برآورد میزان تغییرات بهره گرفته شد. برای بررسی رابطه‌ی میان پوشش برف و دبی رودخانه، از ضریب همبستگی پیرسون به‌صورت هم‌زمان و با تأخیر نیز استفاده شد بنابراین با توجه به اینکه در حوزه مارون، فرآیند ذوب برف معمولاً از اواخر زمستان تا اواسط بهار ادامه دارد اثر تأخیری ذوب برف بر جریان سطحی رودخانه نیز تا 2 ماه تاخیر بررسی شد. کلیه‌ی تحلیل‌ها در محیط نرم‌افزارهای ArcGIS، Excel و SPSS انجام شد. نتایج: نتایج نشان داد روند پوشش برف در اغلب ماه‌ها، به‌ویژه از ژانویه تا مارس به صورت معنی دار و در مقیاس دوره برفی (اکتبر تا می) این روند کاهشی (58/1- Z=) نیز همچنان مشهود (p < 0.05) است؛ نتایج شیب سن (Q) طی فصل زمستان نیز نشان از کاهش ۲۸/۷ کیلومترمربعی وسعت پوشش برف در هر سال را داشته است. از طرفی نتایج همبستگی نیز نشان داد بیشترین رابطه مثبت میان شاخص NDSI و دبی رودخانه مارون در ماه‌های ذوب برف (مارس تا مه) به صورت همزمان و با تأخیر زمانی یک تا دو ماهه (r تا 75/0) است که نشان‌دهنده‌ی نقش ذوب برف به عنوان یکی از عوامل تغذیه‌ی جریان‌های سطحی رودخانه مورد مطالعه بوده است. نتیجه‌گیری: این پژوهش در ترکیب تحلیل روند بلندمدت پوشش برف مبتنی بر داده‌های روزانه MODIS با ارزیابی هم‌زمان و تأخیری رابطه‌ی NDSI و دبی رودخانه مارون در مقیاس‌های مختلف زمانی است؛ این رویکرد وابستگی دینامیک بین تغییرات وسعت پوشش برف و رفتار جریان سطحی را در این حوزه‌ی حیاتی با دقت زمانی بالا تبیین کرده است. از این رو استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی اقلیمی و هیدرولوژیکی مانند DHSVM، VIC، WRF-Hydro و HBV برای پیش‌بینی تغییرات آینده پوشش برف و رواناب در این حوزه توصیه می‌شود

چکیده هدف:پوشش گیاهی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین شاخص‌های سلامت اکوسیستم، نقش تعیین‌کننده‌ای در پایداری محیط‌زیست، تنظیم چرخه‌های اقلیمی، حفاظت خاک و مدیریت منابع آب دارد. مناطق کوهستانی خشک و نیمه‌خشک ایران، به‌ویژه استان آذربایجان شرقی، به دلیل حساسیت بالا نسبت به تغییرات اقلیمی، کاهش بارش، افزایش دما و فشارهای انسان‌زاد، در معرض ناپایداری‌های اکولوژیکی قرار دارند.
مواد و روش‌ها:در این پژوهش از تصاویر ماهواره‌ای MODIS )محصول MOD13Q1 نسخه ۶( برای استخراج شاخص تفاضل نرمال‌شده پوشش گیاهی (NDVI) استفاده شد. پردازش داده‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای ArcGIS، MATLAB و Minitab انجام شد. برای تحلیل تغییرات پوشش گیاهی، شاخص NDVI بر اساس نسبت بازتاب باند فروسرخ نزدیک و باند قرمز محاسبه گردید. سپس به‌منظور بررسی ساختار آماری و فضایی داده‌ها، از آزمون کولموگروف–اسمیرنوف (KST) جهت ارزیابی نرمال بودن توزیع داده‌ها، تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) برای کاهش ابعاد داده‌ها و شناسایی الگوهای غالب زمانی، و مدل رگرسیون وزندار جغرافیایی (GWR) برای تحلیل روابط مکانی بین پوشش گیاهی، ارتفاع و بارش استفاده شد. همچنین آزمون‌های همگنی نظیر Pettitt و Standard Normal Homogeneity نیز برای ارزیابی پایداری زمانی داده‌ها به کار گرفته شدند.
نتایج و بحث:نتایج پژوهش نشان داد که پوشش گیاهی استان آذربایجان شرقی طی دوره مورد مطالعه دارای روند افزایشی ملایمی بوده است، به‌گونه‌ای که میانگین نرخ تغییرات سالانه NDVI از ۰٫۱۶۶ درصد در دوره ۲۰۰۰–۲۰۰۹ به ۰٫۱۹۲ درصد در دوره ۲۰۱۰–۲۰۲۲ افزایش یافته است. با وجود این روند مثبت، تحلیل‌های آماری بیانگر ناپایداری قابل توجه اکولوژیکی در منطقه بودند. آزمون کولموگروف–اسمیرنوف نشان داد که توزیع NDVI در اکثر ماه‌ها از توزیع نرمال تبعیت نمی‌کند و این موضوع بیانگر حساسیت شدید پوشش گیاهی منطقه نسبت به تنش‌های اقلیمی و محیطی است.
تحلیل فراوانی داده‌ها نشان داد که حدود ۸۳ درصد از منطقه در طبقه پوشش گیاهی تنک قرار دارد و واریانس بالای NDVI (حدود ۳۶٫۷۸ درصد) وجود ناهمگنی شدید فضایی را در سطح استان تأیید می‌کند. مقادیر NDVI در محدوده‌ای بین ۰٫۰۷۶- تا ۰٫۶۲ متغیر بوده و این دامنه تغییرات نشان‌دهنده تفاوت زیاد شرایط زیست‌محیطی در مناطق مختلف استان است.
نتیجه‌گیری:نتایج این پژوهش نشان داد که اگرچه پوشش گیاهی استان آذربایجان شرقی طی دو دهه اخیر روند افزایشی ملایمی را تجربه کرده است، اما این افزایش همراه با ناپایداری اکولوژیکی و ناهمگنی شدید فضایی بوده است.

چکیده هدف: فقدان پارادایم سیستمی و عدم توجه به تناسب و انتخاب ‌فناوری‌های آبیاری بر مبنای تصمیم‌‌های چندمعیاره، موجب تشدید بحران آب در کشاورزی شده است. در این پژوهش مساله تناسب فناوری‌های آبیاری با شرایط کشاورزان با محوریت مدیریت بهینه منابع آب بررسی شد.
مواد و روش: پژوهش حاضر از حیث هدف کاربردی و از نظر شیوه گردآوری داده‌ها از نوع پیمایشی می‌باشد. معیارها به کمک روش کریتیک (CRITIC) وزن‌دهی، و رتبه‌بندی فناوری‌های آبیاری با استفاده از روش تصمیم‌گیری چندمعیاره واسپاس (WASPAS) انجام شد.
نتایج: نتایج نشان داد میزان وزن نهایی در تناسب فناوری با شرایط اجتماعی 202/0، و در میزان تسلط کشاورز 167/0 به دست آمد. همچنین وزن نهایی تناسب فناوری با شرایط اقلیمی، میزان بهره‌وری سیستم، تناسب فناوری با شرایط مزرعه، سطح فناوری، و تناسب فناوری با شرایط اقتصادی به ترتیب 143/0، 125/0، 125/0، 120/0، و 116/0 می‌باشد. بر این اساس بیشترین وزن مربوط به تناسب فناوری با شرایط اجتماعی است و کمترین وزن مربوط به تناسب فناوری با شرایط اقتصادی می‌باشد. همچنین تحلیل روش واسپاس نشان داد سیستم آبیاری تحت فشار بارانی (49/7) بیشترین تناسب را با شرایط
نتیجه‌گیری: توسعه و کاربرد فناوری‌های مناسب آبیاری پیش زمینه مدیریت بهینه آب است و لازمه آن تصمیم بهینه چند شاخصه با در نظر گرفتن ابعاد اکولوژیکی، فنی و اقتصادی اجتماعی است

چکیده هدف: رشد جمعیت و خشکسالی‌ها موجب بحران کم‌آبی در مناطق خشک و نیمه‌خشک شده است. تخصیص بهینه منابع آب در این مناطق از مهم‌ترین راهکارهای مدیریتی برای اولویت‌بندی مصرف آب در بخش‌های مختلف است. هدف این پژوهش، اولویت‌بندی تخصیص آب کشاورزی به زیربخش‌های آن در استان زنجان است.
مواد و روش‌ها: معیارهای اصلی و فرعی و گزینه‌های تخصیص با نظر خبرگان تعیین و سپس گزینه‌ها با روش تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) الویت‌بندی شدند. پنج معیار اصلی شامل امنیت غذایی، پتانسیل اقتصادی، قابلیت‌های فنی و عملیاتی، پایداری منابع و محیط زیست، و حکمرانی و مزیت نسبی، و هرکدام شامل زیرمعیارهایی برای ارزیابی گزینه‌ها بودند. گزینه‌ها شامل زراعت، باغداری، دام‌پروری، پرورش طیور، آبزی‌پروری و گلخانه بودند.
نتایج: نتایج نشان داد امنیت غذایی با وزن 40/0 مهم‌ترین معیار و بیانگر ضرورت تمرکز بر محصولات اساسی سبد غذایی مردم است. پتانسیل اقتصادی با وزن 08/0 در پایین‌ترین اولویت قرار گرفت. در مورد زیرمعیارها، در حوزه امنیت غذایی، دسترسی عادلانه به غذا و تاب‌آوری در برابر خشکسالی، هرکدام با وزن 40/0 بالاترین و ضریب خوداتکایی با وزن 20/0 پایین‌ترین اهمیت را داشتند. مقایسه گزینه‌ها نشان داد زراعت آبی با وزن 25/0 و بیشترین اولویت، نقش کلیدی در امنیت غذایی و اشتغال ایفا می‌کند. تحلیل حساسیت نشان داد زراعت آبی و پرورش طیور در رتبه‌های نخست‌اند و تنها با وزن‌دهی بسیار بالا به معیارهای فنی یا اقتصادی، گلخانه یا پرورش طیور جایگزین زراعت می‌شوند.
نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان می‌دهد تخصیص آب کشاورزی استان زنجان نیازمند رویکردی جامع و چندبعدی است که در آن، تامین پایدار امنیت غذایی در اولویت قرار می‌گیرد.

چکیده ارزیابی آزمایشگاهی در موسسه تحقیقات فنی و مهندسی و پایش‌ صحرایی در سه پایلوت شهرستان‌های خوسف (به‌طول 1 کیلومتر)، گرگان و قم (به‌طول 2 کیلومتر) انجام شد. در پایلوت‌های آزمایشگاه، خوسف و قم، پوشش بتن پارچه‌ای به‌صورت طولی با رول‌هایی به‌طورمتوسط 5/12متر و در گرگان، به‌صورت عرضی با رول‌های 2 متری و اتصال پیچ و مهره با فواصل 20-10 سانتی‌متری برای کانال‌های درجه 3 و 4 اجرا شدند. نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که ضریب زبری مانینگ در بتن پارچه‌ای برابر با 01/0 است که نسبت به شاهد آزمایشگاهی از جنس آجر و سیمان با ضریب زبری 022/0 و و پوشش‌های بتنی با ضریب زبری 027/0–013/0 وضعیت مناسب‌تری داشت. مقادیر سرعت برشی و تنش برشی به‌ترتیب برابر با 032/0 متر بر ثانیه و 06/1 نیوتن بر متر مربع برآورد شد. که به‌ترتیب 54% و 11% نسبت به شاهد کمتر بود. میزان نشت در شرایط آزمایشگاهی، حدود 29/1 لیتر در مترمربع در روز برآورد شد، که به‌میزان %96 از پوشش‌های متداول نظیر بتن و سنگ کمتر بود. در پایلوت‌های صحرایی، میانگین نشت در روش اجرای طولی حدود ۲۱ درصد کمتر از اجرای عرضی بود که نشان‌دهنده اثربخشی بیشتر این روش در کاهش نشت است. همچنین، نتایج نشان دادند که میزان ضریب زبری و نشت در کانال‌های با پوشش بتن پارچه‌ای به‌ترتیب حدود ۳۵ و ۵۸ درصد کمتر از بتن سنتی موجود در مناطق مورد پایش بود.

چکیده هدف: سدهای اصلاحی به‌عنوان یکی از راهکارهای مؤثر در کاهش فرسایش و کنترل رسوبات در حوزه‌های آبخیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. برآورد دقیق حجم رسوبات انباشته‌شده پشت این سدها از اهمیت بالایی برخوردار است، چرا که اطلاعات دقیق در این زمینه می‌تواند به بهینه‌سازی طراحی و اجرای پروژه‌های آبخیزداری کمک کند. این پژوهش با هدف مقایسه دقت چهار روش مختلف شامل روش‌های هندسی، منشور، ذوزنقه‌ای و هرمی در تخمین حجم رسوبات پشت سدهای اصلاحی در حوزه آبخیز رئین شیرآباد شهرستان مانه و سملقان انجام شد. همچنین، اصلاح اریبی بر نتایج این روش‌ها اعمال گردید تا میزان دقت تخمین‌ها بهبود یابد.
مواد و روش‌ها: برای انجام این مطالعه، ابتدا داده‌های میدانی مربوط به حجم رسوبات انباشته‌شده پشت سدهای اصلاحی از طریق نقشه‌برداری دقیق و اندازه‌گیری‌های مستقیم جمع‌آوری گردید. سپس، چهار روش هندسی، منشور، ذوزنقه‌ای و هرمی برای برآورد حجم رسوبات مورد استفاده قرار گرفت. به‌منظور ارزیابی دقت هر یک از این روش‌ها، معیارهای آماری از جمله ضریب همبستگی (R²)، ریشه میانگین مربعات خطا نرمال شده (NRMSE) و میانگین خطای اریب (MBE) محاسبه شد. علاوه بر این، اصلاح اریبی بر داده‌های حاصل از این روش‌ها اعمال شد تا تأثیر آن در بهبود دقت نتایج بررسی شود.
نتایج: نتایج این تحقیق نشان داد که روش‌های هندسی و منشور دارای دقت بیشتری در تخمین حجم رسوبات در مقایسه با روش‌های ذوزنقه‌ای و هرمی هستند. پیش از اعمال اصلاح اریبی، مقدار NRMSE برای روش منشور برابر با 30/0 و برای روش هندسی 31/0 بود، که نسبت به روش‌های ذوزنقه‌ای و هرمی مقدار کمتری داشت. همچنین، مقدار MBE در روش منشور نشان‌دهنده کمترین میزان خطای تخمین بود. پس از اعمال اصلاح اریبی، مقادیر خطای روش هندسی و منشور‌ تقریباً 25% کاهش داشته‌اند و مقدار NRMSE هر چهار روش حدود 29/0 شده و میزان دقت برآوردها به‌طور چشمگیری بهبود پیدا کرد. مقادیر MBE نیز به صفر نزدیک شدند که نشان‌دهنده کاهش خطای تخمین و افزایش دقت محاسبات بود.
نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که انتخاب روش مناسب برای برآورد حجم رسوبات پشت سدهای اصلاحی تأثیر قابل‌توجهی در دقت نتایج دارد. روش‌های هندسی و منشور به‌عنوان دقیق‌ترین روش‌ها در این مطالعه شناخته شدند، به‌ویژه پس از اعمال اصلاح اریبی که موجب کاهش چشمگیر خطا شد. یافته‌های این پژوهش می‌تواند در بهینه‌سازی روش‌های برآورد حجم رسوبات و بهبود مدیریت پروژه‌های آبخیزداری و حفاظت از منابع آب و خاک مؤثر باشد. پیشنهاد می‌شود که در تحقیقات آینده، از روش‌های پیشرفته‌تری مانند مدل‌سازی رقومی زمین و سنجش از دور برای ارزیابی دقیق‌تر حجم رسوبات پشت سدهای اصلاحی استفاده شود.