Feasibility and spatial prioritization of underground dam construction in the arid and semi-arid regions, case study: Roodan Watershed (Technical note) مهسا تشکری, مهدی حیات زاده, علی فتح زاده, جواد چزگی, اکرم بمانی خرانق Watershed Engineering and Management, 2023 مقدمهمهمترین مشکل در توسعه و ایجاد سدهای زیرزمینی، پیچیدگی تعیین مناطق مناسب احداث سد است. این مشکل از آنجا ناشی میشود که معیارها و عوامل زیادی شامل معیارهای اجتماعی، اقتصادی، زمینشناسی و هیدرولوژیکی در مکانیابی مناسب آن دخیل هستند. لذا، استفاده از روشهایی که بتوانند مکانهای مناسب برای احداث سدهای زیرزمینی را با دقت بالا و با صرف کمترین میزان وقت و هزینه تعیین نمایند، حائز اهمیت است. احداث سد زیرزمینی، بهعنوان یکی از راهحلهای تامین آب در مناطق خشک که امکان دسترسی به منابع معمول، نظیر چاه و رودخانه دایمی وجود ندارد یا دارای منابع آبی اندکی هستند، توصیه شده است. به همین منظور، در پژوهش حاضر مکانیابی مناطق مستعد برای احداث اینگونه سدها مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده مورد مطالعه، حوزه آبخیز رودان در استان هرمزگان است که بهدلیل دارا بودن شرایط اقلیمی خشک و شرایط خاص زمینشناسی، میتواند از پتانسیل مناسبی برای ساخت سد زیرزمینی برخوردار باشد.مواد و روشهادر پژوهش حاضر، از طریق تلفیق مدل رقومی ارتفاع، خصوصیات توپوگرافی، زمینشناسی و هیدرولوژیکی در محیط GIS، تعداد هشت مکان اولیه بهعنوان نقاط مستعد احداث سد زیرزمینی مشخص شد. در ادامه، پس از تشکیل ماتریس تصمیم با استفاده از مدل ویکور، رتبهبندی، تعیین شاخص و انتخاب کوچکترین شاخص بهعنوان بهترین گزینه صورت پذیرفت. در نهایت، اقدام به مرتبسازی گزینهها بر اساس مقادیر شاخص مطلوبیت، شاخص نارضایتی و شاخص ویکور شد. سپس، بهترین گزینه که کوچکترین شاخص ویکور را داشته باشد، انتخاب شد.نتایج و بحثطبق نتایج بهدست آمده، مقدار شاخص ویکور (Q) برای سایت 5، عدد 0.0158 و برای سایت 2، عدد 0.097 بهدست آمد که بدین ترتیب بر مبنای شاخص ویکور، رتبه اول متعلق به سایت 5 و رتبه دوم به سایت 2 تعلق گرفت. لذا، از بین هشت مکان اولیه تنها دو نقطه مناسب و سایر سایتهای مستعد بهعلت فاصله از مراکز تمرکز جمعیتی و کشاورزی رد شدند. رتبه یک، واقع در شرق شهر زیارتعلی با توجه به شرایط هیدرولوژیکی و توپوگرافی از جمله اینکه شیب در این سایت کمتر از پنج درصد است، بهعنوان یکی از بهترین مکانها برای احداث سد زیرزمینی است. اولویت دوم، واقع در شمال بخش برنطین، بهدلیل قرارگیری در مجاورت روستای کم جمعیتی که آب آشامیدنی از طریق چاه تامین میشود، بهعنوان گزینه مناسب برای احداث سد زیرزمینی در نظر گرفته شد. در سایتهایی که اولویت اول و دوم را به خود اختصاص دادهاند، از بین معیارهای مورد استفاده در پژوهش حاضر، معیارهای نیاز آبی، فاصله از روستا، پارامترهای pH و EC و کمیت آب، بیشترین اهمیت را داشتهاند.نتیجهگیریبررسی نتایج عامل سطح مخزن در این پژوهش نشان داد که هر چه سطح مخزن بزرگتر باشد، در مکانیابی این سازه دارای اولویت بیشتری خواهد بود. در سدهای زیرزمینی، بر خلاف سدهای سطحی که بزرگ بودن سطح مخزن بهدلیل تلفات ناشی از تبخیر یک عیب محسوب میشود، بدون در نظر گرفتن سایر عوامل، بهترین مکان برای احداث سد زیرزمینی در یک رودخانه، تنگههایی هستند که دارای بیشترین سطح مخزن در مناطق بالادست جریان باشند. با نگاهی به محورهای انتخاب شده در پژوهش حاضر، مشاهده میشود که بالاترین اولویتها و با ارزشترین محورهای انتخابی در سازندهای کواترنر قرار گرفتهاند که این نکته میتواند بیان کننده صحت مکاننمایی سازه باشد. از آنجا که اوج مصرف آب منطقه در فصول بهار و تابستان است، لذا، با احداث سد زیرزمینی در سایتهای پیشنهادی میتوان بخشی از کمبود و بحران آب در فصول گرم را جبران کرد.
Effect of morphometric factors in prioritizing flooding of sub-watersheds in the north of Birjand Plain Seyyed Mohammad Tajbakhsh Fakhrabadi, Javad Chezgi Water and Soil Management and Modeling, 2023 Introduction Flood is one of the most important threats to human society, which has increased in recent decades with the increase in population and climate change. Therefore, studying the features of the watershed, which are related to the level of flooding, can help in the correct management of this risk. Watersheds are different in morphological characteristics, so they have different hydrological reactions in the same climatic and environmental conditions. The stability of the morphometric characteristics of the sub-watersheds has made them used in flood studies. So the investigation of the morphometric factors of the watersheds can be of great help to the management and prioritization of flood sub-watersheds. In this research, an attempt has been made to introduce and prioritize flood-prone sub-watersheds using morphometric data in the environment of the geographic information system in the north of Birjand Plain, using the maximum entropy method and VIKOR decision-making model. Materials and Methods This plain is located at a longitude of 58˚ 45́ to 59˚ 30̋ and a latitude of 32˚ 30̋ to 33˚. The area of the Birjand Plain watershed is 3155 km2, of which 1045 km2 are plains (33 %) and the rest are highlands. In this research, morphometric factors (14 factors), entropy method, and VIKOR decision-making method were used to prioritize 22 sub-watersheds in the north of Birjand Plain. Since the morphological factors of the aquifer basin have different effects on the processes of runoff formation, there is a need to determine the effects of the parameters, which Shannon's entropy method is used in this research. In the following, using the VIKOR method, sub-watersheds are prioritized. Results and Discussion Morphometric factors are important in identifying and determining flood risk areas. The effect of morphometric factors on flooding is not the same, so it is necessary to determine the importance of each parameter. Shannon's entropy method was used to determine the impact of different morphometric factors (13 parameters) on flooding in the northern Birjand Plain watershed. The results showed that the Vf index with a relative importance of 0.51 has the greatest effect on flooding and prioritization of sub-watersheds in the study area. In prioritizing the flooding of sub-watersheds, all factors are not the same in terms of influence, so some factors have a positive effect and some criteria have a negative effect on flooding, for example, the more the amount of drainage density increases, the more it has a positive effect and causes an increase in flooding. It is possible that if the parameter of the channel maintenance index is lower, the flooding will be more. This attitude and point of view have not been seen in many studies, but in this research, the nature of the parameters was determined based on the opinions of experts and previous studies. In this study, the increase of watershed asymmetry indices, tissue ratio index, channel maintenance index, and valley width to height ratio index have a negative effect, that is, with their increase, there is less flooding, and other factors have a positive effect, that is, with their increase, flooding, and runoff production also increase. Conclusion Watershed projects are one of the most important strategies for flood control. The implementation of watershed projects for flood control requires the determination of flood-producing areas and their prioritization. Considering the lack of sufficient hydrometric stations at the level of the sub-watersheds and the lack of recorded statistics and information about floods in the country's watersheds, it is practically impossible to infer the severity of sub-watershed floods from the available data alone. Therefore, it is appropriate to use methods such as morphometric factors that require less hydrometric and quantitative data. There are various methods for determining the amount of runoff and prioritizing sub-watersheds in terms of flooding, and most of these methods are based on graphical methods and the use of empirical formulas, statistical analysis of flood data, and watershed separation. In this research, 14 morphometric parameters were used to prioritize floods in the north of Birjand Plain, because the morphometric characteristics of each sub-watershed are like its fingerprint, and it is possible to prioritize sub-watersheds for flood control based on that. In this research, sub-watersheds 9, 22, and 14 were prioritized from one to three, respectively, based on morphometric criteria.
Evaluation of watershed management projects and offering appropriate strategy and solution for their development using SWOT and AHP in arid and semi-arid regions محمدرضا اختصاصی, جواد چزگی, مریم ابن ابراهیم خواجویی Watershed Engineering and Management, 2021 ارزیابی پروژههای آبخیزداری امروزه از بنیادیترین مسائلی است که در کشورها به منظور برنامهریزیهای آینده در زمینه طرحهای اجرایی و مدیریت منابع طبیعی انجام میگیرد. نتایج ارزیابی پروژههای آبخیزداری با ارائه راهبرد و راهکار باید از بروز مشکل در آینده و هزینهها بکاهد. در این تحقیق برای ارزیابی و ارائه راهبرد از روش تحلیل سلسله مراتبی و مدل تحلیلی SWOT استفاده گردید. در این تحقیق از 4 معیار اصلی (کاهش فرسایش، کاهش سیل، افزایش پوشش گیاهی و افزایش آبدهی قنوات) و 8 معیار فرعی استفاده گردید. سپس وزن نهایی هرکدام از معیارها و زیر معیارها با استفاده از نرمافزار Expert choice تعیین گردید. نتایج نشان داد معیار کاهش فرسایش با اهمیت نسبی 482/0 بیشترین تاثیر را در پروژه-های آبخیزداری داشته است. نتایج مدل SWOT در منطقه نشان داد که شرایط منطقه در ربع چهارم، محدودیتها-تهدیدها (WT) یا راهبرد تدافعی قرار گرفته است. در همین راستا راهکارهای برای کاهش تهدیدها و حل ضعفهای منطقه با استفاده از پتانسیلها منطقه و فرصتهای موجود ارائه گردید و با استفاده از نظرات خبرگان اولویتبندی گردید. 8 راهکار براساس پتانسیلهای منطقه و ارزیابی پروژههای اجرا شده تعیین و مورد بررسی قرار گرفت که بهترین راهکارهای مدیریتی و مکانیکی ایجاد دیوارهای ساحلی در اطراف باغات با همکاری اهالی با امتیاز نهایی 28/0 در اولویت اول و راهکار اصلاح و افزایش ارتفاع سرریز سدهای احداث شده با امتیاز 022/0 در اولویت آخر قرار گرفت.
Assessment of a spatial multi-criteria evaluation to site selection underground dams in the Alborz Province, Iran Javad Chezgi, Hamid Reza Pourghasemi, Seyed Amir Naghibi, Hamid Reza Moradi, Mirmasoud Kheirkhah Zarkesh Geocarto International, 2016 Most part of Iran is arid and semi-arid; thus in most parts of the region, groundwater is the only source of water. This research presents a method based on a spatial multi-criterion evaluation (SMCE) for designing possible sites of underground dams and ranks them according to their suitability. The method was tested for siting underground dams in the Alborz Province, Iran. At first, screening algorithm was applied using exclusionary criteria, and thirty-one potential areas were recognized in the study area. In the next step, a suitable gorge or valley was recognized using the combination of basic maps and extensive field surveys (long axis of tank level) in each potential area. Subsequently, the analytical hierarchy process was used as a powerful tool for decision-making in the SMCE in order to evaluate different criteria for underground dam sites. SMCE techniques were then applied to combine the criteria, and obtain a suitability map in the study area. These sites were then compared and ranked according to their main criteria such as water, storage, axis and socio-economics. All these criteria were assessed through geographical information system modelling. This method shows passable results and could be used for site selection of underground dams in other regions of Iran.
