توصيفگر ها :
جريانهاي هيدرولوژيك , حوضه آبريز كر و كرخه , تغييرات اقليمي , فعاليتهاي انساني , سيگنال و سيستم , ديكانولوشن كور
چكيده فارسي :
تغييرات اقليمي و فعاليتهاي انساني از مهمترين عوامل تأثيرگذار بر منابع آبي و پويايي جريان رودخانهها هستند كه نيازمند تحليل دقيق و جامع ميباشند. اين پژوهش با هدف بررسي اثرات اين عوامل بر حوضههاي آبريز كرخه و كر، به تحليل سيگنالهاي دبي جريان آب با استفاده از روشهاي نوين پردازش سيگنال، از جمله ديكانولوشن كور، پرداخته است. دادههاي مورد استفاده شامل مقادير دبي جريان آب در ايستگاههاي بالادست و پاييندست بوده كه پس از پيشپردازش و اعمال الگوريتمهاي بهينهسازي، سيگنالهاي ورودي و خروجي شناسايي و مورد تجزيهوتحليل قرار گرفتند. هدف اصلي اين تحقيق، استخراج پاسخ ضربه سيستم كه بهعنوان رفتار اثر رودخانه و سيگنال ثانويه كه به عنوان آثار اقليمي و فعاليتهاي انساني و سد سازي در اين حوضهها بوده است. حوضه آبريز رودخانه كر، با سه ايستگاه اصلي و يك سد، بهعنوان نمونهاي كوچك و حوضه آبريز رودخانه كرخه بهعنوان مثالي از شرايط حوضه بزرگ انتخاب و تحليلهاي دقيق بر روي آنها انجام شد. نتايج اين تحليلها امكان مقايسه و درك جامعتري از شرايط حوضههاي بزرگتر فراهم مي آورد. در اين مطالعه، از روشهاي تحليل سيگنال مانند دامنه، فاز و تغييرپذيري و مدل سازي براي يافتن بهينه ترين پارامتر استفاده شده است. نتايج حاصل نشان ميدهد كه تغييرات جريان در اين حوضهها نهتنها تحت تأثير شرايط اقليمي مانند تغييرات بارش و دما قرار دارد، بلكه فعاليتهاي انساني از قبيل ساخت سدها، بهرهبرداريهاي كشاورزي، برداشتهاي انساني و تغييرات كاربري اراضي نقش قابلتوجهي در اين تغييرات ايفا ميكنند. در نهايت با توجه به دقتها، نتيجه گرفته شد كه چهارچوب پيشنهادي عملكرد خوبي براي شناسايي عوامل تغيير جريان دارد. اين پژوهش با ارائه رويكردهاي نوين و كاربردي در تحليل دادههاي هيدرومتري، گامي مؤثر در ارتقاي دانش مديريت منابع آب برداشته است. نتايج نشان داد بيشترين ميزان تغييرات اغلب در ايستگاههايي كه در ميان آنها سد وجود دارد اتفاق افتاده است مانند ايستگاه چمريز – پل خان كه در دادههاي ماهانه بيشترين مقادير دامنه (با مقدار 16/330)، فاز (با مقدار05/0-) و تغييرپذيري (با مقدار 97/0) مشاهده شد. يافتههاي اين تحقيق ميتواند بهعنوان مرجعي براي تدوين سياستهاي مديريت پايدار منابع آبي، برنامهريزي جامع و كاهش تأثيرات منفي انساني و اقليمي بر رودخانهها مورد استفاده قرار گيرد.
چكيده انگليسي :
Climate change and human activities are among the most significant factors influencing water resources and river flow dynamics, requiring precise and comprehensive analysis. This study aims to investigate the impacts of these factors on the Karkheh and Kor river basins by analyzing streamflow signals using advanced signal processing techniques, including blind deconvolution.
The data utilized in this research include streamflow rates from upstream and downstream stations. After preprocessing and applying optimization algorithms, the input and output signals were identified and analyzed. The primary goal was to extract the system's impulse response, representing the river's response behavior, and the X2 factor, signifying the combined effects of climate change, human activities, and dam construction in these basins.
The Kor river basin, with three primary stations and one dam, was selected as a smaller-scale example reflecting the conditions of the larger Karkheh basin. Detailed analyses were conducted on this basin, and the findings were extended to the Karkheh basin to provide a more comprehensive understanding of larger basin conditions.
In this study, metrics and tools such as the R² index, one-to-one line, and signal analysis methods—including amplitude, phase, variability, and modeling—were employed to optimize parameters. The results indicate that flow changes in these basins are not only influenced by climatic conditions, such as precipitation and temperature variations, but also significantly impacted by human activities, including dam construction, agricultural operations, water withdrawals, and land-use changes.
Ultimately, the findings demonstrate that the proposed framework effectively identifies the factors driving flow changes. This research, by introducing innovative and practical approaches to hydrometric data analysis, takes a significant step toward advancing water resource management knowledge. The outcomes of this study can serve as a reference for developing sustainable water resource management policies, comprehensive planning, and mitigating the negative impacts of human activities and climate change on rivers.
