---

چکیده در سال‌های اخیر فعالیت‌های زیادی درخصوص انجام عملیات استحصال آب باران از سطوح آبگیر باران در مناطق شهری و روستایی انجام شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که تعیین و برآورد مقدار و ضریب رواناب جهت پروژه‌های مختلف سطوح آبگیر باران، با مشکل روبرو بوده است. در این ارتباط پروژه "بررسی رابطه بارش– رواناب در سطوح آبگیر شهری" بعنوان زیر مجموعه طرح تحقیقاتی "ارزیابی امکان استحصال آب باران برای تأمین بخشی از آب مورد نیاز فضای سبز (مطالعه موردی)" به اجرا در آمده است. این طرح با حمایت مالی شهرداری مشهد در محل ساختمان شماره ۲ مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی به اجرا در آمده است. با نصب باران‌نگار و لیمنوگراف در داخل مخزن جمع‌آوری‌کننده رواناب ناشی از بارندگی، در مدت اجرای طرح اقدام به ثبت و اندازه‌گیری مقادیر همزمان بارش و رواناب شده است. با استفاده از تجزیه و تحلیل‌های آماری لازم، مقادیر ضریب رواناب به ازای مقادیر متفاوت عمق و شدت بارندگی بعد از هر واقعه بارش تعیین ‌گردید. ضریب رواناب متوسط حدود ۶۲/۰ می‌باشد. بر اساس داده‌های بارش رواناب اندازه‌گیری شده، مدل بارش رواناب توسعه داده شد که از دقت خوبی برخوردار می‌باشد.

---

امروزه کمبود آب در جهان یکی از مهمترین مشکلاتی است که زندگی بشر را به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک تحت تاثیر قرار می‌دهد. بخش عمده‌ای از سطح کشور در محدودۀ مناطق خشک و نیمه خشک قرار گرفته است. مقادیر ناچیز بارندگی‌ در چنین‌ مناطقی‌ همراه با پراکنش نامناسب آن باعث ایجاد خشکسالی‌ها و کمبود آب می‌گردد. حوزه‌های‌ آبخیز کوهستانی‌ عرصه‌های‌ اصلی‌ تولید آب بوده ‌و حوزه‌های‌ دشتی‌ علاوه‌ بر دریافت مستقیم‌ ریزش‌های‌ جوی‌ عمدتاً محل‌ تخلیه‌ و تجمع‌ آب‌های تولیدی‌ از حوزه‌های‌ کوهستانی‌ می‌باشند. بدین ترتیب در حوزه‌های‌ آبخیز کوهستانی‌ بدلیل‌ پر شیب بودن‌ اراضی‌ و خصوصیات مورفومتریک‌ حوزه‌ها رفتارهای‌ هیدرولوژیکی‌ و روند و روش‌های‌ احیاء و تخریب کاملاً با آبخیزهای‌ دشتی ‌متفاوت می‌باشد. به‌ طوری‌ که‌ سیل‌خیزی و تولید رواناب‌ یکی‌ از ویژگی‌های‌ اصلی‌ حوزه‌های‌ آبخیز کوهستانی است. چنانچه بخشی از رواناب تولید شده ذخیره گردد و یا بستر مناسب برای نفوذ آن فراهم گردد، علاوه بر تأمین رطوبت برای بهبود مراتع و یا تقویت جریانات زیرسطحی و زیرزمینی، به کاهش سیلاب در حوزه‌‌های دشتی واقع در پایین دست نیز کمک می‌کند. این تحقیق در زیر حوزه گوش در بالادست سد کارده و با هدف ارزیابی تاثیر سازه‌های کوتاه در ذخیره رواناب و رطوبت خاک انجام گرفته است. بر اساس اطلاعات اندازه‌گیری شده صحرایی، بندهای خاکی بیشترین نقش را در ذخیره رواناب داشته‌اند که با توجه به گذشت بیش از ده سال از احداث سازه‌های آبخیزداری در حوزه مورد مطالعه و رسوبگذاری رسوبات ریزدانه به عمق متوسط ۷/۱ متر در پشت بندهای خاکی، امکان نفوذ آب ذخیره شده در پشت این بندها به بستر رودخانه کاهش یافته است. از طرفی در هیچ یک از بندهای خاکی احداث شده در حوزه مورد مطالعه، هیچگونه تأسیسات تخلیه تحتانی و یا امکان بهره‌برداری از آب ذخیره شده پیش بینی نشده است و در نتیجه تبخیر سهم زیادی از آب استحصال شده را دارد.

---

ضریب جریان حوضه تابع پارامترهای مختلفی چون خصوصیات هندسی حوضه، خصوصیات خاک‌های حوضه، پوشش گیاهی، زمین شناسی، بار رسوب و عوامل انسانی است که هر کدام از این عوامل می‌توانند بر میزان حجم رواناب خروجی از نقطه پایاب حوضه تأثیر بگذارند. با این حال بارندگی عمده‌ترین عاملی است که بر روی رواناب موثر است. ضریب رواناب در حوضه‌های بزرگ با استفاده از اطلاعات بارندگی و اطلاعات جریان ثبت شده توسط ایستگاه‌های هیدرومتری تعیین می‌شود. در حوضه‌های کوچک به دلیل فقدان ایستگاه هیدرومتری برآورد ضریب رواناب و حجم جریان ناشی از بارندگی‌ها با مشکل مواجه است. در این تحقیق وقایع بارش و رواناب در حوزه آبخیز سنگانه کلات (زیر حوزه‌های مورد مطالعه کوچک و دارای مساحتی در حد یک هکتار و مساحت کل حوزه نیز حدود هفت هکتار می‌باشد) مورد اندازه‌گیری قرار گرفته است. بارش توسط یک دستگاه باران نگار و رواناب با استفاده از تعداد پنج دستگاه لیمنوگراف که چهار مورد از آنها در خروجی زیر حوزه‌ها و یک مورد در خروجی حوزه اصلی نصب شده است، ثبت گردیده است. شدت بارندگی یکی از عواملی است که در ایجاد رواناب مؤثر می‌باشد. از این رو، در این تحقیق ضریب رواناب در شدت‌های مختلف بارندگی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش شدت بارندگی حجم رواناب تولید شده افزایش پیدا کرده است. منحنی‌های رابطه حجم رواناب و مساحت حوزه برای شدت‌های مختلف بارش ارائه گردیده است که می تواند در برآورد حجم رواناب مورد استفاده قرار گیرد.

---

از آنجا که باران جزء پاکترین منابع آب موجود در طبیعت است، چنانچه رواناب حاصل از آن جمع‌آوری و مورد استفاده قرار گیرد، علاوه بر صرفه‌‌جویی در مصرف آب شهری، بهره‌بردارن در مدیریت منابع آب سهیم می شوند. تعیین و برآورد حجم رواناب، خصوصأ در محدوده سطوح آبگیر شهری، از پارامترهای اصلی می‌باشد که به علت نبود یا کمبود آمار و اطلاعات، برآورد این پارامترها غالباً با استفاده از روش‌های تجربی صورت می‌گیرد که معمولاً برای مناطق دیگر توسعه یافته و بدون واسنجی و ارزیابی از کارایی لازم برخوردار نمی‌باشند. در این تحقیق که در محل ساختمان شماره ۲ مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی به اجرا در آمده است، با نصب باران نگار و لیمنوگراف در داخل مخزن جمع‌آوری کننده رواناب ناشی از بارندگی، در مدت اجرای طرح اقدام به ثبت و اندازه‌گیری مقادیر همزمان بارش و رواناب شده است. با استفاده از تجزیه و تحلیل‌های آماری لازم، مقادیر ضریب رواناب و حجم رواناب ناشی از بارندگی به ازای مقادیر متفاوت عمق و شدت بارندگی بعد از هر واقعه بارش تعیین گردیده است. بر اساس نتایج این تحقیق ضریب رواناب در وقایع منجر به بارندگی به طور متوسط برای فصل بهار ۵۲/۰، برای فصل پاییز ۵۹/۰ و برای فصل زمستان ۶۰/۰ می‌باشد. بیشترین مقدار متوسط رواناب تولید شده مربوط به فصل زمستان می‌باشد. به طور متوسط پتانسیل رواناب تولید شده از یک هکتار سطح آسفالت خیابان‌های محدوده مورد مطالعه، در هریک از فصول پاییز، زمستان و بهار حدود ۲۰۰ متر مکعب می‌باشد.

---

چکیده در منطقه کرناوه شیرین کلات، کمبود آب شرب و کشاورزی وضعیت بحرانی را برای منطقه ایجاد کرده است. این موضوع موجب مهاجرت گسترده ساکنین حوزه به شهرهای اطراف شده است. قنات کرناوه با آبدهی کمی که دارد منبع اصلی آب شرب دام و کشاورزی روستا می‌باشد. این قنات که در گذشته نه چندان دور پرآب بوده و منبع اصلی آب کشاورزی و دامداری روستا بوده است در سال‌های اخیر بسیار کم آب شده است. این بررسی نشان داد که کشاورزان و دامداران منطقه سالانه با کمبود حدود ۱۲۶ هزار متر مکعب آب شرب، بهداشتی و کشاورزی مواجهند. این تحقیق با هدف بررسی امکان پذیری استحصال آب زیرسطحی از طریق احداث سد زیرزمینی در منطقه کرناوه شیرین کلات به انجام رسید. نتیجه مطالعه ویژگی‌های فنی (شامل زمین‌شناسی، هیدرولوژی، آب‌های زیرزمینی و زمین شناسی مهندسی) و اقتصادی- اجتماعی منطقه نشان داد که در بالادست روستای کرناوه شیرین تنگه‌ای وجود دارد که مکان مناسبی برای احداث سدزیرزمینی می‌باشد. در این نقطه با احداث سد زیرزمینی، امکان ذخیره و بهره‌برداری حداقل ۹۵ هزار متر مکعب از آب زیرسطحی با کیفیت مناسب در نهشته‌های آبرفتی جهت مصارف کشاورزی و دام وجود دارد. با استحصال آب زیرسطحی، سالانه حدود ۸۵۰ میلیون ریال به درآمد خالص کشاورزان و دامداران منطقه افزوده خواهد شد.

---

 این تحقیق با هدف بررسی پتانسیل استفاده از تلفیق روش‌های سطحی و زیرسطحی جهت استحصال آب در سطح حوضه آبخیز به انجام رسید. جهت نیل به هدف تحقیق، بررسی حاضر در سطح حوضه‌ آبخیز سنگانه کلات به مساحت ۶۰۰ هکتار به انجام رسید. در این حوضه قبل از احداث سد زیرزمینی و بند تغذیه‌ای واقع در بالادست آن، علی‌رغم نیاز شدید به آب، قسمت اعظم رواناب‌ها و جریانات آب زیرسطحی بدون استفاده از مرز کشور خارج می‌شد. بخش قابل توجهی از آب مورد نیاز حدود ۱۲۰۰۰ راس دام با استفاده از تانکرهای سیار و با پرداخت هزینه بسیار زیاد تامین می‌شد. در منطقه مرزی مورد بررسی، جهت تامین آب شرب مورد نیاز دام‌های عشایر، تلفیق روش سطحی (بند خاکی) و زیرسطحی (سد زیرزمینی) در سطح حوضه آبخیز مورد استفاده قرار گرفت. در این روش تلفیقی، سالانه بیش از ۲۰۰۰۰ متر مکعب آب با کیفیت مناسب استحصال می‌شود. آب مخزن بند خاکی علاوه بر تغذیه سد زیرزمینی، مستقیماً مورد استفاده شرب دام قرار می‌گیرد. در فصول خشک و مواقعی که سد خاکی فاقد آب است از آب استحصال شده در مخزن سد زیرزمینی برای شرب دام استفاده می‌شود. نتایج این تحقیق نشان داد که در برخی از مناطق خشک و نیمه خشکی که در مجاورت مرزهای شرقی کشور واقع بوده و شرایطی شبیه منطقه مورد تحقیق دارند، این پتانسیل وجود دارد که با استفاده از تلفیق روش‌های سطحی و زیرسطحی مناسب، منابع پایداری از آب را برای مصارف مختلف استحصال نمود.

---

تعیین آستانه شروع رواناب از آنجا که به برآوردهای دقیق‌تر سیل طراحی و تخمین پتانسیل تولید رواناب کمک می‌کند و در استفاده بهینه و مدیریت نزولات نقش دارد، حایز اهمیت است. در این تحقیق وقایع بارش و رواناب طی سال‌های آبی ۱۳۸۷ تا ۱۳۹۰ در حوضه آبخیز سنگانه کلات مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. بارش توسط یک دستگاه باران نگار و رواناب با استفاده از تعداد پنج دستگاه لیمنوگراف که چهار مورد از آنها در خروجی زیر حوضه‌ها و یک مورد در خروجی حوضه اصلی نصب شده است، ثبت گردید. از مجموع ۱۲۸ واقعه ثبت شده ۸ واقعه منجر به جاری شدن رواناب گردید. با توجه به تعریف آستانه شروع رواناب (مقداری از بارش که خاک سطحی را به مرحله‌ای از رطوبت می‌رساند که بعد از آن رواناب جاری می‌شود( مشخص گردید که کمترین مقدار آستانه شروع رواناب در زیر حوضه‌ها حدود ۱ میلی‌متر و در حوضه اصلی ۲/۲ میلی‌متر می‌باشد. از این رو بررسی تک واقعه‌های بارندگی از اهمیت زیادی برخوردار است و در نظر گرفتن بارندگی تجمعی ماهانه و سالانه و ضریبی از آن به عنوان رواناب می‌تواند خطای زیادی را به همراه داشته باشد. بررسی حجم رواناب جاری شده در مدت اجرای طرح نشان می‌دهد که با توجه به عوامل فیزیوگرافی، خاک و پوشش گیاهی زیر حوضه‌ها، پتانسیل تولید رواناب در آنها متفاوت می‌باشد. بر اساس بررسی‌های انجام شده، با توجه به مساحت زیر حوضه‌ها، پتانسیل تولید رواناب در زیر حوضه‌های A۱ تا A۴ و S به ترتیب برابر ۱۱۶، ۱۱، ۲۶، ۲۸ و ۲۵ متر مکعب در هکتار، در سال می‌باشد.

---

امروزه با وجود بحران آبی که در تمام نقاط کشورمان شاهد آن هستیم، استحصال آب باران می­تواند یکی از راهکارهای مدیریتی مناسب ذخیره آب باران در محل بارش باشد که البته در اکثر نقاط جهان به عنوان یک طرح کارآمد در حال بررسی و اجرا می‏باشد. به این منظور نیاز به تهیه یک دستورالعمل جهت طراحی و بهینه­سازی مخازن آب باران برای به اجرا در آوردن هرچه کارامدتر این سیستم در ساختمان­ها احساس می­گردد. طی این طرح، در خصوص اجرای سیستم استحصال آب باران از سطوح پشت بام در استان گلستان، سعی شد در مورد تمامی اجزای تشکیل دهنده آن شامل سه بخش سطح آبگیر، تجهیزات انتقال، منبع ذخیره­سازی و کیفیت آب استحصال شده مطالعه جامعی صورت گرفته و در نهایت یک دستورالعمل جهت طراحی و بهینه­سازی مخازن آب باران در ساختمان­ها تهیه شود که بتواند راهنمای جامعی برای به اجرا در آوردن این سیستم بوده و همچنین پاسخگوی سوالات و مشکلات پیش رو باشد. از جمله بتوان با استفاده از تعیین رابطه اندازه سطح جمع­آوری با حجم منبع ذخیره، با حداقل هزینه­ی ممکن یک حجم مناسب با حداکثر ذخیره­سازی را برآورد و اجرا نمود. بدین منظور با انتخاب و بازدید ۱۲ سایت مختلف به صورت پراکنده در استان گلستان، اطلاعات مفیدی از این سایت­ها کسب شده و پرسش­نامه­ای که به این منظور تهیه شده بود به کمک ساکنین سایت­ها تکمیل گردید و سپس شبیه­سازی سیستم استحصال آب باران در این سایت­ها صورت گرفت. در بخش اول طرح، به مقدمه‌ای از سیستم­های استحصال آب باران و تعاریف مربوطه پرداخته شد و در بخش دوم مروری بر منابع معتبر در خصوص مطالعات و طرح­های اجرا شده سیستم­های استحصال آب باران صورت گرفت. در بخش سوم اطلاعات کاملی در مورد استان گلستان و منطقه های مورد بررسی جمع­آوری گردید. در بخش چهارم این طرح نیز به تحلیل­های هیدورولوژیک و بهینه­سازی حجم مخازن در ۶ سایت، بر اساس پرسش­نامه­های مربوطه و اطلاعات موجود در این سایت­ها، پرداخته شد و در بخش پنجم کیفیت آب به لحاظ شرب در نمونه­های اخذ شده بررسی شد. در نهایت در بخش ششم ضمیمه­های دستورالعمل طراحی سطوح آبگیر و مخازن جمع­آوری آب باران برای منازل مسکونی جهت راهنمایی در اجرای این سیستم­ها بر اساس نتایج به دست آمده از مطالعات انجام شده ذکر گردید و در بخش هفتم نتیجه­گیری کلی از طرح مورد بررسی بیان شد.

---

آستانه شروع رواناب تابع پارامترهای مختلفی چون خصوصیات بارش، خصوصیات هندسی حوضه، خصوصیات خاک حوضه، پوشش گیاهی و رطوبت اولیه می‌باشد. آستانه شروع رواناب در حوضه‌های بزرگ با استفاده از اطلاعات بارندگی و اطلاعات جریان ثبت شده توسط ایستگاه­های هیدرومتری تعیین می‌شود. در حوضه‌های کوچک به دلیل فقدان ایستگاه هیدرومتری برآورد آستانه شروع رواناب با مشکل مواجه است. در این تحقیق وقایع بارش توسط یک دستگاه باران­نگار و رواناب در خروجی حوضه آبخیز سنگانه کلات به مساحت ۲۷/۶ هکتار و خروجی چهار زیرحوضه آبخیز کوچک واقع در این حوضه آبخیز با استفاده از پنج دستگاه لیمنوگراف به مدت دو سال ثبت گردید. عوامل مختلف موثر در آستانه شروع رواناب نظیر شدت بارش، مساحت حوضه، شیب آبراهه و شیب حوضه، تراکم آبراهه، بارندگی چند روز قبل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شدت بارندگی و مساحت حوضه بیشترین نقش را در آستانه شروع رواناب دارند که در بین این دو عامل تأثیر شدت بارندگی بیشتر از مساحت بوده است. رابطه­ای بین آستانه شروع رواناب و این دو عامل بر قرار شد که از دقت خوبی برخوردار می‌باشد.

---