دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 3 2025 11 22 Viability Assessment of the Shazand Watershed in Markazi Province, Iran, using Some Hydroclimatic Factors ارزیابی زیستایی حوزه آبخیز شازند استان مرکزی با استفاده از برخی معیارهای هیدرواقلیمی 17 35 720674 10.22034/iwm.2025.2047457.1192 FA مرجان بهلکه گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران سیدحمیدرضا صادقی گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران Journal Article 2024 12 06 Extended Abstract Introduction: The excessive exploitation of natural resources, driven by the unsustainable practices of human societies to meet growing population needs, has become a critical global issue, threatening the health and sustainability of watersheds. To mitigate these risks, effective management measures are essential to build resilient communities capable of withstanding natural events and disasters. Accurate quantification of ecological changes and the identification of key indicators for watershed management are crucial for promoting resilience and ecological sustainability. In this context, viability—defined as the ability of a watershed system to return to its resilience threshold—is a vital concept for assessing the restoration of health and sustainability. However, analyzing and evaluating viability requires a comprehensive understanding of the complex relationships among various variables. Despite its importance, no prior research has specifically addressed the assessment of watershed viability. Materials and methods: This pioneering study aims to evaluate the viability of the Shazand Watershed in Markazi Province, Iran, based on its hydroclimatic characteristics. The study began by calculating selected hydroclimatic variables, followed by statistical analyses to identify and remove less relevant variables. Resilience and release thresholds were then determined for the remaining variables. The viability index was prioritized by comparing current conditions with these thresholds. Finally, the overall viability of the watershed was assessed by calculating the geometric mean of the hydroclimatic variables. Results and Discussion: The modeling and zoning results revealed that the hydroclimatic viability index of the Shazand Watershed is 0.58, indicating an intermediate state. Notably, the prioritization of sub-watersheds using the viability method differs significantly from conventional estimation methods. While examining current conditions alone provides limited insights, comparing the variability of variables in resilient and release states with current conditions offers a more robust assessment. For instance, instead of taking management measures in sub-watershed 7 with high priority in the current conditions state, it is necessary to pay attention to sub-watershed 21 with viability, hydrological, and hydroclimatic priorities of 1, 4, and 1, respectively. Other high-priority watersheds include sub-watersheds 9, 20, 24, 16, 1, 11, and 15. The aforementioned sub-watersheds, especially 9, 20, and 11, are currently in good condition, but they have very low viability (high variability). Sub-watersheds 22, 5, and 4 are also among the sub-watersheds with high viability (low variability). By focusing on priority sub-watersheds, hydroclimatic conditions can be significantly improved, enhancing the stabilization of these areas. Key variables influencing viability include normal characteristic discharge and erosion rates, with industrial expansion in the region identified as a major driver of variability, particularly in sub-watersheds 3, 6, and 7. Conclusion: This study demonstrates that identifying resilience and release thresholds for variables and comparing them with current conditions can help bring critical sub-watersheds closer to their resilience thresholds, preventing system collapse. Given the complexity of watershed systems and the multitude of factors influencing their performance, a comprehensive assessment of viability, incorporating all relevant variables, is essential for effective watershed management. The integration of modern technologies can further enhance our understanding of resources and environmental dynamics, ultimately improving comprehensive watershed management practices. چکیده مبسوط مقدمه: بهره‌برداری بیش‌از‌حد از منابع طبیعی در ادامه رفتار نسنجیده جوامع بشری در راستای تأمین نیازهای ضروری جمعیت به یکی از مشکلات جدی کشورها تبدیل‌شده و سلامت و پایداری حوزه‌های آبخیز‏ را تهدید میکند. انسان‌ها در هر نقطه از جهان نیاز دارند که اقدام‌های مدیریتی در راستای کاهش خطرها با هدف ساختن جوامع تاب‌آور در برابر رویدادها و بلایای طبیعی را انجام دهند. لذا کمی‌سازی دقیق روند تغییرات بوم‌شناختی و شاخص‌های مهم و تأثیرگذار برای مدیریت آبخیز از نظر تاب‌آوری و پایداری بوم‌شناختی ضروری است. در همین راستا، زیستایی (Viability) به مفهوم قابلیت سامانه آبخیز در برگشت به آستانه تاب‌آوری (Resilience) یکی از موضوعات مهم در ارزیابی توان بازیابی سلامت و پایداری است. از این‌رو برای تحلیل و ارزیابی آن می‏بایست شبکه‏ای از روابط متعدد بین متغیرهای مختلف مدنظر قرار گیرد. بااین‌حال تاکنون پژوهشی در رابطه با ارزیابی زیستایی آبخیز گزارش نشده است. مواد و روش‌ها: بر همین اساس مطالعه پیشگام حاضر با هدف ارزیابی زیستایی مبتنی بر ویژگی‎های هیدرواقلیمی حوزه آبخیز شازند انجام شد. برای ارزیابی زیستایی هیدرواقلیمی، در ابتدا متغیرهای هیدرواقلیمی اولیه محاسبه شدند. سپس تجزیه‌وتحلیل‌های آماری متغیرهای هیدرواقلیمی انجام و برخی متغیرها حذف و برای متغیر‌های باقی‌مانده، آستانه‌های تاب‌آوری و رهاسازی تعیین شد. سپس اولویت‌بندی شاخص زیستایی با لحاظ شرایط فعلی، آستانه‌های تاب‌آوری و رهاسازی متغیر‌های مطالعاتی به‌دست آمد. درنهایت درجه زیستایی با محاسبه میانگین هندسی متغیرهای هیدرواقلیمی مشخص شد. نتایج و بحث: با توجه به نتایج مدل‌سازی و پهنه‌بندی انجام‌شده، شاخص زیستایی هیدرواقلیمی آبخیز شازند 58/0 و در وضعیت متوسط ارزیابی شد. قابل ذکر است اولویت‌بندی زیرآبخیزها با استفاده از روش زیستایی کاملاً متفاوت با روش‌های معمول برآوردی است. در این راستا بررسی شرایط فعلی با توجه به پویایی متغیرها به‌تنهایی نتایج قابل قبولی را ارائه نمی‌دهد و بررسی تغییرپذیری متغیرها در حالت تاب‌آور و رهاسازی و مقایسه فاصله آن‌ها با شرایط فعلی آبخیزها حائز اهمیت است. به‌طورمثال به‌جای انجام اقدامات مدیریتی در زیرآبخیز 7 با اولویت‌ بالا در حالت شرایط فعلی، توجه به زیرآبخیز 21 با اولویت‌های زیستایی اقلیمی، هیدرولوژی و هیدرواقلیمی به‌ترتیب 1، 4 و 1 ضروری است. از دیگر آبخیزهای دارای اولویت بالا می‌توان به زیرآبخیزهای 9، 20، 24، 16، 1، 11 و 15 اشاره کرد. زیرآبخیزهای مذکور و به‌خصوص 9، 20، 11 در شرایط فعلی در شرایط وضعیتی خوبی قرار دارند ولی ازلحاظ زیستایی بسیار پایین (تغییرپذیری بالا) هستند. همچنین زیرآبخیزهای 22، 5، 4 جزو زیرآبخیزهایی با زیستایی بالا (تغییرپذیری پایین) می‌باشند. با ارزیابی زیستایی هیدرواقلیمی و توجه به زیرآبخیزهای اولویت‌دار می‌توان شرایط هیدرواقلیمی را به صورت چشم‌گیری در مقایسه با سایر زیرآبخیزها تغییر داد و حالت تثبیت زیرآبخیزها را بهبود بخشید. برای ایجاد حالت تثبیت در زیرآبخیزها توجه به متغیرهایی با تغییر‌پذیری بالاتر نسبت به متغیرهای دیگر کمک‌کننده خواهد بود. ازجمله متغیرهای مؤثر با توجه به نتایج این پژوهش می‌توان به دبی مشخصه نرمال و میزان فرسایش اشاره کرد. یکی از دلایل اصلی این تغییرپذیری را می‎توان به گسترش صنایع مختلف در منطقه و تأثیرات آن بر رژیم هیدرولوژی نسبت داد. زیرا اثرات این تغییرپذیری در زیرآبخیزهای 3، 6 و 7 واقع در مراکز صنعتی بیشتر مشهود است. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج این پژوهش با مشخص شدن آستانه‌های تاب‌آوری و رهاسازی متغیرها و مقایسه آن با شرایط فعلی می‌توان وضعیت زیرآبخیزهای بحرانی را به آستانه تاب‌آوری نزدیک و از رهاسازی سامانه جلوگیری کرد. همچنین به سبب پیچیدگی سامانه آبخیز و دخالت عوامل متعدد در عملکرد آن، ارزیابی جامع زیستایی آبخیز با لحاظ تمامی متغیرهای دخیل می‌تواند در مدیریت جامع حوزه آبخیز بسیار مؤثر باشد. به‌طورکلی استفاده از رویکرد‌های نوین در آبخیز می‌تواند با شناخت بهتر منابع و محیط، مدیریت جامع حوزه آبخیز را بهبود بخشد.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_720674_e0c6a3eea4e2c98835d25d072d39f00e.pdf