SUPERVISOR
Mohammad Mehdi Majedi,Sayyed-Saeid Eslamian,Mahdi Gheysari
محمد مهدی مجیدی (استاد مشاور) سیدسعید اسلامیان (استاد مشاور) مهدی قیصری (استاد راهنما)
STUDENT
Paria Shojaei
پریا شجاعی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1392
TITLE
Microclimate zoning of Isfahan city under effects of surface cover/use to manage the water in urban landscape
The changes of urban land use/cover create air temperatures differences in various places of a city. Recognition of these differences and their effects on urban landscape water requirement is necessary for urban planners under condition of current water deficit in arid area of Isfahan to select the efficient management strategies. In this research, the air temperature and relative humidity differences at the canopy level in five intra-urban sites and one site in suburban during 42-months (October 2010-April 2014) were considered and analyzed. Five sites were different in terms of land use/cover. The highest monthly maximum, average and minimum temperature difference between the sites over the study period were 7.9, 3.8 and 2.2°C respectively which occurred in warm months. The highest difference in the hourly temperature was 12.1°C, measured at summer nights, between a botanic garden and the suburban site. The highest monthly maximum, average and minimum relative humidity differences between the stations were 25, 44 and 8%, respectively. The results showed that land use/cover affects the time that daily minimum and maximum temperature occurs. The highest mean time difference was 1 hour and 18 min, and occurred between the commercial-residential site and the suburban site in summer. Regression models developed to predict the temperature in intra urban sites based on reference suburban site temperature (R 2 = 0.84-0.99, RMSE= 0.6-1.4). Microclimate zoning of Isfahan city was done in GIS using digital land use maps (including green space, garden, agricultural land, building, street, passages, water body, population density and bare land) and based on monthly average temperature in intra urban sites, for the first and second six-months of the year separately. The result of evaluation was acceptable (R 2 = 0.89-0.92). The results of zoning for four different scenarios (A. the existence of water in river and the farms under cultivation, B. the river is dry and the farms are under cultivation, C. the existence of water in river and the farms are not cultivated, D. the river is dry and the farms are not cultivated) showed that the creation of green spaces can lead to a significant improvement in city microclimate condition. Whiles the existence of water in river (without permeation into the aquifer and creeks) improves the microclimate condition just in a radius of about 500 m from flowing water. The results showed that the microclimate zoning is a beneficial tool to consider the effects of the changes of land use/cover on microclimate condition in various places of city. The effect of land use/cover on urban landscape water requirement was investigated by calculating microclimate coefficients in intra urban sites for each month of the year. The results showed that not only the variation in place but also the variation of month can change the microclimate coefficient. Supposing a constant microclimate coefficient over the year lead to error in estimating the landscape water need. The use of a constant microclimate coefficient led to an underestimate of about 8% in the annual water requirement in the botanic garden. The water gross requirement in two different green landscape (the botanic garden and a forest park) were estimated by WUCOLS, LIMP methods and compared with applied water. Based on the actual irrigation volume and plant health and aesthetic appearance at each site, the WUCOLS method was considered to potentially underestimate plant water requirements in warm seasons. This study revealed the necessity of paying attention to the microclimate in management of landscape irrigation in Isfahan
تغییرات نوع پوشش-کاربری زمین شهری باعث ایجاد تفاوت های دمایی در نقاط مختلف شهر می شود. شناسایی این تفاوت ها و اثرات آن بر نیاز آبی فضای سبز شهری در شرایط بحران آب در منطقه خشک اصفهان، برای مدیران شهری به منظور انتخاب راهکارهای مدیریتی بهینه ضروری می باشد. در این تحقیق، تفاوت های دما و رطوبت نسبی در پنج ایستگاه مختلف داخل شهر و یک ایستگاه بیرون از شهر در مدت 42 ماه (از پاییز سال 1389 تا سال 1393) بررسی شد. بیشترین تفاوت دمای کمینه، متوسط و بیشینه ماهانه ایستگاه ها در طول دوره طرح به ترتیب برابر 9/7، 8/3 و 2/2 درجه سلسیوس و در ماه های گرم سال رخ داد. بیشترین مقدار تفاوت دمای ساعتی ایستگاه های سطح شهر با ایستگاه حومه شهر برابر ?C1/12 بود که در باغ گلها در طول ساعات شب تابستان رخ داد. بیشترین تفاوت رطوبت نسبی بیشینه، متوسط و کمینه ماهانه بین ایستگاه ها به ترتیب 25، 44 و 8 درصد، بود. نتایج نشان داد نوع پوشش-کاربری زمین بر زمان رخداد دمای بیشینه و کمینه هم تاثیر گذار است. بیشترین مقدار متوسط اختلاف زمانی رخداد دمای بیشینه بین ایستگاه حومه شهر و ایستگاه پرتردد مرکز شهر در فصل تابستان و برابر 1 ساعت و 18 دقیقه بود. مدل های رگرسیون برای پیش بینی دما در ایستگاه های سطح شهر بر اساس دمای ایستگاه حومه شهر توسعه داده شدند. این مدل ها 82% تا 99% از کل تغییرات داده ها را توجیه کردند. تفاوت نوع پوشش-کاربری زمین بطور تقریبی، حداکثر 18 درصد تفاوت در مقدار تبخیر-تعرق مرجع بین نقاط مختلف سطح شهر ایجاد کرد. پهنه بندی دمایی شهر اصفهان در محیط GIS، با استفاده از لایه های اطلاعاتی شامل فضای سبز، باغات و مزارع کشاورزی، عوارض آبی، تراکم جمعیت، زمین بایر، گذرگاه های شهری و سطوح ساختمانی، و بر اساس داده های دمای متوسط ماهانه ایستگاه های سطح شهر، برای نیمه اول و دوم سال انجام شد. نتیجه ارزیابی نشان داد که مدل پهنه بندی در نیمه اول سال، 92% تغییرات داده ها و در نیمه دوم سال، 89% درصد تغییرات داده ها را شبیه سازی می کند. نتایج پهنه بندی در چهار حالت مختلف (الف. وجود آب در رودخانه و مزارع تحت کشت، ب. عدم وجود آب در رودخانه و مزارع تحت کشت، ج. وجود آب در رودخانه و عدم کشت، د. عدم وجود آب در رودخانه و عدم کشت) نشان داد که ایجاد فضای سبز پراکنده در شهر می تواند اثر قابل توجهی در بهبود شرایط خرد اقلیم شهر داشته باشد. در حالی که جریان آب رودخانه (بدون آبگیری مادی ها و کشاورزی حاصل از تغذیه سفره آب زیرزمینی) فقط در شعاع تقریبی 500 متر باعث بهبود شرایط خرداقلیم می شود. با توجه به نتایج ارائه شده، مدل پهنه بندی ابزار مفیدی برای بررسی اثر تغییرات پوشش سطح بر شرایط خرداقلیمی نقاط مختلف شهر در برنامه توسعه شهر می باشد. با محاسبه ضریب خرداقلیم در ایستگاه های سطح شهر برای هر ماه از سال، اثر پوشش-کاربری بر تبخیر-تعرق گیاهان بررسی شد. نتایج نشان داد نه تنها تغییر محل بلکه تغییر فصل نیز می تواند منجر به تغییر ضریب خرداقلیم شود و درنظر گرفتن یک ضریب خرداقلیم ثابت در طول سال منجر به خطا در برآورد نیاز آبی فضای سبز می شود. استفاده از ضریب خرداقلیم ثابت، منجر به برآورد کمتر نیاز آبی سالانه باغ گلها به میزان تقریبی 8 درصد شد. نیاز ناخالص آبیاری در دو فضای سبز مختلف و متنوع (باغ گلها و فدک) با دو روشWUCOLS و LIMP محاسبه و با مقدار آب کاربردی مقایسه شد. نتایج تحقیق بیانگر لزوم توجه به خرداقلیم در برنامه ریزی و مدیریت آبیاری فضای سبز شهر اصفهان می باشد.