بررسی قابلیت کشت دیم مناطق مختلف و تعیین الگوی کشت مناسب دیم با توجه به میزان عملکرد محصولات مختلف می تواند در برنامه ریزی و استفاده بهینه از منابع مفید باشد. کشت دیم و عملکرد آن به میزان زیادی به مقدار و توزیع زمانی و مکانی بارندگی بستگی دارد. منطقه خدابنده در استان زنجان، با اقلیم سرد و خشک بطور گسترده زیر کشت دیم غلات بطور عمده گندم و جو و حبوبات شامل عدس و نخود قرار دارد. در این تحقیق با استفاده ازمدل بیلان آب سعی شده است تا رطوبت خاک در عمق 50 سانتیمتر ریشه گیاه عدس در شرایط دیم و تنش آبی شبیه سازی شود. برای اینکار ابتدا با استفاده داده های هواشناسی ایستگاه سینوپتیک خدابنده مولفه های مدل بیلان آب در طول 13 سال آماری (2006-1994) محاسبه شد، سپس رطوبت خاک بطور روزانه در شرایط کشت دیم برای گیاه عدس با استفاده از مدل بیلان آب شبیه سازی شد. مولفه های مدل شامل تبخیرو تعرق واقعی، بارش، رواناب، نفوذ عمقی و تغییرات ذخیره در طول دوره رشد می باشند. برای محاسبه تبخیر و تعرق واقعی ابتدا تبخیر و تعرق پتانسیل با استفاده از معادله پنمن-مانتیث سپس ضرایب گیاهی در مراحل چهارگانه رشد و ضریب تنش آبی (ks)در شرایط دیم محاسبه شدند. با تاثیر این ضرایب در تبخیرو تعرق پتانسیل، تبخیر و تعرق واقعی گیاه عدس بدست آمد. برای محاسبه رواناب از معادله scs، آزمایشات صحرایی نفوذپذیری با استفاده از حلقه های مضاعف در مزرعه تحت مطالعه جهت تعیین گروه هیدرولوژیکی و شماره منحنی cn انجام شد. پس از حصول مدل اثر مقدار و توزیع بارش های روزانه و مجموع بارش های 10 روزه بر منحنی رطوبت خاک حاصل بررسی شد. همچنین رابطه بین عملکرد و مجموع بارش در طول دوره رشد و رابطه بین بارش و درصد زمانیks<1 حاصل از شبیه سازی رطوبت خاک بررسی شد. درصد زمانی ks<1 بیانگر شرایط کشت دیم و تنش آبی در مدل بیلان آب می باشد. در انتها رابطه بین عملکرد و درصد زمانی ks<1 بدست آمد. از مقایسه مجموع بارش های 10 روزه در مقابل کمبود های 10 روزه بارشی مناسب تشخیص داده شد که بتواند تمام یا درصد زیادی از کمبود رطوبت خاک را جبران نماید. ضریب همبستگی937/0 =r2 بین درصد زمانی1>ks حاصل از مدل و مجموع بارش در طول رشد در طول دوره آماری، نشان می دهد که این مدل تا حد زیادی می تواند اثر مقدار و توزیع بارش در کشت دیم و رطوبت خاک را توجیه نماید. همچنین رابطه معکوس بین عملکرد و تنش آبی با ضریب تبیین بالا (74/0 =r2)، این واقعیت که با افزایش تنش آبی عملکرد محصول کاهش می یابد را بخوبی تایید کرد، همچنین نشان داد که مدل حاضر تا حد نسبتا زیادی می تواند به پیش بینی عملکرد دیم بپردازد.

پیش بینی دبی رودخانه ها در کارهای عمرانی، به منظور استفاده بهینه از مخازن سدها، ساماندهی رودخانه و هشدار سیل از اهمیت زیادی برخوردار است. فرآیند بارش- رواناب پدیده ای غیرخطی است و استخراج روابط بین بارش در سطح حوضه و جریان ناشی از آن که به صورت رواناب و سیلاب آشکار می گردد، از دیرباز جزو مهمترین مسائلی بوده که مورد توجه کارشناسان مرتبط با مسائل آب و بویژه هیدرولوژیست ها بوده است. خاصیت غیر خطی، عدم قطعیت ذاتی این پدیده، نیاز به اطلاعات تاریخی طولانی و پیچیده بودن مدل های فیزیکی از دلایلی بوده است که باعث شده محققان به سوی مدل هایی همچون شبکه های عصبی، سیستم های فازی، آنالیز موجک، الگوریتم های تکاملی (الگوریتم ژنتیک و برنامه ریزی ژنتیک و ...) و معادلات دیفرانسیل تصادفی رو آورند. در این تحقیق نحوه مدلسازی فرآیند بارش- رواناب با استفاده از برنامه ریزی ژنتیک و معادلات دیفرانسیل تصادفی ارائه می گردد. معادلات دیفرانسیل تصادفی عدم قطعیت های بالای موجود در فرآیند بارش- رواناب، نویزدار بودن داده ها و خطای مربوط به فرضیات را یکجا به عنوان فرآیند نویز سفید در نظر گرفته و در مدلسازی وارد می کند. برنامه ریزی ژنتیک بین متغیرهای ورودی و خروجی روابطی را به طور تصادفی ایجاد کرده و با استفاده از اصول انتخاب طبیعی داروین، در نهایت بهترین رابطه را ارائه می کند. این مدل ها در حوضه لیقوان واقع در استان آذربایجان شرقی به کار رفت و نتایج آن با داده های مشاهداتی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. معیارهایی که به منظور ارزیابی کارآیی مدل ها مورد استفاده قرار گرفت شامل: ضریب تعیین ، جذر میانگین مربعات خطا ، درصد خطای حجم هیدروگراف ،درصد خطاهای مربوط به پیش بینی دبی اوج و زمان رسیدن به دبی اوج می باشند. نتایج ارزیابی نشان داد که هر دو مدل فرآیند بارش –رواناب حوضه لیقوان را با دقت قابل قبولی مدلسازی می کنند. دقت مدل حاصل از gp نسبت به sde بیشتر است ولی چون مدل حاصل از sde این امکان را فراهم می کند که بتوان نوسانات رواناب را نیز پیش بینی کرد، لذا در این تحقیق مدل حاصل از sde به عنوان مدل بارش- رواناب حوضه لیقوان پیشنهاد گردیده است. آنالیز حساسیت مدل sde بر مبنای تغییرات پارامترهای آن انجام شد. نتایج نشان دادند که با تغییر پارامترها زمان رسیدن به دبی اوج ثابت و تغییرات دبی اوج زیاد می باشد. چون روابط حاصل از gp دارای پارامتر خاصی نمی باشد، لذا روی این روابط نمی توان تحلیل حساسیت انجام داد.

منطقه مورد مطالعه، استان همدان می باشد و 4 ایستگاه، قروه، همدان-فرودگاه، ملایر و نهاوند، بارش در کل استان را پوشش می دهد و هم چنین، برای بررسی در شرایط زراعی متفاوت، عملکرد سالانه گندم و جو دیم مد نظر قرار گرفته شده است. برای این کار، دو رویکرد مد نظر گرفته شده است: رویکرد 1، که تمامی حالت های بارش را در نظر گرفته و میزان تاثیر دوره های مختلف بارش در یک سال آبی بر میزان عملکرد سالانه را مورد بررسی قرار می دهد. به طوری که، موثرترین دوره بارش بر عملکرد سالانه دیم، مشخص و به عنوان دوره بحرانی بارش در نظر گرفته می شود و بر مبنای آن رابطه ی رگرسیونی بارش موثر-عملکرد سالانه محاسبه و با استفاده از آن، بر روی تغییرات و حالت های مختلف بارش در این دوره بر روی عملکرد سالانه دیم بحث می گردد. در رویکرد 2، حداقل تعداد بارش در طول یک سال آبی مد نظر قرار گرفته و شرایطی را بررسی می کند که به لحاظ کاربردی بسیار قابل توجه می باشد و این میزان توجه، توسط رویکرد 1، لحاظ نشده است

چکیده در دو دهه اخیر استفاده از مدل های غیرخطی در پیش بینی جریان رودخانه ها مورد توجه محققان واقع شده است که از آن جمله می توان به مدل شبکه های عصبی مصنوعی، برنامه ریزی ژنتیک، سری های زمانی، آنالیز موجک و ... اشاره نمود. آنالیز تبدیل موجک از طریق تجزیه سیگنال ها به زمان و فرکانس همچون تجزیه سیگنال های متناوب و غیرثابت از طریق آنالیز فوریه شیوه نوینی را برای پردازش سیگنال ها ارائه می دهد. در این مطالعه از موجک گسسته میر و سطوح تجزیه متفاوت برای پیش بینی جریان متوسط ماهانه رودخانه لیقوان چای استفاده شد. نتایج نشان داد که مناسب ترین سطح تجزیه برای سری داده ها 10 سطح می باشد. بهترین افق پیش بینی ماهانه، 12 ماه و ضریب همبستگی بین داده های مشاهداتی و پیش بینی شده نیز 0.92 می-باشد. در مورد سری های زمانی نیز با توجه به معیارهای موجود، مدل (1,1,1)12 arima (1,0,1), بهترین نتایج را در بردارد که ضریب همبستگی در اینجا 0.86 می گردد. سری زمانی نقاط پیک سری را بهتر آنالیز کرده و مقادیر پیش بینی شده نزدیک به مقادیر مشاهداتی می باشد. در نهایت با توجه به ضریب همبستگی دو روش روش تبدیل موجک مناسب تر تشخیص داده شد.

مفهوم هیدروگراف واحد لحظه ای (iuh) بطورگسترده در تخمین سیلاب حوضه هایی با آمار هیدرومتری محدود بکار می رود. در این تحقیق مدل هیدروگراف های واحد ژئومورفولوژی مخزن (guhr) و مدل هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی تحلیلی (giuh) برای حوضه آبریز لیقوان در استان آذربایجان شرقی ارائه گردید. معادله کلی giuh بصورت تابعی از نسبت های هورتون (نسبت انشعاب، نسبت سطح، نسبت طول، سرعت متوسط جریان آبراهه ای و طول متوسط آبراهه درجه یک) وتوابع احتمال انتقال می باشد. در مدل guhrسطوح شبکه زهکشی حوضه بصورت مخازن متوالی درنظرگرفته می شود. پارامتر مدل guhr، ضریب مخزن (k) بوده که درتمام حوضه ثابت فرض می شود بنابراین این مدل دارای یک پارامترنامعلوم بوده که از داده های مشاهداتی بارش- رواناب تخمین زده می شود. هیدروگراف های شبیه سازی شده از هردو مدل با هیدروگراف های واحد مشاهداتی حوضه مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که هر دو روش مقدار دبی اوج را کمترو زمان رسیدن به دبی اوج را زودتر از مقادیر متناظر مشاهداتی شبیه سازی می کنند. مدل guhr عملکرد بهتری در شبیه سازی بازوهای هیدروگراف، شکل کلی هیدروگراف، و حجم رواناب نشان می دهند. آنالیز حساسیت مدل guhr براساس تغییرمقدار پارامترk انجام شده و نتایج نشان داد که با افزایش مقدار k میزان دبی اوج کاهش و زمان رسیدن به دبی اوج افزایش میابد و بالعکس. همچنین حساسیت سنجی مدل giuh نسبت به تغییر مقدار سرعت نشان می دهد که با افزایش مقدار سرعت میزان دبی اوج افزایش و زمان رسیدن به دبی اوج کاهش میابد و بالعکس. بطورکلی دقت مدل guhr با توجه به مقادیر خطای محاسبه شده بیشتر از مدل giuh می باشد و می تواند بعنوان مدل مطمئن جهت برآورد سیلاب بکارگرفته شود، با وجود این مدلgiuh بدلیل عدم نیاز به داده های بارش- رواناب جهت محاسبه پارامترها می تواند با دقت قابل قبولی درحوضه های فاقد آمار بکارگرفته شود.

داده های هیدرولوژیکی به عنوان اطلاعات پایه و اساسی در طراحی و مدیریت علمی پروژه های منابع آب به کار می روند. یکی از ابزار مهم در پیش بینی فرآیندهای هیدرولوژیکی استفاده از مدل سازی سری های زمانی است. سری های تولید شده جریان رودخانه در مطالعات مختلفی نظیر خشکسالی، سیلاب، بهینه سازی و طراحی سیستم های مخازن و تامین آب و اهداف فراوان دیگر قابل استفاده می باشد. با توجه به اینکه فرآیند جریان رودخانه یکی از سیستم هایی است که می تواند در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی غیر خطی باشد، شناخت این فرآیند و استفاده از مدل های غیرخطی سری های زمانی بسیار مفید خواهد بود. در این تحقیق از داده های روزانه 31 ساله دبی جریان رودخانه شهرچای ارومیه واقع در استان آذربایجان غربی و غرب دریاچه ارومیه جهت بیان شکل ریاضی مدل های سری زمانی و پیش بینی استفاده شده است. اغلب سری های هیدرولوژیکی دارای روند بوده و یا در میانگین ناایستا هستند. قبل از مدل سازی لازم است که سری زمانی ایستا شود. بدین منظور ابتدا روند در داده ها با استفاده از آزمون من-کندال و کندال فصلی بررسی شده است. نتایج این آزمون ها روند نزولی در داده های ماهانه و 10روزه را نشان داده که این امر نشان دهنده وجود ناایستایی در این داده ها می باشد. پس از حذف روند دو روش adf و kpss جهت آزمون ایستایی مورد استفاده قرار گرفته است. این روش ها برای اولین بار در مطالعات اقتصادی به کار گرفته شده اند. نتایج این تحقیق نشان داد که با استفاده از روش kpss در هیدرولوژی می توان به نتایج مطلوبی دست یافت. هم چنین آزمون غیرخطی bds جهت بررسی وجود و شدت غیرخطی سری جریان رودخانه در چهار مقیاس زمانی سالانه، ماهانه، 10 روزه و روزانه مورد استفاده قرار گرفته است. این آزمون نیز برای اولین بار در مطالعات منابع آب در ایران معرفی گردید. طبق نتایج حاصله بیشترین شدت غیرخطی در سری های روزانه بوده و در سری های سالانه غیرخطی وجود نداشت. به طوری که هرچه مقیاس زمانی کوچک تر می شود، شدت غیرخطی بودن افزایش می یابد. نتایج این آزمون راهنمای مناسبی در انتخاب نوع مدل از نظر خطی یا غیرخطی بودن خواهد بود. از بین مدل های رایج غیرخطی سری های زمانی، مدل غیرخطی بی لینیر(bl) جهت برازش سری زمانی جریان رودخانه مورد استفاده قرار گرفته است. این مدل در عین سادگی و شباهت به مدل های خطی، نتایج مطلوبی در پیش بینی جریان رودخانه شهرچای ارومیه داشته است. روش تخمین پارامترها و انتخاب رسته مدل بی لینیر شبیه مدل های خطی بوده و با اینکه هنوز عملکرد این روش ها در مدل بی لینیر بررسی نشده و ناشناخته می باشد، از این روش ها جهت برازش و تخمین پارامترهای مدل استفاده شده است. جهت برازش تغییرات واریانس نسبت به زمان نیز از مدل غیرخطی واریانس شرطی ناهمسان خودهمبسته (arch) استفاده شده و مدل تلفیقی bl-arch در این تحقیق پیشنهاد شده است. مقایسه نتایج حاصل از آزمون bds و برازش مدل های خطی و غیرخطی در این تحقیق نشان داد که نتایج این آزمون با نتایج مدل های برازشی هم خوانی کامل دارد و آزمون bds از توانایی و کارآیی کافی جهت آزمون غیرخطی سری های هیدرولوژیکی برخوردار است. با استفاده از مدل غیرخطی بی لینیر نیز که برای اولین بار در این تحقیق معرفی و کاربردی شده می توان جهت پیش بینی جریان های کوتاه مدت رودخانه استفاده نمود و به نتایج مطلوبی دست یافت.

بارش مهم ترین و موثرترین منبع تامین آب می باشد که برآورد و پیش بینی آن نه تنها در برنامه-ریزی و بهره برداری صحیح از منابع آب با اهمیت است، بلکه می تواند در کاهش خسارات ناشی از سیلاب و خشکسالی نیز نقش موثری را ایفا کند. با وجود روابط غیرخطی، عدم قطعیت و عدم صراحت زیاد و ویژگی های متغیر زمانی و مکانی در سیستم گردش آبی، هیچ یک از مد ل های آماری و مفهومی پیشنهاد شده به منظور الگوسازی دقیق بارش و رواناب نتوانسته اند به عنوان یک مدل برتر و توانا شناخته شوند. یکی از روش هایی که در سال های اخیر در زمینه هیدرولوژی مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از موجک (wavelet) به عنوان یکی از روش های نوین و بسیار موثر در زمینه آنالیز سیگنال ها و سری های زمانی است. در این تحقیق، سیگنال بارندگی با استفاده از موجک مادر منتخب تجزیه شده و داده های حاصل از تجزیه با دو روش برازش معادلات مستقیم و هیبرید عصبی- موجکی برای پیش بینی استفاده شدند. روش های مذکور در مورد پیش بینی بارندگی ماهانه در ایستگاه زرینگل استان گلستان به کار گرفته شد و نتایج حاصل از آن با سری زمانی sarima مقایسه شد. نتایج نشان داد که تجزیه سیگنال با موجک، همبستگی میان داده های مشاهداتی و محاسباتی را نسبت به روش های سری های زمانی به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد و پیش بینی سیگنال بارندگی با دقت بیشتری صورت می گیرد. معنی دار نبودن آزمون تست fدر سطح %90 و بالاتر، تایید کننده این مطلب است.

تخمین محدوده گسترش پیاز رطوبتی برای طراحی مناسب آبیاری قطره ای ضروری می باشد. این محدوده ممکن است تغییرات زیادی در خاک های مختلف داشته باشد. در این تحقیق نحوه توسعه پیاز رطوبتی در شرایط تغذیه پیوسته و متناوب منابع نقطه ای با دو دبی 2و 4 لیتر در ساعت برای سه خاک لوم شنی ( منطقه خلعت پوشان)، لوم شنی ( منطقه کرکج) و لوم ( آرپادره سی) مورد بررسی قرار گرفت.منطقه اشباع در حالت جریان متناوب تا اتمام آبیاری نسبت به جریان پیوسته دارای حجم کوچکتری می باشد که این می تواند از نظر تهویه خاک حائز اهمیت باشد. همچنین یکنواختی توزیع رطوبت در ناحیه خیس شده در حالت متناوب در مقایسه با جریان پیوسته بهتر گردید. برای بررسی توزیع مجدد رطوبت در خاک منطقه خیس شده، مقادیر رطوبت بعد از 24 ، 48 و 72 ساعت بعد از شروع آبیاری در جریان پیوسته و متناوب برای سه خاک اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که بعد از طی 24 ساعت از شروع آبیاری تمرکز رطوبت در ناحیه خیس شده در حالت متناوب درلایه بالاتر اتفاق می افتد، پس دسترسی ریشه به آن راحت تر و کم هزینه تر است

هدف اصلی این مطالعه تجزیه و تحلیل خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از شاخص استاندارد بارش و پهنه-بندی منطقه با روش تجزیه به مولفه های اصلی است. برای این منظور از آمار بارش های ماهانه 30 ایستگاه هواشناسی در دوره آماری 2009-1972 استفاده شد. برای هر یک از ایستگاه های منتخب شاخص بارش استاندارد (spi)، به منظور ارزیابی مدت، شدت، مقدار و مساحت خشکسالی در دو مقیاس 3 و 12 ماهه بکار برده شد. به منظور پی بردن به میزان مساحت درگیر خشکسالی منطقه ای در هر سال، نقشه های ناحیه ای مربوط به مقادیر spi با روش عکس فاصله تهیه و مساحت نواحی با spi کوچکتر از 2- اندازه گیری گردید. برای پهنه بندی منطقه از نظر مشخصه های خشکسالی تجزیه به عامل های مربوط به داده های spi انجام شد. همگنی نواحی بدست امده با روش آماره s ویلتشایر بررسی گردید. نتایج نشان داد که بیشترین مساحت درگیر خشکسالی به ترتیب متعلق به سال های 1984 و 2001 بود. بیشترین طول مدت خشکسالی مشاهده شده در حوضه دریاچه ارومیه، بر پایه گام زمانی 3 (12) ماهه، 57 (170) ماه بود. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی spi سه ماهه (دوازده ماهه) نشان داد که تعداد 5 (6) عامل دارای مقدار ویژه بزرگتر از یک بوده و در مجموع 08/68 (88/78) درصد از واریانس کل را توجیه می کند. حوضه دریاچه ارومیه با توجه به ضرایب عامل ها در مقیاس 3 ماهه (12 ماهه) به پنج (شش) ناحیه تفکیک گردید. نتایج آزمون همگنی نشان داد که نواحی بدست آمده همگن هستند. همچنین نتایج نشان دادند که مدت دوام خشکسالی ها با افزایش مقیاس زمانی مربوط به spi افزایش ولی تعداد آن ها کاهش می یابد.

اکثر مناطق ایران در نواحی خشک و نیمه خشک قرار دارند و به دلیل خشکسالی های اخیر و همچنین به دلیل کیفیت بهتر آب های زیرزمینی (آلودگی کمتر) برای مصارف آشامیدنی نسبت به سایر منابع آب برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی افزایش پیدا کرده است. دشت پر اهمیت برخوار واقع در حوزه آبریز زاینده رود، که در محدوده شهر اصفهان می باشد از این قاعده مستثنی نمی باشد از طرفی پی بردن به تغییرات مکانی و زمانی مقادیر کمی و کیفی آب زیرزمینی می تواند در توسعه استراتژی های منابع آب بسیار مهم باشد. لذا ارزیابی تغییرات مکانی و زمانی سطح آب زیرزمینی و همچنین عناصر کیفی می تواند نقش کلیدی در توسعه منابع آب دارا باشد. بدین منظور روش های قدرتمندی از جمله زمین آمار، شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن جهت تخمین جامع، دقیق و قابل اعتماد از سطح آب زیر زمینی و همچنین کیفیت آب زیر زمینی آن به کار گرفته شد. از جمله روش های به کار رفته برای این کار می توان به روش های از جمله زمین آمار، شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن می توان اشاره کرد. به منظور توسعه پایدار سیستم های منابع آب و از جمله آن آب های زیر زمینی کمی نمودن این منابع از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در آبخوان هایی که با بهره برداری بیش از حد مواجه می باشند ، داشتن یک تخمین جامع، دقیق و قابل اعتماد از سطح آب زیر زمینی و همچنین کیفیت آن به شدت مورد نیاز می باشد برای دست یابی به چنین پارامترهای روش های مختلفی به کار برده شده است. به منظور ارزیابی عملکرد مدل های تخمین گر استفاده شده در این تحقیق، از شاخص های آماری ضریب همبستگی (r2)، به عنوان معیار دقت و ریشه میانگین مربعات (rmse) به عنوان معیار خطا استفاده شد. در نهایت با توجه به کمبود داده، در مورد پارامترهای کیفی روش های هوش مصنوعی به نسبت قابل قبول تری ارائه نموده اند. هر چند این تفاوت ها در بعضی از موارد قابل اغماض می باشد.اما در مورد پارامتر کمی که همان سطح ایستابی درون چاهک ها می باشد روش زمین آمار با اندک تفاوتی که نسبت به روش های هوش مصنوعی به ویژه شبکه عصبی دارد روش مناسب تری می باشد هرچند به عنوان یک اظهار نظر کلی در مجموعه به عنوان مناسب ترین روش در همه موارد می توان به روش شبکه های عصبی اشاره نمود.

هدف اصلی این تحقیق تخمین میانگین دبی جریان روزانه رودخانه کارون با استفاده از روش آنالیز موجک متقاطع می باشد. برای این منظور از داده های میانگین دبی جریان روزانه در محل ایستگاه بهشت آباد و اطلاعات بارش روزانه مربوط به 17 ایستگاه هواشناسی در طول دوره آماری 2008-1999 استفاده گردید. از موجک مختلط مورلت به عنوان تابع آنالیزگر استفاده شد. تجزیه موجک برای هر یک از سری های بارش روزانه و دبی جریان روزانه بصورت جداگانه انجام گرفت. فاز اولیه و اختلاف فاز زیر سری های حاصل از تجزیه موجک و ثابت های واسنجی محاسبه شد. سپس بازسازی سری های ساختاری انجام پذیرفت و میانگین مولفه های ساختاری بازسازی شده محاسبه گردید. افق های پیش بینی 1 روزه، 2 روزه،... و7 روزه برای پیش بینی های کوتاه مدت انتخاب شد. سپس معادلات مدل به ازای هر افق پیش بینی انتخاب شده استخراج گردید. ارزیابی عملکرد مدل با معیارهای r و rmse انجام گرفت. افزون بر این، برای پیش بینی دبی جریان روزانه رودخانه مذکور از دو روش شبکه های عصبی مصنوعی و روش تلفیقی موجک-شبکه های عصبی مصنوعی نیز استفاده شد. نتایج نشان داد که روش موجک متقاطع برای پیش بینی های 1 روزه دقت بالایی دارد. با افزایش افق پیش بینی از دقت مدل کاسته می شود. این مطالعه نشان داد که مدل تلفیقی موجک-شبکه های عصبی مصنوعی بهترین مدل پیش بینی دبی جریان روزانه در حوضه آبریز رودخانه منتخب می باشد.

چکیده: یکی از مهم ترین مسائل مرتبط با طراحی، بهره برداری و محیط زیست مخازن سدها، پیش بینی کیفیت آب مخزن و جریان خروجی از آن طی دوران بهره برداری می باشد. بروز لایه بندی حرارتی، ایجاد گرادیان غلظت آلاینده ها ، ایجاد لایه های کم اکسیژن یا بی اکسیژن و تغذیه گرایی (یوتروفیکاسیون) موجب افت شدید کیفیت آب، عدم توانایی مخزن در تأمین حد مطلوب نیازهای مختلف و به مخاطره افتادن حیات آبی اکوسیستم پایاب سد می گردد. در این پژوهش با استفاده از داده های کیفی برداشت شده از رودخانه ابوالعباس در استان خوزستان، در ساختگاه انتخابی سد پیشنهادی ابوالعباس با استفاده از مدل سه بعدی هیدرودینامیک و کیفیت elcom-caedym و نیز استفاده از داده های اقلیمی و توپوگرافی منطقه، شبیه سازی لایه بندی حرارتی، الگوی حرکت جریانات در داخل مخزن، توزیع شاخص های کیفی در مخزن و کیفیت آب خروجی برای یک دوره یک ساله، به منظور کنترل طراحی و تعیین عمق مناسب نصب دریچه های برداشت آب، پیش بینی کیفیت آب برداشتی جهت مصارف شرب، کشاورزی و زیست محیطی و نیز تعیین پتانسیل تغذیه گرایی در مخزن انجام گرفته است. بر اساس نتایج پژوهش، جریانات سیلابی ورودی به مخزن با توجه به دانه بندی خود در نقاط مختلف تفکیک، ته نشین و به طور کلی بخش ریز دانه سیلاب علیرغم تخلیه قابل توجه از آن (حدود 40 درصد) از مخزن، با توجه به مدت تعلیق نسبتاً طولانی در مخزن موجب افزایش کدورت آب می گردد. به منظور بررسی رفتار مخزن در شرایط بحرانی، پس از تحلیل وضعیت جریان ورودی از لحاظ کمی و کیفی، سناریوهایی جهت شبیه سازی مخزن در صورت وقوع خشکسالی طراحی و مدل برای آن اجرا گردید. بر این اساس در کلیه سناریو ها اعم از شرایط نرمال و خشکی با شدت های مختلف، اثر تعدیل کننده و بهبود دهنده مخزن روی پارامترهای خروجی از دو دریچه نیروگاه و آبیاری مشهود بود. به طور کلی واکنش دریچه آبیاری به تغییرات کیفیت جریان ورودی به دلیل قرار گیری در ترازی پایین تر از دریچه نیروگاه، کندتر و با تأخیر بیشتری (در حدود چهار ماه نسبت به تأخیر یک ماهه دریچه نیروگاه) مشاهده شد. کیفیت آب خروجی در کلیه شرایط نرمال و بحرانی در رده کیفیت مناسب از لحاظ آبیاری قرار گرفت. از دیدگاه شرب، در شرایط نرمال تنها آلاینده های نیکل و کادمیم (به دلیل غلظت بالای ورودی، علیرغم تعدیل چشمگیر توسط مخزن) دارای مشکل بودند. از دیدگاه کیفیت آب زیست محیطی مورد نیاز در پایاب، آب خروجی از دریچه نیروگاه مورد ارزیابی قرار گرفته و به غیر از آلاینده های سرب و کادمیم، از لحاظ سایر آلاینده ها در رده مناسب قرار گرفت. بعلاوه، در شرایط نرمال مشکل خاصی از لحاظ ایجاد لایه های بدون اکسیژن در ترازهای زیرین مخزن ملاحظه نگردید. نتایج انجام تحلیل وقوع پدیده تغذیه گرایی (یوتروفیکاسیون) حاکی از مغذی بودن مخزن از لحاظ دو شاخص نیتروژن و کلروفیل a در طول فصل گرما بوده ولی شاخص فسفر مخزن در سراسر سال در شرایط نیمه مغذی (مزوتروفیک) قرار گرفت. لذا پژوهش حاضر فسفر را به عنوان عامل محدود کننده تغذیه گرایی در مخزن سد ابوالعباس معرفی نمود. بر اساس نتایج شبیه سازی سناریوهای خشکسالی با شدت های مختلف، ملاحظه شد که با افزایش شدت خشکی، علاوه بر کاهش کلی کیفیت کلیه پارامترها، تعداد پارامترهای مشکل دار از دو دیدگاه زیست محیطی و شرب بتدریج افزایش یافته، در حالی که کیفیت آب از دیدگاه آبیاری کاهش چندانی را نشان نداده و کماکان در رده مناسبی برای آبیاری قرار گرفت. با وقوع شرایط خشکی، کاهش غلظت اکسیژن محلول در ضمن افزایش bod به عنوان شاخص های اصلی ارزیابی کیفیت زیست محیطی آب کاملاً مشهود و ایجاد لایه های بدون اکسیژن در ترازهای زیرین مخزن (هایپولیمنیون) و افزایش آن با افزایش شدت خشکی ملاحظه شد؛ بنحوی که در بدترین شرایط، حدود پنج ماه از سال آب خروجی بدون اکسیژن بوده و در داخل مخزن نیز لایه ای به ضخامت 40 متر از کف در طول سال دچار بی اکسیژنی کامل بود. به منظور کاهش تأثیرات نامطلوب خشکسالی روی کیفیت آب خروجی و اکوسیستم پایین دست در شرایط بحرانی، تراز تعبیه دریچه تحتانی مخزن در مدل در حدود 10 متر از مقدار طراحی شده کاهش یافته و تأثیر آن بررسی شد که بر این اساس، بسته شدن دریچه آبیاری و برداشت آب از دریچه تحتانی (14 متر پایین تر از دریچه آبیاری) موجب کاهش 20 متری تراز بی اکسیژنی مخزن، افزایش غلظت و توزیع بیشتر اکسیژن محلول در ترازهای بالاتر هایپولیمنیون و نهایتاً کاهش زمان بی اکسیژنی جریان خروجی از 5 ماه به 3 ماه شد. نهایتاً کاهش تراز دریچه تحتانی به میزان 10 متر، نصب سیستم نصب سیستم نمونه گیری و ثبت خودکار داده های کیفی(eydap) مخزن در ستون آب و استفاده از آن جهت کالیبراسیون دقیق تر مدل های جدید و پیچیده برای مخازن ایران، پیاده سازی و اجرای سیستم به هنگام مدیریت کیفی آبی(arms) و موارد دیگری جهت انجام تحقیقات بیشتر پیشنهاد شد.

دشت مرند در شمال آذربایجان شرقی و در 60 کیلومتری شمال غرب تبریز قرار گرفته است. این منطقه در سال 1370 به دلیل افت شدید سطح آب زیرزمینی و کاهش ذخیره مخزن، ممنوعه اعلام گردید و این ممنوعیت تاکنون ادامه داشته است. به منظور جلوگیری از افت بیشتر سطح آب زیرزمینی و با وجود افزایش جمعیت و به تبع آن افرایش نیاز آبی در بخش های مختلف، اقدام به شبیه سازی منابع و مصارف آب با استفاده از مدل weap شده است. بدین منظور در این منطقه ، محل های مصرف آب مشخص شده و مقادیر نیاز آبی آنها و هم چنین منابع آبی، در مدل شبیه سازی شده اند. جهت مدلسازی منطقه مورد مطالعه بایستی یک سال به عنوان سال پایه در نظر گرفته شود سال پایه که در این تحقیق سال 1385 در نظر گرفته شده است، به معنای سالی است که اطلاعات و آمار مناسبی از وضعیت منطقه تحت مطالعه موجود باشد. پس از ورود داده ها، سناریوهای مختلفی جهت برنامه ریزی و مدیریت منابع ومصارف ، در منطقه تحت مطالعه اعمال گردیده است. مطابق نتایج بدست آمده، اگر با اعمال سیاست های مناسب، به راندمان 50 درصد برای اراضی کشاورزی دست یابیم؛ می توان در جهت جلوگیری از افت بیش از پیش آبخوان، نسبت به کاهش برداشت آب از آبخوان به میزان 10 درصد اقدام نمود، این در حالی است که نیازهای آبی موجود و آتی(تا سال 1415) در زمینه شرب و صنعت بطور کامل تأمین خواهند شد. در مورد اراضی کشاورزی نیز اگر توسعه ای صورت نگیرد، نیازها در این بخش تأمین می شود و با فرض توسعه اراضی کشاورزی تا 7% نیز مشکل عمده ای به جز در سال های 1405، 1406، 1413، 1414 و 1415بوجود نخواهد آمد.

در دهه های اخیر در کشور ما، نیاز به پیش بینی دقیق و سریع رواناب به علت افزایش تعداد سیلاب ها به شدت افزایش یافته است. بنابراین توسعه و اجرای روش های مناسب برای پیش بینی رواناب از روی داده های بارش بسیار ضروری به نظر می رسد. ولی با توجه به کمبود داده های مورد اعتماد در حوضه های آبریز، ارائه مدل هایی که بتواند این نقیصه را جبران نموده و تا حدودی ژئومورفولوژیک حوضه را نیز وارد مدلسازی نماید احساس می گردد. یکی از این اقدامات، در جهت یافتن یک ارتباط قوی بین هیدروگراف واحد با ساختار فیزیکی آن، مدل هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژیکی giuh می-باشد. این مدل، حوضه را به صورت یک سیستم خطی فرض کرده و مستقل از عمق جریان و یا واقعه بارش می باشد و روشی سریع برای برآورد دبی سیلاب ها بخصوص در حوضه های فاقد آمار می باشد. اما در دهه های اخیر، مطالعات بیشتر به سمت روش های الهام گرفته از طبیعت همچون شبکه های عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن سوق داده شده است. هدف از این تحقیق ترکیب دو مدل شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن با مدل هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی و تولید دو مدل شبکه عصبی ژئومورفولوژیکی (gaan) و برنامه ریزی بیان ژن ژئومورفولوژیکی (ggep) بعنوان مدل جدید جهت پیش بینی فرآیند بارش – رواناب در حوضه صوفی چای می باشد. در تحقیق حاضر با استفاده از این ابزارها، ارتباط بین بارش، رواناب و تاثیرخصوصیات ژئومورفولوژیکی بر روی این فرآیند پیچیده، استخراج و بررسی شد و در آن از 4 واقعه بارش – رواناب جهت آموزش و 2 واقعه جهت تست عملکردشان مورد استفاده قرار گرفت. همچنین در استخراج روابط در مدل ggepعلاوه بر صوفی چای، از اطلاعات چهار حوضه دیگر شامل دیزناب، لیقوان، کمانج و سهزاب بهره گرفته شد. مقایسه مقادیر محاسباتی با مقادیر متناظر مشاهداتی، نشان داد هر سه مدل، قابلیت شبیه سازی خصوصیات کلی هیدروگراف را دارند ولی دو مدل فراکاوشی gann و ggepبه دلیل استفاده از مقادیر رواناب در گام های زمانی پیشین بعنوان ورودی باعث افزایش عملکرد بهتر آنها در تخمین دبی اوج و زمان رسیدن به اوج، نسبت به مدل giuh شده است. با وجود نزدیکی نتایج دو مدل gann و ggep به یکدیگر، مدل ggepبدلیل تولید یک رابطه صریح و ساده ریاضی، بعنوان مدل نهایی حوضه مربوطه انتخاب گردید.

دریاچه ارومیه بعنوان بزرگترین دریاچه شور داخل کشور و دومین دریاچه شور جهان پس از بحرالمیت، با مساحت تقریبی 5000 کیلومترمربع در قسمت شمال غربی ایران واقع شده است. در سالهای اخیر تراز دریاچه تحت تأثیر عوامل طبیعی و انسانی شامل خشکسالی های بیش از حد در منطقه، ساخت و ساز سدها و بهره برداری نادرست از منابع آبی در حوضه آبریز قرار گرفته است. سطح دریاچه ارومیه با نوسانات زیادی از 5482 کیلومترمربع در سال 1368 به 4233 کیلومترمربع در سال 1386 رسیده است. در این مقاله بیلان آبی دریاچه ارومیه با استفاده از عوامل ورودی و خروجی شامل بارش، جریانات سطحی و تبخیرمورد مطالعه قرار گرفته و با استفاده از شبکه عصبی تراز دریاچه و به تبع آن سطح و حجم دریاچه برای 10 سال آینده تخمین زده شده است.طبق آنالیزهای انجام یافته با شبکه عصبی در سال آبی 1400-1399 تراز آبی دریاچه به حدود 1267 متر می رسد که در نتیجه آن سطح دریاچه به 2000 کیلومتر مربع و حجم آن به حدود 3166 میلیون مترمکعب خواهد رسید.

هدف این مطالعه ارزیابی کارایی نرم افزار win-gamma در پیش بینی جریان رودخانه ی حوضه ی آبریز امامه می باشد. در این مطالعه روش گاما تست برای انتخاب بهینه ترکیب ورودی به مدل به کار گرفته شد. همچنین برای تشخیص بهینه تعداد داده های مورد نیاز برای مدل سازی از آزمون m استفاده شد. در این مطالعه از داده های بارندگی p(t) و روانابr(t) حوضه ی آبریز امامه در مقیاس روزانه و در طول دوره ی آماری 1388- 1379 استفاده شد. نه متغیر شامل سری مربوط به جریان با تأخیر یک روزه (r(t-1))، دو روزه (r(t-2))، سه روزه (r(t-3)) و چهار روزه (r(t-4))، سری بارندگی روزانه بدون تأخیر زمانی (p(t)) و با تأخیرهای یک روزه (p(t-1))، دو روزه (p(t-2))، سه روزه (p(t-3)) و چهار روزه (p(t-4)) به عنوان متغیر ورودی انتخاب شد. تعداد نقاط بهینه برای بخش آموزش با استفاده از آزمون m مشخص شد. سپس مدل سازی جریان آب رودخانه با استفاده از متغیرهای انتخاب شده و با استفاده از تعداد نقاط بهینه با روش های شبکه ی عصبی مصنوعی، رگرسیون خطی محلی و سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی انجام شد. نتایج نشان داد که پنج متغیر شامل p(t)، p(t-1)، p(t-3)،r(t-1) و r(t-2) به عنوان متغیرهای موثر در مدل سازی جریان رودخانه حوضه ی مذکور می باشند. همچنین با استفاده از خروجی آزمون m، تعداد 2383 داده برای بخش آموزش مدل سازی مناسب تشخیص داده شد. نتایج حاکی از این واقعیت بود که در بخش آموزش روش رگرسیون خطی محلی از دو روش دیگر از دقت بیشتری برخوردار بود. در حالیکه در بخش تست روش شبکه ی عصبی مصنوعی عملکرد بهتری در مقایسه با دو روش دیگر داشت. با توجه به اینکه با استفاده از نرم افزار win-gamma علاوه بر انتخاب بهینه ترکیب ورودی و تعیین تعداد داده ی کافی در مرحله ی آموزش می توان مدل سازی را نیز انجام داد بنابراین، کارایی این نرم افزار خوب ارزیابی می شود.

برف شکلی از بارش است که دارای تاخیر زمانی بین زمان ریزش و زمان تولید رواناب است. تغذیه سفره آب زیرزمینی غالبا از آب ناشی از ذوب برف انجام می شود. بنابراین، برف رفتار متفاوتی با دیگر شکل های بارش دارد. ذخیره برف زمستانی به عنوان منبع آبی است که می توان از آن برای استفاده های مختلف در فصول بهار و تابستان برنامه ریزی کرد. گرچه تغییرات زیاد در توزیع زمانی و مکانی برف وجود دارد با این حال، اطلاعات اندازه گیری شده برای برف اندک بوده و معمولا به نواحی دارای ارتفاع کم محدود می شود. در این رساله به دلیل نبود داده های مستقیم برف سنجی برای تخمین سطح پوشش برف و درصد ریزش برف و باران در حوضه های لیقوان چای و صوفی چای واقع در استان آذربایجان شرقی از داده های بارش روزانه (بارش و برف)، دمای روزانه (حداقل، متوسط، حداکثر) و نقشه رقومی- ارتفاعی حوضه ها استفاده شد. با بدست آوردن روابط دما- ارتفاع و بارش- ارتفاع و ترسیم نقشه های گرادیان دمایی ماهانه و نقشه های هم بارش ماهانه و تعیین سطح پوشش برف، درصد ریزش برف و باران در حوضه های مذکور برآورد گردید. نتایج نشان داد که 16/29 الی 12/41 درصد بارش ها برای حوضه لیقوان و 69/24 الی 75/32 درصد بارش ها برای حوضه صوفی چای به صورت برف تخمین زده شد. علاوه بر این، در این تحقیق از مدل srm برای شبیه سازی جریان روزانه در حوضه های مذکور استفاده شد. مدل، جریان روزانه حوضه ها را در سال آبی 88-87 به ترتیب با ضریب تبیین 823/0 و 892/0 و حجم رواناب سالانه را به ترتیب با 217/5- و 563/0 درصد اختلاف حجمی شبیه سازی کرد.

در تحقیق حاضر مطالعه خشکسالی جهت ایجاد رابطه کمی و زمانی بین خشکسالی های هیدرولوژیکی و هواشناسی در اشل ناحیه ای حوضه صوفی چای واقع در استان آذربایجان شرقی مدنظر قرار گرفته است.بدین منظور داده های ماهانه جریان و بارش ایستگاه های هیدرومتری و باران سنجی با توجه به طول آماری طولانی مدت که با روش پلیگون بندی تیسن منطقه ای شده اندمورد استفاده قرار گرفته است.روش های مورد استفاده برای آنالیز خشکسالی شامل روش هربست و روش رژیم نرمال ماهانه یعنی در نظر گرفتن خط رژیم نرمال به عنوان خط مدیریتی برای استخراج شدت و مدت حجم مهارهای خشکی می باشد.با آنالیز فرکانس هر کدام از خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیکی توسط مدل های آماری مناسب، این خشکسالی ها مدل بندی شد که بررسی ها نشان داد مدل ریاضی به صورت نمایی برای خشکسالی هواشناسی و نیز برای خشکسالی هیدرولوژیکی با توجه به کمترین مقدار خطا و بیشترین ضریب همبستگی مناسب ترین مدل بوده که رابطه ایفرکانسی حاصل از تلفیق روابط به دست آمده برای هر دو خشکسالی به دست آمد که تنها فاکتور موثر در آن فرکانس بوده و مستقل از زمان می باشد. سپس زمان در مرکز جرم مهارهای خشکی برای به دست آوردن رابطه زمانی بین خشکسالی ها استفاده شد که دو رابطه با روش های ریاضی و gp به دست آمد . مقایسه این دو مدل نشان داد مدل gpمناسب تر از مدل ریاضی است. همچنین مدل مناسب سری های زمانی برای هر کدام از خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیکی با کمترین مقدار معیار آکایکه به دست آمد که در نهایت می توان با استفاده از مدل های سری زمانی حاصل، خشکسالی ها را پیش بینی نمود.

خشکسالی بعنوان یک وضعیت کمبود آب طولانی مدت، موضوعی چالش برانگیز در مدیریت منابع آب می باشد. این پدیده یکی از بلایای طبیعی پر هزینه و کمتر شناخته شده می باشد. پایش و پیش بینی خشکسالی ها، بویژه تعیین دقیق زمان شروع و تداوم آن، اهمیت ویژه ای در مدیریت منابع آبی و برنامه ریزی جهت کاهش اثرات مخرب خشکسالی دارد. علیرغم نیاز زیاد، توسعه یک الگوریتم برای مشخص کردن و پیش بینی خشکسالی ها از طریق تحلیل های فیزیکی یا آماری بسادگی دست یافتنی نیست. از موانع اصلی، یکی پیچیدگی علل واقعی خشکسالی هاست که توصیف دقیق آنها را مشکل می کند و دیگری عدم وجود یک تعریف علمی دقیق و جامع برای خشکسالی ها است. در این مطالعه خشکسالی های منطقه شمالغرب ایران با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده اصلاح شده و شاخص کمبود توأم (jdi) ارزیابی شد. داده های بارش ماهانه 55 ایستگاه بارانسنجی با پراکنش یکنواخت در شمالغرب ایران، در دوره آماری 2011-1970 ، برای محاسبه شاخص های خشکسالی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از شاخص spi اصلاح شده تا حدود زیادی معایب spi متداول را برطرف می کند و تغییرات فصلی بارش را در محاسبه شاخص spi لحاظ می نماید. با این حال شاخص spi اصلاح شده نیز، همانند شاخص spi متداول، به مقیاس زمانی حساسیت نشان می دهد و این موضوع باعث سردرگمی محققان در ارزیابی خشکسالی ها می شود. برای حل این مشکل از شاخص کمبود توأم استفاده شد. شاخص کمبود توأم از ایجاد توزیع توأم شاخص های spi اصلاح شده با مقیاس های زمانی 1 تا 12 ماهه با استفاده از توابع مفصل بدست می آید. نتایج این مطالعه نشان داد که شاخص jdi علاوه بر توصیف علمی وضعیت کلی خشکسالی، قابلیت مشخص کردن دقیق ظهور (آغاز) خشکسالی ها و نیز خشکسالی های طولانی مدت را دارد. همچنین این شاخص ارزیابی وضعیت خشکسالی را بصورت ماه به ماه میسر می سازد، بطوریکه مقدار بارش مورد نیاز برای رسیدن به شرایط نرمال در ماه های بعد، بهمراه احتمال تجاوز این مقدار بارش را مشخص می کند. در این مطالعه، یک روش جدید برای پیش بینی شرایط رطوبتی در ماه های آینده (1 و 3 ماه آینده در این مطالعه امتحان شد) بر اساس سطح آستانه احتمالی بهینه توسعه داده شد. نتایج تحلیل خطا نشان داد که روش پیشنهادی توانست شرایط رطوبتی 1 و 3 ماه آینده را با دقت بالایی پیش بینی کند. بویژه، شاخص موفقیت بحرانی (csi) برای پیش بینی شرایط رطوبتی در 1 و 3 ماه آینده به ترتیب 609/0 و 635/0 بدست آمد. این مقادیر نشاندهنده عملکرد خوب روش پیشنهادی و همچنین بهبود دقت پیش بینی برای دوره های پیش بینی طولانی تر (3 ماهه) می باشد. همچنین نقشه توزیع مکانی توافق خوبی بین شرایط تر/خشک پیش بینی شده و jdi محاسبه شده با داده های مشاهداتی نشان داد. بعلاوه، مشخصه های خشکسالی شامل مدت و شدت خشکسالی بر اساس شاخص jdi تعریف شدند. این مشخصه های بشدت همبسته هستند، بنابراین، تحلیل تک متغیره همبستگی معنی دار بین این متغیرها را نمی تواند توصیف نماید. تحلیل چندمتغیره توصیف کامل تری از خشکسالی ارائه می نماید. در این مطالعه، هفت خانواده از مفصل های دو بعدی به منظور ایجاد توزیع توأم مدت و شدت خشکسالی مورد آزمون قرار گرفت. مناسبترین تابع مفصل بر اساس تحلیل خطا و ضریب وابستگی دمی برای هر ایستگاه انتخاب شد. نتایج نشان داد که مفصل گالامبوس مناسبترین مفصل در 50 ایستگاه از کل 55 ایستگاه مورد مطالعه بود. سپس، بر اساس توابع توزیع توأم مبتنی بر مفصل بدست آمده، برخی از خصوصیات احتمالاتی خشکسالی از قبیل احتمالات توأم، دوره های بازگشت دومتغیره، احتمالات شرطی و دوره های بازگشت شرطی محاسبه شد. همچنین تعریف دوره بازگشت کندال مورد بررسی قرار گرفت و با تعریف استاندارد دوره بازگشت توأم مقایسه شد. نتایج نشان داد که در یک سطح احتمال بحرانی معین، ، مقدار دوره بازگشت کندال خیلی بیشتر از دوره بازگشت استاندارد بود و این تفاوت با افزایش مقدار ، افزایش می یافت. خصوصیات احتمالاتی بررسی شده در این رساله، اطلاعات با ارزشی در اختیار برنامه ریزان و سیاستگذاران منابع آبی، به منظور اتخاذ تصمیمات مقتضی برای مقابله با پیامدهای خشکسالی، قرار می دهد.

استفاده از بیلان رطوبت خاک برای تعیین زمان و مقدار آب آبیاری یکی از رایج ترین و دقیق ترین روشها برای کنترل و برنامه ریزی آبیاری است. یکی از مولفه های اساسی در معادله بیلان رطوبت خاک، بارش موثر می باشد که به دلیل تغییرات مقدار این مولفه در سنوات مختلف به ویژه در شرایط آب و هوایی خشک و نیمه خشک معمولاً در برنامه ریزی های آبیاری نادیده گرفته شده و یا مقادیر بسیار محافظه کارانه ای برای آن لحاظ می گردد. در این تحقیق با بهره گیری از اطلاعات ایستگاه هواشناسی سینوپتیک تبریز نسبت به پیش بینی مقادیر بارش موثر و تبخیر- تعرق گیاه مورد مطالعه (گندم) در طول دوره رشد اقدام گردید. با توجه به شرایط اقلیمی و مشخصات خاک، تغییرات رطوبت خاک با لحاظ نمودن بارش های موثر و تبخیر- تعرق گیاه (نیاز آبی) به عنوان متغیرهای احتمالاتی، مورد تجزیه و تحلیل قرار داده شد و بر اساس توابع توزیع احتمال، روشی جدید برای برآورد نیاز آبیاری و برنامه ریزی آبیاری بر اساس بیلان رطوبت خاک برای گیاه گندم در منطقه مورد مطالعه ارائه شد. یکی از مزیت های استفاده از این روش را می توان در ارائه فرمول های جامع برای محاسبات آتی و پیش بینی نیاز آبیاری و زمان انجام آبیاری دانست.

دانستن روند تغییرات منابع آب در هر منطقه در نحوه استفاده بهینه از آن اهمیت فراوانی دارد. در این مطالعه روند تغییرات آب زیرزمینی و بارش دشت شبستر - صوفیان در دو مقیاس ماهانه و سالانه ارزیابی شدند. برای این منظور از اطلاعات 29 حلقه چاه پیزومتری استفاده شد. برای بررسی روند تغییرات بارش دشت مذکور از داده های 6 ایستگاه باران سنجی در دوره آماری 1389-1373 استفاده شد. به منظور بررسی روند از آزمون مان - کندال پس از حذف اثر ضریب خودهمبستگی معنی دار مرتبه اول استفاده شد. شیب خط روند متغیرهای مذکور با روش تخمین گر شیب sen محاسبه شد. سطوح معنی داری 1، 5 و 10 درصد برای انجام آزمون روند استفاده شد. آزمون همگنی روند دشت نیز با روش وان بل و هوقس انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که به جز 4 ایستگاه علی بیگلو (اکتشافی)، علیشاه، شندآباد (لوله کوچک) و وایقان (بعد آبیاری)، روند تراز آب زیرزمینی بقیه ایستگاه ها در اغلب ماه ها منفی و معنی دار بود. تراز آب زیرزمینی دشت بطور متوسط 44/0 متر در سال کاهش یافته است. روند تراز آب زیرزمینی در ماه های مختلف همگن، ولی در ایستگاه های مختلف غیرهمگن می باشد. در مورد متغیر بارش، نتایج نشان داد که در حالت کلی روند تغییرات بارش در این دشت نزولی ولی غیرمعنی دار است. در مقیاس ماهانه تنها 13 درصد ایستگاه ها روند منفی معنی دار داشته ولی هیچ یک از ایستگاه ها روند مثبت معنی دار نداشتند. به طور کلی بارش سالانه دشت مورد مطالعه در اغلب ایستگاه ها افت نموده است. متوسط شیب خط روند بارش سالانه دشت شبستر - صوفیان برابر با 01/0- میلی متر در سال است. در این پایان نامه روند تغییرات 13 پارامتر مربوط به کیفیت آب زیرزمینی دشت مذکور با استفاده از داده های 18 حلقه چاه و 4 رشته قنات در دوره آماری 1390-1377 نیز تحلیل شد. نتایج تحلیل روند متغیرهای کیفی، حاکی از این بود که در ماه پرآب، 12 ایستگاه و در ماه کم آب، 13 ایستگاه در بیشتر از نیمی از متغیرهای ژئوشیمیایی روند افزایشی معنی داری را تجربه نمودند. در حالت کلی کیفیت آب زیرزمینی در ماه کم آب رو به نزول است. روند افزایشی غلظت عناصر شیمیایی در هر دو ماه در حاشیه جنوبی دشت که مشرف به دریاچه ارومیه است مشاهده شد. در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که افزایش برداشت آب زیرزمینی، دلیل اصلی کاهش سطح ایستابی است.

در این مطالعه دبی جریان سالانه، ماهانه و روزانه رودخانه باراندوزچای ارومیه (1388-1352) با استفاده از مدل های سری زمانی خطی و غیرخطی دوخطی و روش برنامه ریزی ژنتیک مدل سازی شد. برای نرمال کردن داده ها از توابع تبدیل مختلف استفاده و از آماره ضریب چولگی برای آزمون نرمال بودن داده ها استفاده شد. جهت بررسی ایستایی داده ها از آزمون adf استفاده گردید. با حذف عوامل ناایستایی، سری های جریان رودخانه ایستا شدند. برای بررسی شدت غیرخطی بودن سری های سالانه، ماهانه و روزانه جریان از آزمون bds استفاده شد. نتایج نشان داد، جریان سالانه خطی و سری ماهانه تا حدودی غیرخطی است. سری دبی جریان روزانه از شدت غیرخطی بیشتری برخوردار بود. هرچه مقیاس زمانی کوچک تر می شد، شدت غیرخطی بودن افزایش می یافت. برای سری سالانه مدل ar(1) با داشتن کمترین مقدار معیار آکایکه اصلاح شده و با توجه به آزمون پورت مانتئو به عنوان مدل مناسب انتخاب شد. مقدار آماره ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا در مدل مذکور برای سری سالانه به ترتیب 97/0 و ( )34/0 به دست آمد. مدل-های arma(1,2) و bl(1,2,1,1) با توجه به مقدار آماره آکایکه اصلاح شده و آزمون نکویی برازش پورت مانتئو به عنوان مدل های منتخب جریان در مقیاس ماهانه انتخاب شدند. مقدار آماره-های r و rmse مدل arma(1,2) معادل90/0 و ( )99/2 به دست آمد. مقدار این آماره ها برای مدل غیرخطی دوخطی به ترتیب 91/0 و ( )69/2 بود. مناسب ترین مدل برای جریان روزانه، مدل خطی arma(1,11) و مدل غیرخطی bl(1,11,1,1)بود که مقدار آماره های r و rmse آنها برای مدل خطی به ترتیب برابر 86/0 و ( )30/4 و برای مدل غیرخطی معادل 90/0 و ( )52/3 بدست آمد. در مطالعه حاضر از برنامه ریزی ژنتیک نیز برای مدل سازی جریان سالانه، ماهانه و روزانه رودخانه باراندوزچای استفاده شد. نتایج نشان داد که در مقیاس سالانه و ماهانه دقت روش gp کمتر از روش های مدل بندی سری زمانی (خطی و غیرخطی) بود. با این حال، در مقیاس زمانی سالانه بهترین عملکرد روش gp بازای ورودی های دبی جریان با یک و دو تاخیر حاصل شد. مقادیر آماره های r و rmse برای روش gp در مقیاس سالانه به ترتیب 39/0 و ( )51/2 محاسبه شد. در مقیاس ماهانه بهترین الگوی ورودی gp دبی یک ماه تاخیر، دو ماه تاخیر، سه ماه تاخیر و چهار ماه تاخیر به دست آمد. مقادیر آماره های r و rmse برای روش gp در مقیاس ماهانه به ترتیب 74/0 و ( )15/5 تخمین زده شد. در مقیاس زمانی روزانه عملکرد روش gp رضایت بخش بود، طوری که دقت آن حتی از مدل غیرخطی bl(1,11,1,1) بیشتر بود. برای سری روزانه بهترین عملکرد روش gp با به کار بردن سه تاخیر زمانی به دست آمد و مقادیر آماره های r و rmse این الگو به ترتیب 93/0 و ( ) 86/2 بود.

تغییر کاربری اراضی یکی از فاکتورهای مهم در تغییر جریان هیدرولوژیک، فرسایش حوضه آبخیز و انهدام تنوع زیستی می باشد. بنابراین، می توان با اطلاع از روند تغییرات کاربری اراضی در راستای هدایت اکوسیستم به سمت تعادل قدم برداشت. داشتن آمار و اطلاعات بهنگام، لازمه مدیریت صحیح عرصه های طبیعی می باشد که داده های سنجش از دور می توانند به عنوان جایگزینی مناسب برای داده های ثبت نشده و مربوط به گذشته مانند داده های کاربری اراضی و تغییرات آن در دوره های زمانی مختلف مورد استفاده قرار گیرد و به عنوان اطلاعات پایه برای دیگر مطالعات به کار روند. در این تحقیق، تغییرات کاربری و پوشش اراضی ناشی از افزایش جمعیت و فعالیت های انسانی در حوضه های آبخیز لیقوان و هروی با استفاده از تحلیل تصاویر ماهواره ای چند زمانه از جمله تصویر ماهواره لندست mss سال 1976، tm سال 1989، etm+ سال های 2000 و 2010 مورد بررسی قرار گرفت. تکنیک طبقه بندی نظارت شده با استفاده از روش حداکثر شباهت به کمک داده های معتبر زمینی انجام و شاخص نرمال شده تفاضلی پوشش گیاهی (ndvi) و مقایسه پس از طبقه بندی جهت شناسایی تغییرات محیطی در فاصله زمانی سال های 1976 تا 2010 انجام شد. نتایج ndvi کاهش تراکم پوشش گیاهی را در طول زمان نشان داد که این کاهش عمدتاً ناشی از افزایش نواحی مسکونی، جاده سازی، زراعت دیم بدون مدیریت و تبدیل مراتع متراکم به ضعیف (چرای بیش از حد) می باشد. بررسی روند تغییرات جمعیت روستاهای هروی، بیرق، لیقوان و سفیده خوان نشان داد که تغییرات جمعیت با تغییرات کاربری و پوشش اراضی مطابق بوده و مهاجرت روستاییان بین سال های 1979 تا 1986 نقش مهمی را در تغییرات کاربری و پوشش اراضی حوضه آبخیز مورد مطالعه ایفا کرده است. در حوضه آبخیز هروی، بر اساس شیب روند منحنی های جرم مضاعف بارش-رواناب و رواناب-رسوب سالانه و ماهانه (در حالیکه ماهانه فقط درما ه های آوریل، می، ژوئن و جولای مطالعه شده است) به غیر از دوره 1989-1977، در تمامی دوره ها شیب نسبت به دوره قبل از خود افزایش یافته است. این نتایج با تغییرات کاربری اراضی و مهاجرت روستاییان بین سال های 1979 تا 1986مطابقت کامل دارد. همچنین، نتایج اولیه حاصل از نقشه های تراکم ndvi حوضه آبخیز هروی نشان داد که اراضی فاقد پوشش گیاهی به استثنای دوره 1989-1976، در دیگر دوره ها از 1976 تا 2010 افزایش یافته است که این نتایج نیز با تغییرات جمعیت در حوضه آبخیز مطابقت دارد. در حوضه آبخیز لیقوان، در تمامی دوره های مورد بررسی شیب روند منحنی های جرم مضاعف بارش-رواناب و رواناب-رسوب افزایش یافته است، زیرا مساحت مناطق مسکونی از سال 1976 تا 2010 افزایش یافته که این افزایش در دوره 2010-2000 شدت بیشتری داشته است. همچنین، مراتع ضعیف و زراعت دیم از سال 1976 تا 2010 به طور مداوم افزایش و مراتع متراکم کاهش یافته است. مقادیر ضریب رواناب و شاخص تلفات در رویدادهای مختلف بارش-رواناب لحظه ای در حوضه های آبخیز لیقوان و هروی نشان داد که در رویدادهای همزمان، ضریب رواناب حوضه آبخیز هروی بیشتر از لیقوان می باشد (در حالت میانگین ماهانه و سالانه ضریب رواناب لیقوان از هروی بیشتر است)؛ در حالیکه، شاخص تلفات حوضه آبخیز هروی کمتر از لیقوان است. این نتایج می تواند به دلیل نفوذپذیری کمتر حوضه آبخیز هروی (خصوصاً در قسمت های خروجی حوضه) باشد که ناشی از گسترش کاربری های مسکونی، معدن (از سال 2000 به بعد)، جاده و دیگر کاربریهای غیر طبیعی است. در این تحقیق، با استفاده از تفکیک زیرحوضه های مختلف، تغییرات مکانی مشخصه های خاک (بافت خاک و میانگین قطر ذرات)، فیزیوگرافی (میانگین شیب)، سرعت پتانسیل خروجی، پوشش و کاربری اراضی (شماره منحنی رواناب) زیرحوضه ها مورد بررسی قرار گرفت. در این رابطه، تعداد 10 زیرحوضه در منطقه مورد مطالعه بر اساس آبراهه های تغذیه کننده جدا و وضعیت فرسایش و رسوب در آن ها از طریق منحنی جول استورم بررسی شدند و به طور مقایسه ای فرسایش پذیری آن ها طبقه بندی گردید. در نهایت، بر اساس مشخصه های مذکور زیرحوضه ها، مدل رگرسیونی برای پیش بینی میانگین اندازه قطر ذرات رسوب ارائه گردید. نتایج داده های پیش بینی شده میانگین قطر ذرات رسوب از طریق ضریب راندمان مدل نش ساتکلیف با داده های مشاهداتی مورد مقایسه قرار گرفت و این ضریب حدود 996/0 محاسبه گردید که حاکی از صحت و قدرت پیش بینی بالای مدل ارائه شده است. همچنین، r2 مدل 994/0 می باشد که نشان دهنده قابل قبول بودن نتایج حاصل از مدل است. نتایج تحقیق حاضر می تواند به عنوان یک مدل برای دیگر مناطق در حال توسعه و اطلاعات پایه برای تحقیقات بعدی مورد استفاده قرار گیرد.

با مقایسه ی شاخص های ارزیابی بدست آمده از چهار روش مدل رگرسیون چندمتغیره غیرخطی،شبکه ی عصبی مصنوعی،سری های زمانی،معادله ی دیفرانسیل جزئی، مدل رگرسیون چندمتغیره ی غیر خطی با r=0/93 و rmse=0/35 عملکرد بهتری نسبت به سایر روش ها داشت و می توان از آن برای پیش بینی ارتفاع سطح ایستابی استفاده کرد.

مطالعه فرسایش و رسوب در رودخانه ها بسیار حائز اهمیت می باشد، چرا که فرسایش می تواند موجب تخریب کناره های رودخانه شده و ریسک طغیان سیلاب را در طول رودخانه افزایش بدهد، که تخریب اراضی کشاورزی و آبادی ها و سر خوردن زمین را به دنبال خواهد داشت و برخی اوقات توأم با تلفات انسانی و مالی خواهد بود. از طرف دیگر رسوب گذاری در بستر رودخانه با ایجاد جزایر کوچک علاوه بر افزایش ریسک طغیان، موجب تغییر مسیر رودخانه نیز خواهد شد. از دیگر اثرات سوءِپدیده ی رسوب گذاری، پر شدن مخازن سدها از رسوبات می باشد که با کاهش عمر مفید سد و کاهش حجم مفید، خسارت هنگفتی را تحمیل خواهد نمود. روش های زیادی برای مطالعه رسوب مورد استفاده قرار می گیرد که یکی از این روش ها استفاده از توان رود می باشد. از آنجایی که حمل مواد رسوبی توسط رودخانه با انرژی آب، رابطه مستقیمی دارد، استفاده از توان رود که یکی از روش های بیان مقدار انرژی آب می باشد، می تواند برای محاسبه ی دقیق مقدار رسوب موثر باشد. تغییرات انرژی در طول مسیر رود و همچنین در طول زمان به عوامل مختلفی از جمله سرعت آب، دانه بندی بستر و شیب خط انرژی بستگی دارد که همه ی این عوامل در رابطه ی توان رود با رسوب وجود دارند. در تحقیق حاضر برای محاسبه ی دبی رسوب با استفاده از توان رود، از آمار ایستگاه ونیار واقع بر روی رودخانه ی آجی چای در استان آذر بایجان شرقی استفاده شده است. از آن جایی که مقدار دبی جریان در مقاطع پایین دست ونیار، اندازه گیری نشده اند، با استفاده از روش ماسکینگام-کونژ، هیدروگراف های سیل ایستگاه ونیار روندیابی شده و مقدار دبی های هیدروگراف های مقاطع پایین دست محاسبه شده اند. سپس معادله ی دبی رسوب و توان رود ارائه شده توسط بگنولد، برای مقاطع دیگر برازش داده شد و یک رابطه ی کلی که حاوی تغییرات مکانی پارامترهای معادله ی بگنولد بود، برای این بازه از رودخانه ارائه شد. رابطه ی تعمیم یافته بگنولد با وجود ارائه ی نتایج خوب در مقاطع موجود، در پیچ و خم های رودخانه به نتیجه مناسبی برای دبی رسوب منجر نشد، لذا با افزودن عمق بحرانی به این رابطه، رابطه ی جدیدی حاصل شد که قادر بود در پیچ و خم ها نتایج مناسبی برای رسوب ارائه بدهد. حساسیت توان بحرانی رود نسبت به دبی جریان و قطر متوسط ذرات رسوبی سنجیده شد و ملاحظه گردید که توان بحرانی به اندازه ی ذرات حساسیت بیشتری دارد تا دبی جریان.

پهنه بندی و شناخت مناطق همگن از نقطه نظر متغیرهای اقلیمی و هیدرولوژیکی یکی از نیازهای اولیه در برنامه ریزی بهینه منابع آب در جهت توسعه اطلاعات نقطه ای به اطلاعات ناحیه ای می باشد. تبخیر و تعرق مهم ترین عامل پایه جهت تعیین نیاز آبی محصولات و همینطور عامل مهمی در تعیین وضعیت اقلیمی مناطق در ارتباط با معادلات بیلان منطقه ای است. در این تحقیق با استفاده از داده های اقلیمی 22 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی، تبخیر و تعرق میانگین برای هر ایستگاه با بکارگیری روش فائو پنمن مانتیث تعیین گردید، سپس با استفاده از روش تحلیل مولفه های اصلی (pca) و روش ward، مناطق همگن از نظر تبخیر و تعرق تعیین و با روش s-statistics تست همگنی براساس داده های تبخیر و تعرق انجام شد. همین طور برای تحلیل دقیق تر اقلیم منطقه مورد مطالعه و پهنه بندی آن از نظر پتانسیل کشت دیم منطقه، آمار ماهانه بارش و نسبت بارش بر تبخیر و تعرق در ایستگاه های مذکور تعیین و پهنه بندی با دو روش فوق انجام گرفت. درنهایت براساس ضرایب عامل های مولفه های اصلی، پهنه ها در محیط arcgis نمایش داده شد. نتایج پهنه بندی با روش تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که پهنه های حاصل از داده های تبخیر و تعرق، بارش و نسبت بارش بر تبخیر و تعرق نسبتاً کوچک بوده و در هر خوشه تعداد ایستگاه های کمتری قرار گرفتند. این روش به لحاظ ماهیت خود فضای داده ها را روی محورهای اصلی تصویر نموده و ساختار واقعی فضا را نشان می دهد هرچند از نقطه نظر گسترش اطلاعات براساس خوشه های همگن، روش سلسله مراتبی بر خوشه بندی واقعی ارجحیت دارد. با انجام تست chi-square بین واریانس های بدست آمده برای خوشه ها معنی داری اختلاف بین واریانس ها برای پارامتر تبخیر و تعرق و بارش در روش ward حاصل شد و واریانس به عنوان عامل تفکیک پهنه ها معرفی گردید، همچنین در مورد پارامتر نسبت بارش بر تبخیر و تعرق با انجام f-test بین میانگین انحراف معیار پهنه ها در روش ward، به معنی داری اختلاف بین آن ها رسیده و در نتیجه در خصوص کیفیت تفکیک پهنه ها روش مذکور نتایج بهتری نشان داد.

اکثر مناطق ایران در نواحی خشک و نیمه¬خشک قرار دارند و به دلیل خشکسالی های اخیر و هم¬چنین به دلیل کیفیت بهتر آب های زیرزمینی (آلودگی کم¬تر) برای مصارف آشامیدنی، برداشت بی رویه از این آب ها بیش¬تر شده است. در آبخوان هایی که با بهره برداری بیش از حد مواجه می باشند، داشتن یک تخمین جامع، دقیق و قابل اعتماد از سطح آب زیرزمینی و هم¬چنین کیفیت آن به¬شدت مورد نیاز می باشد. برای دست یابی به چنین پارامترهایی روش های مختلفی به کار برده شده است. لذا در این پژوهش مطالعه و بررسی تغییرات مکانی و زمانی برخی متغیرهای کیفی آب زیرزمینی 47 حلقه چاه انتخابی کیفی و تراز آب زیرزمینی 58 حلقه چاه پیزومتری موجود در آبخوان دشت تبریز مربوط به 10 سال دوره¬ی آماری (1391-1382) ارائه شده است. ابتدا صحت روش¬های کریجینگ ساده (sk) و وزن¬دهی معکوس فاصله (idw) بررسی و نقشه¬های ¬هم¬کیفیت¬ هدایت الکتریکی، کلسیم، کلراید، بیکربنات، پتاسیم، منیزیم، نسبت جذب سدیم، ph و نقشه¬های هم¬تراز در سطح آبخوان رسم شد. نتایج ارزیابی متقاطع نشان دهنده¬ی صحت بیش¬تر روش کریجینگ ساده برای تخمین متغیرهای کیفی و روش وزن¬دهی معکوس فاصله برای درون¬یابی تراز آب زیرزمینی بود. تفسیر و تحلیل مکانی متغیرها با استفاده از نقشه¬های هم-کیفیت، هم¬تراز و پروفیل¬های مکانی صورت گرفت؛ نتایج نشان داد بیش¬ترین تجمع اکثر متغیرهای کیفی مربوط به جنوب¬غرب و شمال¬شرق حوضه می¬باشد. هم¬چنین روش ward یکی از روش¬های تحلیل آماری چند متغیره¬ی آنالیز خوشه¬ای برای پهنه¬بندی کیفی آبخوان براساس هدایت الکتریکی و تحلیل توزیع مکانی آن به¬منظور تعیین مناطق همگن بکار گرفته شد؛ خروجی روش ward دو خوشه بود. آزمون s statistics برای آزمون همگنی یا غیر همگنی خوشه¬ها یا مناطق تفکیک¬شده استفاده شد. نتایج آزمون حاکی از همگنی دو گروه بود، بدین¬ترتیب نقشه¬ی مناطق همگن تهیه گردید. در ادامه تغییرات سالانه متغیر-ها بررسی شد. برطبق نتایج، اکثر متغیرهای کیفی آب در طول 10 سال دوره¬ی آماری دارای روند افزایشی بودند ولی تراز آب زیرزمینی کاهش یافته است. در نهایت رابطه رگرسیون غیرخطی برای داده¬های ماهانه¬ی بارش، مصرف از آب زیرزمینی و تراز بدست آمد.

رودخانه مرزی ارس اکوسیستم¬های منحصربه فرد و پیچیده تالاب¬های ساحلی را هم ازنظر نیاز آبی اکوسیستم و هم ازنظر چرخه مواد پشتیبانی می¬کند. این تالاب¬ها درمجموع مساحتی بیش از 300 هکتار دارند و در مناطقی از رودخانه که سرعت آب کاهش می¬یابد و یا سدی احداث شده است، تشکیل شده اند. در حال حاضر نواحی گسترده ای از اراضی طبیعی و محیط زیست به فلزات سنگین آلوده هستند. این آلودگی ها عمدتاً از فعالیت های انسانی و پساب های کشاورزی، صنعتی و شهری نشأت می گیرد. در مطالعه حاضر رودخانه ارس ازنظر آلودگی مورد پایش قرار گرفت. بر این اساس پارامترهای فیزیکوشیمیایی در جهت تعیین شاخص کیفی جهانی و منطقه ای موردسنجش قرار گرفت. تعیین کیفیت آب بر اساس شاخص های جوامع ماکروبنتیک و همچنین بررسی غلظت فلزات سنگین در فاز آب و رسوب و گیاه انجام گرفت. بر اساس شاخص های مربوط به جوامع ماکروبنتیک آب رودخانه در محدوده متوسط قرار گرفت. رودخانه ارس ازنظر شاخص کیفی آبnsf و شاخص توسعه یافته کیفی آب برای منطقه موردمطالعه در وضعیت متوسط و بد قرار گرفت. همچنین آلودگی رودخانه به فلزات سنگین مس و سرب روی و کادمیوم نتیجه گیری شد. و بهترین عملکرد برای حذف آلودگی فلزات سنگین به روش گیاه پالایی، مربوط به درختچه گز گزارش گردید.

عوامل زیادی در ذوب برف دخالت دارند به همین جهت تعیین دقیق آن با مشکلات زیادی مواجه است. در حقیقت دستیابی به روش های مناسب و دقیق در پیش بینی رواناب حاصل از ذوب برف را می توان به عنوان یکی از مهمترین چالش ها در مدیریت منابع آب دانست. پیش بینی رواناب حاصل از ذوب برف به برنامه ریزی و مدیریت موثرتر و کاراتر منابع آب از جمله مدیریت مخزن، مدیریت آب زیرزمینی و هشدار سیل کمک می کند. در اغلب مناطق اطلاعات مشاهده ای زمینی برای خصوصیات برف اندک بوده که خود یکی از محدودیت های مدل سازی جریان حاصل از ذوب برف است. با توجه به مشابهت متغیرهای اقلیمی موثر در تخمین انرژی دریافتی برای تبخیر- تعرق و همچنین برای ذوب برف، معادله پنمن- مونتیث و هارگریوز- سامانی با حفظ ساختار کلی و تغییر در پارامترها و ضرایب می توانند برای تخمین جریان حاصل از ذوب برف نیز مورد استفاده واقع شوند. به این منظور معادله پنمن- مونتیث تغییر یافته و معادله هارگریوز سامانی واسنجی شده با استفاده از داده های اقلیمی ایستگاه لیقوان در استان آذربایجان شرقی به منظور تخمین رواناب حاصل از ذوب برف به کار گرفته شد. دو سوم داده ها برای آموزش و یک سوم آنها برای صحت سنجی به کار گرفته شد. در نهایت مدل های تخمین جریان مبتنی بر روش های تخمین تبخیر- تعرق، با روش srm مورد مقایسه قرار گرفت. مطابق نتایج، مدل پنمن- مونتیث تغییر یافته با دارا بودن بیشترین دقت و کمترین خطا نسبت به سایر مدل های مبتنی بر تخمین تبخیر- تعرق عملکرد بهتری در تخمین جریان حاصل از ذوب برف دارد و مدل srm نیز با مقدار جزیی اختلاف، عملکرد بهتری نسبت به مدل تخمین جریان ناشی از ذوب برف مبتنی بر روش پنمن- مونتیث تغییر یافته دارد.

توزیع بارندگی به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای مسائل مرتبط با مهندسی آب و مدیریت منابع آب شناخته می شود و تخمین میزان دقیق بارندگی، نیازمند وجود یک شبکه بارانسنجی با توزیع مناسب است. از این رو مکانیابی بهینه احداث ایستگاه ها امری بسیار ضروری است. در این تحقیق با جمع آوری آمار ایستگاه های هواشناسی حوضه مهارلو- بختگان استان فارس، سعی گردید تا جانمایی بهینه برای ایستگاه های منطقه پیشنهاد گردد. برای این امر، تمامی داده سری زمانی مورد تحلیل های آماری از جمله آزمون های همگنی، نرمال بودن و روند قرار گرفتند و ایستگاه های دارای آمار خطا و غیر همگن از مجموع ایستگاه ها حذف شدند. سپس به منظور دستیابی به یک سطح بارندگی (پهنه بارش) مناسب، از روش های زمین آمار و امکانات نرم افزار arc-gis استفاده شد. روش های کریجینگ، کوکریجینگ و وزن دهی عکس فاصله بعنوان کارامدترین روش های زمین آمار، بکار گرفته شدند تا بهترین رویه بارندگی برای سطح حوضه مهارلو- بختگان ایجاد شود. رویه بدست آمده با روش کوکریجینگ و بدون در نظر گرفتن ناهمسانگردی، بعنوان بهترین رویه مشخص گردید. بعد از آن، با استفاده از زیرمنوهای نرم افزار arc-gis، یک شبکه 180 در 180 با فاصله یک کیلومتری (که در برگیرنده موقعیت اولیه تمامی ایستگاه ها بود) ایجاد گردید که هر یک از نقاط شبکه دارای مقدار بارش معین بودند. در این قسمت از نرم افزار matlab و زیر منوی الگوریتم ژنتیک بهره گیری شد تا بهترین جانمایی برای ایستگاه های موجود بدست آید. برای این کار، جانمایی جدید (با حداقل 5 تا 29) ایستگاه ها انجام شد، به گونه ای که رویه تولید شده توسط ایستگاه های جدید، حداقل اختلاف را با رویه اولیه داشته باشد. تابع هدف تعریف شده در این بخش نیز کمینه کردن خطای تخمین بین رویه اولیه و رویه جدید بود. پس از بررسی نتایج و جانمایی های جدید مشخص گردید، بهترین جانمایی با تعداد 17 ایستگاه بدست می آمد. در نهایت بهترین جانمایی برای 29 ایستگاه جدید انجام شد و موقعیت های پیشنهادی با 29 ایستگاه اولیه مقایسه گردید.

چکیده: خشکسالی و مقیاس های زمانی مختلف آن از پدیده های آب و هوایی مهم بشمار می رود. بررسی و پیش بینی خشکسالی در طراحی و مدیریت منابع آب، سیستم های منابع آب، تعیین نیاز آبی گیاه نقش مهمی دارد. در این تحقیق با معرفی شاخص بارش اضافی بر مبنای داده های رطوبت خاک روزانه، به عنوان شاخص کشاورزی به تحلیل دوره های خشک و تر پرداخته شد. به دلیل اهمیت رطوبت در اعماق سطحی و زیرین خاک شاخص مورد نظر در اعماق 30،10 و 50 سانتیمتری محاسبه شد. با استفاده از روش تبخیر – تعرق پتانسیل پنمن مانتیث فائو، شاخص خشکسالی پالمر به صورت روزانه محاسبه گردید. برای بررسی و مقایسه شاخص بارش اضافی با شاخص های هیدرولوژیکی از شاخص بارش موثر و شاخص خشکسالی پالمر در مقیاس روزانه استفاده شد و نتایج نشان داد که همبستگی خوبی بین شاخص بارش اضافی و شاخص پالمر در عمق 10 سانتیمتری وجود دارد و هرچه به سمت اعماق حرکت می کنیم همبستگی کمتر می شود. جهت برآورد دقت شاخص خشکسالی پالمر در مقیاس روزانه از شاخص بارش موثر استفاده شد که نتایج حاکی از همبستگی قابل قبولی بین این دو شاخص می باشد. با توجه به اهمیت تخلیه رطوبتی خاک در فاصله بین دو بارش، منحنی خشکیدگی خاک برای فصل زراعی ترسیم شد و براساس منحنی های ترسیم شده، معادلات ریاضی برای خشکیدگی خاک در فصل بهار و تابستان برای منطقه مورد مطالعه ارائه گردید. از معیارهای ضریب همبستگی و میانگین مطلق خطا برای ارزیابی معادلات ریاضی حاصل از منحنی های خشکیدگی استفاده شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد همبستگی خوبی بین معادله ارائه شده و خشکیدگی خاک در فاصله بین دو بارش در منطقه مورد مطالعه وجود دارد.

شبیه سازی بارش- رواناب از محورهای اساسی مطالعات هیدرولوژیکی حوضه آبریز از جمله پیش بینی سیلاب است. مفهوم هیدروگراف واحد لحظه ای (iuh) به صورت گسترده ای در شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب به کار می رود. در این مطالعه هیدروگراف واحد ژئومورفولوژیکی ارائه گردیده است که بر پایه مخازن خطی آبشاری شکل گرفته است. بارزترین ویژگی های آن، تاثیر داشتن ویژگی های مورفولوژی حوضه در فرمول بندی و داشتن تنها یک پارامتر قابل تخمین است. در واقع در این مدل از یک سری مخازن خطی متوالی که در سرتاسر زهکش حوضه قرار گرفته اند استفاده می گردد. هر مخزن نسبتی از مساحت حوضه را که آبراهه در آن جریان دارد به عنوان یک زیرحوضه در نظر می گیرد. حداکثر آبدهی از خروجی یک حوضه زمانی اتفاق می افتد که تمام حوضه در ایجاد رواناب شرکت داشته باشد یعنی قطره آب باران از دوردست ترین نقطه هیدرولیکی حوضه به انتهای آن برسد. منحنی هایی هم زمان پیمایش با استفاده از داده ها مدل ارتفاع رقومی dem و نقشه های جهت جریان و جهت جریان تجمعی و شیب زمین در محیط gis رسم شدند. کارایی مدل با تقسم بندی سطح حوضه به دو روش الف) بر اساس درجه آبراهه ها و ب) بر اساس سطوح محصور بین منحنی های هم زمان پیمایش متوالی، بررسی شد در حوضه اهرچای واقع در بالادست سد ستارخان در استان آذربایجان شرقی بررسی شده است. نتایج نشان داد که مدل guhr در هر دو روش، عملکرد بسیار خوبی در شبیه سازی شکل کلی هیدروگراف و بازوهای بالارونده و پایین رونده آن نشان می دهد. عملکرد مدل guhr مبتنی بر سطوح زهکشی هم-درجه در پیش بینی دبی سیل بهتر از نوع مبتنی بر منحنی های هم زمان پیمایش آن بوده است. نتاییج تحلیل حساسیت نشان داد که مدل به پارامتر k حساس می باشد و با افزایش مقدار k دبی اوج افزایش یافته و زمان رسیدن به اوج کاهش می یابد.

شبیه سازی بارش-رواناب در حوضه به منظور آگاهی از پاسخ هیدرولوژیکی حوضه به بارندگی است و به دلیل اهمیتی که در مدیریت و بهره برداری از منابع آب موجود (تأمین مصارف مختلف شرب، کشاورزی و صنعت، سیستم هشدار سیل و طراحی سازه های تنظیم کننده آب) دارد، یکی از موضوعات اجتناب ناپذیر پژوهش های هیدرولوژی در چند دهه اخیر بوده است. در هیدرولوژی برای نمایش جهت جریان و محاسبه شیب مناطق از مدل رقومی ارتفاع (dem) استفاده می شود که در این پژوهش با استفاده از مدل رقومی ارتفاع، مسیر جریان هر سلول از حوضه تا خروجی آن تعیین گردیده و مقدار جریان توزیع شده هر سلول به سلول های مجاور محاسبه شد و در نهایت حجم کل آب تخصیص یافته به هر سلول مشخص گردید. در این پژوهش فرآیند بارش- رواناب توسط دو مدل هیبرید و مدل شبکه-بندی با استفاده از نرم افزار 9.3arcgis درحوضه آبریز صوفی چای واقع در استان آذربایجان شرقی مورد بررسی قرار گرفت که در آن، مقدار دبی خروجی و رواناب حاصل از بارش ها محاسبه گردید. نتایج نشان داد که در منطقه ی مورد مطالعه، مدل هیبرید از کارایی بالاتری برای شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب برخوردار است.

امروزه با توجه به رشد جمعیت و افزایش تقاضای منابع آب سالم و به دلیل نمایان شدن پدیده تغییر اقلیم که اثرات منفی بر منابع آب جهان داشته است، توجه به مدیریت منابع آب تحت تأثیر تغییر اقلیم بیش از پیش به چشم می خورد. این امر موجب شده است که مدیران و کارشناسان مربوط به بخش آب، به تجزیه و تحلیل و پیش بینی وضعیت اقلیم در آینده و ارزیابی اثرات آن به منظور کنترل و کاهش اثرات آن بر منابع آب به خصوص آب های زیرزمینی بپردازند. از طرفی با توجه به موقعیت ایران و قرار گیری آن در کمربند خشک جهان، باعث شده است که بررسی پدیده تغییر اقلیم و ارزیابی اثرات آن بر روی منابع آب ایران بیشتر مورد توجه قرار گیرد. وابستگی زیاد به منابع آب زیرزمینی در ایران و تعادل بخشی به این منبع مهم، موجب شد که ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر منابع آب زیرزمینی دشت آذرشهر مورد بررسی قرارگیرد. هدف اصلی از این پژوهش، ارزیابی اثرات تغییر اقلیم از لحاظ بارش و مصرف بر نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت آذرشهر در دوره آتی می باشد. با توجه به اینکه در بررسی اثر تغییر اقلیم بر تراز سطح آب زیرزمینی، بایستی اثر مصرف از آبخوان حذف شود، لذا در این پژوهش اثر مصرف شامل چاه، چشمه و قنات از سری زمانی تراز سطح آب حذف گردید تا شرایط کاملا طبیعی و خارج از فعالیت های بشری برقرار گردد. برای مدل سازی اثر بارش بر تراز سطح آب زیرزمینی، از داده های ثبت شده 34 حلقه چاه پیزومتری طی دوره 1390-1381 استفاده گردید. جهت منطقه ای کردن پیزومترهای موجود در دشت از روش تیسن بندی استفاده گردید. سپس از مدل های رگرسیون و شبکه عصبی به منظور شبیه سازی سری زمانی داده های تاریخی تراز سطح آب و بارش استفاده شد. از آنجا که عکس العمل سیستم نسبت به تغییرات متغیرهای دخیل، همزمان نبود و متغیرها دارای گام های زمانی متفاوت جهت رساندن سیستم به حالت تعادل بودند لذا با تأخیر دادن داده ها رابطه منطقی بین متغیرها بدست آمد. بارش با تأخیرهای زمانی متفاوت به عنوان ورودی مدل و تراز سطح آب به عنوان خروجی در نظر گرفته شد که نتایج بیانگر بهترین حالت ضریب تبیین و کمترین مجذور میانگین مربعات خطا برای مدل هوشمند شبکه عصبی با پنج ورودی بارش و مدل رگرسیونی با شش ورودی بارش بوده است. برای شبیه سازی تاثیر شرایط تغییر اقلیم در آینده، مدل گردش عمومی جو hadcm3 تحت سه سناریوی انتشار a1b،a2 و b2 به کار گرفته شد. سپس با بررسی آماری نتایج هر سه سناریوی انتشار مدل گردش عمومی جو hadcm3، سناریویa1b به عنوان مناسب ترین سناریو برای محدوده مطالعاتی مورد نظر انتخاب گردید. سپس با استفاده از روابط حاصل از مدل های هوشمند شبکه عصبی و رگرسیونی تراز سطح آب زیرزمینی برای سال های 1389 تا 1409 با موفقیت شبیه سازی شد. نتایج تحلیل روند تغییرات با استفاده از روش مان-کندال نشان داد که تغییرات سطح تراز ایستابی برای سری داده های پیش بینی شده با مدل رگرسیون و شبکه عصبی در آینده کاهشی می باشد.

در توسعه مدلهای ژئومورفولوژیکی، داده های سنجش از دور ماهواره لندست جهت تعیین تغییرات پوشش سطح زمین با استفاده از شاخص نرمال شده پوشش گیاهی (normalized differencevegetation index) بسیار مفید و قابل استفاده می باشد. در این تحقیق ترکیب دو ابزار سنجش از دور و gis جهت بررسی شرایط پوشش گیاهی و شهرسازی سطح زمین استفاده گردید و تغییرات پاسخ حوضه در مقابل تغییرات کاربری و پوشش گیاهی حوضه با استفاده از مدلهای مفهومی گرده ای نش و همچنین مدل نیمه توزیعی ژئومورفولوژیکی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. با توجه به اهداف مختلف تحقیق، دو حوضه یکی در ایران (مهرانه رود) و دیگری در ایالات متحده آمریکا (لاترازا) انتخاب شدند. در یک قسمت از رساله حاضر، تاثیر شهرسازی بر روی پارامترهای مدل مفهومی نش در حوضه لاترازا متشکل از دو زیر حوضه با کاربری کاملا متفاوت مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. پارامتر زمان تاخیر حوضه که حاصلضرب دو پارامتر ثابت ذخیره و تعداد مخازن در سری مخازن نش می باشد، در حوضه طبیعی بیشتر از حوضه شهری بدست آمد. این پارامتر نشان می دهد به دلیل نفوذپذیری کمتر در زیر حوضه شهری، زمان کمتری طول می کشد تا رواناب تولید شده به خروجی حوضه برسد و در نتیجه ذخیره کمتری در مخازن زیرحوضه شهری اتفاق می افتد. به منظور بررسی بیشتر تغییرات پارامترها، مقادیر 10، 20، 30 و 40 درصد حد بالا و پایین میانه پارامترها نیز در رویدادهای صحت سنجی مورد آزمون قرار گرفت. با توجه به مقادیر معیارهای ارزیابی در حوضه شهری دامنه وسیع تری از داده ها جواب قابل قبولی نسبت به حوضه طبیعی ارائه می دهند و این به دلیل درجه پایین عدم قطعیت در حوضه های شهری می باشد. در قسمت دیگر رساله، یک مدل ژئومورفولوژیکی با مخازن نامساوی با توجه به پوشش گیاهی زیر حوضه ها که با استفاده از تصاویر ماهواره ای مورد تحلیل و بررسی قرار گرفتند توسعه داده شد و مدل توسعه یافته با استفاده از سناریوهای مختلف و داده های بارش- رواناب موجود مورد صحت سنجی قرار گرفت. هر سناریو دارای کاربرد ویژه ای بود که برای اهداف مختلف قابل استفاده می باشند. مدلهای ژئومورفولوژیک پیشین قادر به پیش بینی هیدروگراف داخلی حوضه در حوضه های با کاربری متفاوت نمی باشند در حالیکه در مدل ارائه شده، کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره ای در فرمول بندی مدل در نظر گرفته شده است که باعث می شود علاوه بر هیدروگرافهای خروجی حوضه، هیدروگرافهای داخلی حوضه نیز با دقت قابل قبولی تخمین زده شوند. در قسمت پایانی رساله، روند زمانی پارامترهای مدلهای مورد بررسی طی سالهای 1989 تا 2012 در حوضه آبریز مهرانه رود متشکل از دو زیر حوضه هروی و لیقوان بررسی شده و رابطه ای بین پارامترهای مذکور و شاخص ndvi استخراج گردید و سپس رابطه بدست آمده با استفاده از رویدادهای بارش-رواناب و تصاویر ماهواره ای مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار میانگین ndvi در حوضه لیقوان بیشتر از حوضه هروی بوده و تغییرات کمتری در حوضه لیقوان در طول زمان در بازه زمانی مطالعاتی مشاهده گردید. به طور کلی در تصاویر پردازش شده یک روند کاهشی در فاصله زمانی مطالعاتی در هر دو حوضه مشاهده گردید که با روند تغییرات پارامترهای مدلها همخوانی دارد. نتایج حاصل از صحت سنجی نشان داد تغییرات ndvi که حاصل از توسعه شهرسازی می باشد، پارامترهای مدل ها را به میزان قابل توجهی تحت تاثیر قرار می دهد. در حوضه لیقوان مقادیر ndvi در طول بازه زمانی مطالعاتی دارای نوسانات زیادی است که منجر به عدم برازش مناسب معادله رگرسیون با همبستگی پایین به پارامتر های مدل ها می گردد در حالیکه در حوضه هروی معادله رگرسیون با همبستگی بالایی برازش داده می شود. به همین دلیل معیارهای ارزیابی حاصل شده در مرحله صحت سنجی برای حوضه هروی دارای مقادیر قابل قبول تری نسبت به زیر حوضه لیقوان می باشد.

احداث سدهای زیرزمینی به عنوان راهبردی جدید در مدیریت منابع آب به خصوص در نواحی خشک و نیمه خشک کشور در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. مقاطع میان حوضه ها و نقاط خروجی حوضه های بزرگ که مقاطعی مناسب از نظر توپوگرافی، شیب و نهشته های آبرفتی دارند قادر خواهند بود منابع آبی مناسبی را از طریق احداث سدهای زیرزمینی استحصال و در اختیار بهره برداران قرار دهند.حوضه آبخیز قوری چای اردبیل بنابه دلایل اشاره شده یکی از مناطق اولویت دار و مهم استان است. مکان یابی مناسب برای احداث سدهای زیرزمینی در مناطقی با این خصوصیات در سطح وسیع ، راهبرد دیگری در بهبود مدیریت منابع آبی است

مطالعه روند تغییرات کیفی آب زیرزمینی در هر منطقه بویژه مناطق خشک و نیمه خشک از اهمیت بسزائی برخوردار است. در این مطالعه تلاش می شود روند تغییرات پارامترهای کیفی آب زیرزمینی در دشت تبریز بررسی گردد. برای این کار از روش ناپارامتری مان-کندال استفاده شده است. شیب خط روند در طول دوره آماری قابل دسترس برای پارامترهای کیفی با روش تخمین گر سن بررسی می گردد. پارامترهای مورد مطالعه شامل کل کاتیون ها،کل آنیون ها،ec، ph،tds، نیترات، کلسیم، منیزیم و سایر پارامترها است که قبلا توسط سازمان آب منطقه ای استان آذربایجان شرقی اندازه گیری شده است. تحلیل روند هم در زمان و هم در مکان برای دشت مورد مطالعه بررسی می شود. در بررسی روند تغییرات تراز آب زیرزمینی از اطلاعات 14 حلقه چاه پیزومتری طی دوره آماری 1393-1370 استفاده شد و برای بررسی روند کیفیت آب زیرزمینی دشت از اطلاعات 24 ایستگاه در دوره آماری 1393-1375 استفاده شد که داده های 13 متغیر کیفی مورد ارزیابی قرار گرفتند. روش مورد استفاده در این مطالعه آزمون ناپارامتری مان-کندال نوع اول می باشد که پس از حذف اثر ضریب خودهمبستگی بررسی انجام گرفت. سطوح معنی داری 1، 5 و 10 درصد در آزمون روند مورد استفاده قرار گرفتند. آزمون همگنی روند نیز برای متغیرهای تراز آب زیرزمینی دشت به روش وان بل و هوقس صورت گرفت. آزمون معنی داری روند کیفیت آب زیرزمینی نیز به روش دوگلاس و همکاران انجام گرفت. نتایج حاکی از این بود که تراز آب زیرزمینی دشت تبریز در اکثر چاه های مورد بررسی روند نزولی معنی داری داشت. روند تغییرات تراز آب زیرزمینی در همه چاه ها نزولی و در سطح 1% معنی دار بود. کمترین خط روند تراز آب زیرزمینی در ایستگاه سعیدآباد در ماه مرداد برابر 45/1- بود. نتایج حاصل از بررسی متغیرهای کیفی نیز بیان گر این بود که در برخی از ایستگاه ها تعدادی از متغیرهای کیفی روند افزایشی دارند. به عنوان مثال ایستگاه های باغ معروف، ساتلو، ایلخچی، دیزج لیلی خانی، جانقور و اسکو به ترتیب 9، 5، 1، 11، 5 و 2 متغیر کیفی آن ها روند مثبت داشته اند.

پیش بینی رواناب از نظر مدیریت منابع آب و برنامه ریزی های آتی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد به ویژه در خصوص سیلاب، مدل های بارش - رواناب نقش اساسی در سیستم هشدار و مدیریت ریسک بازی می کند. از طرف دیگر، فرسایش در سطح حوضه مستقیما" مرتبط با بارش - رواناب می باشد و تعیین مناطق رسوب گیر و رسوبده از نظر آبخیزداری اهمیت بسیاری خواهد داشت و پر شدن مخازن آب از رسوب، مشکل مهمی است که می تواند با تحلیل مکانی بارش-رواناب و ارائه روشهای تخفیفی رسوب-دهی در طول عمر سازه های آبی تا حدی حل شود

پیش بینی رواناب از نظر مدیریت منابع آب و برنامه ریزی های آتی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد به ویژه در خصوص سیلاب، مدل های بارش - رواناب نقش اساسی در سیستم هشدار و مدیریت ریسک بازی می کند. از طرف دیگر، فرسایش در سطح حوضه مستقیما" مرتبط با بارش - رواناب می باشد و تعیین مناطق رسوب گیر و رسوبده از نظر آبخیزداری اهمیت بسیاری خواهد داشت

از آن جایی که آبرسانی به مخازن و رسیدن آب رودخانه ها به دریاچه ها و سدهای کشور ازجمله دریاچه ارومیه، جزو مهم ترین مسائل صنعت مدیریت منابع آب کشور است؛ بنابراین، مطالعات کاربردی در این زمینه امری ضروری است. کاهش جریان و ضریب آن باعث ایجاد مشکلات متعدد در پر کردن مخازن سد هایی که در بالا دست آن از آب زیرزمینی بدون محدودیت استفاده می کنند، شده است. درخصوص حوضه دریا چه ارومیه این مشکل کاملاً خود را به صورت کسری جریان نسبت به سال های پیشین، نشان داده است. در این مطالعه، ضریب جریان در مقیاس های سالانه، ماهانه، روزانه و لحظه ای تعیین و ارتباط بین تغییرات ضریب جریان رودخانه و سطح آب زیرزمینی در طول پروفیل رودخانه استخراج گشت. هرچه سطح آب زیرزمینی از کف رودخانه پایین تر باشد، به دلیل نفوذ پذیری بستر رودخانه، مقدار قابل توجهی از جریان صرف پرکردن ناحیه انتقال بین سفره و بستر رودخانه می شود. با توجه به اهمیت داده های روزانه به دلیل حذف عامل برداشت از منابع آب زیرزمینی و سطحی، داده های روزانه موازی را با استفاده از برنامه نویسی در محیط فرترن جدا گردید. در ادامه بررسی رابطه ی رگرسیونی بین ضریب جریان با تراز سطح ایستابی، رابطه ی جریان با تراز سطح ایستابی و در نهایت ارتباط جریان با بارش و سطح تراز با استفاده از نرم افزار spss استخراج شد. سپس با مشتق گرفتن از این روابط تغییرات آن نسبت به تراز سطح ایستابی حاصل گشت. برای بررسی علت کاهش جریان در طول رودخانه با انتخاب هفت مقطع روی رودخانه اصلی ارتفاع ناحیه به دست آمد و حجم های به دست آمده در طول پروفیل رودخانه باهم مقایسه گشتند. سپس با انتقال دبی ایستگاه هیدرومتری بالادست، دبی برای هر مقطع و عرض رودخانه (به دست آمده از نقشه های حریم بستر) سرعت آب در هر مقطع محاسبه و مدت زمان تماس آب با هرمتر از هر مقطع محاسبه گردید. با داشتن معادله نفوذ در کف رودخانه، عمق و حجم آب نفوذ یافته استخراج شده و نتایج ارزیابی بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد، که ضریب جریان در تمامی مقیاس های زمانی با تراز سطح ایستابی ارتباط مستقیم داشته و این ارتباط برای مقیاس زمانی روزانه که اثر مصارف سطحی و زیرزمینی وجود ندارد؛ (رویدادها و روزانه) بسیار قوی تر از مقیاس های دیگر بوده است. در مقیاس سالانه نیز به دلیل متعادل شدن حوضه از لحاظ شارژ و تخلیه حوضه، ارتباط قوی بین ضریب جریان و تراز سطح ایستابی مشاهده گردید. همچنین نتایج بررسی حجم آب در مقاطع رودخانه نشان داد که با پیشروی در رودخانه حجم آب موردنیاز برای پرکردن ناحیه انتقال در سه مقطع ابتدایی افزایش و در چهار مقطع انتهایی کاهش می یابد.

با توجه به بحران کمبود آب، گرمایش جهانی و همچنین خسارات گزاف خشکسالی، اهمیت پایش خشکسالی پرواضح است. در این پژوهش با محاسبه سه شاخص خشکسالی بارش استاندارد (spi)، رواناب استاندارد (sri) و منبع آب زیرزمینی (gri) در محدوده مطالعاتی بیلوردی-دوزدوزان، در دوره آماری 76-1375 الی 92-1391، به بررسی اثر خشکسالی بر نوسانات هیدرولوژیکی پرداخته شد. جهت تبیین ارتباط بین خشکسالی های هواشناختی و هیدرولوژیکی از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. نتایج نشان داد که خشکسالی هواشناختی در یک دوره 6 ماهه منجر به کاهش جریان آب سحطی در هر یک از دشت ها و همچنین در یک دوره 9 ماهه موجب کاهش جریان سطحی خروجی از محدوده بیلوردی- دوزدوزان شده است. در دو دشت بیلوردی و دوزدوزان، شاخص gri با شاخص خشکسالی هواشناختی spi48 ارتباط معنی داری (در سطح 99%) از خود نشان داد. در بررسی ارتباط خشکسالی هواشناختی و آب زیرزمینی، عمق آب زیرزمینی از سطح زمین و عمق چاه ها تأثیر بسیاری داشت. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که شاخص gri با شاخص sri در مقیاس زمانی 24، 12 و 48 ماهه به ترتیب در دشت های دوزدوزان، مهربان و بیلوردی دارای بیشترین میزان همبستگی در سطح 99 درصد بوده است و جریان آب سطحی از عوامل مهم در تغذیه آبخوان محدوده بیلوردی- دوزدوزان می باشد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

هدف از این مطالعه بررسی روشهای معمول جهت برآورد بارش نقطه ای و یا منطقه ای در بالادست حوضه قره سو می باشد. در این پژوهش روشهای مختلف درون یابی جهت برآورد بارش نقطه ای و منطقه ای مورد بررسی قرار گرفت . این روش ها عبارتند از تیسن، چند جمله ای درجه 1 ، 2، 3 و 4، عکس فاصله، عکس مجذور فاصله، مالتی کوادریک و کریگینگ . آمار مورد استفاده بارش سال 72-73 و میانگین بارش 25 ساله بود که با توجه به روش نقاط موهومی، میانگین خطا و میانگین مربعات خطا روش کریگینگ به عنوان بهترین روش شناخته شده و مدل نیم تغییرنمای بدست آمده مدل نمایی می باشد.

در جاهاییکه اندازه گیری مستقیم رواناب مقدور نباشد جهت تخمین جریان از روش تحلیل فراوانی منطقه ای استفاده می گردد. تحلیل باید در نواحی همگون صورت گیرد. در تعیین نواحی همگون از روش خوشه بندی سلسله مراتبی وارد ward که یکی از روشهای معمول در هیدرولوژی است ، استفاده شده است . پارامترهای مورد استفاده در تعیین نواحی همگون شامل پارامترهای فیزیکی، اقلیمی و هیدرولوژیکی هستند. 79 ایستگاه دبی سنجی در سطح استان آذربایجان غربی مورد بررسی واقع شده است . بعد از تعیین نواحی همگن و تحلیل فراوانی منطقه ای سیل، سریهای زمانی هیدرولوژیکی تجزیه، تحلیل گردید.

خشکسالی در طول چهار دهه اخیر از دیدگاههای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. این تحقیق دیدگاه هواشناسی خشکی را بعنوان هدف اصلی مدنظر قرار داده است. طبق دیدگاه هواشناسی خشکی عبارتست از کاهش مقادیر ماهانه و سالانه بارش به زیر حالت نرمال. نواقص آماری به وسیله روش منحنی جرم مضاعف تکمیل شده، سپس روش هربست برای آمار بارندگی 30ساله 14 ایستگاه باران سنجی در استان آذربایجان شرقی بکار گرفته شده و آنالیز فرکانس خشکی مطابق با نتایج شدت خشکی نسبی روش هربست برای کلیه ایستگاهها انجام گردیده و منحنی های شدت-مدت و فرکانس به فرم ‏‎y=atb‎‏ که از برازش منحنی های شدت -مدت حاصل شده برای تمام ایستگاهها استخراج گردیده است که در این رابطه ‏‎y‎‏ شدت نسبی خشکی و ‏‎‏‎t‎‏ مدت تداوم خشکی می باشد. نقشه های هم شدت نسبی خشکی برای دوره های بازگشت مذکور ترسیم شده است. طبق این نقشه ها خشکسالی در سطح استان آذربایجان شرقی از نظر شدت همگن نبوده و از شمال به جنوب رو به افزایش است. کمترین شدت خشکی در ایستگاه قرمزی گل و بیشترین شدت خشکی در ایستگاههای سعیدآباد، ملکان و مرند اتفاق می افتد.

در این پروژه آزمایش نفوذ در ستونهای خاک دست ساز با درصد رطوبتهای اولیه معین و چگالی ظاهری مشخص انجام شد در هر یک از ستونهای خاک نیمرخ چگالی خاک و درصد رطوبت اولیه یکنواخت ایجاد گردید منحنی های نفوذ تجمعی و پیشروی جبهه رطوبتی مشاهداتی برای هر یک از تستهای نفوذ ترسیم گردید. مدلهای نفوذ تجمعی فیلیپ ، کاستیاکف و کاستیاکف تعدیل شده بر منحنی های نفوذ تجمعی مشاهداتی و مدلهای پیشروی جبهه رطوبتی فیلیپ و گرین آمپت بر منحنی های پیشروی جبهه رطوبتی مشاهداتی برازش داده شدند. ضرایب مدلهای برازش داده شده فوق الذکر بعنوان متغیر وابسته و چگالی های ظاهری و درصد رطوبتهای اولیه ستونهای خاک مورد آزمایش بعنوان متغیر مستقل در نظر گرفته شدند و رابطه رگرسیونی بین هر یک از ضرایب با چگالی ظاهری و درصد رطوبت بدست آمد. پس از بررسی اثر چگالی ظاهری و درصد رطوبت اولیه روی ضرایب مدلها، با جاگذاری توابع بدست آمد. برای ضرایب در مدلهای مربوطه ، معادلات برآورد نفوذ تجمعی و پیشروی جبهه رطوبتی ارائه می شود.