پیش بینی سیلاب یکی از مسایل مهم در مدیریت منابع آب می باشد. اطلاعات حاصل از پیش بینی سیلاب در برنامه ریزی منابع آب نقش کلیدی دارد. مدلهای ریاضی برای مدل سازی پروسه های هیدرولوژی که نیاز نسبی به آماره های بلند مدت دارند، استفاده می شود. در کشورهای توسعه یافته با وجود بانک اطلاعات نسبتاً حجیم این مدلهای موثر مورد قبول بوده اند. استفاده از مدل بندی با ورود اطلاعات قابل دسترس در حوضه آبریز ایجاب می نماید، تا مدلهای هیدرولوژیکی مورد سنجش قرار گیرند که با پذیرش داده های ساده از حوضه آبریز بتوانند نتایج بهتری ارایه نمایند، چراکه میزان اطلاعات کمی ما از حوضه آبریز اندک است و ضروری به نظر می رسد ضمن استفاده از مدلهای ریاضی اطلاعات پایه ای سهل الوصول را وارد مدل نماید. روشی که در این پژوهش برای پیش بینی سیلاب مورد استفاده قرارگرفته، تئوری سیستم گری با مدل سازی بارش –رواناب با معلومات آماری کوتاه مدت است، که با اطلاعات اندک به نتایج قابل قبولی دست می یابد. در یک سیستم گری دو قسمت وجود دارد، که شامل قسمت معلوم و قسمت ناشناخته می شود. مبتکر سیستم گری آقای دنگ به سال 1989 تئوری گری را چنین بیان کرد، که در مواقعی که یک دسته نمونه بزرگ بسادگی قابل دسترس نیست، سیستم گری در این وضعیت کمبود با اطلاعات اندک می تواند نسبت به رفع مشکل کمک کند. مدل بندی بارش –رواناب یا پیش بینی سیلاب در این تحقیق با استفاده از سیستم تئوری گری به کمک نرم افزار mathematica با استفاده از داده های هیدرومتری و بارانسنجی حوضه آبریز لیقوان تبریز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. معادله مدل هیدرولوژی-دیفرانسیلی گری (dhgm) کالیبره گردید. پارامترهای گری( و و ) در مدل تئوری گری به روش کمترین مجموع مربعات محاسبه گردید و متوسط مقادیر این پارامترها برای حوضه آبریز لیقوان بتریب اعداد 1012365/0 و07836/0- و200251/0 بدست آمد. مدل در خصوص دو رویداد مورد ارزیابی قرار گرفت و مقادیر بالا برای شاخص های همبستگی و مقادیر پایین برای شاخص های خطا توانایی مدل را برای پیش بینی سیلاب با دقت منطقی برای منطقه مورد مطالعه تایید می کند.

کاربرد نظریه آشوب در هیدرولوژی اخیراً توجه زیادی را به خود جلب کرده است. بر مبنای نظریه آشوب، سری های به ظاهر تصادفی می توانند به قوانین قطعی نسبت داده شوند. با وجود مطالعات گذشته در به کارگیری مفاهیم فرآیند تصادفی در سری های جریان رودخانه، بررسی های اخیر نشان داده اند که این سری ها را می توان با قوانین قطعی تحلیل نمود. بنابراین ساختارهای دینامیکی فرآیندهای ظاهراً پیچیده از قبیل تغییرات جریان رودخانه، می توانند با استفاده از مدل های آشوبناک قطعی غیرخطی بهتر از مدل های تصادفی، قابل فهم باشند. وجود بعد همبستگی کم، یکی از مشخصه های مهم مبنی بر وجود آشوب در یک سیستم است. در این تحقیق سعی شده است، توصیف و پیش بینی جریان رودخانه لیقوان چای در مقیاس های زمانی مختلف شامل روزانه، پنج روزه، هفت روزه، ده روزه و ماهانه در دو ایستگاه لیقوان و هروی با استفاده از مفاهیم نظریه آشوب انجام پذیرد. به منظور بازسازی فضای حالت، زمان تأخیر و بعد محاط مورد نیاز است. از روشهای تابع خود همبستگی و میانگین اطلاعات متقابل، برای تعیین زمان تأخیر و از روش الگوریتم نزدیک ترین همسایه های کاذب جهت تخمین بعد محاط استفاده شده است. روش بعد همبستگی برای بررسی آشوب پذیری دبی رودخانه بکار گرفته شده و بعد همبستگی کم بدست آمده ( ) حاکی از وجود رفتار آشوبناک سری های دبی رودخانه در مقیاس های زمانی روزانه، پنج روزه و هفت روزه است؛ در حالی که دبی های ده روزه و ماهانه رفتار آشوبناک نشان ندادند. با استفاده از بزرگ ترین نمای لیاپانوف، افق پیش بینی سری های دبی تعیین گردید و از الگوریتم پیش بینی موضعی جهت پیش بینی دبی رودخانه در مقیاس های زمانی مختلف، با مفاهیم نظریه آشوب استفاده گردید. همچنین، در این مطالعه برنامه ریزی بیان ژن (gep) نیز که توسعه یافته برنامه ریزی ژنتیک است، جهت مدلسازی دبی رودخانه در مقیاس های زمانی مختلف بکار گرفته شده است. gep، نیز یک الگوریتم ژنتیکی است بطوری که از جمعیتی از افراد استفاده و آنها را مطابق برازندگی، انتخاب می کند و تغییرات ژنتیکی را با استفاده از یک یا چند عملگر ژنتیکی، اعمال می نماید و در آن کروموزوم ها به صورت بیان درختی نشان داده می شوند. جهت پیش بینی دبی جریان در مقیاس های زمانی مختلف با استفاده از gep، مقادیر دبی پیشین در پنج ترکیب متفاوت شامل دبی یک روز قبل تا دبی پنج روز قبل، به عنوان ورودی در نظر گرفته شدند تا بهترین الگو برای پیش بینی انتخاب گردد. دبی پیشین تا 4 تأخیر، به عنوان مناسب ترین الگوی ورودی پیش بینی دبی روزانه، انتخاب گردید. در انتها، توانایی پیش بینی دو مدل آشوب و gep با معیارهای ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا با یکدیگر مقایسه گردیده است.

روشهای مبتنی بر هوش مصنوعی اخیراً توجه بیشتری را در مدلسازی فرآیند بارش- رواناب به خود جلب کرده است.برنامه ریزی ژنتیکgp به عنوان یکی از زیر شاخه های مهم هوش مصنوعی است، که در این تحقیق استفاده شده است.در این مطالعه دو رویکرد مختلف که توسط محققین پیشین در مدلسازی بارش- رواناب با برنامه ریزی ژنتیک استفاده شده بود ، با هم مقایسه شده است.نتیجه اساسی حاصل از این مقایسه بر توانایی روشgp در انتخاب متغیرهای موثر بر مدل تاکید دارد. برای بهبود نتایج بدست آمده از gp از روش رگرسیون غیر خطی استفاده شده است. در این روش با استفاده از حداقل خطای مربعات غیر خطی مدل حاصل شده از رگرسیون سمبلیک بهینه سازی شده است.همچنین استفاده از روش برنامه ریزی ژنتیک برای تعیین رگرسورها در روش رگرسیون خطی به جای استفاده از روش رگرسیون گام به گام به عنوان کاربرد دیگری از gp در مدلسازی بارش- رواناب ارائه شده است.یکی از مشکلات پیش رو در اجرای برنامه ریزی ژنتیک پدیده رشد بیش از حد برنامه بدون بهبود قابل توجهی در تناسب برنامه است، که به آن در اصطلاح پف کردن برنامه اطلاق می شود.روشهای مختلفی برای کنترل این پدیده توسط محققین ارائه شده که در این مطالعه این روشها در حوزه شبیه سازی بارش- رواناب مقایسه شده و بهترین آنها به نام روش اتاق انتظار (waiting room) معرفی شده است.رویکرد این تحقیق در هرچه بهتر کردن روشهای قبلی و رفع نقایص احتمالی بوده است و مدلهای دیگر ارائه شده در این تحقیق نه با هدف مقایسه بلکه به جهت ارائه کاربرد هایی از برنامه ریزی ژنتیک در این روشهای مدلسازی است. در حالت کلی هدف این مطالعه را می توان تحلیل توانائی ها و بررسی نقطه ضعف های روش برنامه ریزی ژنتیک دانست.

با توجه به بیانات ارزشمند مولا علی (علیه السلام) در نهج البلاغه، چنین استنباط می شود، که آرزو، به آن دسته از خواسته های درونی و تمایلات قلبی انسان گفته می شود، که با عشق و انگیز? قوی همراه است. هر آرزویی که برخاسته از واقعیت و توانایی های انسان و هماهنگ با موازین قرآنی و شرع مقدس باشد، حقیقی است. چنین آرزوهایی نه تنها انسان را در مسیر تعالی و رشد معنوی و یا مادی منجر به تکامل معنوی قرار می دهد، بلکه باعث رشد و پیشرفت جامعه در سطح کلان نیز خواهد شد. با توجه به گستردگی آرزوهای حقیقی در کلام امیر بیان (علیه السلام)، نه تنها اصل داشتن آرزو مذموم نیست، بلکه لزوم تربیت این پدید? روانی و قرار دادن آن در مسیر صحیح، بیشتر احساس می شود. این آرزوها در اکثر موارد در ضمن دعا و نیایش با خالق هستی مطرح شده و حالت و فحوای کلام امام (علیه السلام)، بیانگر آرزوی قلبی ایشان است. آرزوهای حقیقی به دو بخش تقسیم می شود: بخشی از آن مربوط به خواسته های دنیوی انسان است؛ این خواسته ها گاه شامل نعمت های عینی و مادی است که ملموس و در سعادت انسان موثر است و می توان به کمک آن ها رضای الهی را کسب کرد؛ بخشی دیگر از آرزوها، تنها جنبـ? اُخروی داشته و راه وصول به آن ها در عالم ماده امکان پذیر نیست. دستیابی به هریک از این آرزوها، تنها در جهان آخرت با ورود به بهشت الهی، برای بندگانی که راه رستگاری و سعادت را پیش گرفته و به انجام طاعت و عبادت به طور کامل مبادرت ورزیده اند، امکان پذیر است. با توجه به سخنان امام (علیه السلام)، داشتن آرزوی مطلوب در دل، به تنهایی برای رستگاری و سعادتمندی انسان کفایت نمی کند؛ از سویی دستیابی به آرزوهای مطلوب و کمال آفرین، گاه به سادگی حاصل نمی شود، بلکه نیازمند روش هایی است تا راه رسیدن به آن ها هموار شود. از این رو برای رسیدن به آرزوهای حقیقی، اعمّ از دنیوی و اُخروی، انسان باید با توکل بر خداوند، تلاش و جدیت در کار و پرواپیشگی، راه رسیدن به آرزوها را متناسب با توانایی های خویش، هموار نموده و به فراتر از آرزوها دست یابد. آرزوهای حقیقی و مطلوب با توجه به ارزشمندی آن، در روح و روان آدمی موجب آثار مفید و مثبتی می گردد. هر اندازه آرزوی انسان متعالی تر باشد، به همان نسبت تأثیر و پیامد آن نیز برتر خواهد بود. برخی از آرزوها که در نقطـ? اوج ارزش و اعتبار قرار گرفته اند، تبدیل به آرمان های والای بشری می شوند. چنین آرزوهایی از برترین پیامدها در طول تاریخ برخوردار بوده اند. پیامد مشترک همـ? آرزوهای حقیقی و شایسته رسیدن به کمال و قرب الهی است. انسان با توجه به اینکه طالب کمال مطلق است، هر آرزویی که او را در این مسیر یاری دهد، شایسته و مفید خواهد بود. به غیر از این اثر والا، که از فحوای کلام مولا علی (علیه السلام) در بیان آرزوهای حقیقی استنباط می شود، ایشان به طور مستقیم نیز به برخی از پیامدهای آرزوهای مطلوب اشاره کرده است. از جمله ثمرات ارزشمند آرزوهای حقیقی و شایسته، پیشرفت در جنبه های مادی و معنوی و انجام عمل صالح و دوری از معصیت پروردگار است. شایان ذکر است هر کدام از این آثار ارزشمند نیز در نهایت منتهی به کمال انسان و تقرب الهی خواهد شد. امیرمومنان (علیه السلام) در مواردی داشتن آرزو را به عنوان یکی از رذایل اخلاقی به شدت مورد نکوهش قرار داده است و آن شامل خواسته هایی است که گاه غیر منطقی، خارج از توانایی و عمر محدود بوده، و با موازین شرعی و عقلی در تضاد باشد. گاه آرزوی کاذب و ناشایست، خواستن امری زشت و ناشایست است، این گونه آرزو، چه متعلّق به آیند? نزدیک یا دور باشد، چه در حال حاضر، قبیح و باطل است و به طور قطع، موجب اختلال در قوانین مغزی و روانی می شود و آرزوگرا را در معرض ابتلا به نابکاری‏ها و زشتی‏ها قرار می‏دهد؛ چنین آرزوهایی مانع وصول انسان به درجات کمال و در نهایت هدف خلقت است. از جمله بارزترین مصادیق آرزوهای نامطلوب در نهج البلاغه، می توان به دنیاطلبی، جاه طلبی، استمرار بقا در دنیا و آرزوی امور محال اشاره کرد. آرزوی مال و مقام دنیوی از آن حیث که کمال مطلوب و هدف نهایی انسان قرار گرفته و هدف از آن رسیدن به مقاصد شوم نفسانی باشد، مطرود و ناپسند است؛ در غیر این صورت اگر در طلب آن آخرت اراده شود، نه تنها چنین آرزویی مذموم نیست، بلکه در ردیف آرزوهای برتر و حقیقی قرار می گیرد. بستر شکل گیری آرزوهای نامطلوب، گاه ناشی از نوعی جهالت به واقعیت های وجودی و غفلت از محدودیت های حاکم بر انسان است. این جهالت تنها منحصر به واقعیت های وجودی فرد نیست، بلکه جهل نسبت ‏به ناپایداری دنیا و جهل به آخرت نیز موجب ابتلا به آرزوهای کاذب و طولانی در وجود آدمی است. گاه نیز محبت و انس به لذت های زودگذر دنیوی، موجب شکل گیری آرزوهای کاذب است و انسان با هدف قرار دادن خواسته های دنیوی خود را به هلاکت دچار می کند. از نظر امام (علیه السلام) آرزوهای نکوهیده، آثار و پیامدهای هلاکت بار فراوانی بر زندگی معنوی و مادّی انسان بر جای می گذارد و موجب بروز بسیاری از گناهان، فراموشی مرگ و آخرت و بسیاری آثار شوم دیگر می گردد. با توجه به ضررهای چنین آرزوهایی، انسان می تواند با توجه به عالم آخرت و یاد مرگ، توجه به بی اعتباری دنیا، شناخت واقعیت های وجودی خویشتن، تقوا و مهار نفس، به درمان و کنترل آرزوهای کاذب و طولانی در وجود خویش، مبادرت ورزد. از نظر امام (علیه السلام)، دامنـ? اهداف و آرزوهای انسان باید دارای حد و مرز باشد، تا در نتیجـ? آن، انسان از طاعت الهی و هدف خلقت باز نماند. غرق شدن در آرزوهای دنیوی، انسان را از کمالات شایسته بازداشته و حسرت پس از مرگ را به ارمغان خواهد آورد. بنابراین، انسان باید در آرزوهای خویش هم چون غرایز دیگر تعادل را رعایت نموده و از افراط پرهیز نماید؛ زیرا تعادل آرزو در انسان، یکی از فضیلت های اخلاقی مورد تأکید اسلام است. از سوی دیگر، کنار زدن آرزوهای موهوم و بی اساس از دل، بدین جهت است که آرزوی اصلی، که همان آرزوی لقای حضرت حق است، به ظهور برسد و دل، حدیث آرزومندی خود را مطرح کند.

دریاچه ارومیه بعنوان یکی از بزرگترین دریاچه های ایران، مقصد نهائی مجموعه ای از رودخانه های شمالغرب کشور است. با توجه به تغییرات زیاد بارندگی و همچنین تغییرات دمای هوا، تراز آب نوسانات زیادی داشته است. آگاهی از این نوسانات در بررسی مسائل مرتبط، از جمله ریسک پذیری تاسیسات و سازه های وابسته، تغییرات ذخیره آبی دریاچه، ساخت و سازهای ساحلی، محیط زیست و بسیاری از عوامل دیگر اهمیت دارد. از اینرو رسیدن به یک تخمین قابل قبول از روند نوسانات در آینده با استفاده از روشهای نوین دنیا امری اجتناب ناپذیر است. با اینکه نوسانات تراز سطح آب دریاچه ها تابعی از عوامل بسیار متعددی می تواند باشد، در این تحقیق سعی شده است، از مهم ترین عوامل موثر همچون دمای هوا و بارش استفاده گردد. لذا از روش نوین برنامه ریزی بیان ژن (gep) که توسعه یافته برنامه ریزی ژنتیک است، جهت شبیه سازی و پیش بینی نوسانات تراز آب دریاچه در حالات و مقیاس های زمانی مختلف و از mathematica جهت دینامیک نمودن این شبیه سازی بهره گرفته شده است. gep یک الگوریتم ژنتیکی است بطوریکه از جمعیتی از افراد استفاده و آنها را مطابق برازندگی، انتخاب می کند و تغییرات ژنتیکی را با استفاده از یک یا چند عملگر ژنتیکی، اعمال می نماید و در آن کروموزوم ها، به صورت بیان درختی نشان داده می شوند. جهت پیش بینی نوسانات تراز آب در دو مقیاس زمانی روزانه و ماهانه با استفاده از gep، مقادیر نوسانات پیشین، دمای هوا و بارش در شش حالت متفاوت شامل نوسانات تراز آب یک روز قبل تا نوسانات تراز آب نه روز قبل و دمای هوا و بارش یک روز قبل تا سه روز قبل، به عنوان ورودی در نظر گرفته شدند تا بهترین الگو برای پیش بینی انتخاب گردد. نوسانات تراز آب و دمای هوای ماهانه تا یک تأخیر، به عنوان مناسب ترین الگوی ورودی پیش بینی نوسانات تراز آب دریاچه ارومیه، انتخاب گردید. در انتها توانایی پیش بینی دو مدل gep و رگرسیون خطی با معیارهایی نظیر ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا با یکدیگر مقایسه گردیده است.

چکیده سیل یکی از پیچیده ترین و مخرب ترین رویدادهای طبیعی است که بیش از هر بلای طبیعی دیگر جان و مال انسانها و شرایط اجتماعی و اقتصادی را به مخاطره می اندازد. برای کاهش خسارات جانی و مالی سیلاب لازم است درک صحیحی از خصوصیات هیدرولیکی و روند یابی سیلاب داشته باشیم. روش های روندیابی سنتی سیلاب مانند روش موج دینامیکی و یا استفاده از نرم افزارهایی نظیر hec ras نیاز به نقشه برداری و داده های هیدرومتریک داشته از این رو استفاده از روش های مذکور برای روندیابی سیلاب هزینه بر و در بعضی مواقع به علت در دسترس نبودن داده های مربوط به مقاطع عرضی غیر ممکن است به همین دلیل تکنیک های مدل سازی ساده به کار برده شده اند تا مشکل فقدان داده های موردنیاز را حل کنند. مدل های ساده ای نظیر ماسکینگام و ماسکینگام کونژ و یا تکنیک هایی نظیر موج دیفیوژن با اعمال فرضیاتی محدود شده اند بنابراین ممکن است در خیلی از موارد نتایج معقولی از آنها گرفته نشود؛ از این رو لزوم بررسی تکنیک های هوش مصنوعی و از آن جمله برنامه ریزی ژنتیک بیش از پیش احساس می شود. در این تحقیق عملکرد دو مدل موج دینامیکی و برنامه ریزی ژنتیک در پیش بینی هیدروگراف خروجی رودخانه زنگمار در ایستگاه پلدشت مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی هیدروگراف های سیلاب اندازه گیری شده رودخانه فصلی زنگمار نشان می دهد حجم هیدروگراف خروجی از ایستگاه پلدشت به مقدار قابل توجهی از هیدروگراف ورودی در ایستگاه ماکو کمتر است از این رو در این تحقیق مدل کامپیوتری برای مقاطع نامنظم رودخانه ای توسعه داده شده تا به طور همزمان نشت در مسیر جریان را نیز محاسبه نماید. نتایج این تحقیق نشان داد روندیابی سیلاب رودخانه زنگمار با در نظر گرفتن تلفات نشت، موجب می شود مدل نوشته شده، در مقایسه با داده های صحرایی، هیدروگراف خروجی را با دقت خوبی پیش بینی کند. نرم افزار های مختلفی در زمینه برنامه ریزی ژنتیک وجود دارد که در این تحقیق از نرم افزار genxpro tools برای روندیابی سیلاب رودخانه زنگمار استفاده شده است. مدل برنامه ریزی ژنتیک بدون هیچ فرضی در ساختار رابطه بین متغیر های وابسته و مستقل بهترین رابطه بین هیدروگراف ورودی و خروجی را پیش بینی می کند. ساختار این رابطه به وسیله یک سری توابع و ترمینال ها و به کمک ساختار شاخه ای مربوط به آنها تعیین می شود. بررسی عملکرد مدل های برنامه ریزی ژنتیک و موج دینامیکی با پارامتر های آماری جذر میانگین مربعات خطا، میانگین مربعات خطا، ضریب همبستگی و خطای نسبی نشان می دهد مدل برنامه ریزی ژنتیک با دقت بیشتری حجم هیدروگراف خروجی را پیش بینی می کند در حالی که عملکرد مدل موج دینامیکی در پیش بینی مقدار پیک هیدروگراف خروجی بهتر از مدل برنامه ریزی ژنتیک است. کلمات کلیدی: روندیابی سیلاب ، رودخانه زنگمار ، موج دینامیکی ، برنامه ریزی ژنتیک

پدیده انتقال رسوب معلق و بر آورد آن از دیر باز مورد توجه و نیاز محققین امر بوده است، لیکن بدلیل زمان بر بودن و گران قیمت بودن نمونه برداری، تعداد دفعات اندازه گیری کم بوده و بدنبال آن آمار طولانی مدت و ریز مقیاس زمانی رسوب در ایستگاه های اندازه گیری محدود می باشد. بدین منظور استفاده از روش های گسسته سازی در چند سال اخیر مورد توجه قرار گرفته است. برتری نتایج روش های گسسته سازی نسبت به دیگر روش های تخمینی، همچنین عدم نیاز این مدل ها به پارامتر های دیگر از جمله مقادیر دبی جریان، از دیگر عوامل مهم برتری مدل های گسسته سازی می باشد. در این تحقیق رودخانه لیقوان واقع در شمال غرب کشور با آمار کم وناقص و همچنین رودخانه می سی سی پی با آمار کامل مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور گسسته سازی رسوب معلق، خاصیت مقیاس پذیری داده های رسوب هر دو رودخانه بررسی شده و سپس سه مدل آبشاری تصادفی بر پایه ی توزیع های احتمالاتی ، مدل قطعی غیرخطی بر پایه ی بازسازی فضای حالت و با استفاده از نزدیکترین همسایگی کاذب و نهایتا مدل غیر پارامتریک بر پایه ی روش های استوکاستیک غیر خطی بررسی شده که نتایج حاکی از عملکرد قابل قبول این مدل ها است. از آنجایی که به منظور ارزیابی مدل های گسسته سازی نیازمند تخمین داده های رسوب با مقیاس ریزتر می بود لذا از برنامه ریزی بیان ژن جهت تخمین مقادیر بار معلق رسوب با استفاده از دبی جریان، برای رودخانه لیقوان استفاده و بهترین الگو برای تخمین بار معلق انتخاب و برآورد گردید . همچنین به منظور بررسی مقیاس پذیری داده های بار معلق رسوب و میزان قطعیت و همچنین تعداد حداقل پارامترهای لازم به منظور تخمین، از نظریه آشوب که امروزه مورد توجه محققین قرار گرفته است، استفاده شد. در انتها توانایی تخمین مدل های برنامه ریزی بیان ژن، آبشاری تصادفی، قطعی غیرخطی، غیر پارامتریک و آشوب، برای مقیاس های زمانی روزانه، 2روزه، 4روزه، 8 روزه و 16روزه، با معیارهای ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا با یکدیگر مقایسه گردیده است.

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.

بارش یکی از مهمترین فرآیند های هیدرولوژیکی می باشد .از بارزترین مسائل مورد بررسی آن، مقدار بارش و همینطور توزیع مکانی آن می باشد. روشهای مرسوم که برای بررسی بارش مورد استفاده قرار می گیرند، معمولا مبتنی بر ایستگاههای ثبت بارش اقلیم شناسی، سینوپتیک زمینی و باران سنج ها بوده و دارای مشکلاتی از قبیل هزینه بربودن، عدم قابلیت اندازه گیری بارندگی منطقه ای به علت کمبود ایستگاه و توزیع نامناسب مکانی آنها و عدم امکان استقرار دستگاه های ثبت کننده در مناطق صعب العبور می باشد. اما در سالهای اخیر، با بکارگیری رادارهای هواشناسی، روش جدیدی در اندازه گیری بارش و دیگر عوامل اقلیمی در دسترس متخصصان قرار گرفته است. رادار ها توانایی اندازه گیری بارندگی با قدرت تفکیک زمانی ومکانی بالا در سطح وسیع و قابل استفاده به عنوان ورودی در مدلهای بارش-رواناب و همچنین سرعت بالای جمع آوری داده را دارند. بارش تخمینی با استفاده از رادار برای تخمین رواناب به خصوص در مناطقی که اندازه گیری مداوم و پیوسته بارش وجود ندارد و همچنین باران سنج های موجود در آن به طور خوبی پراکنده نشده اند، می تواند در افزایش دقت تخمین رواناب کمک شایانی به متخصصان نماید. در این تحقیق سعی شده مقدار بارش را توسط رادار هواشناسی برای حوضه لیقوان تخمین زده و با مقدار بارش اندازه گیری شده در باران سنج مقایسه شود .همچنین از این دو سری داده های بارش به عنوان ورودی مدل شبیه سازی بارش – رواناب برنامه ریزی ژنتیک استفاده شدو نتایج مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاکی از دقت بسیار بالای داده های رادار در استفاده به عنوان ورودی بارش-رواناب می باشد. در شبیه سازی بارش-رواناب با ورودی دبی و بارش نتایج نشان دهنده دقت یکسان در رادار و باران سنج می باشد. نتایج آزمون معنی داری ضرایب تبیین نیز نشان دهنده معنی داری تمام ضرایب تبیین در سطح 1%برای نتایج مدل های بارش-رواناب با ورودی های باران سنج و رادار برای سه رگبارمورد بررسی، می باشد.

برداشت داده های ریز مقیاس بارش مستلزم صرف هزینه و زمان زیادی می باشد. لذا در اکثر کشور های جهان به خصوص کشورهای در حال توسعه تعداد ایستگاه های باران سنجی که بتواند داده های بارش را با گام های زمانی ریز مقیاس اندازه گیری نماید بسیار محدود بوده و یا دارای محدودیت در طول دوره آماری می باشند. از این رو مدل گسسته سازی مبنی بر تئوری آنتروپی به دلیل توانایی در تبدیل داده های بزرگ مقیاس بارش به ریز مقیاس با حفظ خصوصیات مقیاس گذاری و آماری بارش مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق حوضه آبریز لیقوان واقع در شمال غرب کشور با آمار کم وناقص و همچنین ایستگاه باران سنج fernwood با آمار کامل مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور گسسته سازی بارش، خاصیت مقیاس پذیری داده های بارش هر دو ایستگاه بررسی شده و سپس از مدل گسسته سازی که در آن حجم بارش بدون تغییر باقی می ماند، استفاده شد که نتایج حاکی از عملکرد قابل قبول این مدل است. حوضه آبریز لیقوان جزء حوضه های معروف در استان آذربایجان شرقی بوده که استخراج یک معادله بهینه برای هیدروگراف واحد لحظه ای در این حوضه انجام نشده است. لذا در این تحقیق، جهت استخراج یک معادله عمومی هیدروگراف واحد لحظه ای، از تئوری آنتروپی استفاده می شود. در این تئوری با تعریف زمان های پیمایش حوضه آبریز به عنوان متغیر تصادفی و ماکزیمم نمودن رابطه آنتروپی بر اساس این پارامتر و همچنین لحاظ نمودن قیودها، میزان حداقل اریب تابع توزیع احتمالاتی و پارامترهای حاصل گردیده و نهایتا معادله کاربردی بدست می آید. در این مطالعه پنج رویداد از حوضه آبریز لیقوان مورد بررسی قرار گرفته است. پس از محاسبه زمان پیمایش و تعیین پارامترهای بر اساس تئوری آنتروپی، معادله کاربردی استخراج و نهایتا هیدروگراف رواناب مستقیم محاسبه گردید. جهت بررسی بیشتر نیز از توابع توزیع احتمالاتی جهت برآورد و هیدروگراف رواناب مستقیم استفاده شد که نتایج حاکی از دقت خوب تئوری آنتروپی می باشد.

از جمله مدل های ریز مقیاس نمایی متداول می توان به مدل lars-wg و sdsm اشاره نمود. مدل lars-wg یکی از مشهورترین الگوهای مولد داده های تصادفی وضع هوا است که برای ایجاد سناریوهای اقلیم روزانه در یک ایستگاه خاص برای تولید مقادیر بارش، دما و تابش خورشیدی روزانه تحت شرایط اقلیم پایه و آینده به کار می رود. مدل sdsm به علت توانایی تولید دوباره شاخص های آماری گوناگون داده های مشاهداتی در نتایج ریز مقیاس شده خود با سطح اطمینان 95%، در این تحقیق جهت ریز مقیاس نمایی مورد استفاده قرار گرفته است. اخیراً مدل مارکف پنهان جهت ریز مقیاس نمایی پارامترهای اقلیمی مورد توجه قرار گرفته و در حال حاضر به سرعت در حال گسترش دامنه کاربرد آن می باشد. دو دلیل مهم در خصوص گسترش دامنه کاربرد این مدل وجود دارد: اول اینکه این مدل از لحاظ ساختار ریاضی بسیار قدرتمند بوده و به همین دلیل مبانی نظری بسیاری از کاربردها را شکل داده است، دوم اینکه اگر این مدل به صورت مناسبی ایجاد شود، می تواند برای کاربردهای بسیاری مورد استفاده قرار گیرد. مدل مارکف پنهان از جمله روش هایی است که به کمک خواص آماری پدیده مورد نظر مدل سازی را انجام می دهد و فرض اصلی در آن، این است که پدیده را به شکل یک فرآیند تصادفی پارامتری مدل سازی کند. با توجه به تاثیر محسوس تغییر اقلیم بر منابع آب، تحقیق حاضر بر روی حوضه صوفی چای، به عنوان یکی از مهمترین منابع تامین آب شهرستان مراغه انجام گرفته است. برای این منظور، با استفاده از داده های مشاهداتی بارش منطقه در دوره پایه و به کمک نوسانات اقلیمی حاصل از مدل های گردش عمومی hadcm3 و cgcm3.1 تحت سناریوی انتشار a2 به بررسی میزان تغییرات بارش در دوره آینده نسبت به دوره پایه پرداخته شده و در نهایت اثر تغییرات به وجود آمده بر روی رواناب حوضه با استفاده از روش های رگرسیون خطی و برنامه ریزی بیان ژن محاسبه و برای دوره های مختلف مورد مقایسه قرار گرفت. طبق نتایج حاصل از این تحقیق شرایط اقلیمی حوضه صوفی چای در سال های آتی تفاوت محسوسی با شرایط فعلی خواهد داشت و برنامه ریزی های بلند مدت و استراتژیک برای مدیریت این شرایط ضروری به نظر می رسد.

امروزه تأثیر پدیده گرمایش جهانی و تغییر اقلیم در اثر افزایش گازهای گلخانه ای در اتمسفر بر بسیاری از سیستم های طبیعی و مصنوعات بشری به اثبات رسیده است. تمامی مدل های گردش عمومی اتمسفر (gcm) آینده گرم تری را برای کره زمین پیش بینی می کنند. وقوع چنین شرایطی می تواند فرآیندهای هیدرولوژیکی نظیر تبخیر، ذوب برف و تشکیل رواناب را تحت تاثیر قرار داده و از این طریق در چرخه هیدرولوژی و نحوه ی دسترسی به آب در سطح یک حوضه آبریز تغییراتی را ایجاد نماید. مخازن سدها به عنوان یکی از اصلی ترین منابع تأمین کننده آب در حوضه های آبریز نیمه خشک محسوب می گردند. تغییر در رژیم جریان ورودی و میزان تبخیر از سطح دریاچه مخزن در کنار افزایش تقاضای آب، عملکرد مخزن را دچار چالش خواهد نمود. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثرات تغییر اقلیم آینده بر میزان پاسخ هیدرولوژیکی حوضه و عملکرد مخزن پایین دست آن در حوضه رودخانه صوفی چای برای دو دوره 20 ساله حول سال های 2020 و 2055 میلادی می باشد. پیش بینی متغیرهای اقلیمی آینده با استفاده از مدل اقلیمی رایج hadcm3 و تحت دو سناریو a2 و b1 از دو خانواده مختلف از مجموعه سناریوهای انتشار گازهای گلخانه های موجود انجام شد. به منظور قابلیت کاربرد خروجی های مدل gcm در حوضه مورد مطالعه، از مدل ریزمقیاس نمایی lars-wg کمک گرفته شد. نتایج حاصل از ریزمقیاس به عنوان ورودی به مدل هیدرولوژیکی مناسب از میان دو مدل مفهومی ihacres و هوشمند مبتنی بر برنامه ریزی ژنتیک وارد گشته و دبی رودخانه و میزان جریان ورودی به مخزن از آن ها به عنوان خروجی تولید شد. به منظور بررسی عدم قطعیت استفاده ساده از یک مدل اقلیمی در نتایج حاصله برای پارامترهای اقلیمی دما و بارش و همچنین پاسخ هیدرولوژیکی حوضه با مقایسه آماری خروجی های دما و بارش 10 مدل اقلیمی مختلف با داده های مشاهداتی در یک دوره مشترک (2000-1971) پیش بینی های اقلیمی بوسیله بهترین مدل های اقلیمی منتخب نیز بعمل آمد و با نتایج نظیر hadcm3 مقایسه گردید. نهایتأ با استفاده از ابزار پویایی سیستم (sd) عملکرد مخزن تحت سیاست بهره برداری استاندارد از مخزن شبیه سازی شده و با استفاده از معیار قابلیت اطمینان به تجزیه و تحلیل نتایج پرداخته شد. به طور کلی دماهای حداقل و حداکثر پیش بینی شده نشان دهنده افزایش روند گرمایش برای دو دوره آتی نسبت به دوره پایه بود. مدل hadcm3 متوسط دما در دوره های s2020 و s2055 را به ترتیب 25/0 و 35/0 درجه سلسیوس تحت سناریو a2 و 11/0 و 3/0 درجه سلسیوس تحت سناریو b1 بیش تر از مدل اقلیمی منتخب اقلیمی ipsl-cm4 پیش بینی کرده است. مقادیر بارش پیش بینی شده نیز نشانگر افت بارش متوسط سالانه در هر دو دوره آتی و تحت هر دو سناریو انتشار a2 و b1 می باشد. مقادیر معیار دقت برای بهترین مدل شبیه سازی جریان ماهانه صوفی چای 887/0= r2 برای دوره واسنجی و 830/0= r2 برای دوره صحت سنجی، همچنین این مقادیر برای زیرحوضه اسفستانج چای به ترتیب 916/0 و 799/0 بدست آمد. روند تغییر جریان تولید شده ورودی به مخزن برای دوره های آتی و تحت سناریوهای انتشار مطابق و همسو با نتایج به دست آمده برای بارش می باشد. به طور کلی مشاهده شد که معیار قابلیت اطمینان تامین نیازهای مختلف مخزن سد علویان تحت سناریو عدم وقوع تغییر اقلیم و تغییر اولویت نیازها به ترتیب شرب، محیط زیست، صنعت و کشاورزی بالاتر از حدود قابل قبول بوده است. فرض عدم افزایش تقاضاهای مختلف مخزن سد علویان در دوره های آتی وقوع تغییر اقلیم تحت سناریوهای انتشار b1 و a2 در دوره s2020 باعث پایین آمدن قابلیت اطمینان متوسط نیازهای مختلف به جز نیاز شرب شده است. با اضافه نمودن افزایش نیاز شرب به میزان پیش بینی شده در افق طرح و همچنین رساندن کیفیت نیاز زیست محیطی به حد قابل قبول مانتانا مقادیر میانه تغییرات نیز علاوه بر کاهش میانگین در برخی از ماه ها پایین تر از حدود قابل قبول قابلیت اطمینان نیازهای مختلف قرار می گیرند. در میان ماه های مختلف ماه های مهر، مرداد و شهریور وخیم ترین شرایط برای تأمین نیاز شرب تحت هر دو سناریو انتشار a2 و b1 را تجربه می کنند. قابلیت اطمینان تامین نیازهای زیست محیطی و صنعت علاوه بر ماه های فوق در ماه تیر نیز شدیدترین کاهش ها را نشان می دهند. همچنین در همه ماه های دو فصل تابستان و پاییز نیاز کشاورزی کاهش زیادی را نشان می دهد. با این حال عدم قطعیت میان نتایج دو سناریو انتشار نیز بسیار گستره می باشد. در مجموع می توان گفت حتی تحت سناریو انتشار b1 که کاهش جریان کمتری را برای دوره s2055 پیش بینی می کند مخزن سد علویان توانایی لازم برای تأمین نیاز پر اهمیت شرب را براساس مبانی طراحی مخزن در برخی ماه ها نخواهد داشت. در مجموع نتایج نشان داد اختلاف میان مدل های اقلیمی تحت سناریو انتشار b1 برای هر دو دوره آتی نزدیک 2030-2011 و دور 2065-2046 و تحت سناریو a2 در دوره نزدیک تا حد قابل قبولی به خصوص در فصول گرم سال به هم نزدیک بوده اما تحت سناریو a2 و دوره دور اختلاف ها بسیار قابل توجه اند. همچنین عدم قطعیت انتخاب سناریوهای انتشار مختلف برای دوره نزدیک 2030-2011 کم و برای اواسط قرن بیشتر می باشد.

افزایش جمعیت و محدودیت اراضی قابل کشت در دهه های اخیر، موجب توجه بیشتر به افزایش تولید در واحد سطح و ارزیابی تناسب اراضی شده است. برای ارزیابی کیفی و کمی تناسب اراضی روش های مختلف حداکثر محدودیت، پارامتریک استوری و ریشه دوم و اخیراً روش مبتنی بر منطق فازی، مورد استفاده قرار می گیرند. روش های کلاسیک ارزیابی تناسب اراضی، بر خلاف روش فازی، قادر به بیان ماهیت پیوسته خصوصیات خاک نبوده ولی بر اساس بررسی منابع استفاده از مجموعه های فازی در مطالعات ارزیابی تناسب اراضی نسبت به روش های کلاسیک، می تواند به درک بهتری از آن منجر شود. در این مطالعه از نظریه مجموعه های فازی، برای ارزیابی تناسب اراضی محصولات آفتابگردان، ذرت، کلزا و گندم استفاده و نتایج به دست آمده با روش های فائو مقایسه گردید. منطقه مطالعاتی در شرق مرند در محدوده جغرافیایی 55 23 °38 تا 59 28 °38 عرض شمالی و 16 49 °45 تا 12 57 °45 طول شرقی واقع شده است و با توجه به وسعت و شرایط متفاوت در منطقه 6 پروفیل از بین پروفیل های شاهد در مطالعه قبلی، انتخاب، تشریح و نمونه برداری گردیده و پس از انجام آزمایشات فیزیکی و شیمیایی، با استفاده از کلید رده بندی خاک 2010، رده بندی و در رده اینسپتی سول قرار گرفتند. پس از جمع آوری اطلاعات اقلیمی، زمین نما و خاک، ارزیابی کیفی و کمی (aez) تناسب اراضی به روش فائو و فازی انجام گرفت. ضریب همبستگی بین شاخص اراضی و عملکرد مشاهده شده آفتابگردان، ذرت، کلزا و گندم در سطح منطقه، برای روش مبتنی بر نظریه مجموعه های فازی به ترتیب 709/0، 931/0، 617/0 و 787/0بوده و در مقایسه با روش فائو (به ترتیب با ضریب همبستگی 605/0، 736/0، 300/0 و 610/0) بیشتر می باشند، که نشان دهنده دقت و پتانسیل بالای کاربری روش منطق فازی نسبت به روش های کلاسیک ارزیابی تناسب اراضی می باشد. این امر ناشی از قابلیت منطق فازی در بیان ماهیت پیوسته فرآیندهاست و موید تحقیقات قبلی در این زمینه می باشد. نتایج به دست آمده در مورد گوجه فرنگی بیان گر عدم کارایی روش aez در ارزیابی کمی این محصول در منطقه مرند بوده و مطالعات فائو در آسیای شرقی را تأیید می نماید. همچنین در این تحقیق برای تعیین خاک های همگن از روش های خوشه بندی، خوشه-بندی فازی و شبکه عصبی کوهنن استفاده گردید، که طبق نتایج، روش خوشه بندی فازی نسبت به دو روش دیگر بهتر قادر به تعیین خاک های همگن می باشد. بنابراین نتایج در هر سه روش نشان دهنده همگن بودن واحدهای اراضی پروفیل- های شاهد شماره 1 و 5 می باشد، که از این ها می توان برای تکمیل اطلاعات اراضی با استفاده از خاک های همگن با اراضی مورد نظر، استفاده نمود.

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.

: فرآیندبارش- رواناب و مقیاسهای زمانی مختلف آن از پارامترهای مهم در مطالعات منابع آب بشمار رفته و به نوعی با ماهیت فرکتالی قابل بیان است.طیف توانی یا اسپکترومی یکی از ابزارهای استاندارد در بررسی ماهیت فرکتالی فرآیندهای هیدرولوژیکی است.در این روش،طیف توانی با انتقال مشاهدات از فضای زمان به فضای فرکانس محاسبه شده و در صورتی که تمام یا بخشی از طیف، از توابع توانی پیروی کنند، داده ها در بازه مورد نظر دارای خصوصیات فرکتالی می باشند.به دلیلتفکیک فضاییکمیاسادهسازیبرخیپدیده هایخردمقیاسدر مدلهایگردشعمومیجو،اینمدلهانمی توانند تقریبدرستی ازشرایطآبوهواییمنطقهموردمطالعه ارائه دهند،لذابایستیخروجیآنهاتاحدایستگاههواشناسیریزمقیاس گردد. دراین تحقیقدادههایمدل گردش عمومی جو hadcm3 با به کارگیری مدلlars-wg طبق دو سناریوی a2 و a1b ، ریزمقیاس شده و پس از تولید داده های رواناب به کمک مدل های هوشمند همانند شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی ژنتیک، طیف توانی بارش- رواناب روزانه علاوه بر دوره ی پایه 2008-1983 در سه دوره روزانه 2030-2011 ،2065-2046 و 2099-2080 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که رفتار طیف توانی بارش در دوره های زمانی آینده مطابق با رفتار طیف توانی بارش مشاهداتی می باشد. در حالی که رفتار طیف توانی رواناب این حوضه در آینده مغایر با الگوی رفتاری طیف فعلی آن می باشد.

طبقه بندی روشی است که در آن هر نمونه در یک طبقه از پیش تعیین شده قرار می گیرد. در واقع در روش طبقه بندی، با استفاده از یک سری اطلاعات اولیه، نمونه ها به دسته های خاصی نسبت داده می شوند. دسته بندی نمودن پایگاه اطلاعات بزرگ نظیر ایستگاه های هواشناسی، در روش های مدل سازی از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. زیرا با استفاده از این روش ها می توان حجم زیادی از اطلاعات را با اختصاص به چند دسته متجانس کوچکتر به راحتی بررسی کرد. به علاوه این روش می تواند کمک شایانی به گسترش اطلاعات نقطه ای به اطلاعات منطقه ای برای نقاط فاقد آمار نماید. ایستگاه های هواشناسی یک منطقه در مدیریت و استفاده موثر اطلاعات نقش تعیین کننده ای دارد. در تحقیق حاضر به منظور طبقه بندی اقلیمی، 112 ایستگاه هواشناسی کشور با روش های خوشه بندی فازی، خوشه بندی کلاسیک و شبکه عصبی کوهونن مورد بررسی قرار گرفت. پنج پارامتر متوسط دمای سالانه، متوسط بارش سالانه، طول جغرافیایی، عرض جغرافیای و ارتفاع بعنوان معیارهای طبقه بندی برای گروه بندی شدن در نظر گرفته شد. از کمترین مقدار شاخص دیویس-بولدین برای بدست آوردن تعداد بهینه گروه ها و برای تعیین همگنی گروه های حاصله از شاخص مربعات خطا استفاده شد. به منظور ارزیابی توزیع مکانی خوشه های حاصل از روش های مختلف، پهنه بندی اقلیمی با استفاده از روش دومارتن انجام شد و نتایج نشان داد که روش خوشه بندی فازی در انطباق بیشتری با پهنه های اقلیمی حاصل از روش دومارتن برخوردار است.

در این پژوهش به منظور تخصیص بهینه آب و افزایش سود خالص کشاورزی و بهره وری آب اقدام به مدل سازی تخصیص آب کشاورزی در محیط matlab گردید. بدین منظور از تابع استوارت جهت تعیین عملکرد محصولات و معادله رطوبتی خاک جهت برآورد تبخیر- تعرق واقعی گیاهان و بیلان حجم مخزن استفاده شده است. نتایج حاصل از اجرای مدل تخصیص آب کشاورزی با عملکرد واقعی محصولات در شبکه آبیاری تلفیقی در سال 89 مقایسه و واسنجی گردید. مدل مورد نظر با همبستگی بالایی (r2=0.95) از دقت مناسبی برخوردار میباشد. برای بررسی دقیقتر و جامعتر بحران کم آبی در این منطقه سناریوهای مختلفی از جمله روش های برآورد تبخیر- تعرق گیاه مرجع، داده های پایه دبی و بارش ورودی، درصدهای مختلف آورد رودخانه، حجم اولیه مخزن و الویت تخصیص آب در مدل مورد نظر تعریف گردید. با استفاده از نتایج اجرای مدل در سناریوهای نامبرده سطح زیر کشت محصولات با هدف دستیابی به حداکثر سود خالص کشاورزی توسط الگوریتم ژنتیک در محیط matlab بهینه سازی گردید. به منظور بهینه سازی سطح زیر کشت محصولات محدودیت های حداکثر سطح قابل کشت، حجم آب در دسترس شبکه آبیاری تلفیقی و حد مرزی حداقل و حداکثر سطح زیر کشت هر یک از محصولات با توجه به اقتصاد معیشتی و اهداف احداث سد ستارخان در نظر گرفته شد. در مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک تابع هدف و قیود در قالب معادلات و نامعادلات ریاضی گنجانده شده است. جهت رسیدن به هدف تحقیق (بیشینه سازی سود خالص کشاورزی) و استفاده از حداکثر سطح قابل کشت در پایاب سد ستارخان و افزایش بهره وری آب، مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک در شرایط موجود و شرایط توسعه اجرا گردید. نتایج پژوهش نشان می دهد در صورتی که شبکه دچار بحران کم آبی گردد و الویت تخصیص آب بر اساس قیمت محصولات انجام گیرد، سود به مقدار قابل توجهی افرایش می یابد. نتایج حاصل از بهینه سازی سطح زیر کشت توسط الگوریتم ژنتیک نیز رضایت بخش و عملی بوده و باعث افزایش سود می گردد.

برآورد و پیش بینی پارامترهای کمی و کیفی آب در طول رودخانه به منظور تصمیم گیری های مدیریتی اهمیت ویژه ای دارد. برآورد پارامترهای کمی و کیفی آب جریان رودخانه ها با استفاده از مدل های ریاضی و تجربی به علت پیچیدگی مکانیزم و تعدد عوامل موثر در کیفیت جریان معمولا با خطای قابل توجهی همراه می باشد. امروزه استفاده از روش های هوش مصنوعی کاربرد گسترده-ای در زمینه های مختلف علمی به ویژه مهندسی آب پیدا کرده است. مبنای این مدل ها استخراج روابط غیرخطی بین داده های ورودی و خروجی شبکه و تعمیم آن ها در شرایط دیگر است. رودخانه صوفی چای یکی از مهم ترین رودخانه های آذربایجان شرقی است که به دریاچه ارومیه منتهی می شود و احداث سد علویان در پایین دست این رودخانه به اهمیت آن می افزاید. لذا در این مطالعه از مدل های شبکه عصبی مصنوعی، برنامه ریزی ژنتیک و منطق فازی جهت برآورد پارامترهای کمی و کیفی آب رودخانه صوفی چای استفاده شد و اهمیت نسبی پارامترهای موثر در کیفیت آب رودخانه با استفاده از الگوریتم گارسون مورد بررسی قرار گرفت. کلاس و نوع آب رودخانه جهت مصارف کشاورزی و شرب تعیین شد و با استانداردهای موجود مقایسه شد. به منظور ارزیابی کارایی هر یک از مدل ها و مقایسه داده های شبیه سازی شده و مشاهداتی از معیارهای ضریب تبیین (r2)، جذر میانگین مربعات خطا (rmse) و نش- ساتکلیف (ns) استفاده شده است و در نهایت مدل برنامه ریزی ژنتیک به عنوان بهترین مدل پیشنهاد گرید، نتایج حاصل از الگوریتم گارسون نشان می دهد که که از میان پارامترهایی که به عنوان ورودی مدل انتخاب شدند، پارامترهای سدیم، کلسیم، منیزیم و دبی موثرترین پارامترها در برآورد کل املاح محلول در آب رودخانه صوفی چای می باشند.

حوضه آبریز لیقوان چای با مختصات جغرافیایی?? ??? تا"?? ?? ??? عرض شمالی و "?? ?? ??? تا "???? ??? طول شرقی، در طی سال¬های اخیر، به دلیل شرایط مساعد آب و هوایی، با احداث و گسترش راه¬های ارتباطی، افزایش ساختمان¬سازی و ویلاسازی، عدم رعایت فصل چرا و در نتیجه تخریب مراتع و پوشش گیاهی، شاهد تغییراتی بخصوص در مجرای رودخانه لیقوان چای در مقیاس زمانی کوتاه مدت بوده است. از آنجا که منطقه لیقوان به عنوان یک منطقه نیمه خشک، به تغییرات محیطی و مداخلات انسانی حساس بوده، بنابراین مبحث تغییرات ناشی از فعالیت¬های انسانی چون تغییرات کاربری و تاثیرات آن بر مورفولوژی رودخانه حائز اهمیت می¬باشد. لذا با توجه به هدف تحقیق حاضر، یعنی بررسی واکنش تغییرات مورفولوژیکی رودخانه لیقوان چای به کاربری اراضی و مداخلات انسانی، فرضیاتی مطرح است که بر مبنای آن تغییرات کاربری اراضی باعث تغییر در مورفولوژی مجرای رودخانه لیقوان شده است و تغییر در مجرای رودخانه لیقوان از طریق کاربری اراضی بیشتر به صورت تغییر در عرض مجرا می باشد. بدین منظور، فصول رساله در شش فصل تدوین گردید. فصل اول؛ شامل بیان ایده پژوهش و تعیین مسائل مورد نظر، اهداف، سوالات تحقیق، فرضیات و مشکلات تحقیق، فصل دوم؛ بررسی ادبیات و مبانی نظری و پیشینه پژوهش، فصل سوم؛ روش¬شناسی، فصل چهارم؛ شناخت عرصه پژوهش، فصل پنجم؛ نتایج و بحث و فصل ششم؛ نتیجه¬گیری و پیشنهادات. جهت دستیابی به اهداف تحقیق و اثبات یا رد فرضیات، با استفاده از نقشه¬های توپوگرافی 1:1000، نقشه¬برداری میدانی و به کمک مدل¬های hec-ras و caesar، پارامترهای مورفولوژی مجرای رودخانه در دو دوره زمانی 1379 و 1391 استخراج و بر اساس روش طبقه¬بندی راسگن، نوع رودخانه تعیین شد و سپس نوع تغییرات رودخانه در طی دوره مورد بررسی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در مرحله بعد با استفاده از تصاویر +etm ماهواره لندست، نقشه¬های کاربری اراضی حوضه لیقوان چای در سال¬های 1379 و 1391 استخراج و میزان تغییرات کاربری محاسبه شد و سپس میزان تاثیر تغییرات کاربری بر دبی پیک حوضه با روش scs به دست آمد و در نهایت واحد توان جریان رودخانه محاسبه شد. در مرحله آخر جهت بررسی نقش تغییرات اقلیمی و هیدرولوژیکی حوضه در تغییرات مورفولوژیکی رودخانه، داده¬های دبی و بارش تجزیه و تحلیل شد. نقش عوامل کنترل کننده تغییرات مجرای رودخانه لیقوان و بخصوص نقش کاربری در تغییرات مورفولوژی رودخانه نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که روند سیستماتیکی بین متغیرهای مورفولوژیکی با فاصله از پایین دست مجرای رودخانه وجود ندارد که نشان دهنده تاثیر عواملی غیر از عوامل طبیعی در مورفولوژی مجرای لیقوان ¬باشد. همچنین رودخانه لیقوان بر اساس طبقه¬بندی راسگن به جز چند بازه، از نوع c می¬باشد که در این نوع، درجه حساسیت رودخانه و پتانسیل فرسایش کناره¬ها بالا بوده و تاثیر پوشش گیاهی در پایداری رودخانه خیلی زیاد است. بنابراین با توجه به نوع رودخانه لیقوان، هر گونه دخالت انسان در مجرای رودخانه نظیر تغییر در پوشش گیاهی و کاربری اراضی و دخل و تصرف در مجرای رودخانه، تغییرات مهمی در مورفولوژی رودخانه دارد. لذا مقایسه تغییرات مجرای رودخانه در دوره زمانی (1391-1379)، نشان داد که در بعضی از بازه¬ها، رسوبگذاری و در بعضی دیگر، حفر پدیده غالب می¬باشد و جز در برخی بازه¬ها در کل مسیر، مجرا باریک شده است. رودخانه لیقوان حفر و باریک شدن مجرا را به دلیل تغییرات ایجاد شده در مقیاس حوضه در اثر افزایش دبی و تغییر کاربری اراضی و در نتیجه افزایش توان جریان و مقیاس محلی، در اثر تغییرات ناشی از کانالیزه کردن مجرای رودخانه، سازه¬های حفاظت از کناره رودخانه، ساخت و ساز و توسعه کشاورزی در حاشیه رودخانه تجربه کرده است. کانالیزه کردن مجرای رودخانه و افزایش دبی پیک (در اثر افزایش بارش و تغییر کاربری) مهم ترین فاکتورهای کنترل کننده تکامل مجرا بوده¬اند. تجزیه و تحلیل تغییرات مجرا و فهم دلایل تغییر بسیار با اهمیت است، از این جهت که اولا اگر حفر مجرا در رودخانه لیقوان ادامه یابد می¬تواند اثرات منفی بر ساخت و سازها داشته باشد. دوم اینکه کاهش مساحت مقاطع عرضی در طول رودخانه منجر به افزایش خطر سیلاب (یعنی آبگرفتگی دشت سیلابی) می¬شود، به طوری که مدیریت رودخانه که بر کاهش خطر سیلاب تاکید دارد، نه تنها می¬تواند بر کانالیزه کردن مجرا و سایر راهکار¬های مهندسی تکیه کند، بلکه باید سایر راهکارهای مدیریتی را برای جلوگیری از آثار منفی ناپایداری مجرا در آینده نزدیک مشخص کند.

خصوصیات رطوبتی خاک با روابط متعددی بین محتوای آب (?) و مکش خاک (h) ارائه شده است. این رابطه تحت عنوان منحنی نگهداری آب خاک (swrc) توصیف شده¬ و نمودی از توزیع اندازه منافذ است. به دلیل پرهزینه و وقت¬گیر بودن استفاده از روش¬های مستقیم، تعیین این منحنی غالباً توسط روش¬های غیر¬مستقیم که سرعت عمل بالایی داشته و معایب روش¬های ¬مستقیم را ندارد صورت می¬گیرد. در تحقیق جاری مدل-های ارائه شده توسط کاسوگی(1994)، فردلوند¬-ژینگ ¬(1994) و گرونولت- گرانت (2004) برای توصیف swrc مطالعه گردید. هر سه مدل دارای چندین پارامتر است. ادعا شده که این مدل¬¬ها از توانمندی یا قابلیت بالاتری در برازش به داده¬های تجربی برخوردارند اما، بررسی کافی در مورد کارایی آن¬ها صورت نگرفته است. هدف این مطالعه بررسی میزان توانمندی مذکور در سه مدل و بخصوص مقایسه با مدل¬های متداول بروکس-کوری(1964) و ونگنوختن(1980) است. بررسی سهولت و صحت تخمین پارامترهای این مدل¬ها با استفاده از سه روش رگرسیون خطی چند متغیره، شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژنی از روی خصوصیات زودیافت خاک در تعیین swrcهدف دیگر تحقیق بود. به این منظور، تعداد 24 نمونه خاک از مناطق مختلف شهرستان میانه واقع در استان آذربایجان¬شرقی انتخاب شد. در نمونه¬های دست نخورده(2mm>) خصوصیات عمودی شامل بافت، جرم مخصوص حقیقی، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی و در نمونه¬های دست نخورده رطوبت(?) در مکش¬های(h) 1 تا 1500کیلو پاسکال بوسیله دستگاه ستون آب آویزان و یا صفحات فشار اندازه¬گیری شد. از داده¬های (h,?) حاصله، میزان نکویی برازش سه مدل انتخاب شده اندازه¬گیری گردید. در ایجاد توابع انتقالی برای تخمین پارامترهای سه مدل به منظور بالا بردن صحت و اعتبار تخمین، علاوه بر 24 خاک انتخاب شده، داده¬های مشابه(منحنی رطوبتی و خصوصیات خاک) 62 خاک دیگر گزارش شده در پایان¬نامه کاظمی(1388) و محمدی(1390) نیز استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل ون¬گنوختن(1980) در مقایسه با چهار مدل دیگر به دلیل داشتن بالاترین نکویی برازش(r2) و کمترین جذر میانگین مربعات خطا (rmse) از توان برازش بالاتری به داده¬های تجربی برخوردار است. از این لحاظ مدل فردلوند-ژینگ (1994) تقریبا هم تراز با مدل ونگنوختن(1980) عمل کرد و مدل¬های گرونولت-گرانت(2004) و کاسوگی(1994) در رتبه¬های بعدی قرار گرفته و مدل بروکس-کوری(1964) نازلترین رتبه را داشت. اعتبارسنجی توابع انتقالی ایجاد شده به روش¬های رگرسیونی، شبکه¬های عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژنی نشان داد که هر کدام از این سه روش¬ پارامترهای مدل فردلوند-ژینگ(1994) را با دقت و صحت بالاتری نسبت به دو مدل¬ دیگر تخمین می¬زند. در بین سه روش نیز روش برنامه ریزی بیان ژنی در رتبه اول و روش¬های شبکه های عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چند متغیره به ترتیب در رتبه¬های دوم و سوم قرار گرفتند. مدل فردلوند-ژینگ کمترین میزان میانگین جذر مربعات خطای استاندارد شده (rrmse) را با مقدار 26/0، 02/0 و 00/0 به ترتیب برای سه روش رگرسیونی، شبکه¬های عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژنی به خود اختصاص داد و به عنوان بهترین مدل جهت برآورد swrc از خصوصیات خاک شناخته شد. برای هیچ کدام از سه مدل¬ swrc ، روش رگرسیونی روش مناسبی برای ایجاد توابع انتقالی جهت تخمین ضرایب مدل¬ها از خصوصیات خاک تشخیص داده نشد.

پیش بینی دقیق جریان رودخانه در طراحی، بهره برداری و برنامه ریزی علمی منابع آب از اهمیت بسزایی برخوردار است. همین مساله موجب شده تا محققان تحقیقات زیادی در این خصوص انجام دهند. جدا از اینکه چه روشی جهت مدل سازی مورد استفاده قرار گیرد، عملکرد هر مدل، شدیداً تحت تاثیر داده-های تصادفی بوده و این مساله موجب عدم تطبیق مدل با پدیده واقعی می گردد. با توجه به این حقیقت که شناسایی روابط علت و معلولی میسر نیست و بنابراین، محقق هیچ گاه قادر به شناسایی کامل رفتار فیزیکی حاکم بر سیستم نیست، سوال اصلی این است که چگونه می توان تحت این محدودیت ها مدل-سازی را به طور مطلوب انجام داد؟ روش نزدیکترین همسایگی به عنوان یکی از روش های ناپارامتری رگرسیونی ناحیه ای است که از آن در شناسایی الگو و مدل سازی استفاده می شود. در این تحقیق از تئوری تعمیم یافته واپنیک- چروننکیس (vc) که بر مبنای مفهوم پیچیدگی مدل می باشد، جهت انتخاب پارامترهای مناسب الگوریتم های نزدیکترین همسایگی استفاده شد و به ازای مقادیر بهینه پارامترها به پیش بینی جریان رودخانه پرداخته شد. در سال های اخیر استفاده از روش های جمعی قطعی و احتمالاتی جهت پیش بینی میزان دبی جریان رودخانه توجه محققین زیادی را به خود جلب کرده است. پژوهش حاضر دو روش مختلف احتمالاتی را برای پیش بینی جریان رودخانه استفاده می کند. سپس میزان عدم قطعیت ناشی از پیش بینی به صورت کمی معین می شود. تخمین گرهای خطی در یکی از روش ها و در دیگری الگوریتم نزدیکترین همسایگی استفاده شد. همچنین استفاده از مدل های هوشمند به دلیل قابلیت بالا در فرآیند مدل سازی در دهه های اخیر همواره مورد توجه محققین بوده است. در این تحقیق عملکرد دو روش هوشمند شامل سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی و رگرسیون بردار پشتیان در مدل سازی دبی جریان رودخانه مورد بررسی قرار گرفت. جهت پیش بینی جریان رودخانه از مقادیر دبی با تاخیرهای مختلف استفاده شد. روش های ذکر شده در سه حوضه آبریز مختلف کشور شامل حوضه آبریز باراندوزچای در شمال غرب، حوضه آبریز رودخانه زرد در جنوب غربی و حوضه آبریز قره چای در بخش مرکزی ایران مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت ارزیابی عملکرد مدل ها از سه شاخص خطا شامل ضریب تعیین ضریب تعیین (r2)، ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) و متوسط قدر مطلق خطا (mae) استفاده شد. نتایج عملکرد مدل های مختلف نشان داد که کلیه مدل ها از دقت قابل قبولی در پیش بینی دبی جریان در مقیاس های زمانی ماهانه و روانه برخوردار بودند. استفاده از روش مبنا پیچیدگی به منظور تعیین مقادیر بهینه شعاع همسایگی و تعداد تاخیرها موجب بهبود قابل توجهی در عملکرد مدل نزدیکترین همسایگی شد. روش های جمعی احتمالاتی نزدیکترین همسایگی و روش جمعی احتمالاتی غیرخطی نتایج قابل قبولی در پیش بینی دبی جریان داشتند. در این راستا عملکرد روش جمعی احتمالاتی نزدیکترین همسایگی بهتر از روش جمعی احتمالاتی غیرخطی بود. با افزایش مقدار دبی جریان، پهنای باند اطمینان افزایش یافت که نشان از افزایش عدم قطعیت پیش بینی مدل برای مقادیر حداکثر جریان بود. استفاده از ضریب فصلی موجب بهبود عملکرد مدل های هوشمند در پیش بینی مقادیر دبی جریان ماهانه شد. در این خصوص عملکرد مدل رگرسیون بردار پشتیبان بهتر از مدل فازی- عصبی بود. با افزایش طول دوره آماری در بخش آموزش مدل عملکرد مدل ها در پیش بینی مقادیر بخش آزمون بهبود یافت و در این راستا مدل مبنا پیچیدگی از حساسیت کمتری برخوردار بود. نتایج بدست آمده در این رساله، اطلاعات با ارزشی در اختیار برنامه ریزان و سیاستگذاران منابع آب و هیدرولوژی قرار می دهد.

در حوضه های کوچک و طراحی سازه های آبی، باران های کوتاه مدت کاربرد فراوانی دارند. آمار بارندگی های حداکثر روزانه و یا متوسط ماهانه و سالانه معمولا در اختیار است، اما داده های کوتاه مدت باران به دلیل نیاز به گراف های باران سنج ثبات به سختی موجود است، به خصوص آنکه تعداد ایستگاه های باران سنجی استان آذربایجان شرقی که مجهز به باران سنج ثبات بوده و دارای آمار طویل المدت باشند بسیار اندک است. برای رفع این خلا اطلاعاتی، روابط تجربی فراهم می آید تا از روی آنها بتوان حداکثر مقدار یا شدت رگبارهای کوتاه مدت را که اساس طراحی در سازه های وابسته به بارندگی است، تخمین زد. ازاین رو، روابط ناحیه ای عمق- مدت- فراوانی بارندگی در کنار روابط شدت- مدت- فراوانی بارندگی استخراج شدند و مورد مقایسه قرار گرفتند. پس از پهنه بندی استان، تحلیل فراوانی رگبارهای ثبت شده توسط باران سنج های ثبات انجام شد و روابط مذکور در نواحی سه گانه استان بر اساس t، t، map و r_60^10 تبیین شدند. جهت واسنجی روابط ریاضی پیشنهادی از روش های بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، الگوریتم بهینه سازی جامعه ذرات و الگوریتم شبیه سازی حرارتی استفاده شد که روش الگوریتم شبیه سازی حرارتی از قدرت تخمین بالاتری برخوردار بود. همچنین، نتایج نشان داد که اگرچه مقادیر r^2 برای روابط استخراج شده بالا بودند ولی مقادیر rmse چندان رضایت بخش نبود. ارزیابی قدرت روابط مذکور به وسیله معیار ارزیابی rmse و مقایسه آن با نمودار پراکنش انجام گرفت. در نهایت باران نمود رگبار طرح دو ساعته با دوره بازگشت ده سال به روش بلوکهای متناوب، با استفاده از روابط sa- idf تهیه گردید.

مطالعه دینامیک رواناب در حوضه های آبریز و نیز چگونگی تاثیرپذیری آن از خصوصیات مورفولوژیکی و اقلیمی، از اهمیت بالایی در مسائل مهندسی آب برخوردار است. در این رساله رفتار دینامیکی رواناب حوضه های آبریز لیقوان واقع در شمال غرب کشور و حوضه میدل فورک واقع در ایالات متحده با استفاده از اتومای سلولی و نظریه آشوب مورد بررسی قرار گرفته است. روش اتومای سلولی یک مدل شبیه سازی است که بدلیل توانایی ها و ویژگی های جالب توجه اش، در زمینه های مختلفی از علوم از جمله هیدرولوژی و هیدرولیک مورد استفاده قرار گرفته است. در این روش با استفاده از تعریف چگونگی ارتباط میان اجزای یک سیستم که در مجاورت هم قرار گرفته اند،اندرکنش بین آنها مرحله به مرحله شبیه سازی می شود. یک مدل سلولی، شبکه ای منظم از سلول ها برای نمایش حوضه های رودخانه ای است که هر سلول دارای ویژگی هایی مانند ارتفاع، پوشش گیاهی، گروه هیدرولوژیک خاک، شیب، ارتفاع بارش و غیره می باشد و از طریق تکرار یک سری از قوانین روی هر کدام از این سلول ها، مقدار دبی رواناب در سلول های مرکزی محاسبه می گردد. شبیه سازی رواناب از بالادست به پایین دست با توجه به یکسری قوانین شناخته شده مانند معادلات پیوستگی و بقای انرژی انجام گرفته و درنهایت رواناب ناشی از بارش در تمامی سلول ها (کل حوضه) مشخص می گردد. در این رساله از اطلاعات پایه بر مبنای نقشه های رستری ایجاد شده در محیط gis استفاده گردیده است. بارش ماهانه محدوده مورد مطالعه در طول دوره های آماری با روش oidw و نقشه شماره منحنی رواناب تعدیل یافته تهیه گردیده و رواناب هر سلول با استفاده از روش scs محاسبه شد. برای روندیابی جریان آب در سطح الارض حوضه از الگوریتم d8 که از الگوریتم های معروف روندیابی در سطح حوضه می باشد استفاده گردید و جریان در هر سلول با توجه به جهت جریان در این الگوریتم تا رسیدن به خروجی حوضه ادامه یافت. مقایسه مقدار رواناب محاسباتی با مقادیر مشاهداتی در ایستگاه های موجود در دو حوضه بیانگر دقت بالا و قابلیت مدل در پاسخگویی به اهداف رساله می باشد. پس از شبیه سازی رواناب در هر نقطه از سطح حوضه با استفاده از اتومای سلولی، رفتار دینامیکی جریان را می توان با استفاده از نظریه آشوب مورد بررسی قرار داد. نظریه آشوب به مطالعه پدیده ها و سیستم های دینامیکی غیرخطی و پیچیده ای می پردازد که رفتار آنها در نگاه اول تصادفی به نظر می رسد، اما در واقع همین سیستم ها تحت حاکمیت قوانین مشخصی می باشند. بازسازی فضای حالت در نظریه آشوب با استفاده از مفاهیمی همچون زمان تاخیر، بعد محاط، بعد همبستگی، نمای لیاپانوف، اطلاعات ارزشمندی از قبیل میزان پیچیدگی، تعداد متغیرهای وابسته و افق پیش بینی متغیر مورد مطالعه که برای این تحقیق رواناب می باشد را مشخص می نماید. این اطلاعات در شناخت ما از پدیده بسیار مفید بوده و به انتخاب مدل مناسب جهت مدل سازی آن کمک می کند. برای حوضه آبریز لیقوان در شش نقطه و در حوضه میدل فورک در چهار نقطه دبی استخراج گردیده و پارامترهای آشوبناکی محاسبه شده است. تجزیه و تحلیل نتایج در دو حوضه مورد مطالعه نشان داد که مقدار بعد همبستگی از بالادست به پایین دست حوضه افزایش می یابد که به منزله افزایش پیچیدگی و نیاز به تعداد متغیرهای بیشتر برای مدلسازی است و در صورتیکه حوضه دارای شرایط ناهمگن از نظر فیزیوگرافی و اقلیمی باشد تغییرات چشمگیر است. مقدار زمان تاخیر و افق پیش بینی رابطه ای با موقعیت در حوضه نداشته و مقدار تقریباً مشابهی با همدیگر داشته اند.

در این پایان نامه قابلیت مدل های شبکه عصبی پرسپترون چند لایه، رگرسیون بردار پشتیبان، هیبرید موجک – عصبی و هیبرید موجک – رگرسیون بردار پشتیبان برای تخمین جریان رودخانه بررسی گردید . در این راستا سری زمانی جریان ماهانه رودخانه در دوره 1367 تا 1390 برای ایستگاه های صفاخانه، سنته و پل آنیان از حوضه آبریز رودخانه زرینه رود در شمال غربی ایران استفاده شد. جهت تعیین بهترین ساختار ورودی مدل ها، ترکیب های ورودی مختلف از جریان ماهانه تاخیر یافته، سری میانگین ماهانه و شاخص زمان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مدل ها با استفاده از ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) و ضریب همبستگی (cc) مقایسه شدند. مقایسه مدل ها نشان می دهد که مدل های هیبرید موجک – عصبی و موجک –رگرسیون بردار پشتیبان از مدل های منفرد بهتر عمل نموده است. همچنین نتایج نشان داد که افزودن شاخص زمان و سری میانگین ماهانه به ورودی مدل ها به طور قابل توجهی باعث افزایش عملکرد آنها می گردد. همچنین مدل موجک_ عصبی با مقادیر cc و rmse به ترتیب برابر با 991/0، (m3/s)084/1، 994/0، (m3/s)262/1، 987/0 و(m3/s)487/6 در دوره صحت سنجی، بهتر از سایر مدل ها برای پیش بینی سری زمانی جریان ماهانه ایستگاه های صفاخانه، سنته و پل آنیان عمل نموده است.

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