چکیده امروزه در دنیا، منابع آب، اساس توسعه پایدار می باشد. با توجه به محدودیت منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک، جلوگیری از هدر رفت آب از طریق تبخیر به عنوان یکی از اجزای مهم چرخه هیدرولوژی، نقش مهمی را در توسعه و مدیریت منابع آب بازی می کند. در زمینه برآورد تبخیر از تشتک روش ها و فرمول های تجربی زیادی ارائه شده است که اکثر آنها نیازمند پارامترهای ورودی متعددی هستند که یا دسترسی به آنها مشکل است و یا اندازه گیری آنها محتاج صرف هزینه و زمان زیادی می باشد. در این تحقیق از دو مدل anns و anfis جهت برآورد تبخیر از تشتک تحت سه مطالعه موردی در شرایط اقلیمی مختلف در ایستگاه های سینوپتیک ایرانشهر(تحت شرایط اقلیمی خشک و گرم) و چابهار(تحت شرایط اقلیمی خشک و گرم ساحلی) و سراوان (تحت شرایط اقلیمی نیمه خشک و معتدل گرم) استفاده شده است. برای این منظور، بهترین ترکیب ورودی مدل با استفاده از آزمون گاما برای هر سه ایستگاه داده های روزانه میانگین دما، میانگین رطوبت نسبی، سرعت باد، ساعات آفتابی و فشار انتخاب گردید. چهار معیار آماری ارزیابی کارایی ضریب تعیین (r2)، جذر میانگین مربعات خطا (rmse)، میانگین قدر مطلق خطا(mae) و ضریب کارایی ناش-ساتکلیف (d) برای ارزیابی کارایی مدلهای مختلف توسعه یافته بکار برده شدند. نتایج حاصله بهترین کارایی مدل anfis با بکارگیری سه تابع عضویت از نوع گوسی برای ایستگاه ایرانشهر 9928/0=r2 و 21/4=rmse و 998/0=d و 299/0=mae، برای ایستگاه چابهار 966/0=r2 و 88/3=rmse و 9916/0=d و 160/0=mae، و برای ایستگاه سراوان 9649/0=r2 و 54/7=rmse و 9909/0=d و 45/0=mae نشان می دهد. علاوه بر این کارایی مدل ann-mlp بر حسب معیارهای آماری ارزیابی گردید. نتایج حاصله بهترین کارایی مدل ann-mlp را برای ایستگاه ایرانشهر9925/0=r2 و 28/4=rmse و 9980/0=d و 376/0=mae، برای ایستگاه چابهار962/0=r2 و 36/4=rmse و 989/0=d و 24/0=mae، و برای ایستگاه سراوان 961/0=r2 و 18/8=rmse و 989/0=d و 665/0=mae نشان می دهد. مقایسه مقادیر برآورد شده و اندازه گیری شده نشان می دهد که مدل anfis کارایی بهتری نسبت به مدل ann-mlp در برآورد تبخیر روزانه از تشتک دارد.

استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور به منظور تخمین رواناب حوضه آبریز در سالهای اخیر افزایش یافته است، دلیل این امر این است که مدلهای بارش _ رواناب شامل تغییرات ژئومورفولوژی و مکانی می باشد. در این تحقیق، نقشه شماره منحنی رواناب حوضه آبریز افین به کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی(gis) و سنجش از دور و بر اساس فاکتورهایی مانند پوشش گیاهی، کاربری اراضی، گروه هیدرولوژی خاک و شرایط هیدرولوژیکی تهیه گردید. نقشه پوشش گیاهی به کمک شاخص تفاوت پوشش گیاهی نرمال شده (ndvi) تهیه شد و به سه کلاس مرتع خوب، متوسط وضعیف طبقه بندی گردید. نقشه کاربری اراضی حوضه با استفاده از داده های ماهواره ای و به کمک روش طبقه بندی نظارت شده و الگوریتم حداکثر احتمال با توجه به اهداف تحقیق، در 5 کلاس اراضی دیم، اراضی آبی، اراضی توده سنگی، مراتع فقیر و مراتع متوسط ،تعیین شد. از نرم افزارهای erdas وilwis جهت طبقه بندی تصاویر ماهواره ای و تهیه نقشه پوشش گیاهی و کاربری اراضی استفاده شد. سپس نقشه گروه هیدرولوژیکی خاک به کمک بازدیدهای صحرائی و نقشه های خاک، شیب، زمین شناسی و کاربری اراضی حوضه تهیه گردید. برای ارزیابی صحت لایه های کاربری تهیه شده از ضریب کاپا استفاده شد که به ترتیب برای تصاویر لندست 2002 و 2010، 84/0 و 83/0 محاسبه گردید. از تلفیق این نقشه ها در gis و به کمک جدول scs، نقشه شماره منحنی رواناب برای تصاویر لندست 2002 و 2010 میلادی ،به دست آمد.مقدار شماره منحنی رواناب حوضه در شرایط رطوبتی متوسط برای سال 2002 ،مقدار 4/83 و برای سال 2010، مقدار 52/86 برآورد گردید و همچنین نقشه های ضریب نگهداشت سطحی حوضه نیز تهیه گردید. نتایج نشان داد که در طی این 8 سال، تراکم پوشش گیاهی حوضه کاهش یافته و مقادیر شماره منحنی و پتانسیل تولید رواناب حوضه افزایش یافته است. مساحت تحت پوشش اراضی دیم کاهش و اراضی آبی افزایش یافته است، همچنین مساحت تحت پوشش مراتع متوسط کاهش و اراضی توده سنگی و مراتع فقیر نیز افزایش یافته است.

امروزه استفاده از آب به عنوان یکی از تعیین کننده ترین پارامترهای برنامه ریزی‏های اجتماعی و حتی سیاسی مطرح است، تا آنجا که نزاع آینده کشورهای مختلف را حول حقوق آبی هر کشور پیش بینی می کنند و این امر در کشورهایی که از منابع آبی مشترک بهره می برند بیشتر به چشم می آید. از طرفی استفاده بهینه از این منبع حیاتی مستلزم اطلاع از میزان موجودی آن در منطقه مورد نظر، تغییرات زمانی و مکانی آن و برنامه ریزی دقیق نگهداری و بهره برداری از آن می‏باشد. از این رو است که توسعه فنون پیشرفته ای نظیر سنجش از دور (rs) و سیستم های اطلاعات جغرافیایی (gis)، که امکان اطلاع از شرایط حوضه از جنبه های مختلف و تجزیه و تحلیل سریع تر و دقیق تر این اطلاعات را میسر ساخته اند، جایگاه ویژه ای در مطالعات هیدرولوژیکی و منابع آب یافته است. با توجه به هدف این تحقیق تهیه نقشه پوشش برفی و همچنین نقشه هم عمق آب با استفاده از تصاویر ماهواره ای و ایجاد ارتباط بین آن دو از اهداف مهم این تحقیق می باشد. برای این کار ابتدا تصاویر ماهواره landsat سنجنده tm برای یک دوره 10 ساله و همچنین تصاویر ماهواره teraa سنجنده modis برای همان دوره تهیه گردید. سپس نقشه های پوشش برف حوضه و هم عمق آب به ترتیب با استفاده از تصاویر modis و landsat به دست آمدند. در نهایت با استفاده از رگرسیون چند متغیره، مدل پیش بینی جریان ورودی به ذخیره گاه های آبی سیستان بر اساس سطح پوشش برف برای یک دوره ده ساله تهیه گردید. نتیجه به صورت یک مدل درجه 4 با دقت بالا بدست آمد، که نشان دهنده رابطه معنی داری بین تغییرات سطح برف ارتفاعات حوضه و حجم آب ورودی به این ذخیره گاه ها می باشد.

فلزات سنگین گروهی از آلاینده ها در آب مخازن می باشند که بر روی کیفیت محیط آبی بر اثر تجمع در رسوبات کف تاثیر می گذارند و موجبات خطرات برای سلامتی انسان را فراهم می آورند. آلودگی فلزات سنگین در مخازن در سال های اخیر باعث نگرانی های جدی شده است. در این تحقیق سطح و مقدار آلودگی فلزات سنگین در آب و رسوبات کف مخزن چاه نیمه1 مورد بررسی قرار گرفته است. مخزن چاه نیمه1 در منطقه سیستان واقع شده که یکی از سری گودال های طبیعی است که با اولویت ذخیره آب برای شرب و کشاورزی استفاده می گردد، همچنین این مخازن برای جلوگیری از سیل نیز بکار می روند. تعداد 229 ایستگاه برای آنالیز فلزات سنگین رسوبات، در کل سطح چاه نیمه1 انتخاب گردید. غلظت فلزات آهن، منگنز، نیکل، سرب و روی توسط دستگاه جذب اتمی شعله اندازه گیری گردید. مقدار متوسط غلظت فلز آهن 19717، منگنز 970، نیکل 61، سرب 23 و روی 100 میلی گرم در کیلوگرم در رسوبات بدست آمد. بنابر تنایج بدست آمده از نمونه های آب، مقدار متوسط تمامی پارامترهای فیزیکی آب شامل: هدایت الکتریکی، کل ذرات جامد محلول، دما و ph در محدوده مجاز استاندارد آب آشامیدنی قرار دارند. همچنین غلظت فلزات سنگین نیکل، سرب و روی در حد مطلوب استاندارد آب آشامیدنی و مقادیر غلظت فلزات آهن و منگنز فراتر از حداکثر مجاز بدست آمدند. برای تعیین رابطه معنی داری و بدست آوردن تشابه و تفاوت میان ایستگاه های مختلف داده های غلظت فلزات اشاره شده به صورت آماری و زمین آماری توسط نرم افزارهای spss و arcmap مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. با توجه به نتایج مشخص گردید همه فلزات سنگین نسبت به یکدیگر رابطه معنی داری دارند که نشان دهنده منبع آلودگی یکسان همه فلزات است. با توجه به محدودیت منابع آب در استان و نظر به این نکته که آب شرب منطقه از این مخازن تامین می گردد گسترش طرح های پایش زیستی با هدف اندازه گیری سطوح آلایند ه ها در محیط ضروری می باشد.

یکی از راهکار های اساسی برای جلوگیری از کاهش ذخایر آب های زیرزمینی مهار آب های سطحی است. رودخانه دائمی محمدآباد یکی از منابع مهم تأمین آب دشت گرگان است که از سرشاخه های جنوبی گرگان رود در استان گلستان می باشد. متوسط آورد سالانه رودخانه بر اساس آمار ایستگاه سرمو 42 میلیون متر مکعب در سال است. برای کنترل آب رودخانه محمدآباد، بهره برداری از اراضی پایاب سد، کنترل سیلاب شهر فاضل آباد و روستا های پایاب و نیز کاهش برداشت از آب های زیرزمینی در منطقه، احداث سد محمدآباد پیشنهاد شد. این سد از نوع خاکی با هسته رسی و حجم مخزن 40 میلیون متر مکعب است. هنگام پر آبی سطح آب در پشت سد تا ارتفاع 8/71 بالا می رود که می تواند نقش به سزایی در تغذیه سفره های آب زیرزمینی منطقه و در نتیجه افزایش سطح ایستابی آب سفره داشته باشد. مدل ریاضی modflow مدلی رایج در شبیه سازی انواع جریان های ماندگار و انتقالی در آبخوان های آزاد و تحت فشار می باشد. بر این اساس هدف از تحقیق حاضر ارزیابی دقّت مدل ریاضی modflow جهت بررسی اثرات سد محمدآباد بر تراز سطح ایستابی می باشد. در این تحقیق پس از تهیّه لایه های ورودی به مدل در محیط سامانه اطّلاعات جغرافیایی (gis)، شرایط مرزی و شبکه بندی آبخوان تعیین شد، سپس با استفاده از اطّلاعات چاه های پیزومتری و سایر مطالعات اقدام به واسنجی مدل در شرایط پایدار و نا پایدار نموده و برای کسب اطمینان از نتایج شبیه سازی آزمون صحّت سنجی انجام شد. سپس 3 سناریوی،سطح ایستابی آبخوان در شرایط تراز نرمال مخزن، در شرایط 50 درصد تراز نرمال مخزن و در شرایط خشکسالی شدید نسبت به شرایط خشکسالی نرمال جهت بررسی اثرات احداث سد محمد آباد بر روی تراز سطح ایستابی به صورت جداگانه به مدل اعمال شد. نتایج حاکی از آن است که با احداث سد در شرایط تراز نرمال مخزن، تراز سطح ایستابی افزایش می یابد و در شرایطی که حجم مخزن سد نصف شرایط تراز نرمال می شود و مخزن در شرایط خشکسالی قرار دارد، تراز سطح ایستابی نسبت به حالتی که مخزن در حالت نرمال قرار دارد کاهش می یابد.

تغییرات اقلیم به عنوان یکی از مهمترین معضلات قرن بیست ویکم، جامعه بشری را تحت تاثیر خود قرار داده است. پیامدهای ناشی از این پدیده اثرات مختلفی را در توسعه منابع آب و جنبه های مختلف زندگی بشر ایجاد می نماید که از مهمترین آنها می توان به تغییر توزیع زمانی و مکانی بارش و نوع آن، جریان های سطحی، تبخیر، تغذیه سفره های آب های زیرزمینی، کیفیت آب و افزایش سطح آب دریاها اشاره نمود که نهایتاً بر اسکان بشر، تولیدات کشاورزی و استفاده از انرژی تاثیر می گذارد. لذا شناخت جامع منابع آب و بهره برداری بهینه از آن به عنوان یکی از موثرترین عوامل رشد و توسعه اقتصادی– اجتماعی بشمار می آید. حوضه ی رودخانه بار به دلیل وجود سد بار واقع در آن، به عنوان یک حوضه ی آبریز مهم در شهرستان نیشابور قلمداد می شود. از اینرو در این تحقیق سعی شده است اثر تغییرات اقلیم در دوره ی 2011-2040 میلادی با استفاده از خروجی های مدل گردش عمومی جو (hadcm3) تحت دو سناریوی اقلیمی a2 و b2 بر روی تخصیص منابع آب حوضه بررسی شود. نتایج مدل ریز مقیاس نمایی sdsm نشان دهنده افزایش دما و کاهش بارندگی در دوره مورد نظر نسبت به دوره ی پایه (1971-2000) می باشد. بطوریکه بطور متوسط تحت سناریوی a2 افزایش 0.086 درجه سلسیوس دما و کاهش 9 درصدی بارندگی و تحت سناریوی b2 افزایش 0.095 درجه سلسیوس و کاهش 7.23 درصدی بارندگی در منطقه پیش بینی می شود. به تبع این افزایش دما و کاهش بارندگی میزان آبدهی رودخانه بار نیز کاهش یافته است. بطوریکه تحت سناریوی a2 کاهش 21.71 درصدی و برای سناریوی b2 کاهش 22.18 درصدی دبی در دوره ی 2011-2040 نسبت به دوره پایه (1971-2000) انتظار

در این تحقیق نتایج حاصل از آزمایش روی یک مدل حوضچه رسوبگیر گردابی با مقیاس طولی 7:1 نمونه واقعی در حالتهای مختلف بهره برداری، مورد بحث قرار گرفته که این نتایج در نمونه واقعی قابل تعمیم است . آزمایشات برای دو حالت مختلف ، بدون تزریق رسوب (آزمایشات هیدرولیکی) و با تزریق رسوب پیش بینی شده است . از اهداف این تحقیق توصیه اندازه روزنه تخلیه در دو حالت شرایط پایین دست آزاد و مستغرق بود که با در نظر گرفتن راندمان رسوبگیری، نسبت تلفات دبی حوضچه که باید در محدوده پیشنهادی بین 3 الی 10 درصد قرار گیرد. درخاتمه محاسبات حداکثر راندمان رسوبگیری حوضچه برای ذرات غیر مجاز شبکه در دو حالت شرایط پایین دست آزاد و مستغرق برای روزنه بهینه انجام گردید . و پیشنهاداتی بمنظور افزایش راندمان رسوبگیری، کاهش نشست رسوب در داخل حوضچه و دیگر بخشهای مدل و کاهش تلفات آب ارائه شده است .