تولید مصنوعی داد? دبی و به دنبال آن شبیه سازی هیدروگراف در طول زمان، برای مدیریت بهتر از منابع آب در مطالعات هیدرولوژیکی حائز اهمیت بسیاری است. برای نیل بدین هدف استفاده از مدل های آماری به دلیل سادگی و هزین? پایین آنها، نظر بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است. در این روش ها اطلاعات و داده-هایی که در گذشته کسب شده اند کمک خواهند کرد تا اتفاقاتی که در آینده ممکن است رخ دهد، پیش بینی شوند. این تحقیق می کوشد تا با تولید مصنوعی داده اقدام به شبیه سازی هیدروگراف جریان رودخانه دز در ایستگاه تله زنگ در طول یک سال کند. روش به کار گرفته شده بر پای? ترکیب استفاده از زنجیر? مارکوف سه حالتی و توزیع های احتمالاتی برازش داده شده بر مقادیر افزایشی و کاهشی دبی رودخانه استوار است. تولید داده دبی در دو سطح روزانه و ماهانه انجام پذیرفت. ارزیابی این روش با استفاده از آزمون t زوج شده و همبستگی به روش پیرسون و اسپیرمن صورت پذیرفت. نتایج حاکی از کارایی رضایت بخش این مدل در هر دو سطح روزانه و ماهانه برای تولید داده دبی بود. استفاده از این مدل برای برآورد و تخمین حجم آب در سطح روزانه درصد خطای بسیار کمی را از خود نشان داد.

در طرح های آبی برآورد سیل و تحلیل فراوانی آن از ضروریات مطالعه است. اما هنگامی که آمار موجود کوتاه مدت و یا در محل احداث سازه ایستگاه آب سنجی موجود نیست این گونه تحلیل ها مشکل و پیچیده است. جهت برطرف کردن این مشکل استفاده از روش تحلیل منطقه ای سیلاب و یا استفاده از مدل های ریاضی جهت برآورد حداکثر آبدهی حوضه امری اجتناب ناپذیر است. هدف از این تحقیق استفاده از حداکثر آبدهی لحظه ای ایستگاه های هیدرومتری موجود در منطقه و تحلیل فراوانی وقایع سیلابی حوضه رودزرد به کمک روش گشتاورهای خطی، و به دنبال آن تحلیل فراوانی منطقه ای بارش های روزانه ماکزیمم و تعیین توزیع زمانی و مکانی بارش حوضه رودزرد جهت تخمین حداکثر آبدهی حوضه به کمک مدل hec-hms و ارزیابی مدل در دوره بازگشت های مختلف می باشد. بر طبق نتایج آزمون گشتاور خطی تمام توزیع های سه پارامتری برای تحلیل فراوانی سیلاب در ناحیه همگن مناسب تشخیص داده شد. برای بارش بر طبق نتایج |zdist| برای منطقه 1 تمام توزیع ها به غیر از توزیع پارتوی تعمیم یافته مناسب است. برای منطقه 2 فقط توزیع پارتوی تعمیم یافته مناسب است. برای برآورد حداکثر آبدهی حوضه با دوره بازگشت مختلف به کمک مدل hec-hms دو سناریو در نظر گرفته شد. یکی با استفاده از روابط مقدار- مدت- فراوانی و دیگری به کمک توزیع بارش به دست آمده از منحنی بی بعد. براساس نتایج خروجی مدل، تحلیل فراوانی منطقه ای بارش جهت ورود به مدل و برآورد حداکثر آبدهی حوضه از دقت کمی برخودار است. بنابراین در صورت وجود داده های حداکثر آبدهی، استفاده مستقیم از آن ها و تحلیل منطقه‏ای داده‏ها با روش گشتاورهای خطی مناسب تر است. در نهایت در صورت لزوم شبیه سازی با مدل برای افزایش دقت، بهتر است برای محاسبه دوره بازگشت های کوچک، از توزیع بارش به کمک منحنی های idf استفاده شود و برای محاسبه دوره بازگشت های بزرگ از توزیع بارش به کمک منحنی‏های بی بعد استفاده شود. در هر دو حالت افزایش 20 تا 30 درصدی میانگین پارامتر cn نیاز است.

از اساسی ترین موارد در مدیریت کمی منابع آب زیرزمینی تخمین سطح آب با استفاده از داده های برداشت شده از شبکه چاه های مشاهده ای می باشد. با توجه به برداشت سطح آب زیرزمینی در دشت ها به صورت نقطه ای در محل چاه های مشاهده ای، ضرورت دارد برای محاسبه مقدار متوسط سطح آب زیرزمینی در دشت و تخمین سطح آب، اطلاعات حاصل از برداشت نقطه ای به سطح تعمیم داده شود. کاربرد مدل های زمین آماری همواره با خطا همراه بوده است چرا که در اکثر موارد تابع برازش داده شده شامل کلیه نقاط تجربی محاسبه شده نمی باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی کاربرد روش ترکیبی زمین آمار و شبکه عصبی مصنوعی بهینه شده با الگوریتم ژنتیک در میان یابی سطح آب زیرزمینی می باشد. در این تحقیق برای تخمین سطح آب زیرزمینی با استفاده از روش ترکیبی معرفی شده، سه دشت دزفول، رامهرمز و زیدون در استان خوزستان که دارای شرایط ژئوهیدرولوژی متفاوتی می باشند، انتخاب شد. نتایج حاصل از کاربرد روش های کوکریجینگ، کریجینگ و روش عکس فاصله نشان داد که در دشت دزفول و رامهرمز روش کوکریجینگ و در دشت زیدون روش کریجینگ بهترین روش زمین آماری برای تخمین سطح ایستابی و ترکیب با شبکه های عصبی می باشند. در هر سه دشت مدل نیم تغییرنمای گوسین به عنوان بهترین مدل نیم تغییرنما انتخاب شد. ترکیب روش زمین آماری انتخاب شده در هر دشت با شبکه های عصبی مصنوعی نشان داد که این الگوریتم ترکیبی بسیار بهتر و باعث بهبود تخمین نقطه ای سطح ایستابی شد و دارای معیارهای ارزیابی مناسب تری نسبت به کاربرد روش های زمین آماری به تنهایی می باشد. نتایج نشان داد که در دو دشت رامهرمز و زیدون، شبکه عصبی gff با الگوریتم آموزش لونبرگ مارکوات و در دشت دزفول شبکه عصبی mlp با الگوریتم آموزش لونبرگ مارکوات دارای معیارهای ارزیابی مناسبتری برای ترکیب با روش های زمین آماری انتخاب شده در هر دشت می باشند. همچنین بهینه سازی شبکه های عصبی مصنوعی ترکیبی با روش های زمین آماری با استفاده از الگوریتم ژنتیک در هر سه دشت، موثر و باعث کاهش خطا در فرآیند تخمین شد. با توجه به نتایج این مطالعه، روش ترکیبی زمین آمار- شبکه های عصبی مصنوعی در دشت های زیدون و رامهرمز که تعداد چاه های مشاهد ه ای کمتر و پراکنش نامناسب تری از دشت دزفول دارند، موثرتر و کاربردی تر واقع شد. و در چنین دشت هایی که تخمین زمین آمار خطای زیادی دارد، ترکیب این روش ها با شبکه های عصبی باعث بهبود تخمین نقطه ای می شود.

در این پایان نامه تاثیر تغییرات مکانی و زمانی بارندگی بر روی پاسخ خطی-غیرخطی در سه حوضه آبریز در منطقه کوهستانی جنوب غرب ایران (رشته کوه های زاگرس) مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. نخست وقایع بارندگی بر اساس تغییرات مکانی و زمانی در چهار گروه مختلف تقسیم بندی گردید. سپس توان های مختلف برای رابطه غیرخطی ذخیره-آبدهی شامل m=0/61 (میانگین برآورد شده برای منطقه)، m=0/77 (پیشنهاد شده توسط مدل)، m=0/50 (بر اساس قضاوت کارشناسی) به همراه حالت خطی (m=1/0) در نظر گرفته شد و با استفاده از "مدل شبکه محصور زیرحوضه ها" (wbnm) واکنش حوضه های آبریز تحت مطالعه به ناهمگنی های مکانی و زمانی بارندگی مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت ارزیابی تاثیرتغییرات زمانی بارندگی بر روی آبنمود خروجی در سه حوضه آبریز تحت مطالعه از سه شاخص ارزیابی شامل شاخص ناش-سات کلیف (nse)، شاخص درصد خطا (pbias) و شاخص انحراف زمان آبدهی اوج (dt) استفاده گردید. نتایج نشان دادند که رابطه غیر خطی ذخیره-آبدهی نسبت به حالت خطی برآورد بهتری از آبنمود خروجی از حوضه بدست می دهد. اما ضریب یکتایی برای پیش بینی همه سیلاب ها وجود نداشته و مشاهده گردید که رطوبت خاک قبل از وقوع بارندگی عامل مهمی در نحوه پاسخ حوضه می باشد بطوری که برای خاک خشک، واکنش غیرخطی شدیدتر از خاک مرطوب قابل انتظار می باشد. در شرایط خشک بودن خاک، پاسخ حوضه به سمت غیرخطی شدید (m=0/50 یا m=0/61)تمایل پیدا کرده اما با افزایش رطوبت خاک، واکنش حوضه به سمت حالت غیر خطی ملایم تر (m=0/77) ) و یا خطی کامل (m=1/0) تمایل پیدا می کند. نتایج همچنین نشان دادند که تغییرات زمانی بارندگی نقش مهمی در پاسخ حوضه آبریز ایفاء می کند. با کاهش ناهمگنی در سری زمانی مولفه های هیتوگراف بارندگی، پاسخ حوضه به سمت غیرخطی شدید تمایل پیدا کرده و مقدار m=0/50بهترین برآورد را از آبنمود خروجی بدست می دهد. اما افزایش ناهمگنی زمانی در مولفه های هیتوگراف بارندگی، حوضه را به سمت پاسخ غیر خطی ملایم و یا خطی کامل سوق می دهد. برای شبیه سازی آبنمود خروجی از حوضه ناشی از بارندگی با تغییرات زمانی شدید نیز، بهترین نتیجه از پارامتر غیر خطی برابر با m=0/61 حاصل گردید. بعلاوه، نتایج نشان دادند که بر خلاف تغییرات زمانی بارندگی که رابطه کاملا آشکاری با ضرائب خطی-غیرخطی رابطه ذخیره-آبدهی داشته است، شناسایی چنین رابطه ای بین تغییرات مکانی بارندگی و ضرائب خطی-غیرخطی در رابطه ذخیره-آبدهی امکان پذیر نمی باشد. بنابراین، به منظور ارزیابی اهمیت تغییرات مکانی بارندگی بر روی پاسخ هیدرولوژیک سه حوضه تحت مطالعه، الگوهای مختلف بارندگی شامل الگوی بارندگی نزدیکترین ایستگاه از خروجی حوضه به همراه الگوی های بارندگی بدست آمده از دو روش درون یابی تیسن و عکس مجذور فاصله (idw) مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دادند که استفاده از الگوی بارندگی نزدیکترین ایستگاه از دقتی به مراتب بیشتر از دو الگوی دیگر برخوردار بوده و به نحو رضایت بخشی قادر به شبیه سازی آبنمود خروجی از حوضه می باشد در حالی که آبنمود های بدست آمده از دو الگوی بارش درون یابی شده دارای خطای قابل توجهی می باشند. به نظر می رسد که این خطا های شدید بیشتر از آن که ناشی از عدم وجود رابطه بین تغییرات مکانی بارندگی و پاسخ حوضه باشند، ناشی از عدم برآورد صحیح میانگین مولفه های بارندگی در بین ایستگاه ها باشد که دلیل اصلی آن شبکه کم تراکم و فقیر ایستگاه های باران نگاری در منطقه می باشد. بنابراین صرف نظر از این که بین تغییرات مکانی بارندگی و واکنش حوضه رابطه ای وجود داشته باشد یا خیر، در مناطق کوهستانی که توپوگرافی پیچیده میدان دوبعدی نامانایی از داده ها را حاکم می کند، استفاده از شبکه متراکم ایستگاه های باران نگاری اولین الزام جهت پیش بینی پاسخ حوضه نسبت به بارندگی می باشد.

یکی از روش های مدیریت منابع آب که در سال های اخیر کاربرد وسیعی یافته است، استفاده از روش تغذیه مصنوعی می باشد. این مطالعه با هدف تعیین مکان مناسب برای تغذیه مصنوعی آبخوان دشت اشترینان واقع در شهرستان بروجرد صورت گرفته است. بدین منظور ابتدا معیارهای لازم و تأثیرگذار در انتخاب مکان مناسب تغذیه مصنوعی، شناسایی شد. سپس، کلیه داده های مورد نیاز جهت مکان یابی، گرد آوری و تهیه شد و با انجام مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی تکمیل گردید. معیارهای در نظر گرفته در این مطالعه عبارتند از: نفوذ پذیری سطحی، ضخامت بخش غیر اشباع، کیفیت آب زیرزمینی، قابلیت انتقال، گرادیان هیدرولیکی، ضریب ذخیره، شیب، زمین شناسی، کاربری اراضی و فاصله از منابع آب سطحی. سپس اقدام به تهیه لایه رستری هر یک از این معیارها و تعیین وزن معیارها بر اساس روش تحلیل سلسله مراتبی (ahp) و روش مقایسه های زوجی گردید. نقشه های تهیه شده با استفاده از روش هم پوشانی وزنی، لایه های رستری با هم تلفیق شدند. در آخر مناطق نامناسب از نظر نزدیکی به چاه ها، چشمه ها و قنات ها، با استفاده از مدل منطق بولین حذف و نقشه پتانسیل تغذیه مصنوعی برای منطقه مورد مطالعه تهیه گردید. طبق این نقشه 17 درصد از مساحت منطقه دارای شرایط کاملاً مناسب، 21 درصد دارای شرایط مناسب، 31 درصد دارای شرایط متوسط، 18 درصد دارای شرایط نامناسب و 13 درصد دارای شرایط کاملاً نامناسب برای تغذیه مصنوعی می باشد. در نهایت چهار مکان از طریق بازدید میدانی برای تغذیه مصنوعی دشت اشترینان مشخص گردید.

به دلیل اهمیت دبی پایه در فرآیندهای هیدرولوژیک و دارا بودن نقش حیاتی در مدیریت منابع آب به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشکی مانند ایران، برآورد جریان پایه یکی از موضوعات مورد علاقه هیدرولوژیست ها می باشد. برای تعیین دبی پایه (با جداسازی جریان پایه از جریان حاصل از بارش)، روش های ترسیمی و شبیه سازی مختلفی برای شرایط اقلیمی، توپوگرافی و زمین شناسی متفاوت توسعه داده شده است. در روش های ترسیمی بدلیل فرض مفاهیم هورتنی، سهم مولفه جریان سطحی به میزان قابل توجهی بیشتر از واقعیت برآورد می گردد. به دلیل پیچیدگی نحوه مشارکت دبی پایه در رواناب، تنها راه دقیق در برآورد سهم دبی پایه، استفاده از ردیاب های ایزوتوپی و شیمیایی می باشد. نتایج حاصل از روش های ایزوتوپی و هیدروشیمیایی، که بیشتر در حوضه های کوچک مناطق مرطوب صورت گرفته است، نشان می دهد که سهم مولفه آب زیرزمینی در تولید رواناب زیاد می باشد و همچنین سبب ایجاد نگرشی متفاوت به فرآیند تولید رواناب شده است. هدف این تحقیق بررسی نقش آب زیرزمینی در تولید جریان در حوضه کارستی متوسط مقیاس ابوالعباس با اقلیم خشک و نیمه خشک،واقع در جنوب غرب ایران، با استفاده از تکنیک های ایزوتوپی و ردیاب های هیدروشیمیایی می باشد. همچنین تاثیر رطوبت پیشین و شدت بارش بر فرایند تولید رواناب بررسی شده است. جهت نیل به اهداف این تحقیق، در طول زمستان سال 89 از سه واقعه بارندگی با شرایط رطوبت پیشین و شدت متفاوت و سیلاب متناظر آن ها نمونه برداری گردیده است. قبل از شروع بارندگی، ظروف طراحی شده برای جمع آوری بارش در سطح حوضه نصب و با شروع سیلاب به صورت منظم هر نیم ساعت نمونه هایی در خروجی حوضه از آب رودخانه برداشت گردید. پارامترهای کیفی (کاتیون ها، آنیون ها و سیلیس) و محتوای ایزوتوپی (? 18o و ? 2h) نمونه های آب به ترتیب در آزمایشگاه های کیفیت آب دانشگاه شهید چمران و در آزمایشگاه ایزوتوپی دانشگاه اوتاوای-کانادا اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد که در هر سه بارش سهم مولفه آب زیرزمینی در حوضه کارستی ابوالعباس با توجه به توسعه کارست در این حوضه بیشتر از رواناب حاصل از بارش می باشد. همچنین نتایج نشان داد که سهم مولفه رواناب سطحی در شرایط خشک (با میزان بارش پیشین کم) ناچیز و در شرایط مرطوب افزایش می یابد. اگر چه با افزایش شدت بارش می بایست سهم مولفه رواناب سطحی افزایش یابد ولی نتایج این تحقیق نشان می دهد که شرایط رطوبتی خاک نسبت به شدت بارش تاثیر بیشتری بر فرایند تولید رواناب دارد.

ایران کشوری خشک است و فقط درصد کمی از آب مورد نیاز خود را به وسیله باران تأمین می کند. در حال حاضر، 55% از آب-های مورد نیاز در ایران به وسیله آب های زیرزمینی و 45% آن توسط آب های سطحی تأمین می شود. رشد جمعیت در ایران که با توسعه اقتصادی و رشد صنعت و کشاورزی همراه بوده است، باعث افزایش تقاضا برای آب شده است. در این زمینه، اهمیت کنترل و استفاده بهینه از آب های زیرزمینی توسط هیدروژئولوژیست ها تشخیص داده شده و مدل سازی آب های زیرزمینی به دلیل کارآیی بالا و هزینه های کمتر نسبت به روش های دیگر به عنوان ابزار مدیریتی منابع آب مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور، مدل کمی آب های زیرزمینی دشت مهیار شمالی با مساحت بالغ بر 279 کیلومترمربع که در فاصله20کیلومتری جنوب اصفهان واقع شده، با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی تهیه گردید و در انتها به منظور بررسی بیشتر توانایی این سیستم های هوشمند، نتایج حاصل از آنالیز رگرسیون با نتایج شبکه عصبی و سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی مقایسه گردیدند. داده های مورد استفاده برای این تحقیق شامل بارندگی(t)، بارندگی (t-1)، رطوبت نسبی، درجه حرارت، برداشت از چاه های بهره برداری و دبی جریان آب زیرزمینی از مرزهای تغدیه کننده دشت (مرز جنوب شرقی) به عنوان ورودی و سطح آب زیرزمینی به عنوان خروجی (یا هدف) می باشد. ابتدا برای گروه داده های ورودی، شبکه ای طراحی و پارامترهای موثر در آموزش شبکه اعمال و بهترین شرایط(ضریب رگرسیونی بالا و مجذور متوسط خطا پایین) به دست آمده است در آموزش شبکه عصبی از چهار الگوریتم lm, rp, scg و gdm استفاده شده است. نتایج نشان می دهد بهترین نوع شبکه برای دسته داده های ورودی، شبکه ffn-lm می باشد. صحت سنجی شبکه مذکور نیز کارآیی آن ها را در شبیه سازی سطح آب زیرزمینی دشت تایید می نماید. جهت آموزش سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی نیز، توابع عضویت فازی ساز مختلف استفاده گردید و نتایج حاکی از این بود که تابع گوسی ساده بهترین نتایج را ارائه می دهد. همچنین با مقایسه نتایج حاصل از به کارگیری تعداد توابع عضویت فازی مختلف برای هر ورودی تعداد 3 تابع در نظر گرفته شد. به منظور پیش بینی سطح آب زیرزمینی در دشت مهیار شمالی از داده های زمان t و داده های زمان t+12به ترتیب به عنوان ورودی و خروجی استفاده، و با به دست آوردن بهترین حالت برای دسته داده های ورودی، سطح آب زیرزمینی از مهر89 تا شهریور90 پیش بینی شد. مقایسه نتایج حاصل از سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی )97/0, r2= 17/0(rmse= با نتایج شبکه عصبی مصنوعی )95/0, r2 = 22/0 (rmse=و روش رگرسیون )914/0 , r2= 407/0 (rmse=نشاندهنده دقت بسیار بالای سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی در پیش بینی سطح آب زیرزمین آبخوان دشت مهیار شمالی می باشد. ولی در مجموع پیش بینی سطح آب زیرزمینی توسط هر سه روش از دقت نسبتاً بالایی برخوردار است.

ایران جزء سرزمین های خشک و نیمه خشک و کم آب به حساب می آید و توزیع مکانی منابع آب نیز در آن یکنواخت نمی باشد. در برخی حوزه ها آب کافی وجود دارد و برخی مناطق با کمبود شدید مواجه است؛و خشکسالی های دوره ای نیز از عوامل تاثیرگذار و تشدیدکننده کم آبی در این مناطق می باشد. از سوی دیگر به دلیل توزیع نامناسب آب، خاک و جمعیت که موجب عدم توزیع یکنواخت زمانی و مکانی منابع و مصارف آبی شده است، انتقال آب از حوزه ای به حوزه دیگر برای برای برقراری این توازن و توزیع همگن تر منابع و نیازها می تواند یکی از مهمترین و موثرترین راه های تامین نیاز آبی در منطقه مقصد باشد.با توجه به وقوع خشکسالی های اخیر و افزایش برداشت ها و مصارف روزافزون و تخلیه پساب ها به رودخانه و همچنین اجرای طرح های انتقال بین حوضه ای آب از سرچشمه های رودخانه های کارون و دز، بررسی کیفیت آب در وضع کنونی و تاثیرات تغییرات دبی جریان بر کیفیت رودخانه کارون امری ضروری به نظر می رسد. بدین منظور در این تحقیق از مدل ریاضی qual2kبرای شبیه سازی کیفی رودخانه کارون در اثر تغییرات میزان آورد در چهار ماه از سال 87 استفاده شده است. و بازه ای به طول 110 کیلومتر از ایستگاه گتوند تا ایستگاه ملاثانی مورد ارزیابی کمی و کیفی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی نشان دهنده وضعیت آلوده و نامطلوب رودخانه در ماه های خشک و کم آب است. همچنین با ادامه وضع موجود و اجرا شدن طرح های انتقال آب از سرشاخه ها شاهد وقوع این وضع نامطلوب در بیشتر ماه های سال خواهیم بود که در ماه های خشک و کم آب این وضعیت بحرانی تر خواهد بود.

دشت قروه یکی از دشت های استان کردستان است که از سال 1372 تا کنون از سوی آب منطقه ای دشت ممنوعه اعلام شده است. به همین دلیل برای بررسی وضعیت بیلان آب زیرزمینی و همچنین تعیین اثر عوامل مختلف تغذیه و برداشت از آبخوان اقدام به مدلسازی آن گردید. در این پژوهش اطلاعات مختلف از جمله: هواشناسی، زمین شناسی، مطالعات اکتشافی در محدوده آبخوان جمع آوری و با استفاده از نرم افزار pmwin pro آبخوان مدل سازی شد. مدل برای دوره غیرماندگار از مهر 90 تا شهریور 91 واسنجی و مقادیر بهینه پارامترهای هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه تعیین گردید همچنین، مدل برای یک دوره شش ماهه از مهر 91 تا اسفند 91 صحت سنجی شد. پس از ساخت مدل، بیلان در دوره شبیه سازی محاسبه گردید که حدود 6/4 میلیون متر مکعب کسری مخزن داشت همچنین، بیلان برای شرایط خشکسالی و تر سالی بررسی شد. برای جبران کسری مخزن راهکارهای مختلف مانند تغییر الگوی کشت، تغییر سیستم آبیاری و تغذیه مصنوعی بر روی مدل اجرا گردید و بیلان در هر یک از این حالات بررسی شد. برای جبران کسری مخزن تبدیل سیستم های آبیاری ثقلی به تحت فشار، تغییر الگوی کشت و تغذیه مصنوعی به ترتیب بیشترین تاثیر را داشتند.

این تحقیق در سه قسمت انجام پذیرفت. قسمت اول در مقیاس پایلوت بوده و در آن به بررسی تاثیر پارامترهای مدت زمان هوادهی و میزان mlss بر روی راندمان حذف cod، nh3-n و کدورت فاضلاب ورودی به حوضچه های sbr تصفیه خانه شهرک صنعتی بزرگ شیراز پرداخته شده است. برای این منظور از چهار راکتور sbr به نام های r1، r2، r3 و r4 که حجم کل هر کدام از آنها 10 لیتر بود استفاده شد. حجم کاری هر یک از راکتورها حدود 5/6 لیتر بود که در هر سیکل 5 لیتر از آن به ورود فاضلاب و در نتیجه تخلیه اختصاص داشت. مقدار mlss برای راکتورهای r1، r2، r3 و r4 به ترتیب در محدوده1000 تا 1500، 1500 تا 2000، 2000 تا 3000 و 3000تا 4000 میلیگرم در لیتر کنترل شد و مقدار srt برای تمام راکتورها 10 روز در نظر گرفته شد. بررسی ها برای مدت زمان هوادهی برابر با 3، 5، 8 و 12 ساعت برای تمام راکتورها صورت گرفت و مقادیر مدت زمان پرکردن، ته نشینی، تخلیه و سکون در تمام موارد به ترتیب 10 دقیقه، 2 ساعت و 5 دقیقه و 5 دقیقه در نظر گرفته شد. مطابق با نتایج بدست آمده در این قسمت مناسب ترین زمان هوادهی در بین زمان های در نظر گرفته شده 12 ساعت و بهترین محدوده برای mlss محدوده 3000 تا 4000 میلیگرم در لیتر بدست آمد. در این حالت راندمانهای حذف cod، nh3-n و کدورت به ترتیب 3/88، 3/86 و 6/98 درصد بدست آمد. مقادیر svi نیز در تمام حالات محاسبه گردید که تماما مقادیری کمتر از ml/g 100 را داشت.

این پژوهش در آزمایشگاه کنترل کیفیت پالایشگاه نفت شیراز، زیر نظر سازمان محیط زیست شیراز انجام گرفت. تحقیق در یک دوره چهار ماهه از فروردین تا تیرماه سال 1392 انجام شد. پس از تهیه تجهیزات مورد نیاز از قبیل پمپ، محفظه راکتور و دمنده های هوا، تحقیق در شرایط آزمایشگاه در دمای 2±20 انجام گرفت. با توجه به اینکه فاضلاب حاوی نفت بوده و حجم تصفیه شده در زیر لایه نفتی قرار می گرفت یک دریچه در قسمت فوقانی راکتور و به منظور تخلیه آلودگی و دیگری در قسمت تحتانی آن به منظور نمونه گیری تعبیه گردید. لجن فعال بکار برده شده در این تحقیق مستقیما از استخر لجن فعال تصفیه خانه پالایشگاه شیراز تهیه شد. همچنین مرحله پر کردن به صورت استاتیک انجام شد و پس از آن 2 مرحله اختلاط بی هوازی به وسیله همزن جهت حذف نیتروژن، یکی پس از مرحله پر کردن و دیگری قبل از مرحله تخلیه (پس از هوادهی و مرحله واکنش) هر کدام به مدت 30 دقیقه انجام گردید. حجم و غلظت فاضلاب ورودی به راکتور کنترل شد و ph هر نمونه در انتهای هر آزمایش تعیین گردید و نهایتا پارامترهای oil، tds، tss، no3 و nh3 اندازه گیری شدند.

امروزه یکی از مهمترین مسائل در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب، پیش بینی میزان جریان رودخانه در نقطه مشخصی از آن می باشد. شبیه سازی و مدیریت آبهای سطحی می تواند کمک شایانی در مدیریت آب کشاورزی، سیلاب و خشکسالی داشته باشد. آگاهی داشتن از حجم جریان ورودی به مخازن سدها در دوره های زمانی آینده، از مهمترین و ارزشمندترین اطلاعاتی است که به سیاستگذاری برنامه ریزان در مدیریت و تخصیص منابع آب کمک می کند. این تحقیق به منظور مدلسازی میزان جریان ورودی به مخزن سد دز با مدل های سری زمانی، شبکه عصبی و رگرسیون انجام شده است. جهت مدلسازی با روش شبکه عصبی مصنوعی، داده های آبدهی و بارش ماهانه به عنوان ورودی و آبدهی ماه اجرای مدل به عنوان خروجی شبکه در نظر گرفته شد و بعد از برازش مدل های مختلف شبکه عصبی، مدل مناسب جهت پیش بینی جریان انتخاب گردید. در روش رگرسیون از پارامترهای آبدهی، بارش، دما و رطوبت برای پیش بینی جریان استفاده شد. همچنین با برازش مدل های مختلف باکس جنکینز، مدل 12(1،1،0)×(0،1،5) انتخاب شد. در نهایت نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی از کارایی بهتری نسبت به مدل های باکس جنکینز و رگرسیون خطی برخوردار است.

یکی از فرایندهای موثر بر پاسخ هیدرولوژیکی حوضه های آبریز فرایند نفوذ رواناب بالادست در مناطق نفوذپذیر پایین دست یا «فرایند روانش» است. فرایند روانش نه تنها ناشی از تغییرات مکانی خصوصیات نفوذپذیری است بلکه جهت گیری این تغییرات نیز می تواند میزان روانش را تحت تأثیر قرار دهد. با اعمال روانش در مدل های بارش-رواناب حجم رواناب کاهش می یابد و به همین دلیل انتظار می رود با تخمین دقیق تر میزان رواناب امکان بهبود دقت آبنمود طرح و کاهش ابعاد سازه های آبی فراهم شود. فرایند روانش با وجود اینکه در بعضی شرایط اثر قابل توجهی بر مشخصه های آبنمود خروجی (حجم رواناب، دبی حداکثر و زمان رسیدن به دبی حداکثر) از حوضه های آبریز می گذارد، به دلیل پیچیدگی در فرمول بندی تبدیل بارش-رواناب، در اغلب مدل های هیدرولوژیکی نادیده گرفته می شود. لذا کلیه تحقیقات انجام شده بر روی این فرایند برای ساده ترین حالت یعنی جریان بر روی یک دامنه مستطیلی ساده انجام شده است. حال آنکه در طبیعت دامنه ها با هندسه های متنوعی از نظر شکل پلان (همگرا، واگرا یا موازی) و انحنای پروفیل (محدب، مقعر و صاف) وجود دارند. این دامنه ها «دامنه های مرکب» نامیده می شوند. در این تحقیق در ابتدا یک مدل بارش-رواناب-روانش توزیعی جهت بررسی پدیده روانش بر سطح دامنه های مرکب با خصوصیات متغیر مکانی توسعه داده شد. این مدل بر پایه روش زمان-مساحت است و می تواند از دو گزینه مدل گرین-امپت و روش شماره منحنی برای تعیین بارش مازاد استفاده کند. سپس با استفاده از مدل های توپوگرافی دامنه های مرکب به طور مصنوعی تولید شدند و با بهره گیری از زمان تعادل موج سینماتیک موقعیت ایزوکرونها استخراج شد. در نهایت میزان تأثیر روانش با استفاده از دو شاخص که یکی اثر روانش را بر دبی حداکثر آبنمود و دیگری اثر این فرایند را بر ضریب رواناب اندازه گیری می نماید مشخص شد. از آنجا که میزان اثر روانش کاملاً تابع تغییرات مکانی نسبت شدت بارش به میانگین ضریب هدایت هیدرولیکی اشباع خاک ( )، تداوم بارش و ضریب تغییرات ضریب هدایت هیدرولیکی اشباع خاک است، 36 حالت مختلف که ترکیبی از چهار مقدار برای ، سه مقدار برای و سه مقدار برای بود ایجاد شد و آبنمودهای بدون بعد در دو حالت با اعمال روانش و بدون اعمال روانش برای کلیه حالات و هندسه-های مختلف رسم گردید. برای هر حالت شاخص های تأثیر روانش استخراج گردید و اثر خصوصیات بارش بر میزان روانش مورد تحلیل قرار گرفت. در دامنه هایی که از نظر دارای تغییرات مکانی بودند از تکنیک شبیه سازی مونت کارلو استفاده شد. نتایج نشان داد که در کلیه هندسه ها (مستطیلی، محدب، مقعر، همگرا و واگرا) میزان تأثیر روانش بر حجم رواناب و دبی حداکثر با کاهش و افزایش می یابد. محدوده میزان این تأثیر در هر دامنه طیف وسیعی را در بر می گیرد. به طوری که نمی توان دامنه ای را به صورت عددی مشخص نمود. به بیان دیگر در حالاتی که مقادیر و کوچک هستند هیچگونه آبنمود خروجی در حالت با اعمال روانش ایجاد نمی شود و در شرایطی که و بزرگ می باشند، دامنه تأثیر روانش محدود به شاخه نزولی می شود و میزان این تأثیر به سمت صفر میل می کند. علاوه بر این در این تحقیق جهت بررسی تأثیر هندسه دامنه (از نظر شکل پلان و انحنای پروفیل) بر زمان تعادل دامنه یک شاخص ژئومورفیک بر اساس معادله زمان تعادل موج سینماتیک استخراج شد و این شاخص با شاخص مشابهی تحت عنوان فاکتور شکل (اگنس و همکاران، 2007) مقایسه شد. این دو شاخص از نظر فرضیات حاکم مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به اینکه فرضیات فاکتور شکل در مقایسه با شاخص ژئومورفیک بیشتر و محدود کننده تر است، نتایج حاصل از آن قابل اعتمادتر می باشد.

داده های بارش به عنوان یکی از اساسی ترین پارامتر ها در کلیه مطالعات هیدرولوژیکی و هواشناسی خصوصاً در مدل های بارش - رواناب می باشد. امروزه مرسوم ترین روش در اندازه گیری بارش در حوضه های آبریز استفاده از بارانسنج ها می باشد که به دلیل هزینه های اقتصادی همچنین عدم توانای نصب این ابزار در تمامی نقاط یک حوضه خصوصاً در بخش های کوهستانی احتمال وجود خطا در برآورد بارش برای تمامی بخش های حوزه وجود دارد. رادارهای هواشناسی توان اندازه گیری شدت بارش با تفکیک مکانی و زمانی مناسب برای محدوده وسیعی از حوضه ها را دارا می باشند. این ابزار بارش را به طور غیر مستقیم و با تبدیل داده های بازتابش رادار به شدت بارش، توسط یک تابع انتقال انجام می دهند. این تابع به عنوان رابطه z-r و مبتنی بر استدلال نظری به فرم z = arb شناخته می شود. بر اساس مکانسیم اندازه گیری رادار ها این ابزار با دو گروه از خطا ها شامل: خطا در فرایند اندازه گیری بازتابش و خطاهای موجود درفرایند تبدیل بازتابش به بارش مواجه می باشند. در این تحقیق سعی برآن شد تا با شناخت منابع خطا در رادار، این ابزار کاربردی، بر اساس شرایط اقلیمی و توپوگرافیکی استان خوزستان کالیبره گردد. جهت رفع خطاهای موجود در فرایند تبدیل بازتابش رادار به بارش از روش های آماری استفاده و داده های بارش رادار اهواز کالیبره گردید. بر اساس نتایج آماری، روابط z = 166r2 برای بارش رگبار، z = 165r1.7 برای میانگین بارش روزانه و z = 48r2 برای بارش روزانه، به عنوان معادلات بهینه از میان کلیه روش های کالیبراسیون تعیین گردید. جهت بررسی اثر داده رادار بر مدل های هیدرولوژیکی، حوزه آبریز ابوالعباس واقع در بخش شرقی استان خوزستان انتخاب و با استفاده از داده های چهار آبنمود سیل در شرایط رطوبتی متفاوت، مدل بارش- رواناب این منطقه کالیبره گردید و در نهایت با استفاده از دو آبنمود سیل صحت سنجی مدل انجام شد. پس از صحت سنجی مدل بارش- رواناب ابوالعباس داده های بارش در 6 سناریو شامل 4 سری داده های بارش تولید شده با معادلات رادار به همراه 2 روش بسط داده های نقطه ای، تیسن و روش کریجیگ به مدل اعمال گردید. نتایج این بررسی نشان داد داده های کالبیره نشده رادار به هیچ وجه قابل استفاده در مدل های بارش و رواناب نمی باشند همچنین مشخص گردید بارش ها تولید شده با معادله z = 166r2 توان رقابت با داده های نقطه ای بسط داده شده با روش های زمین آماری را به خوبی دارد و می توان از این معادله جهت تبدیل داده های بازتابش رادار به بارش جهت استفاده در سایر مطالعات خصوصا مدل های بارش - رواناب استفاده کرد.

بهره برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی یکی از مهم ترین چالش های پیش روی محققین منابع آب می باشد. استفاده تلفیقی در واقع، بهره برداری از منابع آب سطحی و زیرزمینی به منظور افزایش میزان آب قابل دسترسی و استفاده پایدار از منابع آب موجود است. از این رو برنامه ریزی صحیح در این زمینه مستلزم آگاهی از نحوه برهم کنش آب سطحی و زیرزمینی در منطقه و تخمین و محاسبه پارامترها و عوامل سطحی و زیرزمینی موثر بر آن می باشد. بنابراین از اهداف اساسی مطالعه جاری، شبیه سازی برهم کنش آب سطحی و زیرزمینی با استفاده از ایجاد اتصال دینامیکی بین منابع آب سطحی و زیرزمینی در دشت دز (شامل دشت های لور، دیمچه، دز غربی، دز شرقی و سبیلی) است، به طوری که داده ها و نتایج بطور ماهیانه بین مدل آب سطحی weap و مدل آب زیرزمینی modflow در گردش می باشد. لذا در هر گام زمانی ماهانه مقادیر برداشت، نفوذ، تراز رودخانه ها، رواناب و غیره از مدل weap وارد مدل modflow شده تا مقادیر تراز آب زیرزمینی، جریان بین آبخوان ها و غیره محاسبه و به مدل weap برگردد و این روند تا پایان دوره شبیه سازی ادامه خواهد داشت. هدف اساسی دیگر، بهینه سازی میزان برداشت ماهیانه از آب های سطحی و زیرزمینی جهت تامین مصارف موجود در دوره برنامه ریزی می باشد. برای انجام بهینه سازی سیستم، از مدل چند هدفه nsga-ii استفاده شد. طوری که در آن، هدف اول حداکثر نمودن اطمینان پذیری تامین نیازهای طرح در مقابل هدف دوم یعنی حداقل نمودن افت تراز آب زیرزمینی در طول دوره بهره برداری قرار گرفت. متغیرهای تصمیم در این مدل، شامل درصد برداشت از منابع آب سطحی و زیرزمینی بود که به صورت فصلی تعریف شدند. نتایج شبیه سازی نشان داد در قسمت های شمالی تا میانه دشت، رودخانه های دز و کرخه بیشتر باعث تغذیه آبخوان شده و در قسمت های میانه دشت به پایین (مانند سایر رودخانه های دشت دز) بیشتر نقش زهکش را به عهده دارند. به علت تراکم زیاد چاه ها و عدم بهره برداری از آب سطحی، بیشترین افت سطح آب مربوط به دشت لور و کمترین افت مربوط به قسمت های جنوبی دشت دز محاسبه شد. همچنین نتایج نشان داد بطور کلی در دشت های دز غربی و دز شرقی (شامل شرقی و سبیلی) که از هر دو منبع تامین آب استفاده می شود، در صورت اجرای سناریوی مرجع طبق الگوی فعلی و بدون انجام بهینه سازی، بیش از 78 درصد از نیازها توسط آب سطحی و کمتر از 22 درصد توسط آب زیرزمینی تامین می شود. پس از بهینه سازی درصد برداشت از آب زیرزمینی در این دشت ها به ترتیب حدود 12 و 6 درصد کاهش یافت. با اجرای سناریوی بهینه میزان اعتمادپذیری تامین نیاز دشت های دز غربی، دز شرقی، نیاز زیست محیطی و نیازهای پایین دست به ترتیب 4، 19، 43 و 57 درصد نسبت به سناریوی مرجع افزایش یافت. همچنین میانگین افت آب زیرزمینی در دوره 6 ساله برنامه ریزی، در کل دشت دز و در آبخوان های دز غربی، دز شرقی و لور به ترتیب 18/2، 46/2، 6/2 و 1 متر کاهش یافت.

امروزه با رشد جمعیت در جوامع بشری و به تبع آن افزایش نیاز آبی در بخش های مختلف شرب، صنعت و کشاورزی باعث شده است اثرات خشکسالی به عنوان یک پدیده طبیعی دارای ابعاد بزرگتری از نظر اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی گردد. معمولا کاهش اثرات خشکسالی به معنی تغییر قوانین و سیاستهای بهره برداری در سیستم منابع آب به صورت ری اکتیو و پرواکتیو می باشد. در رویکرد ری اکتیو فرایند مدیریت خشکسالی پس از آغاز آن شروع و تا مدتی پس از پایان خشکسالی ادامه می یابد. عموما در این روش به علت عدم وجود آمادگی در سیستم قبل از شروع خشکسالی خسارات قابل توجه و بعضا جبران ناپذیر می باشد. در رویکرد دوم معمولا از مجموعه ای از ابزارها برای پیش آگاهی از وقوع خشکسالی و آماده سازی امکانات سیستم از جمله مخازن برای کاهش اثرات آن بهره گرفته می شود. هدف کلی در این روش کاهش آسیب پذیری سیستم و افزایش اعتماد پذیری آن در شرایط خشکسالی می باشد. در این تحقیق به بررسی یک رویکرد پرواکتیو در کاهش اثرات خشکسالی پرداخته شده است. بکارگیری سیاست پرواکتیور در مدیریت خشکسالی از دیدگاه مهندسی به سه عنصر اساسی نیازمند است: شاخص هایی برای پایش خشکسالی، سیستم پیش بینی قابل اطمینان وضعیت منابع آب در دوره های میان مدت و بلند مدت، سیاست بهره برداری از منابع آب در شرایط خشکسالی. در این راستا یک مدل بارش رواناب مفهومی توسعه داده شده و بر اساس آن پیش بینی های گروهی جریانesp در چندین حالت تولید و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد کیفیت پیش بینی های گروهی جریان به شدت به دقت مدل پایه مورد استفاده بستگی دارد به گونه ای که با استفاده از یک مدل هیبرید که دقت بالاتری نسبت به مدل پایه دارد نتایج بسیار بهبود یافته و تعداد ماههای با دقت مناسب از 83 به 115 مورد از کل 182 مورد افزایش می یابد. همچنین محاسبه احتمال هر سناریو پیش بینی گروهی با استفاده از تئوری بیزی و پیش بینی های قطعی نیز تاثیر معنی داری در بهبود نتایج نشان داد. در ادامه با توجه به محاسبه بیلان آب در بخشهای مختلف سیکل هیدرولوژی توسط مدل مفهومی توسعه داده شده شاخص خشکسالی adi با پاره ای تغییرات محاسبه گردید. به موازات پیش-بینی های گروهی جریان و شاخص خشکسالی برای ایجاد یک ساختار مدیریت بهره برداری سیستم در شرایط خشکسالی از روش برنامه ریزی پویای تصادفی نمونه ای بهره گرفته شد. نتیجه بررسی عملکرد سیاستهای بهره برداری از سیستم منابع آب نشان داد استفاده از سیاست بهره برداری توسعه داده شده به روش ssdp و ssdp/esp اگرچه می تواند شدت خشکسالی ها را تا حد زیادی کاهش دهد ولی با توجه به اینکه فقط تابعی از وضعیت حجم مخزن می باشند، می تواند در مواقعی که نیازی به جیره بندی در سیستم نمی باشد به اشتباه کمبود به سیستم منابع آب اعمال کند. در ادامه با تلفیق صدکهای مختلف شاخص خشکسالی adi و حجم مخزن به عنوان آستانه های آغاز سیاست بهره برداری در شرایط خشکسالی و تحلیل حساسیت روی این مقادیر مشخص شد ترکیب صدک حجم مخزن 40 درصد و صدک 40 درصد برای شاخص خشکسالی adi می توان کاربرد سیاست بهره برداری را از دیدگاه شاخص های عملکردی به میزان زیادی بهبود بخشد. البته لازم به ذکر است با استفاده از این آستانه ها میزان کاهش شدت کمبود به اندازه مدلهای پایه نمی باشد ولی حجم کمبودهای مازاد به میزان معنی داری کاهش می یابد.

با توجه به تاثیر بارز روش تلفات نفوذ، پارامترهای عدم قطعی و تغییرات مکانی بارش بر خروجی مدل، و عدم استفاده از نمونه گیری همبسته مونت کارلو - کاپولا در بررسی همبستگی و تاثیر متقابل پارامترها بر یکدیگر و عدم قطعیت مدل هیدرولوژیک، به منظور کاهش خطا و واریانس خصوصیات سیلاب مدلسازی شده، با انتخاب روش شبیه سازی پیوسته بارش – رواناب در مدل hec-hms، به بررسی تاثیر کاربرد روش تلفات نفوذ sma بر کاهش خطای پاسخ هیدرولوژیک حوزه، عدم قطعیت پارامترهای حساس مدل تلفات و همبستگی مکانی بارش بر خروجی مدل، به روش مونت کارلو – کاپولا پرداخته شد. مقایسه عملکرد مدلهای نفوذ سازمان حفاظت خاک آمریکا(scs)، گرین و امپت (ga)، تلفات اولیه-مقدار ثابت(ic)، نسبت ثابت(cf)، مدل اکسپوننشیال(exp) و sma در مدلسازی بارش – رواناب حوزه آبریز کارون 3، مدل sma را با بیشترین میانگین ضریب ناش ساتکلیف 0.81 در کالیبراسیون و 0.69 در تایید، برتر از سایرین نشان داد. این مدل از کمترین مجموع مربعات خطای وزنی متناسب با مقادیر دبی، برابر 148 و 143 در کالیبراسیون و احیا برخوردار بود. این نتیجه می تواند ناشی از ساختار کاملتر مدل در لحاظ تلفات برگاب و چالاب و محاسبات مرتبط با نفوذ آب در لایه اولیه خاک، آب زیرزمینی لایه اول و دوم باشد. مقایسه متغیرهای کلیدی شبیه سازی شده با مقادیر مشاهداتی نیز نشان داد، مدل sma از کمترین درصد خطای شبیه سازی حجم و دبی پیک شبیه سازی شده در کالیبراسیون و احیا برخوردار است. مدل scs در شبیه سازی دبی پیک در مرحله تایید با sma برابری کرد، اما ic و ga در زمان رسیدن به دبی پیک در مقام اول قرار گرفتند. از دیگر نتایج حصول به مقادیر مختلف شاخص های عملکرد روش های نفوذ در وقایع مختلف بود، که می تواند ناشی از اختلاف مقادیر عمق، شدت و تغییرات زمانی و مکانی بارش و تاثیر متقابل پارامترهای مذکور در یک حوزه بزرگ باشد. برخی از پارامترهای کالیبره شده مدل sma در مدل سازی تک واقعه با پیوسته متفاوت بود. از دلایل آن می توان به کالیبره شدن مدل پیوسته برای تعداد بیشتری واقعه بارش با خصوصیات زمانی و مکانی متفاوت و رفع حساسیت مدل پیوسته نسبت به شرایط اولیه پس از دوره warm up اشاره کرد. تحلیل عدم قطعیت همبستگی مکانی بارش نشان داد، در نظر همبستگی مکانی بارش به روش کاپولای دو متغیره سبب کاهش sharpness 80% و بیشترین مقدار شبیه سازی شده توسط مدل می گردد. تحلیل عدم قطعیت همبستگی پارامترها نیز ثابت کرد در نظر گرفتن همبستگی پارامترها به روش کاپولای دو متغیره نیز به طور متوسط سبب کاهش sharpness 80% و بیشترین مقدار شبیه سازی شده می شود. با افزایش ضرایب همبستگی تاثیر لحاظ همبستگی بر کاهش sharpness، مقدار بیشینه و میانه مقادیر شبیه سازی شده بیشتر می شود، بطوریکه لحاظ همبستگی کاپولا برای پارامترهای r و tc که از بیشترین میزان همبستگی برخوردارند، سبب بیشترین میزان کاهش sharpness، بیشینه و میانه شده است. برای پارامترهای k و tc که از ضریب همبستگی بالاتری نسبت به k و r برخوردارند نیز کاهش مقدار بیشینه در حالت کاپولا مشاهده شد. بررسی reliability نتایج نشان داد، در کلیه حالات reliability مدل به طور متوسط برای داده های بالای نرمال بیشتر از نرمال و در داده های نرمال بیش از زیر نرمال است. درصد reliability کل در حالت پارامترهای تصادفی k و tc بیشتر از k و r و k و r بیش از r و tc است. از علت های حصول این نتیجه می توان به نحوه تهیه توزیع پارامترهای فوق اشاره کرد. از دیگر نتایج افزایش reliability مدل در حالت لحاظ همبستگی کاپولا برای پارامترهای r و tc نسبت به حالت پارامترهای مستقل است. وجود بالاترین میزان همبستگی بین این دو متغیر را می توان از دلایل نتیجه حاصله برشمرد. نتیجه فوق به صورت متوسط برای حالت پارامترهای k و r که از ضریب همبستگی بالاتری نسبت به k و tc برخوردار بوده اند، نیز حاصل شد.

رشد فزاینده و توسعه فعالیتهای شهری، صنعتی و کشاورزی در دهه¬های اخیر منجر به افزایش چشمگیر تولید آلاینده¬ها و پسماندهای شهری، صنعتی و کشاورزی شده است. آبهای سطحی به عنوان یکی از منابع پذیرنده آلودگی، همانند سایر منابع پذیرنده از ظرفیت محدودی برخوردار هستند. دستیابی به روشهای منطقی و اقتصادی نیازمند دسترسی و استفاده از ابزار مدیریتی کارآمد، مبتنی بر دانش زیست محیطی و مدیریت منابع آب می¬باشد. تخصیص بهینه بار آلاینده¬ها در بدنه های آبی می¬¬تواند از یک¬سو استانداردهای کیفی در سیستم را ارضا کرده و از سوی دیگر هزینه¬های تحمیل شده به مدیران شهری، صنعتی و کشاورزی را برای حذف آلاینده¬های تخلیه شونده به پیکره¬های آبی حداقل کند. مدل فازی تخصیص بار آلاینده با استفاده از یک برنامه در محیط متلب که یک مدل شبیه ساز را به یک مدل بهینه ساز پیوند می داد، نوشته شد. نرم افزار qual2k برای شبیه سازی کیفیت آب در رودخانه گرگر و الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی متغیرهای تصمیم گیری (درصد تصفیه مورد نیاز برای هر تخلیه کننده/تصفیه خانه فاضلاب) به کار رفتند. توابع عضویت فازی خطی و غیر خطی در تابع هدف و قیود آن برای نشان دادن ابهام در تعریف اهداف و تعیین ترجیحات تصمیم گیران به کار رفت. مدل شبیه سازی-بهینه سازی برای تخصیص بار آلودگی با استفاده از رویکرد مرسوم در مطالعات پیشین و رویکرد جدید این پایان نامه و برای دو فصل کم آبی و پرآبی تنظیم و اجرا شده نتایج به دست آمده از این دو رویکرد مقایسه گردید. مدل فازی شبیه سازی- بهینه سازی با رویکرد مرسوم (با استفاده از فضای تصمیم گیری پیوسته)، توانایی خوبی در نزدیک شدن به جواب بهینه برای تخصیص بار آلاینده داشت. در رویکرد جدید، مدل با استفاده از فضای تصمیم گیری گسسته که متناظر با درصد تصفیه فاضلاب در فرایندهای تصفیه در دسترس انتخاب شده بود اجرا شده و علاوه بر الگوریتم ژنتیک، جستجوی کامل در همسایگی بهینه محلی انجام شد.

رواناب ناشی از بارندگی در مناطق شهری و به تبع آن آب گرفتگی معابر و وقوع سیلاب، یکی از مشکلات عمده ی این جوامع می باشد. گسترش شهرها و تبدیل اراضی نفوذپذیر به نفوذناپذیر موجب افزایش حجم و شدت سیلاب های شهری شده است. سیلاب شهری با توجه به حجم نسبتاً زیاد خود، می تواند به عنوان یک منبع تأمین آب برای مصارف گوناگون در نظر گرفته شود. بنابراین در راستای مدیریت سیلاب شهری، جهت طراحی و بهینه سازی شبکه های جمع آوری آب های سطحی و فاضلاب و نیز احیای سیلاب های شهری و استفاده مجدد از آن ها، تعیین میزان رواناب و سیلاب ناشی از آن اهمیت دارد. علی رغم مجزا بودن شبکه فاضلاب شهر اهواز، به دلیل عدم وجود سیستم جمع آوری آب های سطحی در منطقه، بخش اعظم آب باران نیز به شبکه فاضلاب نفوذ می کند و این شبکه به عنوان انتقال دهنده اصلی رواناب ها در نظر گرفته می شود. این تحقیق با هدف تخمین رواناب حاصل از باران طی دوره های بازگشت مختلف در منطقه زیتون کارمندی شهر اهواز، بررسی عملکرد شبکه جمع آوری فاضلاب منطقه در انتقال رواناب تولید شده و تعیین نقاط بحرانی شبکه از نظر پس زدگی، انجام شده است. به منظور شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب و ارزیابی سیستم جمع آوری فاضلاب از مدل swmm، استفاده شد. دوره های بازگشت 2، 5 و 10 سال با توجه به ویژگی های منطقه مورد مطالعه و براساس آیین نامه های موجود، انتخاب گردید. حساسیت پارامترهای موثر بر دبی اوج رواناب، بررسی شد. علی رغم عدم وجود ایستگاه هیدرومتری در منطقه مورد مطالعه، تلاش شده که اطلاعات لازم جهت تأیید نتایج مدل، تا حد ممکن براساس اندازه گیری ها و مشاهدات واقعی استخراج گردد. نتایج حاصل بیانگر ورود دبی باران به میزان قابل توجه (بین 5 تا 13 برابر دبی فاضلاب در دوره بازگشت های مختلف) به داخل شبکه جمع آوری فاضلاب منطقه مورد مطالعه می باشد. این شبکه در تمامی دوره های بازگشت مورد بررسی و در تداوم های مختلف، تنها قادر است کمتر از 50 درصد رواناب های حاصل از بارندگی را عبور دهد. وضعیت شبکه فاضلاب و تأسیسات دفع آب های سطحی در منطقه زیتون کارمندی، بحرانی ارزیابی شده و نیاز به بهسازی و بازسازی فوری دارد. نتایج به دست آمده از این پژوهش، می توانند در طراحی سیستم های دفع آب های سطحی، بهینه سازی سیستم جمع آوری فاضلاب با در نظر گرفتن ورود رواناب حاصل از باران و مدیریت رواناب های شهری در منطقه زیتون کارمندی مورد استفاده قرار گیرند.

با توجه به اهمیت بررسی میزان تبخیر از مخازن سدها در تأمین نیازهای کشاورزی، شرب و صنعت در این تحقیق به بررسی اثر تغییر اقلیم بر تبخیر از مخازن سدها در دوره های آتی پرداخته شده است. منطقه مورد مطالعه مخزن سد دز می باشد. این سد چندمنظوره بوده و جهت کنترل سیلاب¬های بالادست و آبیاری بخش¬های زیادی از اراضی شمال خوزستان و تولید برق و ذخیره آب مورد بهره¬برداری قرار می گیرد. با این وجود تاکنون تحقیقی بر بررسی اثر تغییر اقلیم بر میزان تبخیر از این سد انجام نگرفته است. در این مطالعه جهت تعیین میزان تبخیر از سطح آزاد فرمول های تجربی جهت برآورد تبخیر مورد بررسی قرار خواهند گرفت و سپس با استفاده از روش بیلان انرژی به عنوان روش مرجع برآورد تبخیر بهترین روش با استفاده از شاخص های آماری تعیین می گردد و میزان تبخیر در دوره های آتی با استفاده از فرمول تعیین شده، برآورد می گردد.

یکی از آثار پدیده تغییر اقلیم، تأثیر بر وقایع حدی ( سیلاب و خشکسالی) می باشد. در این تحقیق تلاش شده است تا تأثیر این پدیده بر رژیم دبی های حداکثر سالانه حوضه رودخانه خرم آباد در دوره (2030-2011) بررسی شود. به این منظور از داده های 8 مدل aogcm و سه سناریوی (a2, b1, a1b) مربوط به آنها و در مجموع از نتایج 19 مدل استفاده شد. این داده ها با استفاده از مدل آماری lars-wg ریز مقیاس نمایی گردیدند. با واسنجی و صحت سنجی مدل بارش- رواناب ihacres و پس از اطمینان از کارایی این مدل برای منطقه مورد مطالعه، در نهایت این داده ها به عنوان ورودی به مدل بارش رواناب داده شدند و مقدار رواناب حداکثر سالانه در دوره آتی شبیه سازی شد و به تحلیل نتایج پرداخته شد. نتایج حاکی از افزایش دمای متوسط سالانه به اندازه 4/0 تا 1 درجه سانتیگراد، تغییر بارش متوسط سالانه حوضه به اندازه 4- تا 14 درصد و تغییر دبی های حداکثر سالانه در دوره بازگشت های مختلف در دوره آتی (2030-2011) نسبت به دوره پایه (2011-1981) به اندازه 46- تا 19 درصد است.

احداث سد بر روی رودخانه باعث تله اندازی حجم زیادی از رسوبات همراه جریان در مخزن سد می گردد. در اغلب موارد آب خروجی از سد عاری از رسوب می باشد که این آب قابلیت حمل بالایی داشته و بسته به شرایط هیدرولیکی و دانه بندی مواد بستر باعث ایجاد پدیده کف کنی در پاین دست سد می گردد. در این تحقیق فرآیند کف کنی در پایین دست سد مخزنی کرخه که پس از احداث حجمی معادل 7 میلیارد مترمکعب آب را در خود ذخیره می سازد و یکی از بزرگترین سدهای جهان و بزرگترین سد ایران محسوب می شود مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از مدل hec-6 این پدیده و نیز پدیده رسوبگذاری در مخزن سد تنظیمی واقع در 11 کیلومتری پایین دست این سد شبیه سازی گردیده است . جهت مدل کردن رودخانه در پایین دست سد، از اطلاعات زیادی شامل ژئومتری مقاطع بستر، آمار دبی جریان و دبی رسوب ورودی و خروجی از مخزن سد، آمار مربوط به دانه بندی مواد معلق و دانه بندی مواد بستر و همچنین شرایط مرزی شامل سطح آب در دبی ها و ماههای مختلف در مقطع کنترل (سد تنظیمی پایین دست) استفاده گردیده است . در این بررسی عوامل موثر و روشهای محاسبه میزان کف کنی ارائه شده و سپس با استفاده از اطلاعات هیدرولیکی و هیدرولوژیکی ورودی و خروجی سد کرخه و مدل hec-6 به پیش بینی میزان کف کنی در پایین دست این سد پرداخته شده است . با استفاده از نتایج حاصل از اجرای مدل و بکارگیری توابع مختلف انتقال رسوب و دوره های زمانی مختلف ، میزان کف کنی و تغییرات بوجود آمده در بستر و سطح آب در پایاب سد، همچنین تغییرات ایجاد شده در دانه بندی مواد بستر، حجم رسوبات منتقل شده بر اثر پدیده کف کنی به مخزن سد تنظیمی پایین دست ، مورد بررسی قرار گرفته است . براساس نتایج محاسبه شده فرآیند کف کنی در یک دوره زمانی حدودا 30 تا 40 ساله بعد از بهره برداری از سد مخزنی متوقف خواهد شد. عمق کف کنی بستر در پایاب سد حدود 3 متر و بطول 2000 متر پیش بینی شده است . در این عمق و بازه مذکور پدیده جوشنی شدن بستر (با روش که مانع فرسایش بیشتر می شود، اتفاق می افتد. حجم رسوبات منتقل شده به مخزن سد تنظیمی بدلیل پدیده کف کنی بالا دست در حدود 1/2 میلیون مترمکعب پیش بینی شده است .