یافتن مقادیر بهینه برای پارامترهای هر مدل شبیه سازی، کاری است که همواره با شک و تردید همراه می-باشد. مثلاً یک هیدرولوژیست با وجود مهارت و تجربه بالا هم نمی تواند به نتایج برآورد خود اطمینان کافی داشته باشد. هدف از تحقیق حاضر، پیدا کردن محدوده اطمینان برای دبی خروجی و توزیع احتمالاتی پسین پارامترهای یک مدل توزیعی بارش- رواناب به کار رفته در حوضه ابولعباس در استان خوزستان با استفاده از الگوریتم عدم قطعیت متروپولیس تطبیقی، تکامل تفاضلی (dream) می باشد. این روش که اخیراً توسعه یافته است مبتنی بر روش نمونه گیر متروپولیس از گروه روش های مونت کارلو- زنجیر مارکف بوده که به خوبی قادر به بررسی فضای پارامتری با حداقل تعداد تکرار می باشد. تعداد چهار رویداد برای واسنجی و دو رویداد برای صحت سنجی توزیع های پسین پارامترها به کار گرفته شد. مدل هیدرولوژیک توزیعی affdef توسعه یافته در زبان برنامه نویسیfortran بدلیل خطای کمتر آن - به نسبت مدلهای یکپارچه - که ناشی از تخصیص مقادیر ورودی برای هر سلول می باشد، در این تحقیق بکار گرفته شد. بهبود نتایج مدل با اضافه شدن مولفه جریان زیر سطحی به آن صورت گرفت. تعداد 45000 اجرای مدل بارش-رواناب affdef برای سه رخداد و 75000 تکرار برای یک رخداد باقیمانده دوره واسنجی انتخاب گردید بطوریکه معیار همگرایی گلمن و رابین (r<1.2) در تمامی رخدادها ارضا گردد. سپس ساخت توزیع های پسین برای 9 پارامتر واسنجی مدل بارش-رواناب، با استفاده از پارامترهای 20 درصد انتهای هر زنجیر انجام گرفت. مقایسه محدوده توزیع های پارامترهای بدست آمده برای چهار رخداد واسنجی نشان از کاهش چشم گیر محدوده اولیه هر پارامتر داشت. نتایج بازه های 95 درصد اطمینان رویداد های دوره های واسنجی نشان داد که علاوه بر عدم قطعیت ناشی از پارامترهای مدل بارش-رواناب، منابع دیگر عدم قطعیت مانند ساختار مدل و مقادیر ورودی های اندازه گیری شده نیز سهم مهمی در خطای شبیه سازی دارند. همچنین دبی های اوج هیدروگراف که یکی از مهمترین مولفه های آن می باشند به خوبی در اطراف بازه های اطمینان 95 درصد تعیین شده قرار گرفتند. در مورد نقاط ابتدایی و انتهایی برخی رخداد ها، شرایط رطوبتی اولیه مدل و خطاهای موجود در روش های تعیین دبی پایه برای رویداد های کوتاه مدت باعث شده اند تا بازه اطمینان آنها، نقاط اندازه گیری شده را به خوبی در بر نگیرد و این نقاط تا حدودی خارج از محدوده اطمینان شبیه-سازی شده قرار گیرند. کارایی بالای الگوریتم dream در سرعت بالای رسیدن به همگرایی از دیگر ویژگی های خاص این الگوریتم می باشد بطوریکه مقایسه نتایج تعداد تکرارهای مورد نیاز الگوریتم جدید dream با الگوریتم قبلی scem-ua نشان از کارآیی بالای آن را داشت. اَشکال توزیع های پسین ارائه شده از رخدادهای دوره واسنجی به همراه نتایج صحت سنجی اخذ شده توسط توزیع نماینده (بهترین توزیع دوره واسنجی)، هر دو موید این مطلب بودند که توزیع پارامترها وابستگی زیادی به مشخصات رخداد از قبیل شرایط رطوبتی، مقدار دبی اوج، فصل وقوع بارش و مقدار آن دارند. به طوری که در یک رخداد منفرد توزیع پارامترها حول مقدار مشخصی متمرکز می شود در حالی که در مجموع سیلاب ها این امر اتفاق نمی افتد.

با توجه به اهمیت بررسی تغییرات زمانی رسوب معلق طی رگبارها در رودخانه ها و از طرفی نبود ایستگاه های رسوب سنجی کافی و مشکلات نمونه برداری رسوب معلق، ضرورت بررسی و ایجاد مدل هایی که به آسانی و درستی رسوب معلق را در طول مسیر رودخانه روندیابی نمایند دو چندان می کند. این در حالی ا ست که روندیابی رسوب نمود تا به حال بسیار کم مورد توجه قرار گرفته است. بر این اساس شبیه سازی رسوب نمود با استفاده از روش های روندیابی سیل (ماسکینگام و ماسکینگام کانژ)، منحنی سنجه رسوب و روش های ترکیبی ماسکینگام- منحنی سنجه و ماسکینگام-کانژ – منحنی سنجه رسوب در بخشی از رودخانه آبشینه مد نظر قرار گرفت. بدین منظور با انتخاب دو مقطع متوالی در مسیر اصلی رودخانه، نمونه برداری آب و رسوب معلق در فواصل زمانی نیم-ساعته از 13 رگبار طی فروردین 1390 تا اردیبهشت 1391 انجام گردید. برای تعیین پارامترهای روندیابی در روش ماسکینگام از روش ترسیمی و الگوریتم ژنتیک استفاده شد، که نتایج روش ترسیمی تأیید اما روش الگوریتم ژنتیک رد گردید. در روش ماسکینگام کانژ از دو روش پارامتر ثابت و متغیر استفاده شد. برای بررسی تاثیر گام مکانی، در روش ماسکینگام کانژ، بازه مورد مطالعه به ده گام مکانی نسبتاً همگن (زیربازه) تقسیم و سپس عملیات روندیابی با دو رویکرد در کل بازه و زیربازه ها اجرا گردید. مقادیر پارامترهایx و k در روش ماسکینگام به ترتیب 35/0 و 63/1، در روش ماسکینگام کانژ با پارامتر ثابت برای کل بازه به ترتیب 498/0 و 64/0 و برای رویکرد زیر بازه 46/0 و 86/0 بدست آمد. این پارامترها با روش پارامتر متغیر در کل بازه 498/0 و 87/0 و برای زیربازه 482/0 و 66/0 به دست آمد. بر اساس مقادیر پارامترهای روندیابی به دست آمده با استفاده از روش های مذکور، رسوب نمودهای مشاهداتی روندیابی گردیدند. به استثناء روش منحنی سنجه رسوب و روش های ترکیبی که نتایج غیر قابل قبولی ارائه نمودند، سایر روش ها همگی دارای میانگین ضریب کارایی بالاتر از 50 درصد، میانگین خطای نسبی غلظت حداکثر و وزن رسوب کمتر از 40 درصد بودند. افزایش تعداد گام مکانی نیز تاثیر معنی داری بر بهبود نتایج روندیابی رسوب نمود نداشته است.

چکیده ندارد.

تحقیق حاضر به منظور ارزیابی عملکرد اقدامات آبخیزداری وتحلیل اقتصادی این پروژه ها در کاهش خسارت سیلاب شهر خرم آباد واقع در استان لرستان انجام شده است. بدین منظور پس از انجام شبیه سازی هیدرولوژیک، در بالا دست حوزه آبخیز با استفاده از نرم افزار hec-hms، دبی اوج سیلاب های با دوره بازگشت 2، 5، 10، 25، 50، 100، 200 و 500 ساله مشخص شد. سپس با استفاده از مدل hec-ras تحلیل هیدرولیکی انجام پذیرفت و پروفیل های سطح آب در مقاطع تعیین شده استخراج گردیده و با بکارگیری gis و الحاقیه hec-geo ras پهنه های سیلابی در دوره بازگشت های فوق مشخص شد.

برآورد دبی اوج در مناطق با آمار محدود یا فاقد آمار یکی از مسائل مهم در طراحی سازه های آبی و مدیریت منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک است. راه حل رفع این مشکل استفاده از تجزیه و تحلیل منطقه ای سیلاب است. روش سیل شاخص از جمله روش های مرسوم تحلیل منطقه ای سیلاب برای برآورد دبی اوج محسوب می شود. در این تحقیق کلیه ایستگاه های هیدرومتری موجود در بخشی از حوزه آبخیز بزرگ مرکزی ایران مورد مطالعه قرار گرفتند و خصوصیات فیزیوگرافی اصلی حوزه های آبخیز بالادست این ایستگاه ها شامل مساحت، شیب متوسط، ارتفاع متوسط و ضریب شکل حوزه آبخیز استخراج گردید. سپس با استفاده از آزمون همگنی به روش تحلیل خوشه ای سه منطقه همگن تشخیص داده شد و تحلیل منطقه ای به روش معمول در این سه منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در مجموع دقت روش سیل شاخص کم است؛ همچنین بهترین دبی شاخص، دبی با دوره بازگشت 2 سال است؛ و استفاده از پارامترهای دیگر علاوه بر مساحت تاثیری در افزایش دقت این روش ندارند. علاوه بر موارد ذکر شده ثابت گردید که استفاده از ضرایب اصلاحی که با توجه به خصوصیات موثر بر سیلاب استخراج شده باشند تا حدودی در ارتقاء دقت نتایج حاصل موثر خواهند بود.

پیش بینی رواناب ناشی از رگبارهاجهت طراحی سازه های هیدرولیکی یکی از موارد مهم هیدرولوژی کاربردی می باشد. مهمتراز آن پیش بینی آبنمود ناشی از وقوع هر رگبار می باشدکه می تواندبویژه در سیستمهای هشدار سیل مورد استفاده قرار گیرد. بدیهی است جهت پیش بینی آبنمود سیل هر رگبار، برآورد حجم بارش موثر بصورت ساعتی امری اجتناب ناپذیر می باشد. در تحقیق حاضر با تاکید براین موضوع که میزان رطوبت قبلی خاک نقش اساسی در میزان آبدوی حوضه های آبخیز دارد، میزان کاهشهای هیدرولوژیک بارندگیها بصورت رویدادهای منفرد در رابطه با رطوبت قبلی خاک مورد توجه قرار گرفت . بنابراین جهت بررسی رطوبت قبلی خاک ،بارندگیهای پیشین مورد استفاده قرار گرفتند و با استفاده از روابط ریاضی شاخص بارش پیشین (api) به عنوان معیاری جهت بررسی رطوبت قبلی خاک در زمان وقوع رگبارهای مختلف و در زیر حوضه های مختلف حوزه آبخیز کشکان محاسبه گردید. مسئله مهم در رابطه با تعیین شاخص بارش پیشین ، تعیین مقدار (k) به عنوان ضریب افت رطوبت می باشدکه در محاسبه (api) به کار گرفته می شود. مقدار (k) در ارتباط با درجه حرارت هر زیر حوضه و تحلیل همبستگی بین (api) محاسبه شده جهت هر رگبار از یکسو و مقدار رواناب ناشی از آن رگبار و با استفاده از روش حداقل مربعات برای دوازده ماه سال و برای هر زیر حوضه محاسبه گردید. بدین ترتیب برای هر زیر حوضه بهترین رابطه جهت پیش بینی مقدار رواناب از روی مقدار (api) بدست آمد. از آنجاییکه برآورد تلفات اولیه جهت پیش بینی آبنمود ناشی از هر رگبار می تواند مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین جهت بررسی مقدار تلفات اولیه هر رویداد مدل تلفات اولیه که به صورت یک رابطه نمایی ارائه گردیده است مورد توجه قرار گرفت و پارامترهای مدل برای تمام زیر حوضه ها از روش بهینه سازی تعیین ودر نهایت روابط بین تلفات اولیه و (api) برای تمامی زیر حوضه ها تعیین گردید. بهرحال بطوریکه از نتایج حاصل دیده می شود تفکیک تلفات اولیه از تلفات کل در حوضه های آبخیز بزرگ مشکل بنظر می رسد ودر عوض نقش شاخص بارش پیشین در این گونه حوضه ها بصورت تاثیر روی تلفات کل می باشد.

برآورد دبی سیلابی یکی از مهمترین اطلاعات مورد نیاز در اداره منابع آب آبخیزها می باشد. در تحقیق حاضر با توجه به برآوردهای متفاوت با روشهای مختلف برآورد دبی سیلابی سعی شده است برآورد دبی سیلابی به روش شیب - سطح و مدل هیدرولیکی hec_hms در حوضه آبخیز جاغرق خراسان مقایسه شود. نتایج تحقیق نشان می دهد که دبی سیلابی برآوردشده با استفاده از مدل کامپیوتری hec_ hms و دبی های سیلابی برآوردشده به روش شیب -- سطح با یکدیگر تفاوت معنی داری ندارند.

هیدرولوژیست ها همواره با مشکل برآورد خصوصیات هیدرولوژیکی حوزه های فاقد آمار روبرو بوده و هستند. روش های مختلف و متعددی برای حل این مشکل ارائه گردیده است . در تمامی این روش ها فرض بر این است که حوزه های مجاور دارای مشابهت هیدرولوژیکی بیشتری نسبت به حوزه های غیر مجاور می باشند و به این دلیل می توان مقدار اندازه گیری شده یک پارامتر را در حوزه ای، برای حوزه های مشابه به کار برد. متاسفانه این کار همواره صحیح نخواهد بود. یعنی هیچ دلیل قابل قبول و کافی وجود ندارد که تنها مجاورت جغرافیایی را دلیل بر شباهت هیدرولوژیکی صورت گیرد، به سادگی می توان نشان داد که حوزه های واقع در یک منطقه جغرافیایی معین ممکن است به واسطه تفاوت در خصوصیات فیزیکی، دارای رژیم های هیدرولوژیکی کاملا متفاوتی باشند. بنابراین نمی توان سطح قابل قبول و بالایی از اطمینان در این ادعا داشت که تمام حوزه های واقع در یک منطقه، رژیم هیدرولوژیکی مشابه و یکسانی دارند. در این تحقیق روشی معرفی می گردد که در تعمیم و جابجایی شاخص های هیدرولوژیکی حوزه ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش که به روش جابجایی (transposition method) معروف است ، ابتدا با استفاده از معادلات رگرسیون چند متغیره (multiple regression) مناسب ترین خصوصیات فیزیکی و هواشناسی حوزه ها برای برآورد شاخص یا شاخص های هیدرولوژیکی (hydrologic indices) مورد نظر شناسایی شده و پس از استاندارد کردن مقادیر خصوصیات انتخاب شده، آن ها را در تابع پیشنهادی andrews قرار داده و با رسم منحنی تمام حوزه ها، شبیه ترین حوزه به حوزه فاقد آمار تعیین می گردد. در نهایت ، از آمار شبیه ترین حوزه فاقد شاخص های هیدرولوژیکی، می توان برای حوزه فاقد آمار استفاده کرد. در ضمن، در این روش از این پیش فرض که مجاورت جغرافیایی همبستگی مستقیم با مشابهت هیدرولوژیکی دارد، استفاده نمی شود. در این تحقیق تعدادی از حوزه ها و زیرحوزه های استان کرمانشاه انتخاب گردیده و میزان اعتبار و دقت روش جابجایی در برآورد شاخص های هیدرولوژیکی مورد مطالعه در آنها مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت . لازم به توضیح است که تعداد حوزه های انتخاب شده در این تحقیق برای قضاوت در مورد اعتبار یا عدم اعتبار این روش کافی نبوده و علاوه بر این برای افزایش اعتبار و دقت نتایج، بهتر است این روش در مناطق مختلف واسنجی گردد. بدیهی است محدودیت های مختلف از قبیل محدودیت زمانی و مالی نیز تاثیر بسزایی در میزان دقت و اعتبار نتایج حاصله خواهند داشت . در اکثر موارد نتایج روش جابجایی به مقدار واقعی نزدیک تر بوده است .

سیل یکی از پدیده های پیچیده و مخرب طبیعی است که خسارات سالیانه قابل توجهی را بدنبال دارد. از طرفی، سیلاب دشتها و مناطق مجاور رودخانه ها، دائما در معرض خطر سیل بوده و اکثر فعالیتهای اقتصادی و اجتماعی در این گونه مناطق صورت می گیرد. لذا، ضروری است که دراین گونه مناطق، نقشه پهنه بندی سیل می تواند بعنوان ابزاری مناسب و قانونی جهت تعیین استراتژیهای توسعه، تلقی گردد. دراین تحقیق، مناطق سیل گیر دشت سیلابی سیلاخور بروجرد در دوره بازگشتهای مختلف، تهیه گردیده است. برای تهیه نقشه پهنه های سیل گیر، به طریق زیر عمل گردید: ابتدا آمار و اطلاعات هیدرولوژیکی (نظیر بارندگی، دبی و ...) از سازمانهای مختلف، جمع آوری گردید. سپس نسبت به تجزیه و تحلیل، بازسازی و تکمیل آنها، اقدام شد. همچنین هیدروگراف واحد طبیعی حوضه و زیرحوضه ها، تعیین گردید. علاوه بر این، در فواصل مختلفی از رودخانه، مقطع برداری، صورت گرفت (جمعا 262 مقطع عرضی). مشخصات رودخانه و دشت سیلابی (نظیر وضعیت بستر و کناره های رودخانه، وجود و یا عدم وجود پوشش گیاهی و ...)مشخصات سازه های مختلف مسیر رودخانه نظیر پلها، یادداشت گردید. در شاخه ها و بازه های مختلف رودخانه، روندیابی سیل به روش ماسکینگام-کانژ صورت گرفت. در نهایت با بکارگیری نرم افزار ‏‎hec-ras‎‏، نقشه پهنه های سیل گیر با مقیاس 000/50: 1 پروفیل سطح آب و مشخصات جریان در بازه ها و دوره بازگشتهای مختلف، استخراج شد. پس از تهیه پهنه های سیل گیر، در نقاط بحرانی و مشخصی و به روشهای مختلف، دقت و صحت این نقشه ها، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در صورت در نظر گرفتن محدودیتهای نرم افزار فوق و رفع محدودیتهای آن با روشهای مختلف، نقشه های حاصله از دقت و صحت بالایی برخوردار خواهند بود.

انسان از بدو خلفت همواره در مبارزه با بلایای طبیعی از جمله یکی از مهم ترین آنها، سیل بوده است و در این راه مبارزه همه جانبه ای را انجام داده است. جهت مقابله با این مسئله مهمترین راه پیشگیری دانسته شده است و لازمه پیشگیری، پیش بینی صحیح می باشد. برای این منظور در طی چند سال اخیر مدلهای مختلف جهت برآورد دبی سیلاب طراحی شده است که مدل ‏‎hec-hms‎‏ یکی از مدلهایی است که استفاده از ان در طی چند سال اخیر در آمریکا و جهان رایج گردیده است. با استفاده از این مدل و مقایسه آن با اطلاعات مشاهده ای می توان این مدل را برای منطقه مورد مطالعه جهت برآورد رابطه بارش - رواناب استفاده نمود که در این تحقیق، با استفاده از اطلاعات مشاهده ای بارندگی، مقدار سیلاب ناشی از آن، توسط مدل برآورد گردیده و مقدار برآوردی با مقدار مشاهده ای سیلاب تطبیق یافته است و در آخر از نتایج تعیین دبی به روش شیب - سطح مقطع، جهت مقایسه نتایج حاصل از مدل کلیبره شده ‏‎hec-hms‎‏ استفاده گردیده است و مشخص گردید که مدل ‏‎hec-hms‎‏ نتایج بسیار نزدیک به واقعیتی را می دهد.

کمبود آمار و اطلاعات هیدرومتری یکی از مشکلات و معضلات اساسی در امر برآورد دبی لحظه ای با دوره بازگشتهای مختلف می باشد و همین امر سبب شده است که بسیاری از طرحهای اجراشده از جمله ساخت سدها، پلها، جاده ها و... با مشکلات عدیده ای مواجه شود. بدین منظور استفاده از روشهایی که بتواند با استفاده از آمارهای ناقص موجود، دقیقترین برآورد را از دبی با دوره بازگشتهای مختلف داشته باشد ضروری به نظر می رسد. روش ترکیبی داده ها یکی از این روشها می باشد که تمام ایستگاههای منطقه را چه دارای آمار کامل و چه با آمار ناقص در نظر می گیرد و در واقع یک روش سال - ایستگاه می باشد و مدلهایی برای برآورد دبی لحظه ای ارائه می دهد. خصوصیت این روش آن است که نیازی به بازسازی آمار در ایستگاههایی که آمار ناقص دارند ندارد ولی در سایر روشهای برآورد دبی لحظه ای باید ابتدا آمار ناقص دارند بازسازی گردد و آنگاه مدلسازی شود که در نتیجه از دقت مدلها کاسته می شود. در این تحقیق سه روش سیل شاخص، رگرسیون چندگانه و ترکیبی داده ها برای برآورد دبی لحظه ای آزمون شده اند که برای این منظور ابتدا کل منطقه به دو یا سه گروه همگن تقسیم شده و در نهایت مدلهای منطقه ای طبق هر روش ارائه شده است. به طور کلی آزمون فوق نشان داد که مدلهای روش دورگه در دوره بازگشتهای کوتاه مدت دقت بیشتری در مقایسه با دو روش دیگر دارند و اجرای دو روش دیگر نیز موید این مطلب بود. در نتیجه روش تریبکی داده ها برای اغلب کارهای آبخیزداری و کنترل سیلاب منطقه که نیاز به برآورد دبی در دوره بازگشتهای کوتاه مدت دارند بسیار مفید خواهد بود.

فرآیند فرسایش و رسوب منجر به هدر رفت خاک حاصلخیز سطحی از یک سو، و کاهش حجم آبگیری سدهای بزرگ ذخیره ای و افت نفوذپذیری بندهای تغذیه آبهای زیرزمینی از سوی دیگر می شود. رسوبات همراه سیلهای طغیانی اراضی در معرض سیل را پوشش داده و از حیز انتفاع خارج می سازد. بنابراین بحث حفاظت خاک در مقابل پدیده فرسایش و رسوب همواره در کنار هیدرولوژی قرار داشته و واژه آبخیزداری نیز ناظر بر حفاظت آب و خاک بطور دائم می باشد. درک اهمیت فرسایش و رسوب سالهاست که توجه دست اندرکاران و صاحبنظران منابع طبیعی را به خود معطوف داشته است. بطوری که در حال حاضر مطالعه فرسایش و رسوب یکی از پارامترهای اصلی و جز تفکیک ناپذیر مطالعات آبخیزداری یک حوزه آبخیز بشمار میرود، و روشهای مبارزه با پدیده فرسایش و رسوب پیکره برنامه ریزی مدیریت حوزه آبخیز را تشکیل می دهد.بررسی و مطالعه دقیق فرسایش و رسوب مستلزم اندازه گیری های مستقیم و کسب اطلاعات لازم از طریق ایستگاههای رسوب سنجی است.

ارزیابی و اندازه گیری مقدار رسوب خروجی از حوضه های آبخیز و یا برآوردهای نزدیک به واقعیت این عامل یکی از اهداف اصلی مطالعات فرسایش و رسوب می باشد. جهت پیش بینی و شناخت حوادث و پدیده فرسایش و رسوب از مدلهای مختلفی استفاده می شود که بسته به هدف مطالعه و آمار موجود می توان مدل مناسبی را انتخاب نمود. در مطالعه حاضر با استفاده از مدل کامپیوتری ‏‎sedimot ii‎‏ ، تولید رسوب در حوضه مورد مطالعه مورد ارزیابی قرار گرفته که بدین وسیله زیرحوضه های دارای بیشترین تولید رسوب تعیین گردیده و مقدار کل رسوب تولید شده در حوضه در هر رویداد برآورد شده و اقدام به کالیبراسیون مدل در شرایط حوضه گردیده است. این حوضه یکی از سرشاخه های گرگان رود بوده و در 12 کیلومتری جنوب فاضل آباد گرگان قرار گرفته است و بنام حوضه محمدآباد معروف می باشد.

به منظور بررسی سهم اثر زیرحوضه ها، در سیلخیزی حوضه آبخیز گرمابدشت با استفاده از مدل ‏‎hec-hms‎‏ حوضه مزبور به 20 زیرحوضه تفکیک و اطلاعات مورد نیاز مدل استخراج شده است.