یکی از مهمترین منابع تأمین کننده آب قابل شرب مصرفی، سفره های آب زیرزمینی هستند. این آب ها به دلیل شیرین بودن، ترکیبات شیمیایی ثابت، دمای ثابت، ضریب آلودگی کمتر و سطح اطمینان بالاتر در تأمین آب، به عنوان یک منبع قابل اتکا به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شوند. در دهه های اخیر افزایش روزافزون جمعیت، نیاز های انسانی و تغییر الگوهای مصرفی جوامع، برنامه ریزی و مدیریت منابع آب را بیش از پیش ایجاب می کند. از راهکارهای مدیریتی منابع آب زیرزمینی می توان به جبران این منابع از طریق تغذیه مصنوعی و بهره برداری با توجه به ظرفیت آبخوان ها اشاره نمود. با توجه به بهره برداری بی رویه از آب های زیرزمینی، تغذیه مصنوعی و مکان یابی محل های مناسب جهت اجرای چنین طرح هایی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق که در حوزه خلیج گرگان انجام شده، چهار نقشه شیب، نفوذپذیری سطحی، ضخامت آبرفت و کیفیت آبرفت تهیه شد و با مدل فرایند تحلیل سلسله مراتبی (ahp) وزن این لایه ها برای تلفیق آن ها در نرم افزار gis بدست آمد و سپس منطقه به چهار پهنه ی بسیار مناسب، مناسب، متوسط و نامناسب، جهت تغذیه مصنوعی آبخوان تقسیم بندی شد.

با توجه به محدودیت های منابع آب و رشد سریع تقاضای آب و توزیع غیر یکنواخت خصوصیات زمانی و مکانی بارندگی در کشور، مدیریت آبیاری تبدیل به یکی از موضوعات مهم شده است. در این تحقیق، هدف تعیین برنامه ریزی و زمانبندی آبیاری بر اساس نیاز واقعی آب می باشد. برای این منظور، مطالعه موردی در منطقه دشت دردوزن انجام شده است. نقشه تبخیر- تعرق منطقه در یکی از نرم افزارهای جانبی arcgis به نام arcet با استفاده از نقشه های تبخیر- تعرق مرجع و ضرایب گیاهی بدست می آید. داده های لازم برای محاسبه تبخیر– تعرق مرجع داده های آب و هوایی، مدل رقومی ارتفاعی و موقعیت جغرافیایی ایستگاه های هواشناسی می باشد. همچنین، داده های کاربری زمین و ضرایب گیاهی برای تهیه نقشه های ضرایب گیاهی ضروری است. بدین ترتیب، تبخیر – تعرق گیاه از ضرب مقادیر تبخیر – تعرق مرجع در ضرایب گیاهی هر منطقه بدست می آید که این کار در نرم افزار arcgis با استفاده از تحلیل مکانی انجام می شود. از سوی دیگر نرم افزار aqua crop برای بررسی میزان بهره وری و تولید محصول خشک در برنامه ریزی آبیاری مورد نظر استفاده شده است. مقادیر بهره وری و میزان تولید محصول خشک برای حالتی که هیچ گونه محدودیتی برای استفاده از آب وجود ندارد، محاسبه گردیده اند. این مقادیر برای گیاهانی که در منطقه کشت شده اند از جمله گندم، جو و ... برای دو حالت عمق ثابت و دور آبیاری متغیر و عمق متغیر و دور آبیاری ثابت، بدست آمده اند. سپس، عمق و بازه آبیاری مناسب که بیشترین محصول خشک و بهره وری را می دهند، تعیین گردیده اند. در نهایت، مشاهده گردید که میزان محصول خشک و بهره وری در برنامه آبیاری انتخاب شده بر اساس نیاز واقعی گیاه، در مقایسه با مقادیر بهینه تقریباً یکسان است.

آب های زیرزمینی و مدیریت منابع آب نقش کلیدی در حفظ شرایط پایدار ایفا می کند. با توجه به کمبود نمونه های مکانی، هزینه بالا و محدودیت زمانی، مدل سازی مکانی و زمانی توزیع آلودگی آبخوان ضروری به نظر می رسد. ورود مواد آلاینده با غلظت بالا به آب های زیرزمینی مورد استفاده در بخش شرب می تواند سبب بروز بیماری های خطرناکی به ویژه برای کودکان گردد. از آنجا که عمده آب شرب از منبع آب زیرزمینی تأمین می شود لذا هدف از این تحقیق تعیین سزیم-137 در آب های زیرزمینی و پهنه بندی کیفی آب شرب به وسیله تحلیل سلسله مراتبی (ahp) می باشد. به این منظور داده های کیفی چاه های عمیق منطقه مربوط به دو دوره پرآبی (اردیبهشت) و کم آبی (مهر) بین سال های 1374 تا 1391، شامل آنیون های کلراید، سولفات و بیکربنات و کاتیون های کلسیم، منیزیم و پتاسیم و tds تهیه شد. همچنین به منظور تعیین سزیم-137 در آب های زیرزمینی، ده نمونه از چاه های آب شرب سراسر آبخوان برداشت و برای تعیین میزان اکتیویته به سازمان انرژی اتمی برده شد. برای بررسی کیفی آب های زیرزمینی، داده ها برای هر دو دوره کم آبی و پرآبی در هر سال درون یابی شدند. سپس با تهیه پرسشنامه بر اساس روش ahp، مقایسات زوجی بین پارامترها انجام شد و ضرایب وزنی هر پارامتر بدست آمد. نتایج نشان داد که هیچ مقداری از سزیم-137 در آب زیرزمینی منطقه مشاهده نشد. تمام منطقه برای برداشت آب شرب مناسب می باشد، تنها شمال غرب منطقه به دلایل نزدیکی به دریا، قرارگیری این ناحیه در مصب و نیز بالا بودن سطح آب زیرزمینی از کیفیت پایین تری برخوردار بود و بر اساس دستورالعمل کیفی شولر به عنوان کیفیت قابل قبول طبقه بندی شد. نهایتاً، بخش های شمالی و شمال غرب حوضه مورد مطالعه به دلیل بالا بودن سطح آب زیرزمینی از مناطق آسیب پذیر در برابر منابع آلودگی مانند نفوذ پسآب های شهری و کشاورزی، چاه های جذبی و فعالیت های کشاورزی است.

هدف از انجام این پژوهش تعیین تاثیر بهینه سازی الگوی کشت در افزایش درآمد و کاهش مصرف آب در سه اقلیم متفاوت استان گلستان می باشد. اراضی شهرستان های آق قلا، علی آباد و اترک به عنوان مناطق مطالعاتی انتخاب گردیدند. سناریوهای مدیریتی در قالب چهار رویکرد "الف) تفاوت در منبع آب مزارع"، "ب) تفاوت در مساحت اختصاص یافته به محصول گندم"، "ج) تفاوت در میزان بارش منطقه" و "د) تفاوت در قیمت فروش محصولات" طراحی و اجرا گردیده است. رویکرد دوم در سناریوی مدیریتی بر اساس مقدار مساحت تخصیص یافته به کشت گندم در سه حالت بدون قید مساحت، 50% و 80% مساحت کل مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بهینه سازی الگوی کشت، از روش برنامه ریزی غیرخطی و نرم افزار لینگو استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوی کشت فعلی در مناطق بهینه نبوده و در صورت اعمال الگوی کشت پیشنهادی، درآمد خالص مناطق به همراه کاهش حجم آب مصرفی، به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده می توان گفت که اولویت بندی کشت گیاهان هر منطقه در بهینه سازی الگوی کشت، با توجه به اقلیم مناطق متفاوت خواهد بود.

پدیده تغییر اقلیم در سال های اخیر منجر به تغییرات قابل توجه در عناصر هواشناسی و در نتیجه وضعیت منابع سطحی و زیرزمینی تامین آب در نقاط مختلف شده است. با توجه به اینکه منابع زیرزمینی به عنوان یک منبع مطمئن تامین آب خصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک عمل می کند، این مساله باعث وارد شدن فشار و افت قابل توجه منابع زیرزمینی شده است. در این پژوهش، اثرات تغییر اقلیم بر وضعیت منابع آب زیرزمینی دشت گرگان واقع در شمال و شمال شرق ایران بررسی شده است. تامین آب بخش های مختلف منطقه به شدت به منابع زیرزمینی وابسته بوده و به همین دلیل بررسی تغییرات آب های زیرزمینی در دوره های آتی در توسعه این دشت و برنامه ریزی و مدیریت منابع آب آن حائز اهمیت می باشد. به منظور ارزیابی اثرات تغییر اقلیم، از خروجی مدل-های گردش عمومی جو(gcm) استفاده می شود. جهت انطباق مقیاس خروجی این مدل ها با مقیاس مورد نیاز مطالعات محلی تغییر اقلیم، داده های بارش و دما توسط مدل lars-wg ریز مقیاس شده اند. از اطلاعات ریز مقیاس شده جهت تعیین مقادیر تغذیه و تخلیه آبخوان در دوره های آتی استفاده می شود. برای بررسی تغییرات تراز آب زیرزمینی در مقاطع مختلف، کد modflow در محیط نرم افزار pmwin توسعه داده شده است.نتایج مطالعه با فرض حفظ وضعیت موجود توسعه منطقه، حاکی از سیر نزولی حجم آبخوان با توجه به تغییرات اقلیمی و اثرات آن بر منابع و مصارف محدوده مطالعاتی می باشد.

آب های زیرزمینی یکی از منابع اصلی در تامین آب کشاورزی می باشد. از این رو شناخت و آگاهی از کیفیت آب های زیرزمینی و پهنه بندی آنها بر اساس کمیت عناصر مختلفشان ما را در اتخاذ تصمیمات مدیریتی و کاهش آلودگی آب های زیرزمینی یاری خواهد کرد. هدف از این تحقیق پهنه بندی کیفی آبخوان آزاد حوضه قره سو استان گلستان با استفاده از منطق فازی و تحلیل سلسله مراتبی(ahp) در سیستم اطلاعات جغرافیایی(gis) می باشد. به همین منظور از پارامترهای کیفی چاه های نیمه عیمق منطقه مطالعاتی شامل کل جامدات محلول، هدایت الکتریکی، سدیم، کلر، نیترات، بی کربنات و اسیدیته در دو دوره پرآبی(اردیبهشت) و کم آبی(مهر) بین سال های 1381 تا 1391 استفاده شد. ابتدا پارامترهای کیفی با استفاده از روش درون یابی در gis پهنه بندی گردیدند و بر استاندارد فائو و روش های آبیاری سطحی و بارانی کلاسه بندی شدند. سپس هر یک از نقشه های بدست آمده با استفاده از تایع عضویت خطی کاهنده در gis فازی گردیدند آنگاه با تهیه پرسشنامه بر اساس روش ahp مقایسه زوجی بین پارامترها بر اساس نقش این پارامترها در کاهش محصول کشاورزی و شورشدن اراضی انجام شد و با استفاده از نرم افزار expert choice ضرایب وزنی هر یک از پارامترها بدست آمد. از ضرب ضرایب وزنی در لایه های فازی کیفی و تلفیق آنها، نقشه های پهنه بندی با استفاده از منطق فازی- تحلیل سلسله مراتبی با استفاده از استاندارد فائو بدست آمد. همچنین با استفاده از ضرایب وزنی و لایه های کیفی و میانگین گیری هندسی وزنی، نقشه های پهنه بندی با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی بدست آمد. نتایج نشان داد که روش منطق فازی- تحلیل سلسله مراتبی نسبت به روش تحلیل سلسله مراتبی برتریت دارد و طبق این روش از نظر شور شدن اراضی و از کل مساحت آبخوان، 9/65 درصد در طبقه بدون محدودیت و 1/34 درصد در طبقه محدودیت جزئی تا متوسط قرار دارد و از نظر کاهش محصول کشاورزی 73 درصد در طبقه بدون محدودیت و 27 درصد در طبقه محدودیت جزئی تا متوسط قرار دارد و همچنین شمال غرب منطقه مطالعاتی یه علت نزدیکی به دریا و قرار گرفتن در مصب و بالابودن سطح آب زیرزمینی و شمال منطقه مطالعاتی به علت نزدیکی به شهر و نفوذ پساب ها و فاضلاب های شهری به آب زیرزمینی و احتمالاً نقش سازندهای زمین شناسی از کیفیت پایین تری برخوردار است.

در بیشتر مطالعات هیدرولوژیکی وجود اطلاعات کامل و معتبر هواشناسی و هیدرولوژی از الزامات اساسی یک طرح محسوب می شود. اما برخی مواقع خلأ ناشی شده از عدم ثبت آمار در ایستگاه ها و استفاده از این اطلاعات ناقص، باعث ایجاد خطا در نتایج می گردد. بنابراین بایستی با استفاده از روش های گوناگون این نواقص را برطرف نمود، به عبارتی دیگر داده های گم شده را بازسازی نمود. امروزه روش های نوین متعددی در پیش بینی و مدل سازی پارامترهای گوناگون در مهندسی آب گسترش یافته است. در این تحقیق داده های گم شده دبی ایستگاه هیدرومتری قزاقلی واقع در حوضه گرگانرود استان گلستان به کمک اطلاعات ایستگاه کامل بالادست با استفاده از روش های مرسوم آماری و روش های نوین از قبیل شبکه عصبی مصنوعی(ann)، سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی (anfis)، برنامه ریزی ژنتیک(gp)، درخت تصمیم m5، نزدیک ترین k همسایگی(knn) و همچنین با استفاده از روش سری زمانی به کمک آمار خودایستگاه در مقیاس روزانه و ماهانه بازسازی شد و سپس این روش ها بایکدیگر مقایسه شدند. در تمامی روش ها از مجموع کل داده های دبی درطی یک دوره آماری مشترک 30 ساله، 80 درصد داده ها برای آموزش و 20 درصد داده ها برای آزمون مدل در نظر گرفته شد. براساس معیارهای ارزیابی مدل در مقیاس روزانه به ترتیب روش های شبکه عصبی مصنوعی و روش فازی- عصبی و در مقیاس ماهانه روش های فازی- عصبی تطبیقی و برنامه ریزی ژنتیک بهترین نتایج را در مقایسه با سایر روش ها ارائه می دهند. همچنین روش سری زمانی نتایج قابل قبولی را ارائه نمی دهد. بنابراین با توجه به اینکه روش های نوین باعث افزایش دقت و سرعت در انجام عمل محاسبات بازسازی داده های گم شده شده است، توصیه می شود در بیشتر مطالعات پروژه های آبی، طرح های توسعه کشاورزی و نظایر آن مورد استفاده قرار گیرند.

آبزی پروری در جهان فعالیت متنوعی است و راه حفاظت از این تنوع، فهم اصولی است که می تواند بر توسعه آتی آن موثر باشد. یکی از مهمترین مسائل مربوط به پرورش گونه آبزی، شناخت روابط بین پارامترهای زیستی و غیرزیستی و تأثیر آن ها بر رشد موجود می باشد. این تحقیق به منظور تعیین پارامترهای فیزیکوشیمیایی و اقلیمی موثر بر روی رشد میگوی وانامی (litopenaeus vannamei) انجام شد. این تحقیق در 8 استخر خاکی که از لحاظ تراکم ذخیره (350000، 182000، 100000 قطعه در هکتار) و زمان رهاسازی (29/3/91، 7/4/91، 14/4/91، 1/5/91) متفاوت بودند، در سایت پرورشی گمیشان (استان گلستان) در تابستان 1391 به اجرا گذاشته شد. پارامترهای زیستی و غیرزیستی مورد مطالعه در طول دوره پرورش، شامل طول و وزن کل، اکسیژن محلول،پی اچ، درجه حرارت آّب،شوری، شفافیت، آمونیاک، کلر، فسفات، کلسیم، نیترات، نیتریت، پتاسیم بودند. مقایسه آماری نشان داده که در بین استخرهای مختلف پارامترهای شفافیت، پی اچ، نیتریت اختلاف معنی دار داشتند و در بین تراکم ها و زمان های رهاسازی متفاوت، پارامتر شفافیت اختلاف معنی داری داشت، این پارامترها بیشترین تأثیر را بر رشد داشتند. نرخ میانگین وزن و طول نهایی در 8 استخر بترتیب 19/14گرم و 88/132میلی متر بوده است. بنابراین می توان با توجه بیشتر و اعمال مدیریت بهتر بر این سه پارامتر و زمان زودتر ذخیره سازی(بازه زمانی 23 اردیبهشت تا 2 خرداد) در سایت گمیشان به تولید مطلوب تر دست یافت.

رطوبت خاک متغیر کلیدی برای درک فرآیندهای هیدرولوژیکی و شار انرژی در سطح زمین می باشد. بنابراین شبیه سازی و یا پیش بینی دقیق آن در طرح های آبیاری، مدیریت زراعی، پیش-بینی خشکسالی و سیل، مدیریت کیفیت آب و تغیر اقلیم از اهمیت بالایی برخوردار است. اما علیرغم اهمیت زیاد این متغیر هیدرولوژیک، بکاربردن روش های اندازه گیری صحرایی با توجه به تغییرات زیاد زمانی-مکانی خصوصیات خاک و همچنین هزینه های بالای آن منطقی نیست. بر این اساس استفاده از مدل های فیزیکی به عنوان راهکاری برای رفع این مشکل مد نظر پژوهشگران قرار گرفته است. در این مطالعه، مدل مفهومی swat در شبیه سازی رطوبت خاک در حوضه آبریز نومل مورد بررسی قرار گرفت. swat مدلیفیزیکیاست که فرآیندهایمرتبطباحرکتآب،رسوبات،رشدگیاه،چرخهمواد مغذیو ... رابطورمستقیماز رویپارامترهایورودیشبیه سازیمی نماید.این مدل نیازمنداطلاعاتیدرموردآبوهوا،مشخصات خاک،توپوگرافی،پوششگیاهیوروش هایمدیریتوکاربری اراضیدرسطححوضه می باشد. مدل در دوره ی زمانی 13 ساله در حوضه آبریز نومل اجرا شد. در فرآیند مدل سازی، حوضه آبریز نومل به 23 زیر حوضه تقسیم شد. برای واسنجی مدل swat در سطح محدوده مطالعاتی و براساس مقادیر اندازه گیری شده رطوبت خاک و نیز تحلیل عدم قطعیت مدلدر سطح حوضه، از الگوریتم sufi2 در بسته نرم افزاری swat-cup استفاده گردید. درجه عدم قطعیت توسط فاکتورهای p-factor و r-factor محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقادیر r-factor در اکثر زیرحوضه ها کمتر از 1 و در کل حوضه 01/1 و مقایر p-factor در زیر حوضه ها بین 50-99 درصد و در کل حوضه 90 درصد می باشد. این مقادیر بیانگر واسنجی خوب رطوبت در سطح حوضه و عدم قطعیت زیاد پیش بینی ها هستند. شاخص 2br بعد از واسنجی 58 درصد بوده است که نشان می دهد واسنجی مدل در حوضه از دقت قابل قبولی برخوردار است و همچنین ضریب همبستگی 2r در حوضه برابر 63 درصد بوده که با توجه به بررسی های گذشته و کیفیت داده های استفاده شده در این پژوهش قابل قبول ارزیابی گردید. به این ترتیب، می توان مدل swat را ابزار مناسبی برای شبیه سازی و پیش بینی مقادیر رطوبت خاک در سطح حوضه های آبریز دانست. همچنین اطلاعات مهمی در مورد رطوبت خاک، هم از نظر توزیع مکانی (در مقیاس زیرحوضه) و هم از نظر توزیع زمانی (در مقیاس روزانه) به همراه باند تخمین عدم قطعیت پیش بینی ها به دست آمد.

تحلیل فراوانی سیلاب و در واقع کسب آگاهی از احتمال رخداد وقایع حدی و دوره بازگشت آنها می تواند کمک شایانی به برنامه ریزی منابع آب و کاهش خسارات ناشی از این پدیده طبیعی نماید. تحلیل یک متغیره ی وقایع هیدرولوژیک به علت عدم در نظر گرفتن مشخصه های موثر بر واقعه همواره با خطا همراه بوده بنابراین در این تحقیق تحلیل فراوانی دو متغیر ه ی سیلاب مدنظر قرار گرفته شد. استفاده از توابع توزیع چند متغیره در تحلیل فراوانی به علت در نظر گرفتن توابع توزیع حاشیه ای مشابه کارائی مطلوبی نداشته لذا در این تحقیق پس از تعیین ایستگاه ارازکوسه به عنوان ایستگاه منتخب، از توابع کوپلا برای تحلیل ساختار وابستگی دو متغیر تصادفی دبی اوج و حجم سیلاب استفاده شد. در این تحقیق از خانواده های کوپلاهای ارشمیدسی، نیمه بیضوی، مقادیر حدی و پلکت استفاده شده و توابع از نظر برقراری فرض صفر و تبعیت داده ها از کوپلای مورد نظر مورد آزمون نیکویی برازش قرار گرفتند. پس از انتخاب کوپلای مناسب، نهایتاً دوره بازگشت دو متغیره ی وقایع مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین سری زمانی داده های پدیده سیلاب از دو معیار حدی انتخاب داده شامل دبی اوج و حجم اوج و نیز دو روش انتخاب داده شامل روش حداکثر سالانه و حد آستانه در دو مقیاس زمانی روزانه و ساعتی استفاده شد. نتایج نشان داد که کوپلای مقادیر حدی گامبل برازش بهتری بر داده ها دارد. کوانتایل دبی در حالت مستقل در دوره بازگشت های مختلف در مقیاس ساعتی نسبت به روزانه، و در روش انتخاب حد آستانه نسبت به حداکثر سالانه، بیشتر بوده اما کوانتایل حجم همواره مانند دبی با افزایش همراه نبوده است. مقدار حد آستانه نیز در مقدار کوانتایل دبی و حجم برآورد شده موثر بود. دوره بازگشت توأم در دو حالت «یا» و «و» نشان داد که طراحی بر اساس حالت «یا» اطمینان پذیر تر بوده هر چند که ممکن است هزینه بیشتری داشته باشد اما طراحی براساس حالت «و» دارای ریسک پذیری بالاتری بوده هر چند که از نظر اقتصادی نسبت به دو حالت قبلی توجیه پذیر تر است. برای طراحی بر اساس معیارهای خاص و در نظر گرفتن مشخصه ها به طور توأم می توان از دوره بازگشت های شرطی استفاده نمود که شرایط بر اساس معیارهای حدی آستانه ی خطر تعیین می شوند و می توان به مجموعه نقاطی از مقادیر حد آستانه ی خطر دست یافت و طراحی را بر اساس آنها انجام داد.

چکیده: مقاطع مرکب شامل یک مقطع اصلی و یک یا دو دشت سیلابی می باشند. در هنگام سیل، جریان آب مقطع اصلی را پر کرده و وارد دشتهای سیلابی می شود. ضریب زبری دشتهای سیلابی معمولاً بسیار بیشتر از زبری مقطع اصلی است. در نتیجه جریان در مقطع اصلی خیلی سریعتر از دشتهای سیلابی بوده و بدلیل گرادیان سرعت، تنش برشی قابل ملاحظه ای در مرز بین مقطع اصلی و دشتهای سیلابی ایجاد می شود. تنش ایجاد شده، هیدرولیک جریان در مقاطع مرکب را شدیداً تحت تاثیر قرار می دهد. پیش بینی درست ظرفیت دبی و توزیع آن در رودخانه های سیلابی، جهت طراحی، بهره برداری و نگهداری از رودخانه ها بسیار حائز اهمیت بوده و اهمیت این موضوع در پیش بینی سیل و انجام اقدامات لازم در مقابل خطرات سیل را دو چندان می کند. مطالعات اخیر نشان داده است که روش های معمول محاسبه دبی جریان رودخانه ها در مواقع سیلاب، بدون دقت لازم می باشند. به این منظور روش های اصلاحی زیادی توسط پژوهش گران ارایه شده است. این روش ها دارای محاسبه های طولانی بوده و گاهی نیاز به حل عددی معادلات دیفرانسیل دارند. در این تحقیق به عنوان یک راه حل جدید، روش درخت تصمیم m5 برای محاسبه دقیق دبی جریان در مقاطع مرکب پیشنهاد شده است. مدل m5 در مقایسه با روش های دیگر، دقت محاسبه های دبی جریان در مقاطع مرکب آزمایشگاهی را تا حد زیادی بهبود داده است. بطوریکه در اینحالت ریشه دوم میانگین مجموع مربعات خطا به 25 درصد، ضریب تعیین 983/0 و متوسط خطا به 58/16 درصد رسید.

امروزه با توجه به رشد روز افزون جمعیت و توسعه بخش¬های کشاورزی و صنعتی استفاده بهینه از منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار است. در تحقیق حاضر ابتدا با استفاده از تکنیک سنجش از دور نقشه کاربری اراضی حوضه زرینه¬رود تهیه و سپس مقادیر نیاز آبی بر اساس سند ملی آب برآورد شد. در ادامه جهت مدیریت منابع آب این حوضه در شرایط کم آبی، سیستم احنمالاتی مبتنی بر ریسک هشدار خشکسالی طراحی گردید. در این رویکرد، آستانه‎های هشدار خشکسالی بر اساس حجم ذخیره مخزن و به صورت احتمالاتی تعریف می¬گردند. بدین منظور، مدل ساده شده¬ای از سیستم منابع آب زیر حوضه زرینه-رود آماده و شبیه¬سازی¬های کوتاه مدت با افق زمانی یک ساله و به ازای 21 حجم ذخیره متفاوت، برایدوره آماری 1355-85 در نرم افزار ویپ انجام و بر اساس نتایج آن¬ها، احتمال تجمعی کمبودهای سالانه تخمین زده شد. مقادیرکمبود درصدی از نیاز (d)، افق زمانی پیش رو (h) و مقدار (r) پارامترهای مدل احتمالاتی می باشند. سناریو های مختلف از این پارامترها، سطوح مختلف هشدار خشکسالی را مشخص می سازد. بدین منظور چهار سطح کمبود و هشت سطح ریسک انتخاب گردید. سپس منحنی¬های حجم-ریسک-کمبود برای هر سطح کمبود انتخابی رسم شدند. در ادامه چهار سناریو (نرمال، پیش هشدار، هشدار و اضطراری) مرتبط با سطوح مختلف از شدت خشکسالی تعریفو مقادیر آستانه برای هر سطح هشدار با استفاده از روش بهینه¬سازی الگوریتم ژنتیکشناسایی گردید. ضرائب کاهش تقاضا برای نیاز زراعت، باغ و نیاز زیست محیطی دریاچه ارومیه به ترتیب به صورت زیر برآورد شد: در سطح پیش هشدار برابر با 30/31%، 30/7% و 8/47%، در سطح هشدار برابر با 60/33%، 2/9% و 60/50% و در سطح اظراری برابر 5/35%، 10/11% و 50/52%. اعمال مقادیر بهینه ضرایب کاهش تقاضا برای دوره خشکسالی 1377 تا 1380، بویژه در مواقع بحرانی تاثیر قابل توجهی در کاهش شاخص کمبود داشت و باعث جلوگیری از تخلیه کامل مخزن، در طی این دوره گردید.

پیش بینی به موقع و دقیق پیش از برداشت محصولات زراعی هم¬چون گندم، می تواند در برنامه ریزی از جمله در قیمت گذاری، صادرات، واردات، انبارداری و تامین به موقع محصولات زراعی مفید باشد. از آنجائی¬که عملکرد گندم دیم علاوه بر خصوصیات ژنتیکی رقم، تابع رویدادهای اقلیمی می باشد لذا هدف از این تحقیق، تعیین مدلی است تا بتواند عملکرد گندم دیم را پیش از برداشت با استفاده از پارامترهای اقلیمی پیش بینی کند. در این بررسی برای تهیه مدل¬های پیش بینی عملکرد گندم از روش رگرسیونی چند متغیره خطی و شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد که تحلیل¬های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چند متغیره خطی به ترتیب با نرم افزارهای12spss clementine و 17 spss انجام شد. نتایج بررسی نشان می¬دهد که در روش رگرسیونی در کلیه شهر¬های مورد بررسی، اضافه شدن تعداد پارامترها با ضریب هبستگی به مدل باعث افزایش دقت مدل می شود. در این تحقیق بهترین مدل رگرسیونی درکلاله با ده پارامتر بدست آمد که این مدل در سطح 1% معنی دار و ریشه میانگین مربعات خطا آن برابر 14 کیلوگرم در هکتار می¬باشد و ضریب تعیین مدل برابر یک است. روش های مختلف شبکه عصبی در پیش بینی عملکرد گندم دیم در مقایسه با روش¬های رگرسیونی از ریشه میانگین مربعات خطا بسیار کوچکی برخوردار و از بین روش¬های مورد بررسی شبکه عصبی، روش rbfn از ریشه میانگین مربعات خطا کمتری برخوردار است و از بین پارامترهای هواشناسی مورد بررسی، مجموع تعداد روزهای بارندگی دوره¬ی رشد، مجموع میزان بارندگی دوره¬ی رشد، بارندگی فروردین، شاخص خشکسالی موثر فروردین و میانگین بیشینه دمای هوا فروردین به ترتیب از مهم ترین عناصر اقلیمی تاثیرگذار در عملکرد گندم در روش شبکه عصبی در گلستان می¬باشند.

برای تعیین تغییرات مکانی دمای خاک در اعماق مختلف به چندین دماسنج یا حسگر نیاز است که اندازه¬گیری دمای خاک با انواع حسگرها هزینه¬بردار بوده و به نیروی انسانی زیاد نیاز است. ضمناً دمای خاک تنها در ایستگاه¬های سینوپتیک کشور اندازه¬گیری شده و عدم اندازه¬گیری آن در نقاط فاقد ایستگاه مشکلاتی را در بخش کشاورزی ایجاد می¬نماید. اخیراً روش¬های جدید داده¬کاوی به¬طرز موفقیت¬آمیزی در علوم محیطی استفاده شده¬اند. داده¬کاوی فرایندی است که برای کاوش داده¬ها صورت می¬گیرد و یافته¬ها با به¬کارگیری الگوهایی اعتبارسنجی می¬شوند. به¬طور کلی اهداف این تحقیق، تعیین موثرترین متغیرهای موثر بر دمای خاک و تعیین مدل بهینه پیش¬بینی دمای خاک در اقلیم¬های متفاوت از روی پارامترهای هواشناسی است. بدین منظور مدل¬های نزدیکترین k- همسایگی، مدل درختی m5 و شبکه عصبی مصنوعی مورد آزمون قرار گرفته¬اند. به این منظور از داده¬های روزانه چهار ایستگاه با اقلیم متفاوت و دارای آمار 10 ساله و معتبر سازمان هواشناسی کشور شامل ایستگاه شهرهای گرگان، انزلی، تبریز و کرمان در دوره آماری 2005-1996 استفاده گردید. این داده¬ها شامل دمای هوای خشک، دمای هوای تر، دمای نقطه شبنم، رطوبت نسبی و دمای خاک می-باشد. در تمامی ایستگاه¬ها، پارامترهای رطوبت نسبی و دمای هوای خشک به¬عنوان متغیرهای اصلی موثر بر دمای خاک انتخاب گردید. نتایج نشان داد که مدل نزدیکترین k- همسایگی در تمامی ایستگاه¬ها بهترین عملکرد را برای پیش¬بینی دمای خاک داشت. با افزایش عمق خاک میزان تأثیر متغیرهای هواشناسی بر دمای خاک کاهش و دقت مدل¬ها برای پیش¬بینی نیز کاهش یافت.

برآورد و پیش¬بینی رواناب یک حوزه، نه تنها در مدیریت و بهره¬برداری صحیح از حوزه با اهمیت است بلکه در به حداقل¬رسانی خسارات ناشی از سیلاب نیز نقش مهمی را ایفا می¬کند. هدف اصلی این تحقیق پیش¬بینی دبی روزانه در حوضه آبریز گالیکش با استفاده از مدل¬های هیدرولوژیکی و مدل های پایه داده¬ای می¬باشد. بدین منظور در میان مدل¬های هیدرولوژیکی از مدل¬های ihacres و hec-hmsو از مدل های پایه-داده ای شبکه عصبی مصنوعی(ann)، الگوریتم نزدیکترین k- همسایگی (knn) و سیستم استنتاج تطبیقی عصبی-فازی (anfis) استفاده شد. پس از کالیبراسیون مدل هیدرولوژیکی و آموزش مدل¬های ann، knn و anfis، برای یک دوره مشترک نتایج مدل ها با هم مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مدل¬های پایه داده ای نسبت به مدل هیدرولوژیکی دارای عملکرد بهتری در شبیه سازی فرایند بارش-رواناب می¬باشند. برای مثال ضریب همبستگی بین مقادیر مشاهداتی و شبیه¬سازی شده برای مدل های ann، knn و anfis بترتیب برابر 85/0، 83/0و 85/0 و جذر میانگین مربعات خطا نیز به ترتیب برابر 106/1، 1667/1و 1168/1 بدست آمد. در حالی که برای مدل هیدرولوژیکی ihacres ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب برابر 67/0 و 54/1 محاسبه شد.

به شرایط متوسط اتمسفر در یک محل اقلیم گفته می¬شود و در صورتی¬که تغییراتی در شرایط متوسط بوجود آید پدید? تغییر اقلیم رخ می¬دهد. برای شناسایی آب و هوا در مناطق مختلف جغرافیایی، پارامترهای اقلیمی وضع هوا که در ایستگاه¬های هواشناسی اندازه¬گیری می¬شود درون¬یابی شده و براساس معیارهای خاصی که¬ ترکیبی از یک یا چند پارامتر اقلیمی است، اقلیم¬های مختلف پهنه¬بندی می¬شود. بررسی پهنه¬های اقلیمی گذشته و تغییرات احتمالی آن¬ها در آینده تحت تأثیر پدیده تغییر اقلیم می¬تواند این امکان را برای ما فراهم کند تا بتوانیم خود و شرایط زندگی¬مان را با اقلیم موجود سازگار کنیم. براین اساس تحقیقی صورت گرفت و مقادیر میانگین بارش و دمای سالانه در استان گلستان براساس داده¬های ایستگاه¬های هواشناسی طی دوره آماری 1390-1360 درون¬یابی و با توجه به روش طبقه¬¬بندی اقلیمی دمارتن، پهنه¬های اقلیمی استان ترسیم شد

سیل و خشکسالی از وقایع مهم در هیدرولوژی می باشند که اثرات قابل توجهی در زندگی بشر دارند. یکی از راه های مطالعه ی آن ها تحلیل فراوانی رخدادهای آن ها در دوره های گذشته می باشد. اما داده هایی که به عنوان مقادیر حدی انتخاب می شوند می تواند نقش موثری در تحلیل فراوانی مقادیر حدی داشته باشند. روش های مختلفی به این منظور ارائه شده است که می توان به روش حداکثر سالانه و روش وقایع حدی فراتر از حد آستانه اشاره کرد. در روش حداکثر سالانه، فقط بیشترین واقعه رخ داده شده در هرسال انتخاب می شود این امر باعث می شود در سال هایی که وقایع حدی زیادی رخ می دهد نتوانیم بیش از یک واقعه را انتخاب کنیم و در سال هایی که وقایع حدی نمی باشند نیز یک واقعه را می بایست انتخاب کرد. اما در روش حد آستانه صرف نظر از زمان رخداد وقایع، آستانه ای را تعیین می کنند و مقادیر بالاتر از آن را در تحلیل فراوانی شرکت می دهند. سوالی که مطرح می شود این است که نقطه بهینه آستانه را چگونه باید تعیین کرد. بدین منظور شروطی مطرح می شود تا براساس آن نقطه ی بهینه تعیین شود. استان گلستان از مناطق سیل خیز و جزء قطب های مهم کشاورزی در ایران می باشد که با اقلیمی نیمه خشک، خسارات جبران ناپذیری را از خشکسالی می بیند. بر این اساس ایستگاه ارازکوسه در این استان که دارای داده های بارش و دبی در مقیاس روزانه طی دوره ی آمـاری 45-1344 الی 89-1388 می باشد، به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شد. با ترسیم سری زمانی مقادیر دبی، وقایع مستقل انتخاب شدند تا در روش حد آستانه مورد استفاده قرار گیرند. برای تحلیل فراوانی خشکسالی ابتدا مقدار شدت خشکسالی در پنجره های زمانی6،3،1 و 12 ماهه براساس نمایه بارش استاندارد (spi)، محاسبه شد، سپس مقادیر حدی آن ها انتخاب شد. مقایسه نتایج تحلیل فراوانی مقادیر حدی نشان داد که روش حد آستانه ها در دوره بازگشت های مختلف، مقادیر بالاتری را نسبت به روش حداکثر سالانه ارائه می کند و همچنین با ترسیم فواصل اطمینان دوره بازگشت های مختلف، روش حد آستانه ها عدم قطعیت کمتری را به همراه دارد. در ضمن آستانه بهینه برای تحلیل فراوانی سیل در روش حد آستانه برابر 47 مترمکعب بر ثانیه بدست آمد. تحلیل فراوانی مقادیر حدی خشکسالی نیز برتری روش حد آستانه نسبت به روش حداکثر سالانه را نشان داد که در برآورد خشکسالی با دوره بازگشت های مختلف از عدم قطعیت پایین تری برخوردار است. آستانه بهینه برای تحلیل فراوانی خشکسالی های شدید در روش حد آستانه نیز مقدار 2/1- (spi یک ماهه)، 1/1- (spi سه ماهه)، 1- (spi شش ماهه) و 1- (spi دوازده ماهه) بدست آمد.

در اثر خشکسالی هواشناسی که ناشی از کمبود بارش نسبت به بارش مورد انتظار است خشکسالی هیدرولوژیکی رخ می دهد که باعث کاهش جریان آب رودخانه ها و افت تراز آب زیرزمینی می شود. برای کمی کردن خشکسالی، نمایه های متعددی تعریف شده اند. بطور مثال نمایه بارش استاندارد شده (spi) که بر اساس داده های بارش ماهانه محاسبه می شود و معرف خشکسالی هواشناسی است. همچنین نمایه جریان رودخانه استاندارد شده (ssi) که معرف خشکسالی هیدرولوژیکی است. این نمایه ها هر یک در دسته هایی طبقه بندی می شوند و هر طبقه بیانگر وضعیتی از شدت خشکسالی می باشد. هدف ما در این تحقیق مطالعه تطبیقی نمایه های خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در ایستگاه ارازکوسه واقع در استان گلستان می باشد که با استفاده از قوانین پیوند در داده کاوی انجام شده است. پس از محاسبه و طبقه بندی نمایه های spi و ssi در پنجره زمانی 3، 6 و 12 ماهه با تعریف سناریوهای مختلف مشخص شد که تطابق کاملی بین خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی وجود ندارد و با توجه به وضعیت خشکسالی در دروه های قبل، جریان رودخانه رفتار متفاوتی را نشان می دهد. همچنین خشکسالی در دوره های قبل نسبت به ترسالی با زمان تأخیر کمتری اثر خود را بر جریان رودخانه می گذارد.

پدیده های هواشناسی از سیستم گردش عمومی جو ایجاد می شوند. عواملی مانند پدیده های دورپیوند ولکه های خورشیدی هستند که این سیستم را تحت تأثیر قرار می دهند. خشکسالی از پدیده های ادواری و مهم هواشناسی است که برای مدیریت آن نیازمند پیش بینی آن هستیم. با توجه به اینکه پدیده های پیوند دور اثر تأخیری دارند، بنابراین می توان از آنها جهت پیش بینی استفاده کرد. بر این اساس تحقیقی صورت گرفت تا به صورت مطالعه موردی با استفاده از داده های بارش ماهانه ایستگاه هواشناسی سینوپتیک گرگان طی دروه آماری 1362-1392،شدت خشکسالی هواشناسی که براساس شاخص بارش استاندارد شده spi محاسبه می شود با پدیده های پیوند دور پیش بینی شود. بر این اساس همبستگی های تقاطعی نمایه spi با شاخص های پیوند دور با گام های تأخیری زمانی مختلف محاسبه و برای هر شاخص، گام تأخیری با بالاترین همبستگی به عنوان متغیر مستقل انتخاب تا متغیر وابسته یعنی شدت خشکسالی با روش های رگرسیون چندمتغیره خطی، شبکه عصبی مصنوعی، نزدیکترین k-همسایگی و درخت تصمیم m5 پیش بینی شود. نتایج نشان داد که با وجود همبستگی های ضعیفی که بین تک تک متغیرهای مستقل با شدت خشکسالی وجود داشت ولی شرکت دادن کلیه این متغیرها می تواند خشکسالی را در پنجره های زمانی 3، 6 و 12 ماهه بترتیب با ضرایب همبستگی 662/0، 79/0 و84/0و ریشه میانگین مربعات خطای771/0،634/0و611/0 پیش بینی کنند. از بین مدل های پیش بینی، مدل درختی m5 نیز در مقایسه با دیگر مدل ها نتایج بهتری را ارائه کرد.مهم ترین نتایجی که برای پیش بینی خشکسالی هواشناسی با استفاده از شاخص های اقلیمی پیوند از دور بدست آمد عبارتند از: 1) شاخص های اقلیمی پیوند از دور به تنهایی همبستگی بالایی با شاخص خشکسالی برقرار نمی کنند ولی در ترکیب با هم می توانند تا حد قابل قبولی در پیش بینی شدت خشکسالی موثر باشند. 2) در بین شاخص های پیوند از دور موثر بر خشکسالی، به ترتیب شاخص های nino4،soi، sunspot،mei در گام های زمانی متفاوت از بین دیگر شاخص ها بیشترین تاثیر را داشتند. 3) با توجه به اینکه شاخص های اقلیمی پیوند از دور در چند گام زمانی بعد بیشترین تأثیر را می گذارند بنابراین می توانند در پیش بینی متغیر های کارآمدی باشند. 4) لکه های خورشیدی به تنهایی همبستگی بالایی با شاخص خشکسالی برقرار نمی کند ولی در ترکیب با دیگر متغیر هاییش بینی کننده، به عنوان یک متغیر مهم و اساسی در نظر گرفته می شود. 5) در بین مدل ها روش های مختلف پیش بینی،مدل درختی m5 با ارائه روابط ساده و مشخص و هم چنین میزان خطای کم تر، نسبت به مدل های رگرسیونی چند متغیره خطی،شبکه عصبی مصنوعی و روش نزدیکترین k همسایگی، روش مناسب تری در پیش بینی خشکسالی بر اساس شاخص های اقلیمی پیوند از دور تشخیص داده شد. 6) با افزایش پنجره زمانی شاخص خشکسالی، دقت پیش بینی افزایش می یابد.

پدیده گرمایش جهانی در حال وقوع و اقلیم در حال تغییر است. ایجاد شناخت نسبت به تغییرات اقلیمی در هر منطقه و تاثیر آن بر پدیده های جوی، کشاورزی و مسائل اقتصادی و اجتماعی مهم و ضروریست. بر همین مبنا تحقیق حاضر به منظور بررسی تغییرات اقلیمی منطقه بجنورد در سالهای آتی و تاثیر آن بر رشد وعملکرد محصول گندم در این منطقه انجام گرفته است. بدین منظور پارامترهای هواشناسی حداقل دما، حداکثر دما، بارش و تابش روزانه در طی سالهای 1983 تا 2012 از اداره هواشناسی اخذ و به عنوان داده های مشاهده ای به نرم افزار lars-wg وارد شدند تا براساس مدل گردش عمومی جو hadcm3 و تحت سه سناریوی تغییر اقلیم a1b ،a2 وb1 برای سه دوره زمانی 2040-2011 و 2070-2041 و 2100-2071 پارامتر های دما و بارش تولید شوند. نتایج ریزمقیاس نمایی شده مدل گردش عمومی جو در منطقه بجنورد نشان می دهد درجه حرارت در تمامی ماههای سال و برای تمامی سناریوهای اقلیم افزایش خواهد یافت بطوری که میانگین حداکثر دمای روزانه به میزان4/1 تا 1/2 درجه سانتیگراد و میانگین حداقل دمای روزانه نیز به میزان 5/1 تا 2/2 درجه سانتیگراد مطابق سناریوهای اقلیمی افزایش می یابد. همچنین میزان بارندگی در منطقه بجنورد در ماههای دسامبر، ژانویه، فوریه و مارس افزایش و در آوریل، می، آگوست و سپتامبر کاهش می یابد. از داده های تولید شده توسط مدل lars-wg طی سه دوره اقلیمی آینده تحت سه سناریوی متفاوت و همچنین داده های دوره مشاهداتی که در مجموع 10 حالت مختلف می باشد در مدل آب و هوا و محصول ssm-wheat برای شبیه سازی رشد گندم استفاده شد علاوه بر این در هر یک از حالات ذکر شده چندین تاریخ کشت نیز در مدل معرفی شد تا مدل ssm-wheat برای دو کشت آبی و دیم اجراء شود و پارامترهای مختلفی مانند دوره های فنولوژی، تبخیر-تعرق، نیاز آبی و میزان عملکرد را محاسبه کند. نتایج نشان داد که در تاریخ کشت های دیرتر و نیز در دوره آینده تا سال 2100 طول دوره رسیدگی گندم به دلیل افزایش دمای هوا کاهش می یابد. میزان تبخیروتعرق تا سال 2100 بطورکلی به دلیل کاهش طول دوره رشد کاهش را نشان می دهد اما تبخیروتعرق در طی فصل رشد در کشت دیم، کاهش و در کشت آبی افزایش می یابد. با کاهش میزان تبخیر و تعرق، نیاز خالص آبیاری نیز تا پایان قرن حاضر کاهش می یابد اما با جابجایی تاریخ کشت به سمت اواخر پاییز، بر مقدار آن افزوده می شود. در مورد میزان عملکرد نیز نتایج حاکی از آن است که در تاریخ کشت های دیرتر، عملکرد کاهش و در آینده بطورکلی افزایش می یابد.

تبخیر و تعرق از اساسی ترین اجزای چرخه ی هیدرولوژی است که تعیین صحیح آن در علوم آب از قبیل مطالعـات تـوازن هیـدرولوژیکی، طراحـی و مدیریت سیستم های آبیاری از اهمیت بالایی برخوردار است. پژوهش حاضر امکان افزایش دقت برآورد تبخیر-تعرق به روش هارگریوز-سامانی را بر اساس ضریب اصلاحی k بررسی می کند. این ضریب که نسبت برآورد تبخیر-تعرق با دو روش فائو پنمن-مانتیت (f-p-m) و هارگریوز-سامانی مـی باشـد بـر اساس متغیرهای هواشناسی ) دمای حداکثر، دمای حداقل،دمای متوسط،تفاضل دمای حداکثر و حداقل، رطوبت نسبی و ترکیبی از پارامترهای فوق در چهار فرم کلی( با استفاده از مدل درختی m5 و رگرسیون چند متغیره در 9ایـستگاه هواشناسی استان خراسان رضوی شامل گلمکان، گناباد، کاشمر، مشهد، نیشابور، سبزوار، سرخس، تربت جام و تربت حیدریه برآورد گردید. برای انجام این کار، یک دوره آماری 10 ساله (2005-1996) در نظر گرفته شد. سپس با انجام تحلیل خوشه ای به جداسازی مناطق همگن اقلیمی در مناطق مطالعاتی پرداخته شده و نتایج نشان داد تقسیم منطقه به مناطق همگن اقلیمی با استفاده از تحلیل خوشه ای دقت برآورد منطقه ای تبخیر تعرق را افزایش می دهد در مرحله بعد مقدار k محاسبه شده در تبخیر-تعـرق بـرآورد شـده بـه روش هارگریوز سامانی ضرب و نتایج نشان داد که مدل درختی m5 نسبت به روش رگرسیونی مقدار k را بهتر برآورد مـی کنـد بطوریکه ریشه میانگین مربعات خطا(rmse) برآورد شده به روش هارگریوز-سامانی نسبت به روش استاندارد به ترتیب برای ایستگاه های گلمکان، گناباد، کاشمر، مشهد، نیشابور، سبزوار، سرخس، تربت جام و تربت حیدریه از 7/98, 2/67, 1/58, 2/13, 3/15, 3/20, 3/29, 2/45, 3/83 بـه 1/82, 69/1, 1/20, 0/93, 1/03, 1/66, 1/70, 1/06, 1/61 کاهش می یابد .

بخش کشاورزی بالغ بر 95 درصد از مجموع میزان آب مصرفی کشور را به خود اختصاص داده است. در عین حال، بررسی شاخص های بهرهوری آب در بخش کشاورزی، نازلترین بازده اقتصادی و اتلاف این منبع محدود را نشان می دهد. از طرفی مسئله فرسایش بی رویه خاک، کاهش ماده آلی نیز به چالشی دیگر برای کشاورزی تبدیل شده است. بنابراین هرگونه تغییری در ساختار عملیات اجرایی مزارع که با کاهش میزان مصرف آب و در عین حال افزایش عملکرد محصول همراه باشد در سطح ملّی از جایگاه بسیار ویژه ای برخوردار می باشد. به منظور بررسی تأثیر مدیریت بقایای گیاهی و روشهای مختلف خاکورزی بر روی کارآیی مصرف آب و عملکرد و اجزاء عملکرد سویا، آزمایشی به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی انجام گردید. آزمایش با سه تکرار با 3 سطح میزان پوشش بقایای گیاهی شامل 0 درصد، 50 درصد و 100 درصد، به عنوان عامل اصلی و 3 سطح خاک ورزی شامل خاک ورزی مرسوم، کم خاک ورزی و بی خاک ورزی، به عنوان عامل فرعی صورت گرفت. این آزمایش، در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان وابسته به مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان طی سال های 1389 و 1390 انجام گرفت. برای آبیاری کلیه کرت ها از سیستم آبیاری بارانی کلاسیک با جایه جایی تناوبی استفاده گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که مقدار بقایای گیاهی بر بهره وری مصرف آب، چه بر حسب مقدار آب مصرفی چه بر حسب میزان تبخیر و تعرق تأثیر معنی داری داشته است. حفظ کل بقایا (100 درصد) را می توان به عنوان یک اولویت معرفی کرد. از طرفی نتایج حاصل، افزایش معنی دار بهره وری مصرف آب را با کم خاک ورزی و به ویژه بی خاک ورزی نسبت به روش مرسوم را در مورد سویا، به اثبات می رساند. بیش ترین مقدار بهره وری مصرف آب بر حسب مقدار آب مصرفی، بیش ترین مقدار بهره وری مصرف آب بر حسب تبخیر و تعرق و بیش ترین عملکرد اقتصادی را در سال اول به ترتیب، بی خاک ورزی با 100 درصد بقایا برابر با 22/1 کیلوگرم بر مترمکعب، بی خاک ورزی با 50 درصد بقایا برابر با 19/1 کیلوگرم بر مترمکعب و بی خاک ورزی با صفر درصد بقایا برابر با 7/3703 کیلوگرم بر هکتار داشته است. در سال دوم آزمایش، نتایج حاصل به ترتیب فوق عبارتند از: بی خاک ورزی با 100 درصد بقایا برابر با 27/1 کیلوگرم بر مترمکعب، بی خاک ورزی با 100 درصد بقایا برابر با 55/1 کیلوگرم بر مترمکعب و بی خاک ورزی با 100 درصد بقایا برابر با 3/3033 کیلوگرم بر هکتار. کم ترین وزن مخصوص ظاهری خاک را نیز در هر دو سال بی خاک ورزی به ترتیب برابر با 36/1 و 29/1 گرم بر سانتیمترمکعب داشته است. به طور کلی نتایج حاصل، برتری خاک ورزی حفاظتی همراه با حفظ بقایا بر روش های مرسوم همراه با سوزاندن بقایا را به اثبات می رساند. می توان اذعان کرد که حفظ و نگهداری بقایا به علت حفظ و ذخیره رطوبت درخاک و کاهش تبخیر، صرفه جویی در مصرف آب، افزایش حاصلخیزی خاک با جلوگیری از سوزاندن بقایا و نگهداری و افزایش مواد آلی خاک، باعث ایجاد یک محیط مناسب برای رشد گیاه و در این طرح به طور خاص سویا می گردد و گیاه در این شرایط آب و املاح و مواد آلی مورد نیاز را بهتر جذب می کند. در نهایت بی خاک ورزی همراه با 100 درصد یا 50 درصد بقایا را می توان به عنوان راهکاری مناسب جهت حصول مطلوب ترین مقدار بهره وری مصرف آب، عملکرد و اجزاء عملکرد معرفی کرد.

به دلیل اینکه اندازه گیری های میدانی رطوبت خاک، وقت گیر و دشوار است تاکنون از آنها به طور گسترده در مدل های اقلیمی استفاده نشده است. استفاده از فناوری های نوین مانند تصاویر ماهواره ای این امکان را فراهم می کند تا در سطح وسیع و پیوسته ای بازتاب های طیفی پدیده ها اندازه گیری شود. محدوده موردمطالعه این پژوهش، بخش هایی از شمال شرق شهرستان گنبدکاووس می باشد. نمونه برداری های خاک تا عمق 10 سانتیمتری برداشت شدند.برای بررسی تغییرات بازتاب طیفی خاک، نخست اطلاعات باندهای طیفی تصاویر سنجنده مودیس برای نقاط نمونه برداری، استخراج و نمایه های ndvi و nmdi برای هر تصویر محاسبه شد.یافته ها نشان داد که نمایه های nmdi و ndvi و دیگر باند های سنجنده مودیس به تنهایی همبستگی معنی داری با رطوبت خاک ندارند. نتایج نشان داد با استفاده از روش رگرسیون چند متغیره خطی و مدل درختی m5 به ترتیب با ضرایب تبیین80 و86 درصد با ریشه میانگین مربعات خطا 3/2 و 99/1 درصد، رطوبت خاک برآورد شد

افزایش جمعیت جهان چالش تأمین منابع آبی برای مصارف گوناگون کشاورزی، شرب، صنعت و غیره در کنار کمبود روز افزون آب، توجه ویژه به بحران آب به منظور دستیابی به راهکارهای کارآمد در جهت مدیریت این منبع ارزشمند را ضروری می سازد. از جمله منابع ارزشمند آبی، آب های سطحی و رواناب حاصل از بارش است. اطلاع از میزان رواناب آینده کمک شایانی به مدیران آب کشور در راستای برنامه ریزی منابع آب در آینده و اتخاذ رویکرد مناسب در خصوص مصرف بهینه آب می نماید. مدل سازی بارش- رواناب ابزاری کارآمد برای پیش بینی و شبیه سازی رواناب در مقیاس حوضه ی آبخیز است و در این تحقیق از مدل swat که یکی از مشهورترین مدل های بارش-رواناب است، استفاده گردید. در این تحقیق، ایستگاه هیدرومتری تمر واقع در خروجی حوضه ی آبخیز تمر در استان گلستان مورد مطالعه قرار گرفته و مدل swat بر مبنای معیار نش- ساتکلیف (ns) و ضریب تبیین (r2) که برای مرحله ی واسنجی به ترتیب 50/0 و 55/0 و برای مرحله ی اعتبارسنجی به ترتیب 52/0 و 56/0 به دست آمدند، با موفقیت کالیبره شد. از آنجا که مقدار رواناب در دوره ی آینده تحت تأثیر تغییر اقلیم قرار خواهد گرفت، لازم است تا پارامترهایی نظیر بارش و دما که به طور مستقیم بر روی رواناب اثر می گذارند برای دوره های آینده شبیه سازی شده و مورد توجه قرار گیرند. در این تحقیق از مدل گردش عمومی جو hadcm3 و سه سناریوی انتشار a1b، a2 و b1 استفاده شد و به کمک روش ریزمقیاس نمایی lars-wg، داده های بارش و دما برای دوره های آینده ی نزدیک، میانی و دور برآورد گردید. با ورود داده ها به مدل واسنجی شده ی swat، رواناب خروجی برای دوره ی آینده برآورد شد. نتایج نشان می دهد که با وجود مشهود بودن حالت افزایش و کاهش مربوط به فصل های مختلف سال در دوره های آینده، اختلاف بین حد بالا و پایین دبی کمتر از دوره ی مشاهداتی است که می تواند ناشی از عدم توانایی مدل ریزمقیاس نمایی در پیش بینی وقایع حدی بارش برای دوره آینده باشد. در دوره ی آینده نزدیک اختلاف رواناب خروجی به دست آمده تحت سناریوهای مختلف ناچیز است که با حرکت به سمت انتهای قرن افزایش می یابد. در دوره ی آینده میانی میزان رواناب ایجاد شده تحت سناریوهای a2 و b1 به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار است. این وضعیت در دوره آینده ی دور حالت عکس به خود می گیرد به طوری که رواناب مربوط به سناریوی a2 کاملاً کاهش می یابد. مقدار رواناب تحت دو سناریوی a1b و b1 در دوره های آینده به طور چشمگیری تغییر نخواهد نمود.

وقوع پدیده خشکسالی و خسارت ناشی از آن باعث شده است تا مطالعات خشکسالی از اهمیت خاصی برخوردار باشند. یکی از مطالعاتی که در این زمینه انجام می شود بررسی تغییرات زمانی- مکانی خشکسالی است به طوری که مناطقی که از لحاظ وضعیت همزمانی خشکسالی در طول یک دوره زمانی، شرایط نزدیک به همی را داشته باشند خوشه بندی شده و وضعیت خوشه ها در کل پهنه ها مورد بررسی قرار می گیرند، بر این اساس در این پژوهش از آمار و اطلاعات 120 ایستگاه سینوپتیک در کل پهنه جغرافیایی ایران استفاده و یک دوره بلند مدت 25ساله به عنوان دوره مطالعاتی در نظر گرفته شده است