در دنیای امروز نیاز به مصالح جهت ساخت و ساز یکی از ضروریات به شمار می آید. حال مصالح رودخانه ایبه جهت ارزان و در دسترس بودن مورد توجه زیادی قرار گرفته اند تا آنجا که برداشت بی رویه مصالح از بستر و کناره های رودخانه اثرات کوتاه و بلند مدت بسیاری را بر رودخانه تحمیل می کند. در این مطالعه با توجه به وضعیت تخریب شده رودخانه خشکه رود فارسان اثرات برداشت شن و ماسه بر روی شرایط هیدرومورفولوژی رودخانه در شرایط بعد از برداشت نسبت به شرایط قبل از برداشت با استفاده از مدل hec-ras بررسی گردیده است.در این مطالعه از 7 روش انتقال رسوب در شرایط سیلاب با دوره بازگشت های مختلف مدل سازی اثرات برداشت در پائین دست رودخانه انجام گردید. نتایج نشان می دهد در فاصله شرایط قبل و بعد از برداشت مصالح (از سال 1381 تا 1388) بستر رودخانه در بازه مورد مطالعه به طور متوسط 02/2 متر کف کنی داشته که بیشترین مقدار 4 متر و کمترین آن 05/0 متر بوده است. همچنین نتایج نشان دادحجم خروجی رسوب از مقطع آخر در شرایط بعد از برداشت مصالح رودخانه نسبت به شرایط قبل از برداشت 12/0 درصد کاهش داشته ولیمقدار تنش برشی26/0 درصد افزایش داشته است. این نتایج نشان می دهد که رودخانه به سمت یک تعادل نسبی از نظر فرسایش و رسوبگذاری پیش می رود. لذا در صورتیکه مجددأ برداشت مصالح در رودخانه تکرار شود روند کف کنی مجددأ شروع خواهد شد و لازم است در رودخانه خشکه رود فارسان اجازه برداشت مصالح شن و ماسه داده نشود.

با توجه به خسارات جانی و خسارات مالی فراوانی که وقوع زمین لغزشها به مناطق مسکونی، اراضی زراعی و ... وارد می سازند، پهنه بندی و شناخت مناطق دارای خطر زیاد وقوع زمین لغزش ضروری می باشد. روش های مختلفی برای پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش ارائه شده است که در این تحقیق، روش شبکه عصبی مصنوعی با توجه به اینکه مستقل از توزیع آماری داده ها می باشد و به متغیرهای آماری مخصوصی احتیاج ندارد و همچنین دقت بالای آن در پهنه بندی، استفاده شده است. هدف از این تحقیق پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش با استفاده از شبکه عصبی در بخشی از حوزه تجن می باشد. در این تحقیق ابتدا براساس بررسی های میدانی، مصاحبه محلی و مرور مطالعات انجام شده در مناطق مشابه، 12 عامل شیب، جهت، ارتفاع از سطح دریا، کاربری اراضی، نوع سازند زمین شناسی، ضریب سطح، فاصله از گسل، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه، فاصله از خط الرأس، بارندگی و انحنای شیب به عنوان عوامل موثر در زمین لغزش تشخیص داده شدند. لایه های اطلاعاتی هر کدام از این عوامل با استفاده از نرم افزار arc gis تهیه شد و با استفاده از روش نسبت فراوانی هر کدام از این عوامل کلاسه بندی شدند. سپس با استفاده از extension، combine در نرم افزار arc gis ماتریسی از اعداد تشکیل و داده های حاصل نرمالیزه گردید. از بین این داده ها پیکسل هایی از حوزه که مطمئنأ در آنها لغزش رخ داده است و همچنین پیکسل هایی که احتمال رخداد لغزش در آنها صفر می باشد انتخاب و به صورت تصادفی 70 درصد از این پیکسل ها جهت آموزش و 30 درصد باقیمانده جهت آزمایش شبکه انتخاب شدند. سپس این داده ها به یک شبکه عصبی پرسپترون سه لایه تغذیه شونده به جلو(feed forward) با الگوریتم پس انتشار خطا تغذیه گردید و کارایی شبکه آموزش داده شده مورد آزمایش قرار گرفت. با بررسی پاسخ های خروجی شبکه عصبی مصنوعی برای ساختارهای مختلف بدست آمده و مقادیر rmse و r2 در مرحله آموزش و آزمایش، مشخص گردید که در شبکه عصبی با ساختار 12 نرون در لایه ورودی، 12 نرون در لایه پنهان و 1 نرون در لایه خروجی، مقدار rmse برای مرحله آموزش و آزمون به ترتیب 0249/0 و 0614/0 می باشد همچنین مقدار r2 برای مرحله آموزش و آزمون به ترتیب 9927/0 و 9624/0 می باشد که در نهایت همین ساختار به عنوان ساختار بهینه برای شبکه ایجاد شده مورد استفاده قرار گرفت. بعد از بدست آمدن ساختار بهینه کل اطلاعات مربوط به منطقه در اختیار شبکه قرار گرفت و خروجی بدست آمده از شبکه در نرم افزار arc gis تبدیل به نقشه پهنه بندی با 5 پهنه لغزشی بدون خطر، کم خطر، متوسط، پر خطر و خیلی پر خطر شد که هر کدام به ترتیب 33/15، 83/19، 72/26، 36/19 و 76/18 درصد از منطقه را به خود اختصاص داده اند. نقشه پهنه بندی حاصل با آزمون درصد صحت پیش بینی، مقایسه نسبت وقوع و بررسی درصد اختلاف بین تراکم لغزش مشاهده شده، احتمال خطر پیش بینی شده و احتمال تجربی، ارزیابی شده و مورد تایید قرار گرفت.

برآورد دقیق دبی جریان، نکته کلیدی در برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب به شمار می آید. یکی از عوامل تأثیرگذار در تغییر روند رژیم جریان رودخانه ها، تغییر کاربری اراضی در سطح حوضه می باشد. در این مطالعه با استفاده از مدل هیدرولوژیکیhec-hms ، اثرات تغییر کاربری اراضی بر رژیم جریان رودخانه آجرلو در استان آذربایجان غربی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تغییرات کاربری اراضی حوضه، از تصاویر سنجنده های mss لندست و liss iii ماهوارهirs-1c بترتیب مربوط به سال های 1975 و 2008 استفاده گردید. پس از تصحیحات اتمسفری و آنالیزهای مختلف بارزسازی و نمونه برداری تصادفی از واحدهای کاربری اراضی، طبقه بندی برای هر دو تصویر با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال انجام شد. بهترین ترکیب باندی برای هر دو تصویر با توجه به ضریب کاپای 76/0 و 78/0 بترتیب برای تصاویر mss و liss iii، باندهای سبز، شاخص ndvi و قرمز انتخاب گردید. سپس صحت نقشه های تولید شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در این دوره 33 سال اراضی مرتعی 65/37 درصد کاهش و اراضی کشاورزی و اراضی فاقد پوشش بترتیب 27/57 درصد و 98/39 درصد افزایش یافته است. به این منظور پس از تهیه نقشه کاربری اراضی مربوط به سال های 1354 و 1387 و تلفیق با نقشه گروه-های هیدرولوژیک خاک در محیط gis، مدل hec-hms با استفاده از روش نفوذ شماره منحنی و آبنمود واحد scs در سطح حوضه در مقابل داده های بارش- رواناب مشاهده ای، واسنجی و اعتباریابی گردید. نتایج حاصل از واسنجی مدل پس از بهینه سازی پارامترهای شماره منحنی و زمان تأخیر حوضه نشان داد که تغییر کاربری اراضی در این فاصله زمانی باعث افزایش 8/86 درصدی دبی اوج و 7/12 درصدی حجم رواناب شده است.

استفاده از روش های تجربی مختلف برای برآورد روان آب سطحی در حوزه های آبخیز فاقد ایستگاه هیدرومتری اجتناب ناپذیر است. یکی از پارامترهای مهم موجود در اغلب این روش ها ضریب روان آب است. با به دست آوردن دقیق ضریب روان آب سطحی، برآورد صحیح روان آب سطحی و دبی حداکثر سیلاب ها امکان پذیر می گردد. یکی از پرکاربردترین مدل ها در برآورد و پیش بینی پدیده های هیدرولوژیکی شبکه عصبی مصنوعی است که به دلیل مزیت هایی که نسبت به سایر روش ها دارد مبنای این تحقیق قرار گرفته است. به این منظور حوزه آبخیز بار اریه نیشابور انتخاب و داده های مربوط به 33 واقعه سیلاب در بین سال های آماری 1331 تا 1385 جمع آوری گردید. در این تحقیق برای پیش بینی ضریب روان آب رگبار از شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه استفاده شد و به منظور ارزیابی عملکرد توابع انتقال مختلف، کلیه شبکه-های مورد نظر پس از تعیین تعداد بهینه تکرار و نرون لایه پنهان با دو تابع سیگموئید و تانژانت هیپربولیک اجرا و با یکدیگر مقایسه شد. در مرحله اول شبکه با متغیرهایی که با روش تجزیه و تحلیل عاملی به عنوان متغیر مستقل انتخاب شده بودند، اجرا شد و در مراحل بعدی با در نظر گرفتن نقش هر یک از متغیرها از نظر هیدرولوژیکی، ترکیب های مختلفی از آن ها به عنوان ورودی به شبکه معرفی و اجرا شد. نتایج نشان داد که در مجموع عملکرد شبکه با تابع انتقال تانژانت هیپربولیک بهتر از سیگموئید بوده است. همچنین نتایج حاصل از شبکه های مختلف نشان داد که از میان کل ورودی های در نظر گرفته شده، متغیر چارک های شدت بارش، شاخص فی، مقدار متوسط بارش و یا چارک های مقدار بارش به عنوان ورودی شبکه برای پیش-بینی ضریب روان آب رگبار منجر به پاسخ قابل قبول تر و قابل اعتمادتری با مقدار مجذور میانگین مربعات خطای 0337/0 و حداکثر مقدار ضریب تبیین 98/0 خواهند شد. که این می تواند ناشی از دقت بالای داده های ورودی در قالب چارک ها و همچنین تاثیر هیدرولوژیکی هر یک از آن ها روی تولید روان آب باشد. به این ترتیب با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی می توان به برآورد دقیق تر ضریب روان آب پرداخت.

خصوصیات پوشش گیاهی در فرآیندهای هیدرولوژیکی یک منطقه موثر می باشند. کمی کردن روابط بین شاخصهای پوشش گیاهی و متغیرهای هیدرولوژیکی به برآورد این متغیرها در حوزه های فاقد آمار کمک میکند. این تحقیق، با هدف بررسی کارایی شاخصهای پوشش گیاهی در برآورد متغیرهای هیدرولوژیکی، در دو بخش انجام گرفت. در بخش اول روابط رگرسیونی میان شاخص های پوشش گیاهی سنجنده modis (ndvi، evi، lai و fpar) و متغیرهای هیدرولوژیکی (عمق رواناب، تبخیر و تعرق و ضریب رواناب) بررسی شد و شاخصهای موثر در برآورد هر یک از متغیرهای هیدرولوژیکی مشخص گردید. این کار در 50 زیرحوزه از حوزه آبخیز دریاچه ارومیه و در دو مقیاس زمانی سالیانه و میانگین دوره برای 5 سال آبی 83-82 تا 87-86 انجام گرفت. برای بررسی روابط بین شاخصهای پوشش گیاهی و متغیرهای هیدرولوژیکی دو آنالیز آماری انجام شد. در آنالیز رگرسیونی اولیه، بطور تصادفی دو سوم حوزه های آبخیز بعنوان حوزه های واسنجی انتخاب شد و سپس روابط رگرسیونی میان شاخصهای پوشش گیاهی و متغیرهای هیدرولوژیکی بررسی گردید. اعتبارسنجی مناسب ترین مدلهای رگرسیونی با استفاده از یک سوم باقیمانده از حوزه های آبخیز انجام شد. آنالیز تاییدی نیز با روش bootstrap انجام شد که مهمترین نتیجه آن تاثیر نمونه گیری تصادفی بر روابط رگرسیونی می باشد. نتایج بدست آمده بیانگر وجود روابط رگرسیونی معنی دار بین متغیرهای هیدرولوژیکی( عمق رواناب و ضریب رواناب) و شاخصهای پوشش گیاهی در سطح معنی داری 5% می باشد. مناسب ترین شاخصهای گیاهی در تخمین تبخیر و تعرق، شاخص lai و در تخمین رواناب شاخصهای lai و ndvi و در تخمین ضریب رواناب شاخصهای fpar و ndvi می باشند. در بخش دوم تحقیق، به منظور کاربرد داده های سنجش از دور، مدلی برای برآورد عمق رواناب سالیانه ارائه شد. متغیر های پیش بینی کننده عمق رواناب سالانه شامل بارندگی متوسط سالانه، آماره های حداکثر و انحراف معیار مربوط به دو شاخص گیاهی ndvi و lai بودند. در مرحله اعتبارسنجی مدل، مقدار ضریب تبیین (r2) برابر با 658/0 بدست آمد و مقدار میانگین خطا نشان داد که مدل رگرسیونی پیشنهادی، مقادیر عمق رواناب سالیانه زیر حوزه های آبخیز واقع در حوزه آبخیز دریاچه ارومیه را بطور متوسط حدود 87/6 میلیمتر کمتر از مقادیر مشاهده ای برآورد می کند.

فرسایش و رسوب زایی یکی از مشکلات مهم در مدیریت حوضه های آبخیز کشور می باشد. به منظور اجرای برنامه های حفاظت، کنترل فرسایش خاک و کاهش رسوبدهی ضرورت دارد که حجم کل بار رسوبی در یک حوضه آبخیز برآورد گردد تا مدیران آبخیز را در انتخاب راهکارهای مناسب جهت کنترل فرسایش و حفظ منابع طبیعی یاری نماید. هدف این تحقیق بررسی تغییرات بار رسوب معلق در هفده حوضه آبخیز انتخابی از حوضه رودخانه های قره سو و گرگانرود استان گلستان و ارائه مدل منطقه-ای به کمک ترکیبی از متغیرهای مورفولوژی، اقلیمی، هیدرولوژی، کاربری اراضی و زمین شناسی در قالب روابط رگرسیونی چند متغیره می باشد تا از این طریق امکان تخمین مقادیر رسوب معلق حوضه های فاقد آمار فراهم گردد. برای بازسازی نواقص آماری سری های زمانی ایستگاه های منتخب، از روش همبستگی و برای برآورد رسوب معلق سالانه از روش منحنی سنجه رسوب (src) استفاده شد. وجود داده های پرت با آزمون گروبز و همگن بودن داده ها با آزمون رانز تست بررسی شد. داده ها جهت نرمال بودن با آزمون کلموگروف اسمیرنوف بررسی شدند سپس تحلیل روند سری داده ها با آزمون های پارامتریک و ناپارامتریک (بر حسب مورد) صورت گرفت پس از برازش بهترین توزیع آماری برای سری داده ها، بر اساس توزیع انتخاب شده مقادیر رسوب معلق در دوره بازگشت های مختلف محاسبه شد. آزمون استقلال داده ها (acf) جهت بررسی خود همبستگی داده ها به کار رفت. در این تحقیق 38 متغیر مورفوکلیماتیک و هیدرولوژیک در رابطه با رسوب معلق انتخاب شدند. به دلیل کثرت متغیرهای مستقل، با استفاده از روش تجزیه و تحلیل عاملی(pca)، متغیرهای اصلی تعیین و با انجام تجزیه تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی، گروه های همگن مشخص شدند. به منظور بررسی همگنی گروه های مشخص شده، روش گشتاور خطی مورد استفاده قرار گرفت. به دلیل تعداد کم ایستگاه های موجود در هر خوشه امکان استفاده از معادلات رگرسیونی چند متغیره در هر خوشه فراهم نگردید. با توجه به نتایج خوشه بندی و آزمون همگنی منطقه ای می توان بیان داشت که داده های رسوب از دو مدل منطقه ای تبعیت می کنند. با توجه به معیارهای ارزیابی معادلات رگرسیونی، مدل های ارائه شده توانایی قابل قبولی در برآورد مقادیر رسوب معلق را دارا هستند و از آنجایی که روش بکار رفته در این تحقیق مبتنی بر داده های ثبت شده و روش های آماری مورد تایید منابع علمی مختلف می باشد، استفاده از نتایج این تحقیق می تواند در حوضه-های فاقد آمار مشابه استان گلستان مورد استفاده سازمان ها و بخش های اجرایی-تحقیقاتی ذیربط قرار گیرد.

شبیه سازی عددی در حال حاضر ابزاری توانا برای حل مسائل مهندسی است. برای بررسی پدیده شکست سد و مقایسه با شرایط آزمایشگاهی ابتدا باید هندسه مدل فیزیکی طراحی گردید، در این پژوهش از نرم افزار گمبیت برای تولید فرم و ابعاد هندسه مدل آزمایشگاهی استفاده شد و سپس فایل هندسه تولید شده به مدل هیدرولیکیfluent منتقل شده، در محیط fluent کلیه پارامترهای موثر و مورد نیاز تعیین گردید. از روشvof برای مدلسازی استفاده شده است. نتایج بدست آمده از شرایط آزمایشگاهی با نتایج حاصل از مدل فلوئنت، که مربوط به مدلسازی پدیده شکست سد به صورت دوبعدی بود مقایسه شد. مقایسه نتایج نشان می دهد که مدل فلوئنت دقت بالایی در مدلسازی جریان ناشی از شکست سد را دارا می باشد. مشخصات مختلف موج از جمله پیشروی موج، سرعت موج و تغییرات عمق آب در پایین دست سد در حالت های بستر خشک و مرطوب مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به توانایی و کارایی مدل فلوئنت برای مدلسازی، یک مورد مطالعه ای که یک سد سنگی ملاتی آبخیزداری در زیر حوزه نوشان که در اطراف شهرستان ارومیه می باشد، مدلسازی به صورت سه بعدی انجام گرفت. برای ساخت هندسه قسمتی از آبراهه که شامل مخزن و پایاب سد می باشد، از نقشه توپوگرافی آبراهه در محیط اتوکد استفاده شد.

مهندسی رودخانه، روشی نوین در جهت استفاده بهینه از رودخانه ها و مهار سیلاب می باشد. در این راستا هم اکنون در کشور نقشه های پهنه بندی سیلاب استفاده می شود. مبنای تهیه این نقشه ها، سیلاب هایی با دوره بازگشت ثابت برای رودخانه ها و اراضی حاشیه آنها بوده و میزان خسارات وارده به این مناطق، در تهیه آنها نقشی ندارد؛ لذا اثربخشی کمی دارند. امروزه در کشورهای پیشرفته جهان، استفاده از تحلیل ریسک به منظور مدیریت سیلاب و تهیه نقشه خطرپذیری سیل به عنوان رویکردی نوین مطرح می باشد. هدف کلی در این تحقیق، بررسی اثرات ماهانه و فصلی ضریب زبری مانینگ بر روی رفتار هیدرولیکی سیلاب و در نهایت، تحلیل خسارات ناشی از سیلاب های با دوره بازگشت های مد نظر می باشد. بدین منظور از نقشه توپوگرافی با مقیاس (1:500) در مدل hec-rasبرای تحلیل هیدرولیک جریان و نقشه های پهنه بندی سیلاب در محیط gis استفاده شده ودر نهایت از مدل hec-fda برای تحلیل خسارات وارده به اراضی حاشیه رودخانه با در نظرگرفتن چهار نوع کاربری (اراضی کشاورزی، باغات، مناطق مسکونی و پارک) به صورت تلفیقی استفاده شده است. با توجه به سیلاب های مخرب منطقه آذربایجان غربی، رودخانه سیمینه رود در محدوده شهرستان بوکان، به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که، با افزایش ضریب زبری مانینگ در بستر رودخانه، پهنه سیلاب و به تبع آن خسارت وارده افزایش می یابد. در حالی که افزایش ضریب زبری مانینگ در سواحل رودخانه، باعث کاهش پهنه های سیل و خسارات ناشی از آن می شود.

نیاز روزافزون به منابع آب جدید و نیز محدودیت منابع آب، باعث افزایش برداشت غیر مجاز از منابع آب زیرزمینی شده است. از جمله پیامد های این پدیده، هجوم آب شور به سوی منابع آب شیرین زیرزمینی واقع در مجاورت دریاها است. در این راستا استفاده از سد های زیرزمینی حفاظتی در حفظ و بهره برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی نقش قابل توجهی ایفا می نماید. مهمترین مشکل در توسعه و احداث سدهای زیرزمینی پیچیدگی تعیین مناطق مناسب احداث آن می باشد. استفاده از قابلیت بالای gis در تحلیل داده های مکانی به ویژه در مدلسازی لایه اطلاعاتی کمک بسزایی در انتخاب بهترین مکان جهت احداث سدهای زیرزمینی دارد. در این تحقیق بر اساس محدودیت ها و قوانین موجود در زمینه احداث سد زیرزمینی و با استناد به منابع و مقالات، نقشه های شیب، عمق آب زیرزمینی، فاصله از محل مصرف، فاصله از چاه، فاصله از قنات و فاصله از گسل در محیط gis تهیه گردید. بسته به اهمیت هر لایه، با استفاده از روش ahp به آن ها وزن داده شد و با روی هم اندازی لایه ها در gis نقشه نهایی ترسیم و با تطبیق میدانی اولویت بندی گردید و نهایتاً نقشه محدوده های مناسب برای سد زیرزمینی حفاظتی در ساحل دریاچه ارومیه مشخص شد. در ادامه به منظور شبیه سازی جریان آب زیرزمینی و انتشار شوری دریاچه ارومیه در آبخوان حوضه مقیطالو از مولفه های modflow و mt3dms در مدل gms استفاده گردید. با توجه به مطالعات زمین شناسی و هیدروژئولوژی، آبخوان منطقه مورد مطالعه از نوع آبخوان آزاد در نظر گرفته شد. سطح حوضه با یک شبکه سه بعدی متشکل از 2491 سلول در 1 لایه با اندازه های متغیر مابین 25 تا 150 متر مربع پوشش داده شد. مقادیر پارامترهای آبخوان با استناد به مطالعات زمین شناسی و ژئوالکتریک و لوگ چاه های شناسایی منطقه تعیین گردیدند. موقعیت حوضه، لایه های سطحی زمین و سنگ بستر و منابع تخلیه و تغذیه با استفاده از نرم افزار gis تهیه و بعد از پردازش وارد مدل شدند. مدل جریان آب زیرزمینی حوضه در یک سناریوی جدید با فرض احداث یک سد زیرزمینی در 150 متری ساحل دریاچه ارومیه شبیه-سازی گردید که در کل نتایج شبیه سازی تأثیر قابل توجه ساخت سد زیرزمینی را در گسترش آبخوان و بالا آوردن سطح تراز آب زیرزمینی و همچنین افزایش کیفیت آب زیرزمینی در اثر جلوگیری از نفوذ آب شور دریاچه ارومیه به آبخوان نشان داد.

‏ ‏‎ ‎پیش بینی‎ ‎دقیق‎ ‎و‎ ‎به موقع‎ ‎منابع‎ ‎آب‎ ‎در‎ ‎دسترس‎ ‎را‎ ‎می توان‎ ‎نکته‎ ‎کلیدی‎ ‎در برنامه ریزی،‎ ‎مدیریت‎ ‎و‎ ‎بهره برداری‎ ‎بهینه‎ ‎از‎ ‎منابع‎ ‎آب قلمداد‎ ‎کرد‎.‎‏ بر‎ ‎این‎ ‎پایه‎ ‎دستیابی‎ ‎به‎ ‎روش های‎ ‎مطمئن پیش بینی‎ ‎جریان‎ ‎رودخانه ها‎ ‎به‎ ‎منظور‎ ‎برنامه ر یزی‎ ‎در‎ ‎بهره برداری‎ ‎به موقع‎ ‎از‎ ‎منابع‎ ‎آب‎ ‎از‎ ‎اهمیت‎ ‎روزافزونی‎ ‎برخوردار است‎.‎‏ ‏از سوی دیگر با توجه به اینکه مقدار و زمان وقوع بارندگی مهمترین نقش را در نحو? مدیریت منابع آب ‏یک منطقه دارد، پیش بینی این متغیر هواشناسی و هیدرولوژیکی می تواند کمک شایانی به مدیران، ‏برنامه ریزان، کشاورزان و سایر مردم هر جامعه ای در رابطه با برنامه ریزی و استفاده بهینه از منابع آب ‏بنماید. با وجود روابط غیر خطی، عدم قطعیت و عدم صراحت زیاد و ویژگی های متغیر زمانی و مکانی ‏در سیستم گردش آبی، هیچ یک از مدل های آماری و مفهومی پیشنهاد شده جهت الگوسازی دقیق ‏بارش و رواناب نتوانسته اند به عنوان یک مدل برتر و توانا شناخته شوند. استفاده از موجک (‏wavelet‏) ‏به عنوان یکی از روش های نوین و موثر در زمینه آنالیز سیگنال ها و سری های زمانی، در سال های اخیر ‏در زمینه هیدرولوژی مورد توجه قرار گرفته است.‏ در این تحقیق، ابتدا روند موجود در سری های ماهانه و سالانه بارندگی و دبی رودخانه ایستگاه های ‏واقع در حوز? آبریز دریاچه ارومیه مورد بررسی قرار گرفت و روند های موجود در سری های فوق با به ‏کارگیری دو آزمون ناپارامتری من-کندال و اسپیرمن استخراج گردید. وجود روند افزایشی در میانگین ‏بارندگی در زیرحوضه های غربی دریاچ? ارومیه و روند کاهشی در میانگین دبی زیرحوضه های غربی و ‏شرقی دریاچه و همچنین بارندگی زیرحوضه های شرقی توسط دو آزمون به اثبات رسید که روند ‏کاهشی موجود در دبی میانگین زیرحوضه های شرقی، معنی دار تشخیص داده شد. سپس با استفاده از ‏آنالیز موجکی سیگنال های بارندگی و دبی، با استفاده از الگوریتم مالات، تجزیه شده و آزمون من-‏کندال بر روی داده های حاصل از تجزیه اعمال گردید و مولفه ها و فرکانس های اصلی تأثیر گذار در ‏روند های موجود، مشخص گردید. سیگنال های بارندگی و دبی با استفاده از موجک مادر منتخب تجزیه ‏گردید و داده های حاصل از تجزیه با روش برازش معادلات مستقیم برای پیش بینی استفاده شدند. ‏نهایتاً با استفاده از مدل سری های زمانی ‏arma‏ ، مدل برتر برای هر ایستگاه مشخص و اقدام به ‏پیش بینی متغیرهای فوق گردید. ‏ نتایج نشان داد که تجزیه سیگنال با موجک، همبستگی میان داده های مشاهداتی و محاسباتی را نسبت ‏به روش های سری زمانی به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد و پیش بینی سیگنال با دقت بیشتری ‏صورت می گیرد.‏

مدیریت آبخوان همانند هر سیستمی نیاز به شناخت کامل آن و پیش بینی شرایط آیند? آن دارد که این کار با مدلسازی سیستم مورد نظر امکان پذیر است. امروزه روش معمول در مدلسازی منابع آب استفاده از مدلهای عددی است. در دهه های اخیر به سبب پیچیدگی و خصوصیات غیرخطی سیستمهای آب زیرزمینی مدلهای هوش مصنوعی در مدلسازی و مدیریت آبخوانها مورد آزمایش قرار گرفته اند. هدف این تحقیق استفاده و مقایسه مدلهای عددی و هوش مصنوعی در مدلسازی و مدیریت آبخوانها (مطالعه موردی آبخوان تسوج) است. در قدم اول اقدام به شناخت هیدروژئولوژی آبخوان تسوج شد و هیدروژئوشمی آبخوان با استفاده از روشهای گرافیکی و روشهای چند متغیره بررسی شد. سپس مدلهای هوش مصنوعی برای پیش بینی هدایت هیدرولیکی و سطح آب زیرزمینی و بهینه سازی برداشت از آب زیرزمینی با استفاده حداکثری از منابع آب سطحی مورد استفاده قرار گرفت. برای پیش بینی هدایت هیدرولیکی در آبخوان تسوج از مدلهای شبکه های عصبی مصنوعی و فازی و نروفازی با استفاده از داده های ورودی که شامل داده های ژئوفیزیکی، هدایت الکتریکی و موقعیت هر نقطه بود، سود برده شد. سپس برای سود جستن همزمان از توانایی های هر یک از این مدلها از مدل هوش مصنوعی مرکب نظارت شده برای پیش بینی هدایت هیدرولیکی استفاده شد و با مدل هوش مصنوعی مرکب که از روشهای الگوریتم ژنتیک و الگوریتم جامعه ذرات برای بدست آوردن وزنهای هر یک از مدلها استفاده می کند، مقایسه شد، که مدل هوش مصنوعی مرکب نظارت نتایج نسبتاً بهتری در پی داشت. در مرحله بعد برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی در آبخوان تسوج ابتدا اقدام به دسته بندی پیزومترهای موجود در دشت شد. سطح آب در هر دسته از پیزومترها به عنوان خروجی برای هر یک از مدلهای هوش مصنوعی مذکور تعریف شد و ورودی این مدلها نیز شامل دما یک زمان قبل t0-1، بارش یک زمان قبلt0-1، و سطح آب زیرزمینی در یک زمان قبل در پیزومترهای مربوطه، بود. در این مرحله نیز با استفاده از مدل هوش مصنوعی مرکب ارائه شده در این تحقیق، نتایج پیش بینی تدقیق شد. در مرحله بعد اقدام به بهینه سازی برداشت از آب زیرزمینی با استفاده حداکثری از منابع آب سطحی با استفاده از سه روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، نورد شبیه سازی شده و الگوریتم جامعه ذرات، شد. که نتایج بدست آمده نشان داد که در صورت استفاده بهینه از منابع آب سطحی که عموماً به صورت سیلاب در دشت ظهور پیدا می کند می تواند از کاهش سطح آب زیرزمینی در آبخوان دشت تسوج جلوگیری کرد. آخرین مرحله این تحقیق استفاده از مدل gms 9.0.3 برای مدلسازی آبخوان تسوج بود تا بتوان نتایج آن را با مدل های هوش مصنوعی ارائه شده، مقایسه کرد. لذا مدل عددی مذکور برای شرایط پایدار و ناپایدار ارائه شد. در نهایت با توجه به نقاط ضعف و قوت مدلهای هوش مصنوعی و مدلهای عددی می توان چنین نتیجه گرفت که هر یک از این مدلها در زمینه های خاصی برتری داشته و می توانند کارایی بالاتری داشته باشند و لذا می توان در راستای تدقیق و افزایش بازده و کارایی مدل های آبهای زیرزمینی از این دو مدل به صورت ترکیبی استفاده نمود و از توانایی هر کدام از این روشها در قسمتی از یک مدل چندگانه یا ترکیبی که کارایی بالاتری دارند سود جست.

در مدیریت جامع حوضه آبخیز، مهار و کاهش خسارت های سیل جایگاه ویژه ای دارد. بنابراین شناسایی دقیق مناطق سیل خیز در سطح حوضه ضروری است. با اقدامات مناسب آبخیزداری اعم از سازه ای و غیرسازه ای و یا تلفیقی از آنها شدت سیل خیزی حوضه را می توان کاهش داد. به منظور انجام تحقیق حاضر، آمار بارش 30 ساله ایستگاه میرآباد واقع در بالادست حوضه آبخیز نوشان ارومیه تهیه شد. دبی ماکزیمم 6 ساعته در دوره بازگشت 25 و50 ساله با استفاده از مدل hec-hms برای 21 زیر حوضه حوضه آبخیز نوشان ارومیه تعیین گردید. نتایج حاصل نشان داد که دبی ماکزیمم زیر حوضه ها رابطه مستقیمی با مساحت هر زیر حوضه ندارد و عوامل دیگری از جمله شیب زیر حوضه و موقعیت مکانی هر زیر حوضه در برآورد دبی ماکزیمم موثر است. سپس اقدام به شناسایی و معرفی معیارهای مورد استفاده جهت اجرای سدهای سنگی- ملاتی گردید و تعداد 11 معیار با توجه به منطقه مورد مطالعه و نوع سازه آبخیزداری تعیین و پرسش نامه جهت وزن دهی به معیارها تهیه و توسط کارشناسان تکمیل و همه معیارها برای 21 زیر حوزه در نرم افزار expert choice وزن دهی شدند و در نهایت به کمک سیستم پشتیبانی تصمیم گیری معیارها و زیر حوزه ها مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به نتایج حاصل، زیرحوضه های بحرانی تعیین و از لحاظ اولویت اجرای سد سنگی- ملاتی معرفی شدند که زیر حوضه s1رتبه نخست و زیر حوضه n- s3به عنوان آخرین اولویت زیر حوضه بر اساس معیارها و هدف معرفی شدند-

در منابع آب و آبخیزداری، برآورد دبی حداکثر رودخانه ها از جایگاه ویژه ای برخوردار است و تقریباً در تمامی سازه ها نیاز به محاسبه آن ضروری است. روش هایی نظیر کریگر، فولر، دیکن و مقدار دبی حداکثر سیلاب محاسبه می شود. تخمین ضرایب منطقه ای فرمول های تجربی یکی از مشکلات اساسی روش های تجربی است. این ضرایب به صورت تجربی تخمین زده شده و مقدار آن از جداولی که در مراجع مختلف وجود دارد به دست می آید. در این تحقیق به منظور افزایش دقت برآوردها، با استفاده از روش های فراکاوشی سعی بر بهینه سازی ضریب منطقه ای کریگر و فولر در حل مشکلات حاصل از برآورد نادرست آن شده است. تحقیق حاضر در حوزه آبریز دریاچه ارومیه انجام گردید که بدین منظور از آمار 38 ایستگاه موجود با طول دوره آماری 21 سال استفاده شده است. سپس دبی حداکثر روزانه با بهترین توزیع آماری برای دوره بازگشت- های مورد نظر محاسبه شد. بهینه سازی ضرایب فرمول فولر با استفاده از الگوریتم های ژنتیک و جامعه ذرات در محیط متلب برنامه نویسی شد. نتایج نشان می دهد که دامنه تغییرات ضرایب در ایستگاه های مورد بررسی در حوزه آبریز دریاچه ارومیه برای ضریب منطقه ای (c) در رابطه کریگر و فولر به ترتیب بین (759/0-544/7) و (027/0-651/1) و همچنین ضریب طغیان منطقه ای (?) در معادله فولر (006/0-297/5) می باشد. در نهایت متوسط منطقه ای برای ضرایب کریگر و فولر به ترتیب برابر 52/3 و 096/0 ضریب منطقه ای (?) در معادله فولر برای دوره بازگشت های 5، 25، 50، 100، 200 برابر 453/2، 894/2، 077/3، 197/3، 301/3 بهینه سازی شده است و همچنین الگوریتم بهینه سازی مجموعه ذرات به صورت موثرتری نسبت به الگوریتم ژنتیک برای استخراج ضرایب منطقه ای عمل می نماید که استفاده از روش های جستجوی هوشمند عملکرد روش های مرسوم را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.

طرح های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی متعددی در کشور مطرح است که در حوزه های آبخیز فاقد ایستگاه آب سنجی قرار دارد از طرفی امکان نصب و تجهیز ایستگاه آب سنجی برای تمامی رود خانه ها وجود ندارد لذا با معضل کمبود و یا نبود داده های هیدرولوژیکی و اقلیمی مواجه هستیم، بنابراین ازیابی مدل تجربی (هیدروگراف) و تشخیص مدل برتر درحوضه های دارای آمار و تعمیم آن برای حوضه های فاقد آمار آب سنجی ضروری است. هیدروگراف سیلاب که معمولاً برای طراحی ها به کار می رود فقط سیلاب ها را مورد بررسی قرار داده و به حالت بلند مدت که شامل حالات کم آبی است توجهی ندارد. با توجه به معضلات ناشی از سیلاب که هر ساله کشور با آنها روبروست وقایع تک رخداد حائز اهمیت هستند. از آنجایی که وقایع تک رخداد در حوضه های دارای ایستگاه نیز کم هستند نیاز به مدل هایی است که بر ژئومورفولوژی حوضه استوارند. این تحقیق از لحاظ زمانی به صورت تک واقعه(وقایع متناظر بارش- رواناب) و با استفاده از هیدرو گراف سیل و از لحاظ ساختار شبیه سازی به صورت نیمه توزیعی و از لحاظ فرآیند شبیه سازی به صورت مفهومی کار شد. درمدل نیمه توزیعی متغیرهای هیدرولوژیکی برای هر زیرحوضه بطور مجزا تحلیل می شود و شرط بارش پیوسته و فراگیر برای هر زیر حوضه بر قرار بوده و لازم نیست برای کل حوضه صادق باشد لذا نسبت به مدل پیوسته برتری دارد. در این تحقیق چهار هیدروگراف کلارک، اشنایدر، scs و ژئومورفولوژی با هیدروگراف مشاهده ای مورد مقایسه قرار گرفتند. برای سه مورد اول مدل مفهومی hec-hms استفاده شد و برای بالا بردن سرعت ودقت در برآورد پارامترهای ورودی از نرم افزار 10arcgis و الحاقیه 3.5 hec-geo-hms استفاده شد و در نهایت بهترین مدل از میان چهار مدل به دست آمد. نتایج تحقیق نشان داد که مدل ژئومورفولوژی از هر نظر به سه مدل دیگر برتری داشته و مدل اشنایدر در رتبه دوم برتری قرار دارد. ضریب تطابق مدل برای روشهای ژئومورفولوژی، اشنایدر، scs و کلارک به ترتیب برابر با86/0، 82/0، 74/0 و 66/0، میانگین لگاریتم خطای نسبی زمان اوج به ترتیب برابر با 37/1-،22/1-، 2/1-و17/1- و میانگین خطای نسبی زمان اوج به ترتیب برابر با 05/0، 1/0، 09/0و 14/0 است؛ میانگین لگاریتم خطای نسبی برای دبی اوج به ترتیب برابر با 46/2-،37/2-، 78/1-و63/1- و میانگین خطای نسبی برای دبی اوج به ترتیب برابر با 005/0، 005/0، 02/0و 034/0 است.کاربه روش نیمه توزیعی منجر به برآورد بهتری در هر چهار روش شد. در هیدروگراف ژئومورفولوژی تمام عوامل ثابت بوده وتنها عاملی که به صورت تجربی به دست می آید پارامتر ضریب شکل است که برای حوزه آبخیز کن بومی سازی شد.

شناخت دقیق پراکنش مکانی ذخایر آبی حوزه های آبخیز به صورت برف در اعمال مدیریت و برنامه ریزی منابع آب حایز اهمیت می باشد. تحقیق حاضر با هدف ارائه روش های نوین ترکیب داده-های ماهواره ای سنجنده modis (ماهواره های terra و aqua) و سنجنده amsr-e (ماهواره aqua) برای حذف پیکسل های ابر و تهیه نقشه های روزانه پوشش برف روزانه و اعتبارسنجی روش-های ترکیب داده های ماهواره ای طی فصول زمستان دوره آماری 89-1381 در استان آذربایجان غربی و ارزیابی تاثیر استخراج درصد پوشش برف روزانه در بهبود شبیه سازی هیدروگراف رواناب ناشی از ذوب برف مدل srm در سطح حوزه آبخیز مهاباد (زیر حوزه های کوتر و بیطاس) با استفاده از روش-های مذکور برای اولین بار در ایران توسعه یافته است. روش tac با ترکیب داده های سنجندهmodis توانست درصد پوشش ابر را به میزان قابل ملاحظه ای در نقشه های پوشش برف روزانه کاهش دهد. روش mac با ترکیب داده های پوشش برف سنجنده modis و داده های آب معادل برف سنجنده amsr-e توانست نقشه روزانه پوشش برف صحیح تری در شرایط آسمان ابری و برفی ارائه کند. ارزیابی صحت نقشه های پوشش برف، با مقایسه داده های ماهواره ای و مشاهدات ایستگاه های برف سنجی انجام شد. روش tac نسبت به ماهواره terra و aqua میزان میانگین درصد پوشش ابر منطقه را بین 25/9 درصد (نسبت به terra) تا 75/13 درصد (نسبت به aqua) کمتر برآورد کرد. در شرایط آسمان ابری و صاف (همه شرایط آسمان)، میانگین درصد صحت کل تشخیص برف توسط روش های mac و tac به ترتیب برابر 43/85 و 93/41 به دست آمد. روش mac در روزهای ابری یا برفی باعث افزایش صحت نقشه پوشش برف می شود و روش tac در روزهای صاف (بدون ابر) بیشترین صحت را نشان داد. بعد از تهیه و اعتبارسنجی نقشه های پوشش برف، مدل srm با استفاده از پارامترها، ضرایب و داده های پوشش برف تهیه شده به روش mac ابتدا در زیرحوزه آبخیز کوتر، واسنجی شد و سپس در زیرحوزه آبخیز بیطاس مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای ضریب تبیین، درصد تفاضل حجمی و جذر میانگین توان دوم خطا برای ارزیابی دقت مدل srm مورد استفاده قرار گرفتند. این مقادیر در مرحله واسنجی (حوزه آبخیز کوتر) به ترتیب 91/0، 566/0 و 87/2 و در مرحله ارزیابی مدل (حوزه آبخیز بیطاس) 86/0، 463/0 و 11/1 بدست آمد. مقادیر فوق کارایی بالای مدل را در برآورد رواناب ناشی از ذوب برف در زیرحوزه های آبخیز مذکور بر اساس نقشه های پوشش برف بدست آمده از داده های ماهواره ای را نشان می دهد.

تبخیر و تعرق یکی از مولفه های کلیدی در معادله بیلان آب، مدل های هیدرولوژی و مدیریت منابع آب می باشد. اندازه گیری تبخیر و تعرق در ایستگاه های هواشناسی، یک تخمین نقطه ای می باشد درحالی که تبخیر و تعرق دارای تغییرات زمانی و مکانی در یک منطقه است. آگاهی از این تغییرات، در مدیریت منابع آب و برنامه ریزی کشاورزی یک منطقه از اهمیت بسزایی برخوردار است. روش مناسب برای برآورد تبخیر و تعرق، روشی است که نرخ تبخیر و تعرق را در مقیاس منطقه ای برآورد کرده و توزیع مکانی و زمانی آن را نیز شامل شود. تبخیر و تعرق با استفاده از روش های متعددی تخمین زده می شود ولی برآورد تبخیر و تعرق با استفاده از داده های سنجش از دور دارای مزایایی از قبیل امکان فراهم آوردن داده ها در سطح یک منطقه مورد مطالعه با صرف هزینه و زمان کمتر در مقایسه با روشهای مبتنی بر مشاهدات نقطه ای زمینی می باشد. در این تحقیق از محصولات ارائه شده سنجنده modis شامل ndvi، lai، دمای سطح زمین و آلبدوی سطح زمین استفاده شد. تبخیر و تعرق در مقیاس زمانی لحظه ای و روزانه در محل ایستگاه ها و در مقیاس زمانی سالیانه در سطح حوزه آبخیز نازلوچای ارومیه با استفاده از الگوریتم sebal تخمین زده شد. تبخیر و تعرق روزانه با استفاده از مولفه های میانگین تابش خالص روزانه، شار گرمایی خاک و کسر تبخیر برآورد گردید. مدل سینوسی جهت تخمین میانگین تابش خالص روزانه به عنوان روشی جدید به الگوریتم sebal افزوده شد. مقایسه نتایج بدست آمده از این مدل با مقادیر مشاهده ای تابش در ایستگاه سینوپتیک تبریز نشان داد که مدل سینوسی در برآورد میانگین تابش خالص روزانه کارایی مناسب و قابل قبولی دارد. برآورد تبخیر و تعرق سالیانه، بر اساس مقادیر تبخیر و تعرق روزانه و تبخیر و تعرق گیاه مرجع می باشد. در مرحله اول، مقدار تبخیر و تعرق به صورت نقطه ای در تعدادی از ایستگاه های زمینی واقع در منطقه شمال غرب ایران و برای تاریخ های مختلف در سال آبی 84-83 با استفاده از الگوریتم sebal و روش فائو- پنمن- مانتیث برآورد گردید. مقایسه آماری مقادیر تبخیر و تعرق برآورد شده با دو روش مذکور بیانگر وجود همبستگی بالا بین انها بود. در مرحله بعد، مقادیر تبخیر و تعرق سالیانه در مقیاس منطقه ای با استفاده از الگوریتم sebal در حوزه آبخیز نازلوچای برآورد گردید. مقایسه نتایج بدست آمده از الگوریتم sebal و مقادیر حاصل از روش معادله بیلان آب نشان داد که در مقیاس حوزه آبخیز، الگوریتم sebal مقدار تبخیر و تعرق سالیانه را کمتر از معادله بیلان آب برآورد می کند.

توسعه شهری و صنعتی شدن جوامع از آنجا که باعث افزایش درصد اراضی نفوذناپذیر و در نتیجه افزایش تولید رواناب و ایجاد شرایط بحرانی به ویژه در هنگام وقوع بارندگی های شدید در معابر شهری می شوند تأثیرات نامطلوبی بر هیدرولوژی حوزه آبخیز شهری می گذارند بنابراین سیستم های جمع آوری و دفع آب های سطحی ناشی از بارندگی بخش مهم برنامه ریزی و عمران مناطق شهری هستند لذا باید سعی در طراحی صحیح آنها داشت در غیر این صورت آب گرفتگی معابر خسارات و زیان های فیزیکی صرف هزینه های اضطراری و خسارات وارد بر بهداشت را در پی خواهد داشت. در این تحقیق تاثیر شدت رگبار در دوره-بازگشت های 2، 5 و10 سال در آب گرفتگی معابر ناحیه 1 از منطقه 11 شهر تهران با مساحت 280 هکتار با استفاده از مدل هیدرولوژیکی- هیدرولیکی stormcad همراه با مدل stormnet مورد بررسی و شبیه سازی قرار گرفت، جهت شبیه سازی توسط مدل هر حوزه آبخیز به زیر حوزه های کوچک تر تقسیم شده و خصوصیات فیزیکی و زهکشی زیر حوزه ها، کانال های انتقال جریان و مشخصات بارش به عنوان اطلاعات ورودی به مدل داده شد و در نهایت تاثیر شدت رگبار در دوره بازگشت های مختلف در آب گرفتگی معابر و کانالهای انتقال جریان بررسی شد. نتیجه این شبیه سازی نشان داد با بالا رفتن دوره بازگشت ها شدت رگبار به صورت مستقیم و غیر خطی افزایش می یابد و به تبع آن میزان پس زدگی و آب گرفتگی کانال های آب شهری(با توجه به ابعاد کانال) به صورت مستقیم و غیر خطی افزایش می یابد.

با توجه به افزایش جمعیت جهانی و توزیع ناعادلانه بارندگی در کره زمین، به طور قطع مشکلات فراوانی در زمینه آب پیش روی دولت هاست که گرفتگی معابر شهری در اثر بارندگی یکی از آن ها می باشد. وجود رسوبات و موادزائد در کانال های انتقال آب در شهر، عاملی مهم در آبگرفتگی معابر می باشد. مدیریت تخلیه مواد موجود از کانال های آب، نیازمند مطالعه ای جامع برای تعیین نقاط بحرانی و تأثیر کانون های تجمع مواد زائد و رسوبات بر روند حرکتی جریان آب در کانالهاست. در این تحقیق با در نظر گرفتن محدودیت ها و قوانین موجود در زمینه ی احداث تله رسوب گیر، با استناد به منابع و مقالات، نقشه های نقاط آب گرفته و نقاط محل پس زدگی آب با استناد به مطالعات میدانی، سامانه شکایات مردمی، نظرات مردم، مطالعات هیدرولیکی – هیدرولوژیکی و نقشه های فاصله از مراکز سیاسی، فاصله از مراکز تفریحی، فاصله از مراکز تراکم جمعیتی، فاصله از مراکز میادین تره بار و اصناف در محیط gis تهیه گردید. بسته به اهمیت هر یک از لایه ها، با استفاده از روش ahp وanp به لایه های اطلاعاتی مربوطه وزن داده شد، و با روی هم اندازی لایه ها در gis نقشه نهایی ترسیم و نقشه نقاط مناسب جهت احداث تله رسوب گیر در منطقه یازده شهر تهران مشخص گردید. نقاط مشخص شده جهت احداث سازه های رسوب گیر در محیط نرم افزار topsis اولویت بندی گردید

مطالعه ی حاضر تحلیل روند مکانی و زمانی مجموعه ای از سری داده های بارش حاصل از 37 ایستگاه باران سنجی حوزه آبریز دریاچه ارومیه در مقیاس سالانه، فصلی و ماهانه طی دوره 1388-1359 را انجام می دهد. آزمون من -کندال، روش ثیل سن و شاخص های تغییرات بارش و pci به ترتیب به منظور تعیین معنی داری روند، بزرگی روند و تغییرات بارش بکار برده شده اند.

با استخراج 12 خصوصیت فیزیوگرافی 30 زیر حوضه حوزه آبریز دریاچه ارومیه دبی سیلابی مدل سازی شد. نتایج پژوهش حاکی از آن است که روش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه نسبت به روش رگرسیون چند متغیره برتر می باشد، و میزان انطباق و هم خوانی پاسخ های روش ماشین بردار پشتیبان نسبت به روش پرسپترون چند لایه بالاتر می باشد. معیار ارزیابی r در مرحله آزمون روش های رگرسیون چند متغیره، شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه و ماشین بردار پشتبان به ترتیب برابر است با 79/0،83/0 و 95/0. نتایج این پژوهش و سایر پژوهش های مشابه می تواند زمینه ساز کاربرد روش های نوین برای حوضه های فاقد ایستگاه هیدرومتری باشد.

بررسی هیدروگراف حوزه امکان مطالعه دبی حداکثر سیلاب، حجم سیلاب و میزان ذخیره حوزه پس از قطع بارندگی را فراهم می آورد و در طراحی ابعاد سازه های آبی نقش اساسی دارد. در سال های اخیر تمایل زیادی برای استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی (ann) در پیش بینی متغیرهای هیدرولوژیکی بوجود آمده است. کاربرد تکنیک شبکه عصبی مصنوعی محدوده گسترده ای را در زمینه مدیریت منابع آب می پوشاند. از مدلهای دیگری که در مطالعات آبخیزداری و سیلخیزی کاربرد فراوانی دارد مدل (hec-hms) است. این مدل برای شبیه سازی پاسخ رواناب سطحی یک حوزه آبخیز نسبت به بارندگی های معین در حوزه های فاقد آمار جهت تخمین مقادیر سیل طراحی شده است . در این تحقیق سعی گردیده است کارایی دو مدل ذکر شده یعنی شبکه عصبی مصنوعی و مدل hec-hms در برآورد هیدروگراف واحد مورد ارزیابی قرار گیرد. ورودی، داده های بارندگی در مقیاس زمانی 2 و 1ساعته و خروجی هم هیدروگراف واحد خروجی از حوزه کن تهران می باشد. در رابطه با شبکه عصبی مصنوعی، داده ها قبل از ایجاد شبکه، نرمال شده و سپس با استفاده از داده های نرمال، ساختار شبکه طراحی شده و کارایی مدلی از شبکه عصبی به نام پرسپترون چند لایه جهت تخمین هیدروگراف واحد خروجی در ایستگاه سولقان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد در برآورد هیدروگراف واحد، مدل هیدرولوژیکی hec-hms نسبت به شبکه های عصبی مصنوعی عملکرد بهتری دارد. ضریب همبستگی بین هیدروگراف واحد مشاهده ای و محاسبه شده در مدل hec-hms، 86 درصد است در حالی که در ann غیر از داده های پیک، در تمام ورودیهای مختلف شبکه ضریب همبستگی در مرحله تست، به بالاتر از 63 درصد نرسیده است. مدل hec-hms به دلیل استفاده از پارامترهای فیزیکی و هیدرولوژیکی، هیدروگراف واحد را با واقعیت بیشتری شبیه سازی می کند.

در این تحقیق از روابط تجربی فولر، سنگال و هینز دیتر و همچنین تکنیک شبکه عصبی مصنوعی جهت بررسی امکان برآورد دبی پیک لحظه ای با استفاده از آمار دبی حداکثر روزانه استفاده شده است. به همین منظور با بررسی ایستگاههای آب سنجی در اقالیم مختلف ایران، تعداد 12 ایستگاه انتخاب و دبی پیک لحظه ای و دبی روزانه آنها استخراج شد. ابتدا دبی پیک لحظه ای با روابط تجربی ذکر شده برآورد گردید. سپس روابط تجربی مورد استفاده در این تحقیق، برای هر ایستگاه مورد مطالعه، کالیبره شده و دبی پیک در تعدادی از سالها با رابطه جدید بدست آمده برای هر ایستگاه، محاسبه گردید. جهت مقایسه بهتر، سالهای مربوط به کالیبراسیون روش های تجربی و نیز مرحله آزمایشی تکنیک شبکه عصبی مصنوعی در ایستگاهها، مشابه در نظر گرفته شده است. بمنظور مقایسه نتایج و ارزیابی کارایی روش های ذکر شده در برآورد دبی پیک لحظه ای با استفاده از آمار دبی حداکثر روزانه، از ضریب همبستگی (r)، ضریب کارایی (re2) و ریشه حداقل میانگین مربعات خطا (rmse) استفاده گردید. نتایج نشان داد که تکنیک شبکه عصبی مصنوعی نسبت به روش های تجربی در برآورد دبی پیک لحظه ای با استفاده از آمار دبی حداکثر روزانه، برتری دارد. بر اساس این نتایج می توان مشکل کوتاه بودن دوره آماری مربوط به داده های دبی حداکثر لحظه ای در ایستگاهها را بر اساس داده های اندازه گیری شده دبی روزانه و با روش شبکه عصبی مصنوعی برطرف کرد، که این مسئله تاثیر قابل توجهی در بهینه سازی طراحی ها و برآوردهای مرتبط خواهد داشت.

بررسی آمار و اطلاعات نشان می دهد که سیلاب هر ساله خسارات زیادی به منابع طبیعی وارد می کند. با توجه به تأثیر عوامل مختلف در بروز سیل، انواع اقدامات مدیریتی از جمله آبخیزداری و مدیریت کاربری اراضی، برنامه ریزی و مدیریت در مسیر رودخانه ها و مسیل ها، پیش بینی و هشدار سیل، اقدامات پیشگیری و حمایتی در مناطق سیل گیر و پهنه بندی خطر سیل می توانند در کاهش خسارت ناشی از آن موثر باشد. امروزه استفاده از مدل ها در شبیه سازی بارندگی- رواناب برای دسترسی به خصوصیات سیلاب از قبیل زمان رسیدن به دبی و زمان وقوع اوج متداول شده است. یکی از مدل های شبیه سازی فرایند بارندگی –رواناب در یک حوزه مدل hec-hms می باشد. این مدل به گونه ای طراحی شده است که دامنه گسترده ای از حوزه های آبخیز را در برمی گیرد، به علاوه این مدل قابلیت تحلیل رودخانه های حوزه های آبخیز بزرگ، ذخایر آبی و هیدرولوژ‍ی سیلاب و رواناب حوزه های آبریز طبیعی و شهری را دارا می باشد. در تحقیق حاضر جهت شبیه سازی فرایند بارندگی –رواناب از مدل hec-hms استفاده شده است در این ارتباط مدل hec-hms در سه حوزه آبخیز کن، حوزه آبخیز لیقوان و حوزه آبخیز چهل گزی مورد واسنجی و ارزیابی قرار گرفت. سپس قابلیت این مدل جهت برآورد رواناب از طریق مقایسه با داده های واقعی بررسی گردید. نتایج حاصل از واسنجی مدل نشان می دهد که این مدل برای حوزه های شمال غرب مناسب می باشد. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی روشهای مختلف برآورد رواناب نشان می دهد که روش scs دارای کمترین اختلاف بین دبی اوج هیدروگراف مشاهده ای و محاسبه شده می باشد.