روش برآورد رطوبت نسبی روزانه از روی رطوبت ساعت های استاندارد 3، 9 و 15 گرینویچ روش اصلی و مرسوم است. قدمت این روش ها به نیمه های قرن بیستم می رسد. اشکالات زیر در این روابط دیده می شوند: 1- روابط ارائه شده رفتار رطوبت نسبی روزانه را متقارن فرض می کنند، در حالیکه نا متقارن است. 2- این ساعتها فقط نیمی از شبانه روز را شامل می شود. 3- در این روشها طبقه بندی اقلیمی رعایت نشده اند. 4- روابط ارائه شده برای کل سال پیشنهاد شده و رفتار ماهانه را در نظر نمی گیرد. طبیعی است که این روش ها همراه با خطا باشند. ارائه روش های جدید که بتوانند ضعف های چهارگانه فوق را کاهش دهند هدف اصلی این رساله است. ابتدا یک خوشه بندی علمی برای مشخص کردن اقلیم-های مختلف انجام گرفت. خوشه بندی ایران بر اساس داده های سالان? رطوبت نسبی، دما ، بارش، ارتفاع، دامن? تغییرات دما، تبخیر و هم چنین با استفاده از نمایه های سه روش اقلیم بندی دومارتن، ایوانف و تورنت ویت نیز انجام و ایران به سه خوشه اصلی افراز شد. ناحیه بندی با روش های مختلف صورت گرفته و روش افرازی میانه محور جواب مساعدی ارائه داد. ضرایب همبستگی کوفنتیک و عرض سیلهوت برای اعتبار سنجی به کار گرفته شد. همگنی و همنوایی خوشه ها با روش گشتاورهای خطی آزمون و مورد پذیرش قرار گرفتند. نرم افزار "r" برای تحلیل ها استفاده شد. نقش? نواحی سه خوشه ایران در محیط "gis" تهیه و ارائه گردید. داده های ساعتی 149 ایستگاه همدید برای تحلیل در نظر گرفته شدند و نمونه گیری با طرح سیستماتیک دوری در اقلیم های مختلف انجام و الگوهای مختلف در مقیاس ماه و سال برای هر اقلیم با نرم افزار "spss.18" بر داده ها برازش داده شد. الگوی برتر با بررسی آماره های لازم و تحلیل باقی مانده ها انتخاب شدند. 39 الگو در نهایت برای سه اقلیم در مقیاس ماه و سال ارائه گردید. واسنجی و مقایسه این الگوها (با معیار mse) با الگوهای مرسوم قدیمی انجام گرفت که نشان دهنده از برتری و تولید خطای کمتر این 39 الگو بود.

تحلیل فراوانی خشکسالی روشی است که حوادث خشکسالی با یک بزرگی مشخص را ارزیابی می کند. فراوانی منطقه ای خشکسالی های استان خراسان رضوی مبنی بر داده های بارش ماهانه 136 ایستگاه داخل و اطراف استان در این مطالعه بررسی شد. شدت خشکسالی برای مقیاس های 3، 6، 9 و 12 ماهه با spi (شاخص بارندگی استاندارد) به دست آمد. تابع توزیع مناسب برای محاسبه این شاخص در مقیاس های مختلف براساس نسبت گشتاورهای خطی و آزمون k-s انتخاب شد. سری های سالانه حداکثر شدت خشکسالی (حداقل spi سالانه) تشکیل شد. استفاده از الگوریتم پیوندی منجر به تفکیک استان به سه منطقه شد، سپس همگنی هر یک از نواحی آزمون شد. توابع توزیع منطقه ای برای مقیاس های مختلف در هر کدام از نواحی با استفاده از نمودار نسبت گشتاورهای خطی و آزمون k-s انتخاب شد. تابعln3 برای spi-3 و spi-6 و تابع gev برای spi-9 و spi-12 بر این اساس انتخاب شدند. دوره بازگشت خشکسالی های شدید برای نواحی سه گانه در مقیاس های مورد نظر از این توابع حدود 3 تا 5 سال و در دوره بازگشت خشکسالی های بسیار شدید نیز بین 10 تا 16 سال متغیر است.

چکیده پیش بینی رفتار و تعیین ابعاد هندسی کانال ها و رودخانه های آبرفتی که رسوب گذاری و فرسایش در آن ها به تعادل رسیده، یکی از مهم ترین مباحث مهندسی رودخانه است. پژوهشگران مختلف روابطی برای تعیین ابعاد هندسی کانال پایدار ارائه داده اند. ضرایب و نماهای معادلات رژیم ارائه شده توسط این محققین به طور متناوب تا به امروز دچار تغییر و تعدیل شده اند. از آن جا که هر یک از این معادلات با استفاده از شمار کم داده ها و در منطقه ی جغرافیایی مشخص به دست آمده اند تابعی از آثار جغرافیایی است و کاربرد آن را محدود می کند. این مسائل باعث می شود الگوها و معادلات پیشین به صورت همگانی کاربردی نباشد. از طرف دیگر به دلیل پراکندگی اطلاعات موجود، امکان استفاده ی بهینه از این منابع وجود ندارد. بعد از بررسی های صورت گرفته در این تحقیق و گردآوری طیف وسیعی از اطلاعات در مناطق مختلف جهان، شامل 1691 نقطه ی برداشتی، با آسیب شناسی آماری مناسب، الگوهایی برای تعیین ابعاد هندسی کانال پایدار ارائه شد. الگوهای به دست آمده برای 6 رودخانه در ایران نیز مورد استفاده قرار گرفت و نتایج نشان داد به خوبی در این مناطق نیز قابل کاربردند و از دقت خوبی برخوردار هستند.

شکست سد پدیده ای است که در پی آن حجم عظیمی از آب به طور ناگهانی رها شده و باعث بوجود آمدن امواج بزرگ سیلاب در پایین دست می شود. این امواج سبب خسارات جانی و مالی فراوان، فرسایش زمین و اثرات زیست محیطی نامطلوب می گردند‎. سیلاب حاصل از شکست سد، از قدرت تخریب بالایی برخوردار بوده و علاوه بر آن در اکثر موارد، کانال رودخانه در پایین دست سد چنین سیلابی را تجربه نکرده و لذا قادر به مهار آن در کانال اصلی خود نمی باشد‎. از این رو انجام تحلیل شکست سد و ارزیابی تبعات ناشی از آن برای همه سدها ضروری به نظر می رسد‎. این تحلیل علاوه بر ارزیابی خسارت و میزان خطر موجود در پایین دست سد، امکان برنامه ریزی عملیات نجات و تسکین فاجعه ناشی از شکست سد را نیز فراهم می کند‎. در این رساله سعی شده است تا ابتدا با جمع آوری داده های مربوط به 142 سد خاکی شکسته شده در جهان، روابط مربوط به تخمین پارامترهای شکست سدهای خاکی بررسی و با استفاده از داده های موجود و روش های آماری روابط جدیدی برای تخمین پارامترهای شکست سدهای خاکی تهیه و با روابط قبلی مقایسه شود، سپس پارامترهای شکست سد با استفاده از مدل breach gui پیش بینی و با استفاده از قابلیت مدلسازی شکست سد در نرم افزار hec-ras به مدلسازی توسعه شکاف در بدنه سد و نیز روندیابی سیلاب حاصل در پایین دست سد پرداخته و پس از آن اقدام به پهنه بندی سیلاب در محیط arc map شود. سد مورد مطالعه، سد خاکی تبارک آباد در 20 کیلومتری شمال شرقی شهرستان قوچان می باشد. بررسی های آماری نشان داد که از بین کلیه روابط تجربی، رابطه فرولیخ (1995) برای تخمین حداکثر دبی خروجی و عرض متوسط شکست در حالت روگذری از سایر روابط دقیق تر است و نیز روابط پیشنهادی برای محاسبه پارامترهای شکست در این تحقیق، از روابط قبلی دقیق تر است و توصیه می شود در ورودی و مقایسه مدل های شبیه سازی جریان از آن ها استفاده شود. نتایج حائز اهمیت در مدلسازی نیز شامل دبی اوج خروجی از سد و تراز سطح آب در شهر قوچان بود‎. نتایج تحلیل نشان داد که اولین شکاف 30 دقیقه پس از آغاز تحلیل رخ می دهد و در زمان 2:30 موج سیلاب به شهر قوچان می-رسد. لذا فاصله زمانی بین آغاز شکست و رسیدن موج سیلاب به شهر تنها 2 ساعت می باشد. همچنین دبی خروجی از شکاف سد 1 ساعت و چهل دقیقه پس از آغاز شکست، به بیشترین مقدار خود یعنی 5/10661مترمکعب بر ثانیه در محل سد می رسد و زمان انهدام کامل سد 3 ساعت به دست و 2 ساعت و چهل دقیقه پس از آغاز شکست، بیشترین مقدار موج سیلاب به شهر خواهد رسید. لذا جمعیت تحت خطر باید پیش از رسیدن موج سیلاب از محل تخلیه شوند‎.

خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژی می تواند تغییراتی در جریان رودخانه، رسوب و کیفیت آب داشته باشد.تحقیق حاضر در خصوص تاثیر خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژی در سه پارامتر کیفی آب(ec، sar، tds) است. حوضه مَرغَک در استان چهارمحال و بختیاری به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. داده های باران سنجی و آب سنجی این حوضه شامل دو ایستگاه باران سنج و یک ایستگاه آب سنج به مدت 40 سال(1348-1388) استخراج و تحلیل شده اند.ابتدا غربال داده ها انجام و صحت آنها تایید شد. سپس هفت قانون احتمالی مناسب( لوگ نرمال دو و سه پارامتری، گامبل نوع 1، حدی تعمیم یافته، پارتو تعمیم یافته و گامای دو و سه پارامتری) بر داده های بارش و روان آب سالانه برازش و تحلیل فراوانی شد. روش های برآورد متنوع(گشتاورهای معمولی، وزن دار ، خطی و تعمیم یافته، حداکثر درست نمایی و آنتروپی) برای دقت بیشتر در تحلیل فراوانی گنجانیده شد.توزیع برتر انتخاب و به نرمال استاندارد تبدیل شد. سپس سال های خشک ،تر و نرمال بارش و روان آب بدست آمد. 327 نمونه دبی-کیفیت آب در دسترس بود. داده ها غربال و رگرسیون بین دبی و sar،ec،tdsدر فضای تمام لگاریتمی(تبدیل به خطی) انجام شد. الگوها اسیب شناسی و در نهایت برای سه حالت خشک، نرمال و تر رگرسیون ها بدست آمدند. شیب و عرض از مبدا رگرسیون ها در سه حالت فوق متفاوت بودند. که نشان از تاثیر سال های خشک، نرمال و تر در کیفیت آب رودخانه است. رگرسیون موهومی معنی دار بودن این تفاوت را نشان داد البته تفاوت خیلی شدید نبود.علت یابی با تحقیقات میدانی و زمین شناسی انجام شد. توسعه شهری، کشاورزی و صنعت در این حوضه قابل ملاحظه نیست. اما قسمتی از ساختارهای زمین شناسی می تواند علت تغییر کیفیت آب در سال های خشک، نرمال و تر باشد.