یکی از عوامل مهم رسوب گذاری مخازن سدها جریان های گل آلود است که در زمان وقوع سیلاب با افزایش غلظت رسوبات معلق در رودخانه های ورودی، وارد مخازن سدها شده و ظرفیت آب مخازن و عمر مفید سدها را کاهش می دهند. گشودن دریچه های تحتانی سد روش متداول تخلیه این جریان ها و حفظ حجم مفید مخزن می باشد. در انجام این عملیات اطلاع از نحوه حرکت، پخش و گسترش طولی، عرضی و عمقی و همچنین زمان رسیدن جریان های گل آلود به بدنه سد در مدیریت بهینه زمان باز و بسته شدن دریچه ها نقش مهمی دارد. سد مخزنی سفیدرود عظیم ترین سازه آبی استان گیلان و از مشکل سازترین سدهای کشور در زمینه رسوبگذاری می باشد که در فاصله ی 200 کیلومتری شمال غربی تهران و 100 کیلومتری دریای خزر و در نزدیکی شهر منجیل، در پایین دست محل تلاقی رودخانه های قزل‏اوزن و شاهرود واقع شده است. سد سفیدرود از نـوع سدهای بتنی پایه‏دار، ارتفاع از پی 106 متر، تراز نرمال 65/271 متر و دارای 5 دریچه تخلیه تحتانی، دو دریچه میانی و دو سرریز سطحی می باشد. در زمان بهره برداری، حجم مخزن تقریباً 8/1 میلیارد متر مکعب بوده که به دلیل رسوبگذاری تا حدود 16/1 میلیارد متر مکعب رسیده است. در این تحقیق، چگونگی پیشروی جریان گل آلود در مخزن سد سفیدرود با استفاده از مدل mike3 در حالت مش بندی نامنظم شبیه سازی شد. همچنین میزان تاثیر دریچه های تحتانی سد سفیدرود بر تخلیه جریان گل آلود در سناریو های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با در نظر گرفتن ورود سیلاب به مخزن به صورت همزمان در ابتدای شاخه های قزل اوزن و شاهرود، جریان گل آلود از طریق شاخه شاهرود زودتر به بدنه سد رسیده و زمان گشودن دریچه های تخلیه تحتانی را تعیین می کند. بررسی پروفیل غلظت رسوبات معلق در مقاطع عرضی نشان دهنده تشکیل جریان گل آلود در مخزن و پیشروی آن به سمت بدنه سد می باشد. همچنین پروفیل های غلظت در طول پیشروی جریان گل آلود از ابتدای ورودی رودخانه های قزل اوزن و شاهرود به مخزن نشان داد که غلظت رسوبات تا رسیدن به بدنه سد کاهش می یابد. نتایج مدلسازی با داده های میدانی در سه مقطع عرضی مقایسه و کالیبره شد. مقادیر بالای ضریب تبیین و مقادیر کمتر شاخص های خطا، نشان دهنده توانایی مدل مورد استفاده در شبیه سازی جریان گل آلود در مخزن سد سفیدرود می باشد. عملکرد بهینه دریچه های تخلیه تحتانی سد سفیدرود در سناریو های تعریف شده برای خروج جریان گل آلود مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با توجه به پارامتر های راندمان تخلیه رسوب و نسبت وزن رسوبات خروجی از مخزن به حجم آب خروجی و وجود آب کافی در مخزن برای خروج جریان گل آلود، می توان بهترین گزینه و عملکرد بهینه دریچه های تخلیه تحتانی را تعیین کرد.

برآورد صحیح مقدارآبی که صرف تبخیر- تعرق گیاهی می شودیکی ازعوامل مهم برنامه ریزی جهت توسعه کشاورزی وافزایش محصولات کشاورزی (خصوصاً در مناطق خشک و نیمه خشکی مانند ایران)است. تبخیر- تعرق مرجع (eto) پارامتر هیدرومتئورولوژیکی مهم در مطالعات هیدرولوژیکی و اقلیمی، و همچنین جهت برنامه ریزی و مدیریت آبیاری است. روشهای زیادی به منظور برآورد eto وجود دارند، اما از آنجا که تمامی آنها مبنای تجربی دارند، عملکرد آنها در مناطق مختلف متنوع است. روش پنمن مانتیث فائو (fpm) بهعنواناستانداردجهانی به منظور برآورد تبخیر- تعرق گیاه مرجع ونیزبرای ارزیابی دیگرروشهاپیشنهادگردیده است. این روش پارامترهای بسیاری را در ارتباط با فرآیند تبخیر- تعرق در نظر می گیرد: تابش خالص (rn)، درجه حرارت هوا (t)، کمبود فشار بخار(ed)، رطوبت نسبی (rh) و سرعت باد (u) است و در مقایسه با به داده های لایسیمتر نتایج بسیار خوبی ارائه می دهد. متأسفانه امکان اندازه گیری برخی ازپارامترهای آب و هوایی دربعضی از ایستگاه های هواشناسی وجود ندارد. بنابراین تشخیص درستی روش های تخمین etoبا استفاده از داده های برآورد شده بسیار مهم است. دراین موارد، هنگامی که داده ها موجود نباشند، محاسبه eto با استفاده از متغیرهای ورودی برآورد شده، روشی است که توسط faoدر مجله آبیاری زهکشی شماره 56 توصیه می شود. بر این اساس، هدف از این تحقیق، ارزیابی عملکرد روش fpm در برآورد eto در شرایط داده های محدود، در برخی مناطق ایران می باشد.همچنین روشهای جایگزین دیگر برای منطقه ی مورد مطالعه تحت ارزیابی قرار گرفتند: هارگریوز، هارگریوز- سامانی، مک کینگ و تورک. برای مقایسه eto برآورد شده توسط روش fpm با سری داده های کامل و محدود، داده ها از سه ایستگاه سینوپتیک تهران، تبریز و ارومیه اخذ گردید. معادلات جایگزین نیز مورد آزمون قرار گرفتند. نتایج نشان دادمدل هارگریوز- سامانی و مک کینگ برآوردهای مناسبی را در مقایسه با مقادیر تبخیر- تعرق حاصل از روش پنمن مانتیث فائو با داده های کامل، ارئه می دهند. برآوردهای حاصل از مدل تورک تفاوت زیادی با مقادیر شاخص داشت. بنابراین می توان با استفاده از مقادیر eto روش هارگریوز- سامانی و معادله همبستگی مناسب، مقدار تبخیر- تعرق مرجع را برآورد نمود. در شرایط فقدان داده های تابش، استفاده از ساعات آفتابی موجود، جهت دستیابی به برآوردهای نزدیک به واقع تبخیر- تعرق مرجع، گزینه ی مناسبی بود.در شرایط فقدان داده های ساعت آفتابی و تابش، مدل fpm1-h، و در حالتی که فقط داده های دما و سرعت باد در دسترس بودند، مدل fpm6-hبه عنوان بهترین مدل انتخاب شدند. در شرایط فقدان داده های باد، استفاده از مقدار متوسط روزانه سرعت باد (2 متر بر ثانیه)، در ایستگاههای مورد مطالعه مناسب بود. در شرایطی که فقط از پارامتراندازه گیری شده ی دمای هوا استفاده شد، مدل کاهش داده fpm5-hبه عنوان مدل برترمطرح شد. نتایج کلی نشان داد در ایستگاههای مورد مطالعه در شرایط فقدان داده های هواشناسی استفاده از داده های ورودی برآورد شده از روش fao-pm در مقایسه با داده های کامل، برآوردهای مناسبی از تبخیر- تعرق مرجع ارائه می دهد.

امروزه نقش رودخانه های طبیعی به عنوان یکی از اصلی ترین منابع تأمین آب و انرژی مورد نیاز بشر، انکارناپذیر می باشد. رودخانه های طبیعی به ندرت به صورت مستقیم بوده و وجود قوس های متعدد یکی از مشخصه های اصلی رودخانه های جاری در مناطق کم شیب می باشد. بررسی هیدرولیک جریان رودخانه های قوس دار به دلیل وجود جریان حلزونی شکل ایجاد شده در قوس، که موجب فرسایش در قوس خارجی و رسوبگذاری در قوس داخلی می گردد، از پیچیدگی خاصی برخوردار است و همین امر باعث جلب توجه محققین و مهندسین در انجام مطالعات فرسایش و رسوب در پیچ شده است. در مطالعه حاضر آزمایشاتی با هدف بررسی الگوی فرسایش و رسوبگذاری در پیچ 90 درجه یک کانال آزمایشگاهی انجام شده است و داده های آزمایشگاهی با نتایج حاصل از شبیه سازی عددی مقایسه شده است. آزمایشات در یک کانال بزرگ آزمایشگاهی با مقطع مستطیلی که عرض آن 92/0 سانتیمتر و دارای شعاع انحنای 3 متر بود، انجام گردید. بعد از تهیه مصالح ماسه برای بستر کانال، آزمایشاتی با دبی های مختلف انجام شد و پارامترهای عمق، سرعت جریان و همچنین تغییرات بستر کانال در زمان های مختلف و در مقاطع عرضی مختلف در طول قوس برداشت شد. نتایج حاصل از آزمایشات حاکی از وقوع فرسایش در قوس خارجی و رسوبگذاری در قوس داخلی کانال و افزایش مقدار فرسایش و رسوبگذاری با افزایش عدد فرود بود. همچنین مطالعه الگوی جریان نشان داد که سرعت ماکزیمم در ابتدای قوس در مرکز کانال بوده و با وارد شدن به داخل قوس سرعت ماکزیمم به دیواره داخلی نزدیک می شود، با پیشروی در داخل قوس و با قدرت گرفتن جریان ثانویه، محل سرعت ماکزیمم به سمت دیواره خارجی متمایل می شود. شبیه سازی عددی با نرم افزار مایک انجام شده است، نتایج شبیه سازی عددی نشان می دهد نرم افزار مایک محل وقوع فرسایش و رسوبگذاری را به خوبی نشان داده و نتایج داده های حاصل از آزمایشات در بازه های زمانی مختلف، با داده های شبیه سازی شده هماهنگ می باشد، ولی مدل نمی تواند توزیع صحیحی از سرعت جریان را نشان دهد و این به علت دوبعدی بودن مدل می باشد، که تأثیر جریان ثانویه به خوبی نشان داده نمی شود. کلمات کلیدی: فرسایش، رسوبگذاری، پیچ 90 درجه، جریان ثانویه

مطالعه خصوصیات هیدرولیکی خاک از جمله هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در بررسی های جریان در محیط متخلخل ضروری می باشد. با وجود پژوهش های بی شمار که پیرامون اندازه گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی اشباع صورت گرفته است، این روش ها هم چنان پر هزینه، زمان بر و تخصصی هستند. از این رو برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از روش هایی سریع، کم هزینه و با دقت قابل قبول مانند توابع انتقالی خاک توسعه یافته است. هدف اصلی این تحقیق، مقایسه و ارزیابی 11 تابع انتقالی رگرسیونی، مدل رزتا و سامانه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی به منظور برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک می باشد. لذا آزمایشات مربوط به محاسبه هدایت هیدرولیکی اشباع و محاسبه خصوصیات فیزیکی خاک در 40 نقطه از شهرستان ارومیه صورت گرفت. در هر موقعیت انتخابی، چاهکی تا عمق 30 سانتی متر حفر گردید. هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با روش پرمامتر گلف در محل هر چاهک اندازه گیری شد. خاک حاصل از حفر هر چاهک نیز برای تعیین ویژگی های زود یافت خاک در آزمایشگاه استفاده شد. نتایج نشان داد که در بین مدل های رگرسیونی موجود، مدل آیمرون و همکاران با کمترین مقدار خطا برای پارامترهای rmse و mae (174/0 و 028/0متر در روز) بهترین برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع را در اراضی مورد مطالعه داشت. نتایج این تحقیق بر اهمیت کاربرد تخلخل موثر به عنوان یک پارامتر زودیافت مهم به منظور افزایش دقت توابع انتقالی رگرسیونی تأکید دارد. در شبکه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی از میان 793 مدل با لایه های ورودی مختلف‏، پارامتر های درصد شن، چگالی مخصوص حقیقی، تخلخل موثر ذرات و بعد فراکتال ذرات خاک به عنوان ورودی انتخاب شدند. در مدل عصبی- فازی ارائه شده در این تحقیق، مقادیر r2 و rmse در مرحله آموزش برابر با 1 و 7-10×2/1 متر در روز و در مرحله آزمون برابر با 98/0 و 0006/0 متر در روز به دست آمد. مقایسه نتایج توابع رگرسیونی و مدل های عصبی- فازی بیانگر برتری سامانه عصبی- فازی نسبت به تابع رگرسیونی است. همچنین نتایج نشان داد که سیستم استنتاج عصبی- فازی قادر است در بافت های خاک مختلف قدرت برآورد خود را با دقت بالا حفظ نماید.

برآورد سیل ناشی از یک بارش، همواره یکی از مسائل مهم در علم هیدرولوژی بوده است. پیشرفت های علمی اخیر باعث پیدایش و تکامل مدل های هیدرولوژیکی متعددی در زمینه کنترل سیلاب، مدیریت منابع آب، بررسی تغییرات آب و هوایی و بررسی موارد گوناگونی در حوضه های آبخیز شده است. در مطالعه حاضر از نرم افزار wms (watershed modeling system) و تکنیک (gis) ، و مدل هیدرولوژیک (hec-hms) و نیز روش های تحلیل آماری، به مطالعه سیل خیزی حوضه آبخیز نازلوچای ارومیه و ارزیابی آن در برآورد هیدروگراف سیل طرح پرداخته شده و سپس با استفاده از آمار بارندگی و دبی موجود، بارش-رواناب این حوضه شبیه سازی شده، نتایج حاصل مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته و نتایج مدل با آمار مشاهداتی ایستگاه هیدرومتری آباجالوسفلی و تپیک مقایسه شده است. در این فرآیند از روش های scs و کلارک و اشنایدر برای تبدیل بارش مازاد به رواناب استفاده شده است. مقایسه آماری بین هیدروگراف مشاهده ای و شبیه سازی نشان داد که مقادیر متوسط ضریب همبستگی (r) در روش اشنایدر، دارای بالاترین مقدار می باشد و مقادیر متوسط ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) روش کلارک، دارای کمترین میزان خطا می باشد و مقایسه بین مقادیر متوسط شیب خط رگرسیون (?) در مرحله ارزیابی مدل، نشان داد که روش کلارک، به مقدار واقعی نزدیک تر می باشد. برای بررسی میزان حساسیت پارامترهای ورودی مدل، میزان پارامترهای تلفات اولیه و شماره منحنی(cn) تغییر داده شد و نتایج بررسی شد و اثر آن بر دبی اوج سیل و حجم رواناب تعیین گردید. حساسیت مدل به تغییرات تلفات اولیه در هر سه روش scs و کلارک و اشنایدر خیلی کم می باشد اما تأثیر تغییرات شماره منحنی از تلفات اولیه بیشتر می باشد. به منظور ارزیابی مدل بارش-رواناب و صحت سنجی آن، نتایج مدل با نتایج تحلیل آماری ایستگاه هیدرومتری آباجالوسفلی به ازای دوره بازگشت های مختلف مقایسه شده است که خیلی نزدیک به هم بوده و متوسط خطا در حدود 11درصد می باشد.

تغییر اقلیم عبارت است از تغییر معنی¬دار در متوسط داده¬های هواشناسی در طی یک دوره زمانی در مقیاس عمومی. افزایش¬ تدریجی دمای کره¬ زمین و اقیانوس ها را در اثر افزایش گازهای گلخانه ای، مهمترین عامل تغییر اقلیم می دانند. در مقیاس های منطقه ای و محلی نیز، یک تغییر اقلیم آثار چشمگیری بر روی بارش، تبخیر- تعرق، رواناب سطحی و در نتیجه وقایع حدی هیدرولوژیک داشته و بر منابع آب قابل دسترس تاثیر عمده‏ای دارد. در این تحقیق اثر پدیده تغییر اقلیم بر دبی سالانه با انتخاب رودخانه کرهرود واقع در استان مرکزی به عنوان مطالعه موردی بررسی شده و تغییرات دما و بارش در طول چهاردهه اخیر در ایستگاه سینوپتیک اراک و داده¬های دبی رودخانه کرهرود مورد بررسی قرار گرفته است. به این ترتیب که روند تغییرات سالانه و ماهانه هر کدام از مقادیر نشان¬دهنده افزایش دمای متوسط سالانه در 20 سال اخیر به میزان34/5% وکاهش دبی جریان در 20 سال اخیر به میزان 58% می¬باشد. در بررسی مقادیر تبخیر، بارش کل و برف برای مقادیر سالانه با استفاده از روش رگرسیون خطی، من¬- کندال و اسپیرمن مشخص شد که مقدار بارش سالانه، برف و تبخیر روند کاهشی قابل قبولی را نشان می-دهند. به طوری که بارش کل در 24سال اول از سال 1346 تا 1369 به میزان 8/6%، تبخیر در 18سال اخیر 9/8% و برف باریده شده در 30 سال اخیر 8/44% کاهش یافته اند. در ادامه با استفاده از نرم افزار eviewsبا ارائه مدل ، تاثیر دما بردبی، تاثیر بارش بر دبی و تاثیر برف بر دبی تخمین زده شده. نتیجه تحقیق نشان می¬دهد که ارتباط میان دبی با سایر متغیر¬های هواشناسی از نوع ارتباط خطی می‏باشد که شیب آن در مدل¬های مختلف متفاوت است.

مطالعه ی رفتار جریان رودخانه یکی از نیازهای اساسی در برنامه ریزی منابع آب محسوب می گردد. مدل سازی تحلیلی جریان رودخانه به علت در دسترس نبودن معادلات ریاضی حاکم بر جریان رودخانه و طبیعت غیر خطی و دینامیک آن، بسیار دشوار است. لذا در این تحقیق از نظریه ی آشوب که به توصیف پدیده های دینامیکی غیر خطی می پردازد، به منظور بررسی و پیش بینی سیستم جریان رودخانه استفاده شده است. مطالعات بر روی سری زمانی جریان رودخانه ی نازلوچای در سه مقیاس روزانه، هفتگی و ماهانه انجام گرفته است. اهمیت براورد جریان رودخانه در مقیاس های زمانی مختلف، به منظور انتخاب چارچوب مدل مناسب جهت دستیابی به دینامیک سیستم و پیش بینی وضعیت آینده ی آن می باشد. جهت توصیف دینامیک جریان رودخانه به علت در اختیار داشتن تنها یک سری زمانی اسکالر، از بازسازی فضای حالت سیستم به روش محاط سازی با برقراری زمان های تاخیر بر روی سری زمانی دبی رودخانه (برای دوره آماری مهر 69 تا شهریور 90) استفاده گردید. سپس جهت تعیین وجود آشوب در جریان رودخانه روش های بعد همبستگی، نمای هرست و نمای لیاپانوف استفاده شد. نتایج حاکی از آشوبناک بودن جریان رودخانه در هر سه مقیاس زمانی بود. پس از بررسی و اثبات آشوبناکی جریان رودخانه ، شبیه سازی سری های زمانی با استفاده از مدل موضعی خطی به صورت گام به گام در فضای حالت بازسازی شده انجام گرفت. دقت مدل با توجه به معیارهای ارزیابی نظیر ضریب تبیین (r2) و جذر میانگین مربعات خطا (rmse)، بین مقادیر واقعی و محاسباتی دبی رودخانه برای سال آبی 91-90، مورد بررسی قرار گرفت. دقت مدل برای سری روزانه به مراتب بالاتر از سری های هفتگی و ماهانه ارزیابی گردید. لذا پیش بینی با استفاده از سری زمانی روزانه با بازسازی فضای حالت برای دوره ی مهر 69 تا شهریور 91، برای سال آبی 92-91 انجام پذیرفت. همچنین با توجه به وجود نویز در سری های هیدرولوژیکی، تأثیر نویز در روند تحلیل های آشوبی با کاهش نویز سری زمانی روزانه بررسی گردید. نتایج نشان از افزایش دقت مدل شبیه سازی برای سری نویز زدایی شده داشت.

هدایت هیدرولیکی یا ضریب آبگذری نشان دهنده سرعت حرکت آب در خاک می¬باشد و اندازه¬گیری آن در مطالعات آب و خاک دارای اهمیت زیادی است. تاکنون تحقیقات زیادی در این زمینه صورت گرفته است و روشهای مختلفی برای اندازه¬گیری این پارامتر مهم خاک از سوی محققین ارائه شده است. اما دقت و سادگی کاربرد این روشها، همواره مورد بحث بوده است. در سالهای اخیر تحقیقات زیادی به منظور ارائه روشهای سریع، کم هزینه و با دقت قابل قبول صورت گرفته است. هدف اصلی این تحقیق، مقایسه و ارزیابی روشهای صحرایی (چاهک معکوس و پرمامتر گلف) و آزمایشگاهی (بار ثابت و افتان) به منظور اندازه¬گیری هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (k_s ) می¬باشد. در این تحقیق در دو منطقه واقع در دانشگاه ارومیه و شهرستان نقده، که به ترتیب دارای بافت خاک رسی و لوم شنی بودند، k_s با استفاده از روشهای چاهک معکوس، پرمامتر گلف، بار ثابت و بار افتان اندازه¬گیری شد. در هر یک از مناطق مورد مطالعه تعداد 5 چاهک به قطر 6 سانتیمتر و عمق 40 سانتیمتر حفرشد و آزمایشات چاهک معکوس و پرمامتر گلف در آنها انجام گرفت. خاک حاصل از حفر این چاهکها به منظور تعیین خصوصیات خاک مناطق مورد مطالعه و همچنین اندازه¬گیری k_s با استفاده از روشهای بارثابت و بارافتان ، به آزمایشگاه منتقل شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار k_s بدست آمده در هر دو منطقه، مربوط به روش آزمایشگاهی بارافتان و کمترین مقدارهم مربوط به روش صحرایی پرمامتر گلف است. تحلیل آماری نتایج با استفاده از آزمون دانکن انجام شد. تحلیل آماری نتایج نشان داد که در هر دو منطقه مورد مطالعه بین نتایج روشهای آزمایشگاهی بار ثابت و افتان، در سطح احتمال 1% اختلاف معنی¬داری وجود ندارد. در حالی که بین نتایج روشهای چاهک معکوس و گلف در سطح احتمال 1% این اختلاف معنی¬دار است.