بررسی وتعیین خصوصیات جزر و مدی در رودخانه های جزر و مدی ، بسیار حائز اهمیت می باشد . در این تحقیق برای تعیین و بررسی خصوصیات جزر و مدی ، رودخانه کارون که از رودخانه های مهم و جزر و مدی کشور می باشد ، انتخاب گردید . پس از انتخاب این رودخانه و نیز بعد از انتخاب یک مدل عددی مناسب و کارا، اقدام به جداسازی جریان جزر و مدی از جریان رودخانه ای شد . بدین منظور در مرحله اول در شرایط مرزی بالا دست و پایین دست بترتیب از هیدروگراف سیلاب و هیدروگراف مربوط به سیکل جزر و مدی ، استفاده شد و در مرحله دوم برای شرط مرزی بالا دست از هیدروگراف سیلاب وبرای شرط مرزی پایین دست از تراز میانگین سیکل جزر و مدی بهره گرفته شد . در نهایت با محاسبه اختلاف میان این دو حالت ، تأثیرات سیکل جزر و مدی بر روی این رودخانه مشخص گردید . این خصوصیات شامل تغییرات تراز سطح آب ، سرعت مد و سرعت جزر بودند . در ادامه از روشی سریع و قابل اعتماد که قادر به محاسبه مشخصه های جریان به ازاءدیگر شرایط مرزی باشد و نیازی به اجرای مجدد مدل عددی نباشد، استفاده شد. برای این منظور روش شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک انتخاب گردید . پس از آموزش شبکه ها با این دو روش و بوسیله مقایسه نتایج آنها با خروجیهای مدل عددی مشخص گردید که روش الگوریتم ژنتیک دارای خطای کمتری می باشد و همبستگی بیشتری با نتایج مدل عددی نشان می دهد و بنابراین روش بهتری نسبت به روش شبکه عصبی است . و سرانجام با استفاده از روش حداقل مربعات خطا ، بهترین روابط رگراسیونی حاکم بر خروجی های مدل عددی استخراج گردید . پس از یافتن این روابط و برای بررسی میزان صحت آنها به مقایسه نتایج روابط با نتایج روش الگوریتم ژنتیک پرداخته شد . با این مقایسه مشخص گردید صحت این روابط در حد قابل قبولی می باشد

سیل از زیان بارترین انواع بلایای طبیعی در ایران و دیگر بخش های جهان هستند که سالانه تلفات جانی و خسارات مالی زیادی به اراضی و تأسیسات حاشیه رودخانه ها وارد می کند. طبق گزارش وزیر نیرو در کنفراس ملی مدیریت سیلاب های شهری (تهران، 1389)، میزان خسارات ناشی از سیل در ایران سالانه بطور متوسط افزون بر 1500 میلیارد ریال می باشد. با کاهش اثرات مخرب سیل، تلفات جانی و خسارات مالی را می توان تا حد قابل قبولی کم نمود. اقدامات کنترل سیل به دو گروه اقدامات سازه ای و غیرسازه ای قابل تقسیم است. در حالت کلی کنترل کامل یا مدیریت خسارت سیل، همیشه از طریق اقدامات سازه ای بدلیل محدودیت های اقتصادی، تکنولوژیکی، محیط زیستی و اجتماعی عملی نمی باشد. بنابراین غالباً اقدامات غیرسازه ای مانند پیش بینی و هشدار سیل جهت اتخاذ بهترین تصمیمات و انتخاب راه های مناسب برای مقابله با سیلاب نقش مهمی را در کاهش تلفات بازی می کنند، بخصوص در مواقعی که اقدامات سازه ای بسرعت قابل اجرا نباشد. در حالی که برنامه ریزی، طراحی، اجرا و بهره برداری در اکثر اقدامات سازه ای می تواند با استفاده از مکانیزم های معین انجام شود اقدامات غیرسازه ای مخصوصاً پیش بینی و هشدار سیل پیچیده بوده و تعریف مشخصی ندارند. پر واضح است که وجود خطای انسانی در این میان می تواند نقش مهمی در کاهش اعتبار تصمیمات اخذ شده داشته باشد. از اینرو اتخاذ تصمیمات مناسب نیازمند پشتیبانی این تصمیمات توسط نتایج حاصل از مدل های ریاضی و اتکا آنها بر روش های مدلسازی می باشد. چنین تصمیماتی از آغاز تا پایان، می تواند با استفاده از سیستم های پشتیبان تصمیم (dss) انجام گیرد. در سالهای اخیر با پیشرفت علم کامپیوتر و گسترش فناوری اطلاعات در حوزه های مرتبط با علوم آب، این تمایل در محققین بوجود آمده که اتخاذ چنین تصمیماتی را بطور مکانیزه و خودکار انجام دهند. در تحقیق حاضر یک سیستم پشتیبان تصمیم با استفاده از برنامه mike flood watch، برای پیش بینی و هشدار سیل و درنتیجه کاهش خسارات جانی و مالی در حوضه ی چم نظام رودخانه ی مارون بهبهان طراحی شده است.

محدودیت های کمی و کیفی منابع آب و افزایش جمعیت از جمله مواردی است که لزوم توجه به چگونگی مصرف آب و برخورد با مشکلات ناشی از کم آبی توسط برنامه ریزی منابع آب و ارائه روش هایی جهت استفاده بهینه از آنها را نمایان می سازد . با توجه به لزوم خود کفایی در این بخش می بایست بر طبق قوانین مناسبی حجم مخزن سد را به گونه ای تعیین نمود تا برداشت از مخزن در هر دوره زمانی با اطمینان به ایجاد کمترین کمبود صورت گیرد . با انتخاب این حجم نمونه می توان تعداد شکست (عدم تامین نیاز پایین دست ) را به حداقل رساند . در این تحقیق ابتدا بر اساس روابط حاکم بر جریان های ورودی و خروجی از مخزن سد ، حجم مخزن سد و میزان تبخیر از مخزن سد به تعیین حجم بهینه مخزن سد پرداخته می شود . برای این منظور از سه روش آبدهی ، برنامه ریزی پویا و برنامه ریزی احتمالاتی پویا استفاده می شود . سپس بر اساس حجم تعیین شده بهینه سد ، دبی های ورودی و نیازها با استفاده از روش شبیه سازی تعداد شکست ها محاسبه می شود . در ادامه شاخص های عملکرد دو روش dp و sdp محاسبه می گردد . در نهایت با مقایسه نتایج حاصل از دو روش برنامه ریزی پویا و برنامه ریزی احتمالاتی پویا ، برتری روش برنامه ریزی احتمالاتی پویا بر روش برنامه ریزی پویا در تامین نیازهای آبی پایین دست سد نشان داده می شود .

: امروزه برنامه ریزی برای غلبه بر کمبود آب و خشکسالی یکی از مسایل حیاتی در مدیریت منابع آب است. برای مدیریت منابع آب نیاز به داده های هیدرومتری کافی و قابل اعتماد است. اکثر ایستگاههای هیدرومتری کشور فاقد آمار کافی می باشند. بنابراین برای انجام این امر نیاز به تولید آمار مصنوعی است. در تولید آمار مصنوعی باید از روشهایی استفاده نمود که هم طبیعت احتمالاتی داشته باشد و هم خصوصیات اصلی داده ها را حفظ نماید. روش زنجیره مارکوف روش مناسبی برای این امر می باشد. در این تحقیق با استفاده از روش زنجیره مارکوف سالانه و ماهانه به تولید آمار مصنوعی سالانه و ماهانه در دو ایستگاه هیدرومتری اهواز و ملاثانی بر روی رودخانه کارون پرداخته شد و خشکترین و مرطوبترین سری تولید شده استخراج گردید. همچنین با توجه به اینکه آمار ایستگاه اهواز دقیقتر از ایستگاه ملاثانی است، این ایستگاه به عنوان ایستگاه مبناء انتخاب گردید و همبستگی آمار ایستگاه ملاثانی با آمار آن محاسبه گردید. سپس با استفاده از روش زنجیره مارکوف چندمکانی به تولید آمار مصنوعی سالانه و ماهانه در ایستگاه هیدرومتری ملاثانی پرداخته شد و خشکترین و مرطوبترین سری تولید شده استخراج گردید. در نهایت با استفاده از آمار خشکترین و مرطوبترین سری ،پیش بینی شد که چند سال متوالی خشکسالی و چند سال متوالی ترسالی اتفاق خواهد افتاد تا بتوان با مدیریت مناسب منابع آب شرایط بحرانی پیش رو را کنترل نمود .

به طور کلی، توانایی شبیه سازی مناسب یک رودخانه بر اساس دانش مقدماتی نسبت این ضریب می باشد. اما معمولاً اطلاعات ما از خصوصیات رودخانه ی مورد مطالعه به منظور تخمین این ضریب کافی نمی باشد و همچنین بدست آوردن اطلاعات مورد نیاز در این زمینه نیز پرهزینه و زمانبر می باشد در فرآیند معمول مدل سازی یک رودخانه، ابتدا ضریب زبری آن به عنوان یک ضریب ثابت و معلوم به برنامه داده می شود و سپس برنامه اقدام به حل مدل می نمایند. هدف از حل مدل نیز بدست آوردن متغیر های مجهول مسئله که همان تراز سطح آب و دبی جریان(یا سرعت) در نقاط گرهی در طول رودخانه می باشد. در مسئله ی پیش روی، هدف ما تعیین ضرایب زبری مجهول در رودخانه می باشد. در این حالت به طور معکوس با داشتن مقادیر واقعی رقوم سطح آب و دبی جریان در نقاط شاهد به تعیین این ضرایب زبری در طول رودخانه اقدام می کنیم. در فرآیند بهینه یابی به منظور یافتن ضرایب مانینگ در رودخانه ، ابتدا الگوریتم ژنتیک مقادیر اولیه ای از ضریب زبری مانینگ به منظور تخمین آن تولید می کند. سپس این مقادیر تولید شده به عنوان ورودی به برنامه mike11داده می شود. برنامه mike11این مقادیر اولیه را به عنوان ضرایب مانینگِ محدوده ی مورد مطالعه اختصاص می دهد وسپس این مدل هیدرولیکی را با توجه به آن ضرایب حل می نماید. مقادیر متغیرهای رقوم سطح آب و دبی بدست آمده از حل mike11 مسلماً با مقادیر برداشت شده در نقاط شاهد متفاوت خواهد بود. لذا با نوشتن یک تابع که حاصل جمع مربع تفاضلات مقادیر رقوم سطح آب و دبی محاسبه شده در نقاط شاهد به مقادیر موجود(برداشت شده) در نقاط شاهد است، در هر بازه زمانی اقدام به مینیمم کردن این تابع می کنیم. روش مورد استفاده در بهینه کردن و رفتن به سمت مینیمم برای این تابع روش جدید الگوریتم تکاملی ژنتیک است که از جدید ترین و سریع ترین روشهای حل مسائل بهینه سازی غیرخطی است. حاصل بهینه کردن این تابع عبارت است از مقادیر ضرایب زبری بهینه در هر بازه ی اختصاص یافته در طول رودخانه مورد مطالعه می باشد.

رودخانه کارون به عنوان مهمترین و پرآبترین رودخانه ایران سهم مهمی در تامین آب شرب و کشاورزی استان خوزستان دارد به همین علت بررسی کیفیت آب این رودخانه امری اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. بدین علت این تحقیق به بررسی و تخمین شوری در رودخانه کارون ایران پرداخته است. مهمترین منبع شوری در رودخانه ها امواج جزر و مدی می باشد که در هنگام مد از دریا وارد می شوند و همراه با خود آب شور دریا را وارد رودخانه می کنند برای محاسبه شوری ماکزیمم ، ترکیب دبی حداقل در بالادست و مد حداکثر در پایین دست رودخانه به ازای دوره حاصلضرب بازگشت های مد حداکثر و دبی حداقل برابر با 100و50 و 25 و20 به کار برده شده است.برای ترکیب دبی و مد از روش تئوری احتمال توامان استفاده شده است و به دلیل تداوم بالای دبی مینیمم در فصل تابستان و احتمال بالای همزمانی آن با مد حداکثر ، ضریب ترکیب این دو پدیده برابر یک در نظرگرفته شده است. با استفاده از مدل mike 11 هیدرولیک جریان به دست آمد و سپس با گسسته سازی معادله پخش و انتقال و استفاده از یک مدل عددی محاسبه شوری ، مقدار شوری ماکزیمم به ازای دوره بازگشت های ذکر شده به دست آمد.یکی از نو آوری های تحقیق حاضر استفاده از ضریب پخشی است که خصوصیات رودخانه های جزر و مدی را در معادله انتقال و پخش دخالت می دهد. در مرحله آخر نرم افزار شبکه عصبی با داده های مشاهداتی شوری اندازه گیری شده در رودخانه آموزش داده شد و دقت نتایج حاصل از مدل عددی در سه حالت مختلف با شبکه عصبی سنجیده شد وروابطی برای محاسبه شوری بر اساس دوره بازگشت مد و دبی و مقادیر آن ها و فاصله مقاطع از ایستگاه اهواز ارائه شد .قابل ذکر است که از الگوریتم پس انتشار خطا درساختار شبکه عصبی استفاده شد.

چکیده: برای گسسته سازی و حل معادلات بیضوی و هذلولوی توسط روش عناصر محدود راه حلهای مختلفی وجود دارد. به شرطی می توان از یک راه حل در روش عناصر محدود استفاده نمود که این راه حل پایدار بوده و در جوابهای آن نوسانی مشاهده نشود. از طرفی پایداری روش حل بستگی به نوع معادله دارد. به عنوان مثال معادلات بیضوی قابلیت حل شدن توسط انواع راه حلها را دارند ولی معادلات هذلولوی به ازاء یک سری راه حلها ناپایدار می باشند. از طرفی جوابهای حاصل از حل معادلات توسط روش عناصر محدود دارای دقت مناسبی در محلهایی که تغییرات ناگهانی رخ می دهد، نمی باشند. به این دلیل می بایستی نتایج آنها در این محلها اصلاح گردد و برای این منظور باید این جوابها توسط یک روش مناسب بهینه سازی گردند. دو هدف از انجام این پایان نامه مد نظر می باشد که عبارتند از: -1 تعیین روشی مناسب برای حل معادلات بیضوی و هذلولوی -2 بهینه سازی نتایج حاصل از عناصر محدود با روشهای شبکه عصبی و ژنتیک الگوریتم برای اصلاح جوابها در محلهای وقوع تغییرات ناگهانی به عنوان معادله هذلولوی و معادله لاپلاس (burger) در این پایان نامه معادله برگر (معادله نشت در بدنه سد خاکی) به عنوان معادله بیضوی در نظر گرفته می شود. برای حل این معادلات از دو روش عناصر محدود گالرکین و روش حداقل مربعات استفاده می شود. روش گالرکین یک روش معمولی است و روش حداقل مربعات روشی است که کاربرد زیادی در حل معادلات هذلولوی دارد. نتایج این دو روش باید با یکدیگر مقایسه شود و روشی که نوسان ندارد و پایدار است، می بایستی انتخاب شود. در این پایان نامه، محل شکستگی موج در زمانهای مختلف در معادله برگرز و سطح ایستایی آب در سد خاکی تعیین می شود. سپسبا استفاده از روش شبکه عصبی به ازاء شرایط مرزی مختلف، تغییرات محل شکستگی موج در زمانهای مختلف و تغییرات سطح ایستایی آب تعیین می گردد و سپسنتایج روش شبکه عصبی با استفاده از روش ژنتیک الگوریتم بهینه سازی می گردد.

ایستگاههای باران سنجی نقش مهمی را درتولید اطلاعات هیدرولوژیکی جهت مطالعات و اقدامات اجرایی دارند. این مساله سالهاست که مورد توجه محققین قرار گرفته و تا کنون تحقیقات زیادی در این زمینه انجام شده است . تاسیس و نگهداری ایستگاه برای متولیان امر هزینه هایی در بر دارد که نتایج این تحقیق می تواند کمک زیادی در صرفه جویی اقتصادی مربوطه داشته باشد. واضح است که بررسی کلیه حالات در انتخاب یک زیر مجموعه برای شبکه موجود باران سنجی جهت ارزیابی کیفیت تخمین در بسیاری از اوقات کاری غیر عملی است . هدف از انجام تحقیق، بهینه سازی ایستگاههای شبکه باران سنجی موجود جهت برآورد مکانی توزیع بارش است. در این راه از روش زمین آمار(کریجینگ) توسط یک مدل شبیه ساز و همچنین الگوریتم ژنتیک جهت دستیابی به بهترین ترکیب ممکنه استفاده گردید . الگوریتم ژنتیک با دریافت اطلاعات مورد نیاز از مدل شبیه ساز به بهینه سازی ترکیب ایستگاهها (جستجوی کمترین خطای تخمین ممکنه) در حالات مختلف می پردازد.کاربرد این مدل برای منطقه ای در حوضه رودخانه گوادلهورس اسپانیا بکار گرفته شد . نتایج برای حالات مختف 1 تا 10 ایستگاهه بدست آمد و مورد تحلیل قرار گرفت .همچنین تاثیر تغیر پارامترهای مدل تئوری واریوگرام،تقسیط بلوک و مقایسه حالات تخمین بلوکی و نقطه ای در در روش کریجینگ برای نتایج حاصله بررسی شد.

یکی از مهمترین مشکلات در ایستگاههای هیدرومتری که به اندازه گیری دبی رسوب در آنها پرداخته می شود، ناتوانی افراد و کمبود تجهیزات مناسب این اندازه گیری، در شرایط سیلابی می باشد. در نتیجه قسمت اعظم اندازه گیریها در شرایط غیرسیلابی می باشد از طرفی بیشتر رسوبات رودخانه بطور طبیعی در شرایط سیلابی منتقل می شوند. پس برای غلبه بر این مشکل نیاز به استفاده از روش مناسبی برای تعیین غلظت رسوب در رودخانه می باشد. در اولین گام باید عوامل موثر بر مقدار دبی رسوب تعیین گردند. از جمله این عوامل می توان به دبی جریان، شرایط بارندگی و حوزه آبریز، مواد تشکیل دهنده بستر و کناره رودخانه و شرایط جریان اشاره نمود که در اکثر موارد آماری از آنها وجود ندارد. در بین این عوامل تنها دبی جریان قابل اندازه گیری بوده و از طرفی مهمترین عامل در تعیین دبی رسوب است که این موضوع به وسیله منحنی سنجه دبی-دبی رسوب اثبات می گردد. بنابراین در این تحقیق به منظور تعیین دبی رسوب از دبی جریان استفاده شد. برای پیش بینی دبی رسوب بر اساس آمار دبی جریان از روش شبکه عصبی پرسپترون استفاده شد و انواع ساختارها (یک لایه و دو لایه میانی با تعداد نرونهای مختلف) و انواع روشهای آموزشی (روش مومنتم و روش لونبرگ مارکوارت) مورد بررسی قرار گرفت. معیار بررسی کمترین میزان خطا mse و بیشترین کارآئی بود. با مقایسه نتایج در مرحله تست و آموزش شبکه مشخص شد که بهترین روش آموزش، روش لونبرگ مارکوارت و بهترین ساختار دولایه میانی است که هر لایه 4 گره دارد. نتایج این شبکه توانست بهترین انطباق را با آمار مشاهداتی سالهای 1382و 1386 نشان دهد که این آمار در آموزش و تست شبکه استفاده نشده بود. در ادامه برای بهبود نتایج شبکه با استفاده از روش بهینه سازی ژنتیک الگوریتم به بهینه سازی پارامترهای شبکه (ضریب مومنتم در روش آموزش مومنتم و تعداد گره ها در لایه های پنهان در روش آموزش لونبرگ مارکوارت) پرداخته شد.در اثر استفاده از ژنتیک الگوریتم مقدار mse به مقدار زیادی کاهش یافت ولی کارآئی سیستم تنها 2 درصد افزایش یافت. برای بررسی نتایج تحقیق در این پایان نامه از آمار ایستگاه ایدنک در بالادست سد مارون در استان خوزستان استفاده شد.به منظور پیش بینی دبی رسوب در شرایط حدی با استفاده از روش زنجیره مارکوف به تولید مرطوبترین وخشکترین سری محتمل در سالهای آینده پرداخته شد و با استفاده از روش شبکه عصبی رسوب این سریهای پیش بینی شد.

به دلیل پیچیده بودن اندرکنش جزرومد وسیلاب در رودخانه های جزرومدی ،نمونه برداری واندازه گیری غلظت بار معلق رسوبات در مقاطع جزرومدی این رودخانه ها بسیار مشکل است.جریان سیلاب مقدار زیادی شن و ماسه را بصورت بار معلق از حوضه آبریز رودخانه با خود حمل می کند در حالیکه موج مد مقدار فراوانی سیلت از دریا به سوی رودخانه حمل می کند ودر زمان جزر به دریا باز گردانده می شود.داده های اندازه گیری شده نشان می دهند غلظت رسوبات زمانی به حداکثر مقدار خود می رسد که جریان رودخانه سیلابی ودر پایین دست جریان جزر حاکم باشد،در این هنگام جریان رودخانه وجزر با هم همسو هستند. در این پایان نامه برای دستیابی به غلظت بار معلق مقاطع جزرومدی رودخانه کارون بعنوان جزرومدی ترین رودخانه ایران،تحت سیلاب ها وجزرومدهای همزمان ،از روش تئوری احتمال توامان وشبکه عصبی مصنوعی استفاده شده است.در این تحقیق از داده های مشاهداتی ایستگاه های دارخوین ،سلمانیه وسه شاخه خرمشهر برای آموزش ،ارزیابی وتست شبکه در دو حالت مختلف استفاده شده است.جهت آموزش شبکه عصبی ،روش لونبرگ مارکوارت بکارگرفته شده وبه منظور کاهش mse وافزایش ضریب کارآیی ،پارامتر های شبکه عصبی با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شده اند.ورودی های شبکه در حالت اول فاصله از ایستگاه بالادست ،دوره بازگشت سیلاب ودوره بازگشت جزرومد ودر حالت دوم فاصله از ایستگاه بالادست،دبی سیلاب وارتفاع جزر در پایین دست معرفی شده اند وخروجی شبکه در هر دو حالت غلظت بار معلق رسوبات می باشد.با توجه به کمبود داده های مشاهداتی برای شرایط سیلابی وجزرومدی بحرانی از نتایج یک مدل عددی تعیین غلظت رسوب (کالیبره وارزیابی شده توسط داده های مشاهداتی)برای صحت سنجی نتایج شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده است.این شرایط بحرانی با استفاده از روش تحلیلی تئوری احتمال توامان تعیین شده اند.پس از تعیین غلظت با استفاده از مدل عددی انتقال –پخش مذکور ،روابط رگراسیونی بین غلظت رسوب وپارامتر های فوق ،جهت سهولت استفاده از آن نتایج ،استخراج شده است. در نهایت با مقایسه روش های مختلف وآمار مشاهداتی در ایستگاههای جزرومدی ،ملاحظه شد روش شبکه عصبی بهینه شده توسط الگوریتم ژنتیک بهترین انطباق را با آمار مشاهداتی دارد وحتی نتایج شبکه عصبی دقیقتر از روش عددی می باشد.

تخمین دبی جریان در رودخانه به دلیل تأثیر آن در مدیریت منابع آب، جلوگیری از کم آبی، خطرات سیل و همچنین حفظ محیط زیست می تواند نقش اقتصادی مهمی داشته باشد. در این تحقیق جهت پیش بینی دبی رودخانه کارون بزرگ در سه حالت بیشترین و متوسط دبی ماهیانه و همچنین دبی روزانه از دو مدل شبکه عصبی مصنوعی و سیستم فازی- عصبی استنتاجی تطبیقی واقع در جنوب غربی ایران، استفاده شده است. شبکه های عصبی انتخابی در این تحقیق، شبکه چند لایه پرسپترون و شبکه شعاع مدار رادیال بایاس می باشند که با استفاده از الگوریتم یادگیری مارکوارت – لونبرگ معروف به الگوریتم lm آموزش می یابند. همچنین جهت مدل سازی سیستم فازی- عصبی تابع عضویت گوسی شکل انتخاب شده که با استفاده از الگوریتم دسته بندی داده ها به همراه روش هیبرید آموزش دیده و تعداد قوانین و ضرایب توابع تعیین می گردند. در جهت بهبود کارایی در هر دو مدل، داده های ورودی و مطلوب به گونه ای که همه اعداد در دامنه [1+ 1- ] گیرند، نرمال شده اند. یکی از اهداف این تحقیق تعیین بهترین الگوی ورودی و بهترین ساختار برای مدل های پیشنهادی با کمترین مقدار خطا می باشد. تمام مراحل ایجاد شبکه عصبی و سیستم فازی – عصبی، آموزش و تست آن ها با استفاده از جعبه ابزار های موجود در نرم افزار matlab انجام شده است. همچنین با استفاده از رگرسیون خطی و غیرخطی، دبی رودخانه کارون بزرگ محاسبه شده و با نتایج بدست آمده و آمار واقعی مقایسه گردیده است. نتایج نشان دهنده دقت بیشتر سیستم فازی – عصبی استنتاجی تطبیقی در سه حالت پیش بینی دبی رودخانه کارون نسبت به دیگر مدل ها می باشد.

مطالعات هیدرولیک جریان در رودخانه هایی که در محدوده ی با اهمیت روستایی و شهری عبور می کند، از اقدامات اساسی در مهندسی رودخانه می باشد. در این میان رودخانه ی کارون از مشکل سازترین رودخانه ها به لحاظ فرسایش و رسوب گذاری است. در سال های اخیر به منظور ساماندهی رودخانه کارون ، عملیات لایروبی بر روی این رودخانه در محدوده ی شهر اهواز، توسط سازمان آب و برق خوزستان انجام شده است که عدم حصول نتیجه ی مطلوب در این طرح، ضرورت ارزیابی هیدرولیکی سناریوهای مختلف ساماندهی رودخانه ی کارون را در این محدوده نشان می دهد. برای این منظور در مطالعه حاضر سناریوهای مختلف و معیارهای تصمیم گیری مورد نظر با توجه به شرایط رودخانه ی کارون برای این محدوده معرفی شد. در ادامه سناریوهای مختلف در برنامه hecras4 شبیه سازی و برنامه برای هر حالت اجرا شد. پس از استخراج و بررسی و مقایسه ی نتایج پارامترهای هیدرولیکی سناریوهای مختلف، بهترین سناریو برای ساماندهی رودخانه در محدوده ی مورد نظر، با توجه به معیارهای تصمیم گیری، معرفی شد. نتایج نشان داد که طرح لایروبی تصویب شده سازمان آب و برق در محدوده ی شهر اهواز، تغییرات بسیار ناچیزی در پارامترهای هیدرولیکی رودخانه کارون در این محدوده به وجود آورده است و بهترین سناریو برای ساماندهی رودخانه ی کارون در این محدوده، سناریوی کاهش عرض می باشد.

بررسی پدیده سیلاب به عنوان یکی از بلایای طبیعی که سالانه در نقاط مختلف جهان رخ داده و موجب ایجاد خسارات سنگین جانی و مالی می گردد امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. اصلی ترین شاخص در بررسی سیلاب که درک صحیحی از رفتار آنرا برای ما میسر می کند نمودار هیدروگراف سیلاب در خروجی حوضه های آبریز است و یافتن روش های مناسب جهت تخمین هیدروگراف سیلاب خروجی از حوضه های آبریز و دبی بیشینه ایجاد شده در اثر بارش های مختلف، یاریگر مهندسین طراح در طراحی و اجرای سازه هایی چون سدها و پل ها در مناطق مستعد بروز سیلاب است. در تحقیق پیش رو تلاش شده است با تکیه بر مفهوم هیدرگراف واحد و هیدروگراف واحد لحظه ای روش های مختلف رسم هیدروگراف خروجی برای یک حوضه آبریز در چندین واقعه بارندگی را با مقادیر مشاهده ای مقایسه کرده و روش هایی که در پیش بینی سیلاب دقت بالاتری دارند برای استفاده گسترده تر معرفی گردند. برای دستیابی به هیدروگراف های قابل قبول تأثیر دو پارامتر اصلی در محاسبه هیدروگراف واحد لحظه ای یعنی نمودار زمان-مساحت حوضه آبریز و ضریب فروکش کردن سیل با بررسی روش های مختلف رسم خطوط همزمان پیمایش و محاسبه ضریب فروکش کردن سیل مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحقیق حاضر حاکی از برتری روش موج سینماتیک در رسم خطوط همزمان پیمایش، روشی که از تلفیق مفاهیم هیدرولیکی در مباحث هیدرولوژی بهره می برد، در مقایسه با سایر روش ها است. همچنین برای رسیدن به پیش بینی مطلوب دبی بیشینه ایجاد شده توسط بارش های مختلف، تأثیر روش های مختلف رسم خطوط همزمان پیمایش در محاسبه نمودار زمان-مساحت حوضه آبریز که اساس روش زمان-مساحت در محاسبه دبی بیشینه سیلاب را تشکیل می دهد بررسی شده و با مقایسه خطای هر روش از مقدار مشاهده ای، بهترین روش ها تعیین شده اند. در مورد روش زمان-مساحت برای محاسبه دبی بیشینه نیز روش موج سینماتیک در رسم خطوط همزمان پیمایش و محاسبه هیستوگرام زمان-مساحت، عملکرد مطلوب تری نسبت به سایر روش ها دارد.

کمبود منابع آب قابل دسترس در جهان و نیز پراکنش نامتناسب آن، لزوم استفاده از مدیریت بهینه منابع آب را نمایان می سازد، بدین منظور باید قوانین مناسبی برای بهره برداری از رودخانه ها و مخازن سدها به عنوان یکی از مهم ترین اجزای سیستم های منابع آب اتخاذ گردد. بکارگیری چنین قوانینی باعث ایجاد تعادل بین منابع محدود موجود و مصارف بالا، بهینه سازی مصرف آب در بخش کشاورزی، شهری و صنعتی و در نهایت نیل به توسعه پایدار در مدیریت منابع آب خواهد شد. به دلیل این که همیشه نمی توان این نیازها را برآورد نمود می بایستی این نیازها اولویت بندی شده و سپس برای تامین نیازهایی که اولویت کمتری دارند (مانند نیاز کشاورزی) به تعیین یک سطح اطمینان مناسب برای برآورده کردن آن ها پرداخت. به این منظور می-بایستی حجم مخزن سد (منبع آبی) به گونه ایی تعیین شود که علاوه بر تامین مطلوب نیازهای آبی تا سطح اطمینان مورد نظر مقدار حجم در نظر گرفته شده اقتصادی نیز باشد. در تحقیق حاضر برای بهینه سازی حجم مخزن سد از سه روش بهینه سازی ریاضی، کاوشی و ترکیب دو روش استفاده می شود. در روش بهینه سازی ریاضی از روش برنامه ریزی خطی اعداد صحیح مختلط (milp) توسط نرم افزار lingo11 که به روش شاخه و حد حل می شود، استفاده شده است. هم چنین از الگوریتم هجوم ذرات (pso) که بر اساس الگوهای حاکم بر پرواز همزمان پرندگان، تغییر ناگهانی مسیر آن ها مدل شده، به عنوان روش فراکاوشی استفاده شده است. در نهایت با تلفیق این دو روش (pso-lp) که با جدا کردن قسمت اعداد صحیح مدل، آن را با الگوریتم pso حل کرده و باقیمانده مدل که یک مسئله برنامه ریزی خطی بوده با سرعت قابل قبول توسط الگوریتم های حل مدل برنامه ریزی خطی lp قابل حل است. سپس به مقایسه ی هر سه مدل و نیز مدل شبیه سازی مخزن سد پرداخته و با توجه به نتایج بدست آمده، بهترین مدل برای بهینه سازی حجم مخزن سد که با سرعت ودقت بیشتری به جواب بهینه رسید، روش ترکیبی pso-lp بوده است. که باید خاطر نشان کرد که در جاهایی که پیچیدگی مسئله زیاد نباشد روش شاخ و حد به جواب بهینه می رسد ولی در حالتی که مسئله پیچیده می شود الگوریتم pso بهتر عمل می کند ولی هر یک از 2 روش نقص هایی در رسیدن به جواب بهینه داشتند که با ترکیب و حل هر قسمت از مدل با یکی از روش ها، سعی در برطرف کردن آن ها شده است.

چکیده: در رودخانه ها تعیین تراز سطح آب برای یک دوره بازگشت خاص از لحاظ مسایل اقتصادی، برنامه ریزی و مدیریت سیلاب، توسعه شهر سازی و بیمه سیلاب مهم می باشد. در قریب به اتفاق مطالعات انجام شده ترکیب شرایط مد دریا و سیل رودخانه با توجه به دوره بازگشت هر یک از این دو متغیر صورت می گیرد و تعیین یک دوره بازگشت ترکیبی که متاثر از وزن هر دو پدیده باشد مورد توجه قرار نمی گیرد و یا با قضاوت تجربی تعیین می شود. در روش مرسوم شرایط حاد یک پدیده در مقابل شرایط عادی متغیر دیگر و بالعکس مورد توجه قرار می گیرد تا حداقل برای شرایط بالا دست و پایین دست یک پیش بینی نزدیک به حقیقت در دسترس باشد درحالی که این روش منجر به نتایج ضعیف در بازه میانی می گردد. در این تحقیق به ارایه مجموعه ای از روش ها اقدام شده است تا دقت و اعتمادپذیری نتایج حاصل از مدل هیدرولیکی برای یک دوره بازگشت ترکیبی خاص افزایش یابد. برای بررسی کارآیی این روش ها در مدل سازی ریسک توام سیلاب و جزر و مد از اطلاعات رودخانه کارون در بازه اهواز-خرمشهر استفاده گردید. برای افزایش صحت و اعتماد پذیری نتایج از تحلیل پارامتری و ناپارامتری (برآورد چگالی کرنل و سری های متعامد نرمال)، تحلیل سری های جزیی و تحلیل توابع مفصل برای برآورد شرایط مرزی مدل هیدرولیکی استفاده شد. همچنین علاوه بر معیارهای گرافیکی از معیار اطلاعات آکائیک، معیار اطلاعات بیزی و ریشه میانگین مربعات خطا به عنوان معیارهای عددی نکویی برازش برای تعیین توزیع و مفصل منتخب متغیرهای مورد بررسی استفاده گردید و آزمون برای بررسی قابلیت پذیرش توابع چگالی احتمال منتخب بکار گرفته شد. نتایج نشان می دهد که بنا بر معیارهای عددی نکویی برازش در قریب به اتفاق موارد توابع چگالی احتمال برآورد شده با روش ناپارامتری سری های متعامد نرمال بهترین برازش را در بین روش های پارامتری و ناپارامتری دارد. توزیع های برآورد شده با روش ناپارامتری سری های متعامد نرمال قادر به بازتولید تابع چگالی احتمال یک یا چند مدی متناظر با هیستوگرام تجربی داده ها بوده اند در حالی که روش های مرسوم پارامتری در تحلیل فراوانی سیلاب این توانایی را ندارند. همچنین بر مبنای معیارهای نکویی برازش نتیجه گیری شد که در ترکیب های دبی اوج سیلاب-حجم سیلاب و دبی اوج سیلاب-حداکثر تراز سطح آب در حالت کاربرد سری جزیی به ترتیب مفصل های کوک-جانسون و علی-میکائیل-حق و در دیگر ترکیبات مابین متغیرهای سه گانه سیلاب و نیز بین دبی اوج سیلاب و حداکثر تراز سطح آب در حالت های کاربرد سری حداکثر سالانه و سری جزیی مفصل گامبل-هوگارد به عنوان مفصل منتخب در نظر گرفته می شود. با در نظر گرفتن مفصل های منتخب توزیع های توام، دوره بازگشت های توام و تابع توزیع تجمعی شرطی برآورد گردید و مشخص شد که توابع مفصل به شکل انعطاف پذیری می تواند ساختار وابستگی بین متغیرها را مدل سازی کند. با توجه به کیفیت و کمیت داده های در دسترس و نیز تعبیر فیزیکی استخراج نمونه های دو متغیره کاربرد سری جزیی مورد تحلیل قرار گرفت و مشخص شد علاوه بر تطابق کاربرد سری جزیی با فیزیک پدیده، استفاده از این روش موجب بهبود معیارهای نکویی برازش در برآورد توابع چگالی احتمال و توابع مفصل می شود. بر اساس تحلیل های آماری انجام شده شرایط مرزی برای مدل هیدرولیکی برآورد و تراز سطح آب در بازه مورد مطالعه برای دوره بازگشت های مشخص مورد مطالعه استخراج گردید و در ادامه مشخص شد مقادیر تراز سطح آب برآورد شده با مدل ترکیبی و داده های ثبت شده تطابق خوبی با یکدیگر دارند.

پل ها از جمله مهم ترین سازه‏های رودخانه ای هستند. یکی از موثرترین عوامل تخریب پل ها، آبشستگی موضعی اطراف پایه پل می باشد. همه ساله پل های زیادی در سراسر جهان به دلیل در نظر نگرفتن نقش عوامل هیدرولیکی تخریب می شوند. بنابراین شناخت این پدیده، پیش ‏بینی دقیق میزان آبشستگی و لحاظ کردن آن در طراحی پل ها بسیار ضروری است. آبشستگی در تک پایه ‏ها توسط محققان زیادی مورد مطالعه قرار گرفته در حالی که در زمینه آبشستگی گروه پایه‏ ها تحقیقات قابل توجهی موجود نمی باشد. مکانیزم جریان اطراف گروه پایه پل آن قدر پیچیده است که بدست آوردن یک مدل تجربی عمومی که بتواند تخمین درستی از عمق آبشستگی ارائه کند، بسیار مشکل است. در این مطالعه با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (ann) و سیستم فازی- عصبی استنتاجی تطبیقی (anfis)، 4 مدل جهت برآورد پروفیل بستر آبشسته اطراف گروه پایه‏ های سه تایی پل طراحی گردید؛ 3 مدل بعددار با استفاده از 8 پارامتر ورودی شامل زمان، شکل پایه، اندازه پایه، عمق جریان، سرعت متوسط جریان، سرعت بحرانی و مختصات طولی و عرضی نقاط بستر، در نرم ‏افزارهای qnet و matlab به طور مجزا طراحی گردید که خروجی آن ها عمق آبشستگی (در صورت منفی بودن خروجی) یا ارتفاع پشته رسوبات (در حالت مثبت بودن خروجی) می باشد. مدل دیگری نیز با استفاده از 10 پارامتر ورودی بی بعد و شبکه‏ های عصبی در محیط matlab طراحی شد. بیش از 120000 داده آزمایشگاهی که توسط موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو، طی 33 آزمایش در شرایط آب زلال جمع آوری شده بود در آموزش و ارزیابی مدل ها به کار رفت. هر سه مدل شبکه عصبی، شبکه‏ های پرسپترون چند لایه می باشند که به روش پس انتشار خطا و الگوریتم یادگیری مارکوارت– لونبرگ آموزش می بینند. تأثیر روش های مختلف نرمال کردن داده ‏ها بر روی سرعت اجرا و دقت شبکه‏ های عصبی مورد بررسی قرار گرفت. هم‏چنین به منظور بی بعد کردن پارامترها و طراحی دقیق ترین مدل بی بعد، دو روش مختلف امتحان گردید و در نهایت بی بعد کردن پارامترهای طول، عرض و عمق آبشستگی با استفاده از عمق جریان نتایج بهتری دربرداشت. در مدل فازی- عصبی نیز از الگوریتم دسته‏ بندی کاهشی داده‏ ها به منظور تعیین تعداد قوانین استفاده شد و مدل با استفاده از روش هیبرید آموزش دید. در طراحی این مدل از پارامترهای بعددار استفاده شده است. نتایج نشان داد که مدل فازی- عصبی دارای دقت پیش‏ بینی بیشتری نسبت به 3 مدل دیگر می باشد (r^2=0.98) و ((rmse=0.003(m). این مدل همانند مدل شبکه عصبی بعددار تهیه شده با qnet، شامل 25 مدل هوشمند می باشد که هر مدل به تخمین پروفیل بستر آبشسته در طول خاصی در اطراف گروه پایه اختصاص دارد. آنالیز حساسیت انجام شده بر روی شبکه‏ های عصبی مربوط به نواحی مختلف نیز نشان داد که تأثیر پارامترهای ورودی در بخش های مختلف اطراف گروه پایه یکسان نمی باشد و در طول ناحیه آبشسته تغییر می کند.

به دلیل صنعتی شدن دنیا و افزایش روزافزون گازهای گلخانه ای در اتمسفر زمین، پدیده گرمایش جهانی و تغییر اقلیم در حال وقوع است و بنا به گفته محققان، این روند بصورت یک فرآیند تدریجی و دنباله دار تا پایان قرن حاضر ادامه خواهد یافت. بنابراین بررسی اثرات این پدیده بخصوص آثار آن بر منابع آب که در ارتباط تنگاتنگ با زندگی انسان و سایر موجودات می باشد، ضروری به نظر می رسد. این تحقیق با هدف بررسی اثرات تغییر اقلیم بر حوضه آبریز رودخانه دز صورت پذیرفته است. در این تحقیق در ابتدا با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری، الگوی تغییرات دما و بارش در دوره های 2050-2021 (آینده نزدیک) و 2100-2071 (آینده دور) نسبت به دوره مشاهداتی 2000-1971 پیش بینی شده است و سپس با معرفی اطلاعات ریزمقیاس شده دما و بارش به مدل بارش – رواناب ihacres، الگوی تغییرات جریان رواناب ناشی از بارش در حوضه موردنظر پیش بینی شده است. بررسی تغییرات دما در این حوضه، نشان می دهد که تقریباً در تمامی ماه های سال، دما افزایش می یابد که این امر با گذشت زمان تشدید خواهد شد. همچنین بررسی الگوهای بارش، نشان دهنده افزایش بارش بخصوص در اواخر پاییز و فصل زمستان می باشد که آثار آن بر الگوهای پیش بینی شده جریان رواناب نیز دیده می شود. با توجه به اینکه افزایش دما در دهه های آتی سبب تأثیرگذاری بر شکل بارش ها (از برف به باران) و همچنین ذوب زودرس ذخایر برفی خواهد شد، لذا در صورت همراه شدن این موارد با افزایش بارش های پاییزی و زمستانی، وقوع سیلاب های زمستانی دور از انتظار نخواهد بود. با توجه به اینکه محدوده مورد مطالعه در این تحقیق رودخانه دز تا قبل از سد دز می باشد، لذا تغییرات دما و بارش علاوه بر اثرگذاری بر الگوی تغییرات زمانی و مقدار رواناب ناشی از بارش، سبب تغییرات آورد رودخانه به سد دز خواهد شد. بنابراین سازگار شدن نحوه تأمین آب و سیاست های بهره برداری از مخزن سد دز یکی از مسائل مهم در آینده خواهد بود.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، حفاری تونل ها عمدتاً بصورت تمام مقطع و با استفاده از دستگاه های حفاری مکانیزه انجام می شود. با توجه به این موضوع که که حفاری تونل های شهری عمدتاً با مشکل وجود آب مواجه می شوند، ماشین های حفاری با سپر تعادلی به عنوان راه حلی مناسب برای این مشکل مورد استفاده قرار می گیرند. از پارامترهای مهم در حفاری با دستگاه های تمام مقطع مکانیزه که تاثیر بسیار زیادی در راندمان ماشین های حفاری مکانیزه دارد فشار جبهه کار و نشست می باشد. در این تحقیق در ابتدا با استفاده از نرم افزار اجزا محدود پلکسیس و نرم افزار neurosolutions مدلی به صورت عددی و یک شبکه عصبی برای بررسی پارامترهای مهم در حفاری با دستگاه های تمام مقطع مکانیزه و با استفاده از پارامترهای ژئومکانیکی مسیر خط یک مترو اهواز ساخته شد و نتایج با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه گردید همچنین با استفاده از شبکه عصبی تاثیر نسبی پارامترهای ورودی شبکه بر خروجی شبکه مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. مطالعات نشان می دهد که نتایج بدست آمده از شبکه عصبی و مدل عددی همگرایی قابل قبولی با نتایج واقعی دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که سطح آب زیرزمینی پارامتری با تاثیر گذاری بالا بر نشست و فشار وارد بر جبهه کار تونل می باشد.

در این مطالعه ابتدا خصوصیات آماری اساسی از قبیل روند، ایستایی و نرمال بودن سری های هیدرولوژیکی حوضه آبریز کسیلیان واقع در استان مازندران در دوره آماری 1349 تا 1388 مورد بررسی قرار گرفت. تمامی سری های زمانی ثبت شده، با این فرض اساسی در هیدرولوژی به کار برده می شوند که توزیع فراوانی داده های مورد نظر از توزیع نرمال تبعیت کرده و ایستا هستند اما در بسیاری از موارد داده های ثبت شده متغیرها، توزیعی نامتقارن دارند و در برخی موارد (مانند وجود روند، خاصیت فصلی بودن و غیره) ناایستا می باشند. در این مطالعه برای بررسی وجود روند از ویرایش سوم آزمون من – کندال، برای تشخیص نرمال بودن داده ها از آزمون چولگی و برای تعیین ایستایی یا ناایستایی سری های هیدرولوژیکی حوضه آبریز کسیلیان از روش های adf، dfgls، ers، kpss و pp استفاده شد. نتایج آزمون من– کندال اصلاح شده برای سری های ماهانه و سالانه بارش نشان می دهد که در 40 سال گذشته روند کاهشی خفیفی در منطقه مورد مطالعه وجود داشته و در چهار دهه اخیر 77 میلی متر کاهش بارندگی رخ داده است. همچنین آزمون من– کندال اصلاح شده برای سری ماهانه و سالانه دبی ایستگاه درزیکلا حوضه آبریز کسیلیان نشان دهنده وجود روند کاهشی غیرمعنی دار می باشد. نتایج آزمون من– کندال اصلاح شده برای سری های ماهانه و سالانه دمای حوضه آبریز کسیلیان نیز روند افزایشی دما را نشان می دهد و می توان نتیجه گرفت که افزایش دما در منطقه سبب کاهش بارندگی شده است و این امر در کاهش آبدهی حوضه آبریز کسیلیان موثر می باشد. نتایج آزمون چولگی نشان داد که سری های سالانه، ماهانه و روزانه بارش و دبی نرمال نبوده و چولگی در سری وجود دارد. با بررسی توابع انتقال مختلف، یکی از توابع با داشتن کمترین مقدار چولگی توانست تقارن سری های مورد مطالعه را بهبود بخشد. بعد از نرمال کردن، ایستایی سری ها با روش های adf، dfgls، ers، kpss و pp مورد آزمون قرار گرفت. نتایج آزمون های ایستایی برای سری های نرمال و استاندارد سالانه، ماهانه و روزانه نشان می دهد که همه سری های نرمال و استاندارد ایستا می باشند اما با حذف خاصیت تناوبی از داده ها (استاندارد کردن) ایستایی سری های مورد بررسی بهبود یافت. درنهایت از روش برنامه ریزی ژنتیک به منظور یافتن رابطه مناسب برای متغیر خروجی حوضه (دبی جریان) استفاده گردید و برای مدل سازی جریان روزانه حوضه آبریز کسیلیان از مدل برنامه ریزی ژنتیک استفاده گردید. بدین منظور 85 درصد داده ها برای آموزش و 15 درصد نیز برای تست در نظر گرفته شد. بهترین عملکرد برنامه ریزی ژنتیک در مدل سازی جریان روزانه حوضه آبریز کسلیلیان با سه تاخیر زمانی در ورودی های مدل به دست آمد و ضریب همبستگی و میانگین مربعات مجذور خطا برای این الگو به ترتیب 900/0 و ( )495/0 محاسبه گردید.

تغییر اقلیم عبارتست از تغییرات رفتاری آب و هوایی در طول یک افق زمانی بلند مدت که توسط اطلاعات ثبت شده در یک منطقه قابل مشاهده است این تغییر رفتار متاثر از عواملی چون فعالیت های خورشیدی ،آتشفشانها ، جریانهای اقیانوسی وگازهای گلخانه ای در اتمسفر می باشد. این تغییرات منجر به دگرگونی در وضع آب و هوا ، تغییر توزیع مکانی وزمانی بارش و نوع آن(باران یا برف) ، جریانهای سطحی ، تبخیر ، تغذیه سفره آبهای زیر زمینی و کیفیت آب می شود. در این تحقیق روند تغییرات متوسط ماهیانه وسالانه دبی ، حداقل و حداکثر مطلق دماهای ماهیانه و سالانه، میانگین حداقل ها و حداکثرهای دمای ماهیانه و سالانه ، میانگین دماهای ماهیانه و سالیانه ، یک سوم حداقل و حداکثر دماهای ماهیانه وسالانه ، مقادیر بارندگی سالیانه و ماهیانه در دو ایستگاه هیدرومتری تله زنگ و تنگ پنج بختیاری در بالا دست سد دز با استفاده از آزمونهای ناپارامتری من - کندال ، آزمون سن برای تعیین شیب و عرض از مبدا خط روند وآزمون پیتت برای تعیین وجود شکست در آمار مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج نشان داد در ایستگاه تنگ پنج بختیاری به جزء ماه خرداد دبی دارای یک روند افزایشی می باشد. این امر در ایستگاه تله زنگ نیز قابل مشاهده است (در این ایستگاه فقط ماههای خرداد و تیر روند کاهشی دارند). دلیل مشابهت روند در این دو ایستگاه این است که این دو در یک منطقه قرار دارند و ایستگاه تنگ پنج بختیاری در بالادست ایستگاه تله زنگ قرار گرفته و اثرات کاهشی یا افزایشی دبی ایستگاه تنگ پنج بختیاری تقریباً با اختلاف یک ماه بعد در ایستگاه تله زنگ قابل مشاهده است. در بررسی روند و نقطه شکست در آمار بارندگی مشاهده می شود که فروردین و آذر در ایستگاه تنگ پنج بختیاری و ماههای اردیبهشت، آبان و آذر در ایستگاه تله زنگ روند مثبت دارند. در این دو ایستگاه به دلیل نزدیکی به یکدیگر بارندگیها روند مشابه ایی از لحاظ کاهشی و افزایشی بودن دارند. ایستگاه تنگ پنج بختیاری تنها در ماه اسفند دارای نقطه شکست است که دلیل آن می تواند کوچکی حوضه آبریز آن باشد. با مقایسه بین روندهای دما مشخص می شد که عموماً دما در فصول زمستان و بهار در ایستگاه تنگ پنج بختیاری روند کاهشی و در تابستان و پاییز روند افزایشی دارد. در ایستگاه تله زنگ روندهای متفاوتی در دماها مشاهده می گردد ولی به طور کلی می توان نتیجه گرفت که در بهار روند دما کاهشی و در سایر فصول (خصوصاً) پاییز روند افزایشی است.

شناسایی نشت در خطوط لوله به دلایل مختلف فنی، اقتصادی و زیست محیطی از موضوعات بسیار مهم در مهندسی هیدرولیک محسوب می شود و در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. از جمله روش-های شناسایی نشت بر پایه مدل¬سازی که در خطوط لوله تحت فشار توسعه داده شده است، روش تحلیل معکوس جریان گذرا می¬باشد. در این روش، یک جریان گذرا بوسیله باز یا بستن شیر در بخشی از شبکه تولید می¬شود. این عمل باعث انتشار امواج دوره¬ای با سرعت صوت در طول خطوط لوله شده و منجر به وجود آمدن نوسانات فشار در سیستم خواهد شد. نوسانات فشار در محل هایی از سیستم نمونه¬برداری شده و به عنوان داده¬های شاهد در حل معکوس سیستم مورد استفاده قرار می¬گیرند. از سوی دیگر، خطوط لوله با استفاده از مدل ریاضی روش خطوط مشخصه بصورت تابعی از پارامتر¬های نشت شامل، تعداد، محل و اندازه نشتی¬ها و همچنین ضرایب افت در لوله ها شبیه¬سازی می¬شود. با تعریف یک مسئله بهینه سازی که در آن تابع هدف عبارت است از اختلاف مربعات نوسانات فشار مشاهداتی و محاسباتی در نقاط شاهد و متغیرهای تصمیم¬گیری شامل پارامترهای نشت و ضریب افت، به حل مسئله پرداخته می¬شود. در نهایت با استفاده از یک روش بهینه سازی غیرخطی تابع هدف کمینه می¬شود و پارامتر-های نشت بدست می¬آیند. در شکل متعارف روش، از آنجا که تعداد نشتی¬ها از پیش مشخص نیست، در ابتدا تمام گره¬های موجود در شبکه به عنوان مکانی با پتانسیل وجود نشت کاندید می¬شوند. با این ترفند، متغیرهای مکان و تعداد نشت از متغیرهای تصمیم گیری مسئله حذف شوند، امّا این به قیمت افزایش قابل توجه متغیرهای تصمیم¬گیری اندازه نشت است که سبب تغییر شکل توپولوژی مسئله بهینه¬سازی و افزایش ریسک بروز پاسخ¬های محلی در فرایند بهینه¬سازی می¬شود. این روش با عنوان روش ita متعارف شناخته می¬شود. در این تحقیق با هدف افزایش کارایی حل مسئله معکوس و کاهش فضای جست¬وجوی بهینه سازی از توابع گاوس جهت شبیه¬سازی نشت در سیستم بهره گرفته می شود. با استفاده از این توابع دیگر نیازی نیست که تمام گره¬های موجود در شبکه به عنوان محل وجود نشت فرض شوند، بلکه توابع گاوس با شبیه سازی توزیع نرمال بارگذاری اثرات نشت در لوله در همسایگی محل دقیق نشت، می¬توانند تمام پارامترهای نشت را در خط لوله ارائه نمایند. این روش تحلیل معکوس جریان گذرای اصلاح شده (mita) نام دارد.

منحنی دبی- اشل از جمله اطلاعات پایه¬ای در زمینه ساماندهی طرح های رودخانه، مهار و کنترل سیلاب و دیگر مسائل حیاتی مربوط به رودخانه می¬باشد. عوامل متعددی سبب تغییر در وضعیت این منحنی می¬گردند که از آن جمله می¬توان به اثرات برگشت آب اشاره کرد. آب برگشتی یکی از مشکلات شایع در سیستم رودخانه¬های چندشاخه¬ای است که به علت تاثیر متقابل دو شاخه بر یکدیگر ایجاد می¬شود. در این حالت عمق جریان در شاخه¬ای که به شدت متاثر از جریان برگشتی است بیشتر از حالت معمول خوانده می¬شود. به عبارت دیگر در نزدیکی محل تلاقی عمق جریان به طور غیرعادی افزایش می¬یابد. در نمودارهای دبی- اشل معمول، عمق افزایش یافته به افزایش در دبی منجر می¬شود که نادرست است، چراکه این عمق متفاوت از عمق اولیه جریان است و سبب افزایش دبی نمی¬گردد، بلکه در این حالت رفتار رودخانه به رفتار یک مخزن شباهت دارد. هدف تحقیق حاضر یافتن راه¬حلی جهت شناسایی اثرات برگشتی و ارائه رابطه¬ای است که در این شرایط دبی را به خوبی تخمین بزند. دو راه حل جهت حل مسئله ارائه شده است. روش اول مبتنی بر مدل سازی جریان با استفاده از مدل هیدرولیکی hec-ras و برازش رابطه با استفاده از نرم افزار tablecurve 3dاست، و از تئوری تولید داده¬های فرضی استفاده می¬کند. در روش دوم برنامه¬ای تبادلی بین محیط کدنویسی matlab و نرم¬افزار hecras ایجاد شده است که بر اساس الگوریتمی مبتنی بر وضعیت جریان برگشتی، دبی را محاسبه می¬کند. جهت ارزیابی بیشتر، سیستم سه شاخه ای رودخانه های سزار، بختیاری و دز واقع در استان خوزستان، معرفی و مدل سازی شده است. نتایج نشان می دهد که مدل پیشنهادی با ارائه یک رابطه ساده قادر به اصلاح آمار دبی اشل ایستگاه های تحت اثر آب برگشتی در سیستم یادشده می باشد.

برای تعیین سیاست های بهره برداری (مدیریت تقاضا) در طول دوره های خشک سالی نیاز به استفاده از مدلهای بهینه سازی و شبیه سازی به صورت توام می باشد. استفاده از قوانین جیره بندی (hedging) در طول دوره خشکی و یا مشرف به خشکی، یک رویه معمول در مدیریت منابع آب است. در این روش با وجود آنکه مخزن قادر به تامین کل نیازها است، تنها قسمتی از نیازها تامین می گردد تا بتوان برای کمبودهای احتمالی آینده (که شاید شدیدتر از کمبود فعلی هستند) مقداری آب ذخیره نمود. در این روش کمبودهای کوچک بر کمبودهای بزرگ برتری دارند. در این روش برای شروع جیره بندی، یک حجم آستانه معرفی می گردد، که این حجم برای کلیه ماه های تعریف می گردد. زمانی که حاصل جمع ذخیره موجود مخزن و ورودی پیش بینی شده کمتر از این حجم آستانه باشد، سیاست جیره بندی آغاز می گردد. حجم آستانه از یکی از دو روش الف: استفاده از ذخیره مخزن جهت شروع کاهش نیاز ب: استفاده از مجموع ذخیره و جریان ورودی مخزن در بازه زمانی جاری، تعیین می شود. به طور کلی هدف این روش حداقل کردن حداکثر کمبود است.

امروزه یا توجه به اهمیت مناطق مجاور رودخانه ها بحث پهنه بندی سیلاب ضرورت یافته است. بنابر این می بایست مناطق سیلگیر با دوره بازگشت های متفاوت از سایر مناطق جدا شوند و کاربری هر کدام مشخص گردد.

با توجه به تأثیرات احداث سد بر روی رودخانه کرخه تغییرات مورفولوژی آن بعد از احداث سد کرخه مورد بررسی و پیش بینی قرار گرفت.

در روش جیره بندی متداول سیاست رهاسازی فقط براساس موقعیت حجم مخزن تعیین می گردید، در مطالعه حاضر سعی شده این رویکرد براساس سه پارامتر، جریان های پیش بینی شده در گام های زمانی آینده، حجم مخزن و مقدار نیاز تعیین گردد. بدین ترتیب جهت رسیدن به این مهم سیاست بهره برداری مخزن بر اساس سیستم های استنتاج عصبی- فازی تطبیقی فراهم گردید و سه پارامتر ذکر شده به عنوان ورودی به این سیستم معرفی شدند. هدف این سیستم بهینه کردن مقادیر خروجی از مخازن با دید به آینده نزدیک جهت جلوگیری از خشکسالی های شدید می باشد. مدل های پیشنهادی با موفقیت در یک سیستم منابع آب در ایران، شامل سه سد مخزنی، هفت جریان ورودی، تعدادی شبکه آبیاری، نیازهای عمومی و نیازهای حداقل جریان، به کار رفته-اند. نتایج بدست آمده بیانگر این است که مدل های مورد نظر توانسته اند از کمبودهای شدید به نحو مطلوبی جلوگیری کنند.

در سالهای اخیر موضوع مطالعات ریخت شناسی به عنوان بخشی از مطالعات رودخانه ها با اهداف متفاوت جایگاه خویش را یافته و هرگونه اقدامی در بستر رودخانه نیازمند بررسی اثرهای آن اقدامات بر ریخت شناسی و تاثیرات متقابل می باشد. در این پروژه به بررسی اثرات احداث سد کرخه بر روی ریخت شناسی رودخانه کرخه به وسیله مدل fluvial-12 پرداخته شد.

امروزه برای برنامه ریزی منابع آب و مکان یابی محل‎های کشت و زرع، شهری و صنعتی نزدیک به رودخانه‎ها، نیاز به تعیین حریم رودخانه می باشد که برای این امر شناخت خصوصیات ریخت شناسی رودخانه، تغییر مسیر رودخانه، تغییرات عرض و شیب و شکل و کف رودخانه ضروری است

بهینه سازی مخازن سد نقش مهمی در انتخاب حجم مخزن سد در زمان طراحی فاز اول طراحی سد دارد.