چکیده روش های متعددی برای برآورد رواناب حاصل از بارش در حوضه های آبریز وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از مدل های هیدرولوژیکی است. با استفاده از مدل های هیدرولوژیکی و شبیه سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی می توان با صرف کمترین زمان و هزینه، رواناب و مولفه های دیگر چرخ? هیدرولوژیکی را برآورد کرد. از آنجا که در حوضه های آبریز اندازه گیری تمام کمیت های مورد نیاز برای تحلیل رواناب ممکن نیست، انتخاب مدلی که بتواند فرآیندهای هیدرولوژیکی را به طور قابل قبولی محاسبه کند ضروری است. مدل dbh که در سال 2006 توسط دکتر تانگ در دانشگاه توکیو توسعه یافت، یکی از مدل های هیدرولوژیکی است که دارای ویژگی های فوق می باشد. این مدل به داده های متغیر زمانی شامل داده های پوشش گیاهی، داده های مربوط به سطح زمین، داده های هواشناسی و داده های دبی مشاهداتی برای شبیه سازی رواناب در حوضه های آبریز نیاز دارد. نتایج کاربرد این مدل برای حوضه آبریز رودخانه زرد در چین نشان داده بود که این مدل برای برآورد بیلان آب در حوضه های آبریز بزرگ قابلیت بالایی دارد. هدف این تحقیق ارزیابی قابلیت استفاده از مدل dbh در شبیه سازی رواناب در حوضه آبریز سد اکباتان است. مقایسه بین رواناب مشاهده شده و شبیه سازی شده توسط این مدل، توانایی آن را در برآورد رواناب در حوضه آبریز سد اکباتان نشان می دهد. آنالیز حساسیت پارامترهای مدل dbh نشان داد که از بین پارامترهایی نظیر ضریب تخلل، هدایت هیدرولیکی، ضریب مانینیگ، پتانسیل رطوبت خاک اشباع و ... به تریبت ضریب تخلل و هدایت هیدرولیکی بیشترین حساسیت را نسبت به سایر پارمترها دارند. کلید واژه: مدلسازی هیدرولوژیکی، مدل dbh، رواناب، بیلان آب، حوضه آبریز سد اکباتان abstract there are several methods for estimating runoff produced due to precipitation in watersheds. using of the hydrological models is one of the methods for runoff estimation. to estimate runoff and other components of hydrological cycle, minimum time and cost can be spent by using hydrological models and simulating hydrological processes. since it is impossible to measure all required parameters for runoff analysis in watersheds, choosing a model that can appropriately calculate hydrological processes is necessary. dbh model that developed by dr. tong at the university of tokyo in 2006 is one of the hydrological models that has above specifications. this model requires time variable data such as land cover data, land surface data, meteorological forcing data and observed runoff data for simulating runoff in watersheds. results of dbh model application in yellow river watershed in china had indicated that it has high performance for estimating water budget in large scale watersheds. the purpose of this research is evaluation of dbh model performance for simulating runoff in ekbatan dam watershed in iran. comparison of the observed and simulated runoff indicated good performance of dbh model for simulating runoff in the watershed. sensitivity analysis of the model’s parameters indicated that among those parameters such as porosity coefficient, hydraulic conduction, manning coefficient and saturated soil moisture potential, porosity coefficient and hydraulic conduction are more sensitive than other parameters. key words: hydrological modeling, dbh model, runoff, water budget, ekbatan dam watershed

موضوع این تحقیق مدلسازی هیدرولوژیکی حوضه آبریز قره سو در استان اردبیل با در نظر گرفتن اثر گسترش سطح نواحی شهری است. اطلاعات اقلیمی و هیدرومتری مربوط به این حوضه از سال 1996 تا سال 2004 جمع آوری شده و برای شبیه سازی فرایندهای بارش - رواناب از مدل hspf استفاده شده است. نتایج مدلسازی حوضه آبریز قره سو با استفاده از این مدل ، بیانگر عملکرد قابل قبول آن در شبیه سازی رواناب می باشد. برای استخراج نقشههای کاربری اراضی و انجام مطالعات توسعه شهری در این حوضه مطالعاتی از تصاویر ماهواره های land sat وirs-1c بهره گرفته شده است. برای جمع آوری اطلاعات مکانی کاربری اراضی به منظور پردازش تصاویر ماهواره ای ، بازدید میدانی از منطقه مطالعاتی انجام شده و تصاویر موجود با استفاده از روش های مختلف پردازش شده و بر اساس ماتریس خطا ، نتایج بهترین روش انتخاب شده است. نقشه های تاریخی نواحی شهری با استفاده از تصاویر ماهواره ای تاریخی تولید شده و براساس آن رابطه تغییرات زمانی توسعه شهری به صورت یک رابطه خطی بدست آمده و میزان توسعه شهری در سال های آینده تخمین زده شده است. نتایج این تحقیق نشان داده است که با استفاده از نقشه کاربری اراضی پیش بینی شده برای سال 2100 و با فرض یکسان بودن دیگر اطلاعات مورد نیاز برای شبیه سازی هیدرولوژیکی حوضه مطالعاتی با اطلاعات سال 2004 ، حجم رواناب ماهیانه و سالیانه پیش بینی شده برای سال 2100 بطور میانگین به میزان 8/9 و 6/4 درصد نسبت به مقادیر مشابه در سال 2004 افزایش می یابد.

فرسایش خاک حوضه آبریز منبع اصلی تولید رسوب در یک رودخانه می باشد از اینرو پیشگیری از آسیب های وارده به ساختار رودخانه که منجر به تولید رسوب می گردد ضروری می باشد. روشهای گوناگونی به منظور تخمین فرسایش خاک حوضه آبریز و بار رسوب رودخانه موجود می باشد که از جمله آنها می توان به مدلهای هیدرولوژیکی اشاره نمود. مدلهای هیدرولوژیکی سالهای متمادی در تخمین بارش-رواناب مورد استفاده قرار می گرفتند. هرچند در سالهای اخیر مدلهای هیدرولوژیکی توزیعی بر پایه روابط فیزیکی به منظور تخمین فرسایش خاک در سطح حوضه آبریز ایجاد گردیده اند که از اطلاعات دارای توزیع مکانی مانند اطلاعات توپوگرافی، نوع خاک و پوشش زمین و اطلاعات هواشناسی بهره می برند. دو مشکل اساسی در استفاده از مدلهای هیدرولوژیکی پیوسته به منظور تخمین بار رسوب وجود دارند که عبارتند از: 1) نقص اطلاعات مورد نیاز در مقیاس حوضه آبریز و 2) تنظیم پارامترهای مدل در مدلهای که دارای تعداد زیادی پارامتر می باشند.در این تحقیق مشکل اول با استفاده از اطلاعات ماهواه ای برطرف گردیده است. همچنین داده های مشاهداتی مربوط به چهار سال به منظور کالیبره نمودن پارامترهای مدل مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر این مقایسه اندرکنش مدل در چندین حوضه به منظور تعیین مدل مناسب در حوضه های مختلف ایران با توجه به شرایط آب و هوایی، جغرافیایی، پوشش گیاهی و نوع خاک ضروری می باشد. در این تحقیق حوضه آبریز امامه که در شمال شرقی تهران واقع است به عنوان حوضه مطالعاتی انتخاب شده است. مساحت این حوضه 35.42 کیلومتر مربع، میانگین بارش سالانه 500 میلیمتر و میانگین دبی سالانه در ایستگاه کمرخانی برابر 0.86 مترمکعب در ثانیه می باشد. این حوضه منبع مهمی در تامین آب تهران است. در این تحقیق از دو مدل هیدرولوژیکی توزیعی (wepp و swat) به منظور تعیین بار رسوب در فاصله سالهای 2002 تا 2005 استفاده شده است. دو سال اول به منظور کالیبراسیون و دو سال دوم به منظور اعتبار سنجی مدل می باشد. به منظور مقایسه اندرکنش مدل نتایج حاصل از شبیه سازی دو مدل با اطلاعات مشاهداتی حوضه مقایسه شده است. نتایج حاصل قابلیت شبیه سازی مدلهای هیدرولوژیکی توزیعی را در دو حالت پیوسته روزانه و سالانه نمایش می دهد. هر چند مدل swat پاسخهای هیدرولوژیکی حوضه مانند بارش-رواناب را بهتر از مدل wepp شبیه سازی نموده است، نتایج بار رسوب شبیه سازی شده توسط مدل wepp به مقادیر مشاهداتی نزدیکتر می باشد.

یکی از چالش های اصلی در مدلسازی هیدرولوژیکی، شبیه سازی رواناب حاصل از ذوب برف با وجود کمبود داده های مشاهداتی برف است. برآورد آب معادل برف (swe ) زمینه ای اساسی را برای مدلسازی رواناب در حوضه های آبریز کوهستانی فراهم می کند. در سال های اخیر دسترسی به داده های ماهواره ای و توسع? مدلهای هیدرولوژیکی توزیعی (dhm )، بهبود شبیه سازی رواناب حاصل از ذوب برف را ممکن ساخته است. این مطالعه ارزیابی کرد که آیا برکمبود داده های مرسوم برف که در سطح زمین برداشت می شود (همچون عمق و چگالی برف) می توان با استفاده از تلفیق مدلهای شاخص - دمای برف و مدلهای بارش - رواناب غلبه کرد. داده های ماهواره ای برای استنتاج پوشش و کاربری اراضی، داده های خاک، مدل ارتفاعی رقومی (dem ) و سطح پوشیده از برف (sca ) استفاده شده اند. برای این منظور، سه مدل هیدرولوژیکی (hspf ، swat و winsrm ) برای یک حوض? آبریز کوهستانی در ایران به کار رفتند. حوض? آبریز رودخان? تالار یکی از حوضه های آبریز بزرگ استان مازندران در شمال ایران و در نزدیکی دریای خزر واقع است. مساحت این حوضه 2100 کیلومتر مربع و پوشش غالب آن زمین های جنگلی می باشد. مدل hspf مدل هیدرولوژیکی با اساس فیزیکی و نیمه توزیعی برای شبیه سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی در حوض? آبریز است. مدل swat نیز یک مدل هیدرولوژیکی فیزیکی و نیمه توزیعی است که برای شبیه سازی اثرات عملیات مدیریت کاربری اراضی بر روی تولید رواناب حاصل از بارندگی شامل رواناب حاصل از ذوب برف توسعه داده شده است. مدل winsrm اختصاصاً برای آنالیز رواناب حاصل از ذوب برف به روش روز- درجه توسعه یافته است. تصاویر ماهواره ای کانال 3 noaa-avhrr در سیستم تصویر utm با دقت 1/1 x 1/1 کیلومتر برای سطح پوشیده از برف استفاده شده است. هر سه مدل توانستند بطور معقولی مقدار رواناب حوض? آبریز تالار را همانند تغییرات سالان? آب معادل برف شبیه سازی کنند. نتایج نشان داد که رواناب شبیه سازی شده با رواناب طبیعی مشاهده شده در ایستگاه هیدرومتری شیرگاه همبستگی خوبی دارد. این همبستگی بالا بیانگر این نکته است که برآورد قابل اطمینان آب معادل برف و شبیه سازی رواناب حاصل از ذوب برف می تواند با استفاده از مدلهای هیدرولوژیکی توزیعی و داده های ماهواره ای سطح پوشیده از برف انجام شود. با این حال مشاهده شد که عدم قطعیت استفاده از مدلهای هیدرولوژیکی توزیعی برای تخمین آب معادل برف (با استفاده از مدلهای hspf و swat) بیشتر از مدل برف روز- درجه (winsrm) است.winsrm در مقایسه با دو مدل دیگر، عملکرد بهتری در شبیه سازی جریان ماهان? رودخانه نشان داد. با استفاده از آب معادل برف برآورد شده، شبیه سازی قابل اطمینان تولید رواناب در حوضه های آبریز کوهستانی با وجود کمبود داده های مشاهداتی برف، امکان پذیر است.

موضوع این تحقیق مدلسازی هیدرولوژیکی حوضه آبریز قره سو در استان اردبیل با در نظر گرفتن اثر گسترش سطح نواحی شهری است. اطلاعات اقلیمی و هیدرومتری مربوط به این حوضه از سال 1996 تا سال 2004 جمع آوری شده و برای شبیه سازی فرایندهای بارش - رواناب از مدل hspf استفاده شده است. نتایج مدلسازی حوضه آبریز قره سو با استفاده از این مدل ، بیانگر عملکرد قابل قبول آن در شبیه سازی رواناب می باشد. برای استخراج نقشههای کاربری اراضی و انجام مطالعات توسعه شهری در این حوضه مطالعاتی از تصاویر ماهواره های land sat وirs-1c بهره گرفته شده است. برای جمع آوری اطلاعات مکانی کاربری اراضی به منظور پردازش تصاویر ماهواره ای ، بازدید میدانی از منطقه مطالعاتی انجام شده و تصاویر موجود با استفاده از روش های مختلف پردازش شده و بر اساس ماتریس خطا ، نتایج بهترین روش انتخاب شده است. نقشه های تاریخی نواحی شهری با استفاده از تصاویر ماهواره ای تاریخی تولید شده و براساس آن رابطه تغییرات زمانی توسعه شهری به صورت یک رابطه خطی بدست آمده و میزان توسعه شهری در سال های آینده تخمین زده شده است. نتایج این تحقیق نشان داده است که با استفاده از نقشه کاربری اراضی پیش بینی شده برای سال 2100 و با فرض یکسان بودن دیگر اطلاعات مورد نیاز برای شبیه سازی هیدرولوژیکی حوضه مطالعاتی با اطلاعات سال 2004 ، حجم رواناب ماهیانه و سالیانه پیش بینی شده برای سال 2100 بطور میانگین به میزان 8/9 و 6/4 درصد نسبت به مقادیر مشابه در سال 2004 افزایش می یابد.

نگهداری رطوبت خاک در حد ظرفیت زراعی و کاهش تلفات آب در محدود ه رشد ریشه، نقش کلیدی در توسعه برنامه های مدیریت آب و خاک دارند. روش های آبیاری زیر سطحی با همین هدف طراحی و معرفی شده اند. کپسول های رسی متخلخل نوعی از قطعات سفالی هستند که در اراضی کشاورزی مناطق خشک و نیمه خشک برای افزایش کارایی سیستم های آبیاری زیرسطحی قابل استفاده می باشد. در این قطعات، رطوبت خاک تحت تاثیر ویژگی های هیدرولیکی قطعات سفالی قرار دارد. با توجه به این که، خاک های آهکی در دما های بالای موجب ایجاد تخلخل مناسب تری در قطعات سرامیکی می شوند، لذا یک نوع خاک آهکی از روستای نصرآباد گرگان انتخاب شد و برای تولید قطعاتی با ویژگی های هیدرولیکی متفاوت، مقادیر 0، 20، 40، 60 و 80 درصد شن ریز با خاک ذکر شده مخلوط گردید که به ترتیب با علائم g0 ، g20 ، g40 ، g60 و g80 نامگذاری شدند. پس از ساخت، قطعات در دما های 600 و 980 درجه سانتی گراد به ترتیب به مدت 12 و 8 ساعت پخت شدند. آبدهی قطعات و توزیع رطوبت آنها در خاک به کمک دستگاه اتوماسیون دبی- فشار که به همین منظور طراحی و ساخته شده بود در فشار های هیدروستاتیکی 25، 50، 80 و 100 کیلوپاسکال اندازه گیری شد. به منظور پیش بینی آبدهی و توزیع رطوبت قطعات سفالی قبل از ساخت، آبدهی آنها به روش فازی و توزیع رطوبت به روش آنالیز ابعادی و رگرسیون غیر خطی مدلسازی شد. برای ارزیابی اعتبار این مدل ها از تحلیل خطای باقی مانده ها استفاده شد. در نهایت، قابلیت کپسول های رسی زیرسطحی در کاهش مصرف آب برای گیاهان آلوئه ورا (aloe barbadensis miller)، توت فرنگی(fragaria vesca) و انگور (vitis vinifera) در اراضی کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس مورد بررسی قرار گرفت و با روش قطره ای سطحی برای آلوئه ورا و توت فرنگی و روش فارو برای انگور مقایسه گردید. نتایج نشان داد که رابطه معنی داری بین آبدهی و درصد شن کپسول ها وجود دارد. همچنین آبدهی قطعات پخت شده در دمای 980 بیشتر از نمونه های مشابه پخت شده در دمای 600 درجه سانتی گراد بود. رابطه بین فشار هیدروستاتیکی و آبدهی قطعات پخت شده در دمای 980 درجه سانتی گراد برای g0 و g20 خطی و برای g40، g60 و g80 غیر خطی بدست آمد. همچنین نتایج نشان داد که آبدهی قطعات g0، g20 و g40 پخت شده در دمای 600 درجه سانتی گراد از روند خطی و افزایشی پیروی می کرد. درحالی که در این دما، قطعات g60 و g80 از روند غیر خطی برخوردار بودند. شکل توزیع رطوبت خاک تحت تاثیر چنین قطعاتی، به علت قابلیت آبدهی کم، تقریبا کروی بود. نتایج نشان داد شعاع و عمق خیسیدگی کپسول های رسی پخت شده در دمای 600 درجه سانتی گراد کمتر از 980 درجه سانتی گراد می باشد و همچنین بزرگترین پیاز رطوبتی خاک مربوط به g80 و کمترین آن مربوط به g0 بود. نتایج آنالیز خطای باقیمانده ها نشان داد مدل فازی دبی قطعات دقت بالایی در برآورد آبدهی قطعات داشت و تعیین شعاع خیسیدگی در قطعات پخت شده در دمای 980 درجه سانتی گراد به روش رگرسیون غیر خطی از دقت بیشتری نسبت به مدل آنالیز ابعادی برخوردار بود. درحالی که دقت مدل ابعادی عمق خیسیدگی نسبت به مدل رگرسیون غیر خطی بیشتر است. نتایج ارزیابی مصرف آب به روش سفالی در گیاهان آلوئه ورا، توت فرنگی نسبت به آبیاری قطره ای سطحی و در انگور به نسبت به آبیاری فارو نشان داد که تامین رطوبت زیر سطحی به روش سفالی با کاهش معنی دار مصرف آب همراه بود. بیشترین کاهش مصرف آب مربوط به گیاه آلوئه ورا و کمترین میزان آن مربوط به انگور بود. مقدار کاهش مصرف آب به روش سفالی برای گیاه آلوئه ورا، توت فرنگی و انگور به ترتیب برابر 70، 56 و 32 درصد بدست آمد. با عنایت به نتایج این تحقیق، استفاده از روش قطعات سفالی با هدف بهینه سازی مصرف آب برای گیاهان مختلف مناطق خشک و نیمه خشک توصیه می شود.

مدیریت کارآمد منابع آب مستلزم شناخت و برآورد مولفه های چرخه آب می باشد. اندازه گیری مستقیم برخی از این مولفه ها معمولاً پر هزینه بوده و لذا با استفاده از مدل های هیدرولوژیکی شبیه سازی می شوند. مدل dbh یک مدل توزیعی مکانی است که در آن روش های پیشرفته ای برای فهم واکنش چرخه آب بکار رفته است. پیشرفت های مدل dbh به صورت زیر خلاصه می گردد: 1. محاسبه تبخیر، با استفاده از طرح فیزیکی پوشش سطحی به منظور شبیه سازی شار گرما در فرایند های svat، با قابلیت اعتماد بیشتری انجام می شود. 2. داده های ماهواره ای به منظور توصیف سری های زمانی تغییر پوشش سطح مورد استفاده قرار گرفته است؛که این امر، ارزیابی واکنش های هیدرولوژیکی در حوضه های بدون اندازه گیر را با استفاده از داده های موجود، ممکن می سازد. 3. مشاهدات هواشناسی بدست آمده از ایستگاه های هواشناسی نظیر: بارش، دما، رطوبت، فشار بخار، ساعات آفتابی و سرعت باد در مدل مذکور مورد استفاده قرار می گیرند. این مدل می تواند با بکاربردن خروجی های مدل اتمسفریک، با این مدل کوپل گردد. در این تحقیق با استفاده از اطلاعات ماهواره ای و نیز داده های هواشناسی نظیر بارش، دما و ...، قابلیّت مدل dbh در شبیه سازی تبخیر و تعرّق و رواناب در حوضه آبریز گرگانرود ـ قره سو در استان گلستان مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش های مختلفی برای دریافت اطلاعات مرتبط با هیدرولوژی و همچنین رقومی نمودن آنها به منظور استفاده در مدل توزیعی بیوسفر- هیدرولوژیکی مورد استفاده قرار گرفته اند. سه منبع داده، متشکل از سنجش از دور، ایستگاه های زمینی و داده های پیمایش آماری در مدل dbh بکار گرفته شده اند. داده های استخراج شده از سنجش از دور، شامل داده های مدل رقومی ارتفاع(dem)، داده های کاربری اراضی، پوشش سطحی و همچنین داده های تشعشع خورشیدی است. مجموعه داده های dem از hydro1k استخراج شده است. hydro1kمجموعه استانداردی از داده های زمین- محور با دقّت مکانی 1km فراهم می کند که برای تمامی کاربرانی که نیازمند ساماندهی، ارزیابی یا پردازش اطلاعات هیدرولوژیکی در یک مقیاس بزرگ هستند، از ارزش بالایی برخوردار است. داده های پیمایش آماری که در اینجا مورد بحث و بررسی قرار می گیرند، شامل داده های مربوط به پوشش خاک، داده های کاربری اراضی و همچنین داده های مربوط به نقشه های آبیاری می باشد. در این تحقیق، آمار و اطلاعات 3 ایستگاه سینوپتیک مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان داد، با توجه به اینکه در شبیه سازی ماهانه دبی، مقادیر خطا در بازه قابل قبولی قرار دارد، می توان از این دوره به عنوان عملکرد نسبتاً مناسب مدل نام برد. نتایج شبیه سازی تبخیر و تعرّق واقعی نیز حاکی از این بود که مقادیر تبخیر و تعرّق برای ماه های گرم سال نظیر ژوئن، جولای، آگوست( اواخر خرداد تا اوایل شهریور) بیشترین مقدار را به خود اختصاص داده که این امر می تواند به دلیل بالا بودن نرخ آبیاری در این ماه ها باشد. همچنین مشخص گردید که در نظر گرفتن مولفه آبیاری در محاسبه بیلان آب حوضه آبریز، تا چه حد می تواند در دقّت نتایج بدست آمده نقش قابل توجهی داشته باشد.

در این تحقیق مدل هیدرولوژیکی نیمه توزیعی و نیمه فیزیکی btopmc برای شبیه سازی جریان حوضه های بزرگ مقیاس فاقد آمار و یا با آمار ضعیف انتخاب شده است. این مدل، رواناب را در هر سلول شبکه حوضه محاسبه کرده و از روش ماسکینهام-کونج برای روندیابی استفاده می کند. همچنین مدل مذکور، تعداد پارامترهای کمی برای کالیبراسیون دارد و از قابلیت بهره گیری از داده های سنجش از دور برخوردار است. منطقه مورد مطالعه حوضه گرگان رود- قره سو واقع در شمال ایران با مساحتی بالغ بر 13061 کیلومتر مربع، بارش متوسط سالانه 554 میلیمتر و با اقلیم غالب نیمه خشک انتخاب شده است. درضمن، برای ارزیابی از دو معیار ارزیابی ضریب نش- ساتکلیف و ضریب حجم جریان شبیه سازی شده به مشاهده ای استفاده شده است. برای سنجش قابلیت انتقال زمانی پارامترهای مدل از شبیه سازی هشت رخداد تصادفی کوتاه مدت واقع در دوره ترسالی شش ماهه اول سال 2005 و انتقال مستقیم پارامترهای کالیبره شده به دوره بلندمدت مذکور استفاده گردید. نتایج به دست آمده، قابلیت تعمیم زمانی پارامترهای مدل را از دوره ای کوتاه مدت به دوره ای بلندمدت با دقت 23- تا 13+ درصد را به خصوص در رودخانه هایی که جریان آنها بیشتر است، نشان دادند. برای سنجش قابلیت انتقال مکانی (جغرافیایی) پارامترهای مدل از چهار آزمون حوضه معرف مشابه به زیرحوضه های درجه دو حوضه گرگان رود در دوره ترسالی شش ماهه اول سال 2005 استفاده شده است. نتایج از سویی نشان دادند که ارتباط مناسب و معقولی بین پارامترهای ساختار مدل با خصوصیات فیزیکی حوضه برقرار است و از سوی دیگر توانایی مدل را در شبیه سازی حجم جریان مناطق با خصوصیات فیزیکی مشابه که دارای آمار خوبی هستند و نیز انتقال پارامترها و انجام شبیه سازی موفقیت آمیز در حوضه های فاقد آمار را اثبات نمودند. سرانجام برای ارزیابی و اولویت بندی معیارهای شباهت حوضه ها از نتایج اعمال چهار بار آزمون حوضه معرف مشابه در سه حوضه فاقدآمار منطقه تحقیق استفاده گردید. با بررسی نتایج، مشخص گردید برای انتقال پارامترهای حوضه های دارای آمار به حوضه های فاقدآمار، معیارهای درصد پوشش جنگلی، شماره منحنی، مساحت، شاخص توپوگرافی و بارش به ترتیب دارای اولویت های اول تا پنجم هستند.

در این مطالعه، عملکرد مدل های توزیعی و یکپارچه برای شبیه سازی بیلان آب مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا با استفاده از مدل توزیعی mike she و مدل یکپارچه mike nam حوضه آبریز رودخانه قره سو با مساحت حدود 4100 کیلومتر مربع واقع در استان اردبیل، شبیه سازی و بیلان آب منطقه با استفاده از مدل های ذکر شده، محاسبه گردید. به منظور اطمینان از شبیه سازی صحیح فرآیندهای هیدرولوژیکی توسط هر دو مدل، دبی شبیه سازی شده با دبی مشاهداتی مربوط به ایستگاه هیدرومتری سامیان واقع در خروجی حوضه آبریز برای دوران کالیبراسیون و صحت سنجی و با بهره گیری از معیارهای ارزیابی دقت، مقایسه شده اند. سپس نتایج حاصل از محاسبه اجزای معادله بیلان آب با استفاده از مدل توزیعی mike she و مدل یکپارچه mike nam با یکدیگر مقایسه و عملکرد هر یک از مدل ها در این فرآیند مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج حاصل از مقایسه عملکرد مدل توزیعی mike she با مدل یکپارچه mike nam نشان می دهد هر دو مدل، عملکرد مناسبی در شبیه سازی حوضه آبریز دارند و استفاده از مدل مناسب به هدف کار بستگی دارد. از آنجا که در این تحقیق، هدف شبیه-سازی حوضه آبریز و محاسبه اجزای معادله بیلان آب بود؛ هر دو مدل عملکرد قابل قبولی را در این کار نشان دادند. همچنین نتایج نشان می دهند که مدل یکپارچه mike nam مقدار تبخیروتعرق واقعی کمتری را نسبت به مدل توزیعی mike she محاسبه می کند که توجه به این امر برای به کارگیری مدل مناسب در حوضه های آبریز با اقلیم خشک و نیمه خشک از اهمیت بسزایی برخوردار است.

از مهمترین منابع عدم قطعیت در شبیه سازی جریان آب زیرزمینی ورودی های مرتبط با شرایط مرزی می باشد. این شرایط مرزی شامل چاهها، رودخانه ها، زهکش ها، تغذیه، تبخیر و تعرق و مرزهای محدوده مدلسازی می باشند. اطلاعات مربوط به چاهها، رودخانه ها و زهکش ها برای یک منطقه عمومأ در دسترس بوده و می توانند با دقت مناسبی برای مدل تعریف گردند. اما عدم وجود اطلاعات سایر شرایط مرزی از جمله مقادیر تغذیه و تبخیر و تعرق در منطقه، سبب کاهش کارایی مدل های آب زیر زمینی می شود. در این تحقیق با کاربرد نتایج شبیه سازی آب سطحی با استفاده از یک مدل هیدرولوژیکی، عدم قطعیت های مرتبط با مقادیر تغذیه، تبخیر و تعرق، نحوه توزیع آنها در منطقه تا حد امکان کاهش یافته است. با توجه به کالیبراسیون و صحت سنجی مدل آب سطحی در برآورد رواناب حوضه می توان فرض کرد که این مدل در برآورد مقادیر تغذیه و تبخیر و تعرق و نحوه توزیع آنها در منطقه نیز درست عمل می کند. بنابراین تعیین این مقادیر از روند کالیبراسیون مدل آب زیرزمینی حذف می شود. در این تحقیق از مدل آب سطحیswat که مدلی نیمه توزیعی و فیزیک محور است برای شبیه سازی رواناب حوضه آبریز دشت سیلاخور و تعیین مقادیر تبخیر و تعرق و تغذیه استفاده شد. کالیبراسیون و صحت-سنجی مدل swat با استفاده از آمار دو ایستگاه هیدرومتری تیره دورود و سیلاخور انجام شد. از آمار چهار سال 2002 تا 2005 برای کالیبراسیون و آمار چهار سال 2006 تا 2009 برای صحت سنجی مدل استفاده گردید. ضرائب همبستگی (r2) در دوره کالیبراسیون برای دو ایستگاه سیلاخور و تیره دورود به ترتیب 83/0 و 77/0 و برای دوره صحت سنجی 53/0 و 7/0 حاصل شد. برای شبیه سازی آبخوان دشت سیلاخور از مدل عددی modflow که فیزیک محور است، استفاده شد. با توجه به دوره همپوشانی برای دو مدل swat و modflow، از 9 ماه نخست سال 1388 برای مدلسازی آبخوان استفاده گردید. با استفاده از نتایج حاصل از مدل swat برای مقادیر تغذیه و تبخیر و تعرق و نحوه توزیع آنها در منطقه برای دوره مدلسازی مقادیر این دو کمیت از روند کالیبراسیون مدل آب زیرزمینی حذف و مدل کالیبره شد. شاخص های میانگین خطای مطلق (0.74 متر) و مجذور میانگین خطاها (1.04 متر) بین مقادیر مشاهداتی و محاسباتی تراز آب در 20 چاه مشاهداتی در حالت استفاده از مدل ترکیبی و مقایسه آن با مقادیر حاصل در شبیه سازی جریان آب زیرزمینی بدون استفاده از نتایج مدل سطحی، نشان از کارایی روش بکارگرفته شده در افزایش دقت مدلسازی آبخوان منطقه داشت.

شناخت آبخوان های آب زیرزمینی که 30% از آبهای شیرین کل جهان را تشکیل داده اند امری ضروریست. ازجمله روش-های روز دنیا برای شناسایی و بررسی آبخوان های آب زیرزمینی، استفاده از ردیاب های ایزوتوپی است. امروزه از ایزوتوپ های پایدار و ناپایدار موجود در آب برای بررسی تغذیه و تخلیه آبخوان های آب زیرزمینی، مدت زمان اقامت آب در آبخوان و بررسی اکوهیدرولوژی آبخوان استفاده می شود. در این پژوهش با توجه به عدم قطعیت های موجود در روش های متداول اندازه گیری میدانی هدایت هیدرولیکی آبخوان، با استفاده از غلظت ردیاب های محیطی اکسیژن-18، دوتریم و تریتیوم ، مقدار عددی هدایت هیدرولیکی در منطقه عین ورزان (بخشی از حوضه هومند آبسرد) بدست آمده است. برای رسیدن به این هدف با استفاده از مقادیر اندازه گیری شده غلظت ایزوتوپ های مذکور در آب منطقه و معرفی آنها به دو مدل توده ای lumped و flowpc، سن آب و با استفاده از آن هدایت هیدرولیکی در آبخوان مذکور بدست آمده است. به منظور بررسی نتایج بدست آمده، تراز آب زیرزمینی آبخوان منطقه مطالعاتی با استفاده از مدل تفاضل محدود v.modflow شبیه سازی شده است. در این شبیه سازی هدایت هیدرولیکی آبخوان بعنوان پارامتر اندازه گیری شده به مدل معرفی نشده بلکه مقدار آن از کالیبراسیون مدل آب زیرزمینی با استفاده از داده های مشاهداتی تراز آب زیرزمینی بدست آمده است. مقایسه مقادیر هدایت هیدرولیکی بدست آمده از مدل های ایزوتوپی و مدل آب زیرزمینی مبین کارایی مدل های ایزوتوپی lumped و flowpc در تعیین هدایت هیدرولیکی آبخوان مطالعاتی می باشد.

یکی از مسایل و مشکلاتی که همواره تاسیسات آبی را متأثر ساخته و عمر مفید سدها ر ا به مخاطره می اندازد، رسوبگذاری در مخازن آنهاست که تا حدی اجتناب ناپذیر است. . بنابراین برآورد رسوب ورودی به سد، رسوب ته نشین شده وحجم رسوب پس از یک دوره از اهمیت بسیاری برخوردار است. به منظور برنامه ریزی بلند مدت منابع آب، تعیین مقدار رسوباتی که در اثر فرسایش خاک حوضه های آبریز و بوسیله رواناب سطحی وارد مخازن سدها می شوند، بسیار مهم است. روش های مختلفی برای برآورد فرسایش و آورد رسوب در حوضه های آبریز وجود دارد. یکی از روش های نوین برآورد رسوب که امروزه بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته، استفاده از مدلهای هیدرولوژیکی است که در سال های اخیر توسعه زیادی یافته است. مدلhspf با پارامترهای یکپارچه، قطعی و بر پایه فیزیکی، قادر است فرآیندهای هیدرولوژیکی را به طور پیوسته در حوضه های آبریز و شبکه رودخانه ها شبیه سازی کند. این مدل که به اطلاعات هواشناسی با گام زمانی ساعتی نیاز دارد، تا کنون در بسیاری از نقاط جهان مورد استفاده قرار گرفته است. مدل swat برای پیش بینی اثرات فعالیتهای مدیریتی اراضی بر آب، ایجاد رسوب و عوامل شیمیایی کشاورزی در مقیاس حوضه آبریز با تنوع خاک، کاربری اراضی و شرایط مدیریتی در بازه زمانی طولانی توسعه یافته است. این تحقیق به منظور ارزیابی استفاده از مدل hspf در شبیه سازی رسوب در حوضه آبریز ابرو انجام شده است و نتایج حاصل از شبیه سازی مدل hspf با نتایج حاصل از شبیه سازی مدل swat، به عنوان مدلی که در ایران چندین بار مورد استفاده واقع شده، مقایسه شده است. نتایج این تحقیق نشان داد می توان با روش های آماری مناسب و تقلیل گام زمانی اطلاعات موجود در ایستگاه های هواشناسی کشور، زمینه استفاده از مدل هایی نظیر مدل hspf را برای شبیه سازی هیدرولوژیکی حوضه های آبریز ایران فراهم کرد. در واقع عدم وجود اطلاعات هواشناسی با گام زمانی کوچکتر در ایستگاه های هواشناسی کشور نباید منجر به نادیده گرفتن مزایای مدل هایی نظیر مدل hspf شود. همچنین نتایج این تحقیق نشان می دهد مدل های swat و hspf در برآورد دبی دقت مناسب و قابل قبولی دارند، اما مدل hspf دبی را با دقت بالاتری شبیه سازی می کند. نتایج شبیه سازی رسوب نیزحاکی از شبیه سازی بهتر رسوب در مدل swat است