هدایت هیدرولیکی اشباع یکی از مهمترین پارامترهای فیزیکی خاک بوده که اندازه گیری مستقیم آن پرهزینه و وقت گیر می باشد. لذا روش های غیر مستقیم تعیین این پارامتر، مانند استفاده از توابع انتقالی، گسترش یافته اند. در این پژوهش ابتدا با استفاده از داده های به دست آمده از 49 نمونه خاک در محدوده پردیس دانشگاه فردوسی مشهد، شامل هدایت هیدرولیکی اشباع، چگالی ظاهری و پارامترهای مستخرج از منحنی دانه بندی، اعتبار توابع انتقالی متداول جهت پیش بینی هدایت هیدرولیکی اشباع مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج نشان داد که تابع کاسبی و همکاران (1984) بیشترین اعتبار را دارد. سپس با استفاده از روش رگرسیون حداقل مربعات جزئی و داده های اندازه گیری شده، این توابع واسنجی شد. نتایج حاصل از ارزیابی صحت توابع واسنجی شده نشان داد که توابعی که از متغیرهای مستقل تابع کاسبی و همکاران (1984) و ساکستون و همکاران (1986) استفاده کرده اند، بیشترین صحت را دارند. به منظور ارزیابی اعتبار این توابع نیز از روش اعتبارسنجی متقابل استفاده شد. نتایج این مرحله نشان داد که تابعی که از متغیرهای مستقل تابع ساکستون و همکاران (1986) استفاده می کند، بیشترین اعتبار را دارد. جهت اشتقاق توابع جدید ابتدا 9 حالت از ترکیب متغیرهای مستقل، انتخاب گردید. با استفاده از نرم افزار minitab 14 بهترین زیرمجموعه جهت رگرسیون برای هرکدام از حالت ها مشخص شد. با استفاده از رگرسیون حداقل مربعات جزئی و استفاده از داده های اندازه گیری شده، برای هر حالت مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع پیش بینی شد. به منظور ارزیابی این توابع نیز از روش اعتبارسنجی متقابل استفاده گردید. نتایج نشان داد تابعی که از متغیرهای مستقل انحراف معیار هندسی کل توده خاک، لگاریتم طبیعی میانگین هندسی کل توده خاک و میانه قطر ذرات استفاده می کند، بیشترین صحت و اعتبار را دارد.

آبیاری موجی یکی از روشهای نوین آبیاری سطحی است که در آن به جای ورود پیوسته ی آب به مزرعه از جریان منقطع استفاده می شود. در این روش اختلاف زمان نفوذ در ابتدا و انتهای جویچه به حداقل ممکن رسیده و نفوذ در طول جویچه از توزیع یکنواخت تری برخوردار می گردد. مسلماً تغییرات شرایط جویچه ها در طول فصل رشد، سبب تغییراتی در پیشروی آب در جویچه می شود. بر این اساس با کاربرد حسگرهایی می توان با اطلاع از چگونگی تغییرات پیشروی آب، زمانهای قطع و وصل جریان را کنترل نمود. در این طرح سعی شده است با کاربرد حسگرهای رطوبتی، پیشروی آب در جویچه مستقیماً پایش گردد. اکنون می توان تحت شرایط مختلف در تمام طول فصل رشد تغییراتی را که به مرور زمان در جویچه ها ایجاد می شود، با توجه به برنامه ریزی انجام شده در سیستم کنترل مرکزی در روش آبیاری موجی اعمال نمود تا تغییر سیکل قطع و وصل خودکار گردد. در طرح حاضر سه روش آبیاری پیوسته معمولی، موجی و موجی پیشنهادی طرح در سه زمان ابتدا، میانه و انتهای فصل با سه تکرار آزمایش گردید. آبیاری موجی با روش پیشنهادی با سه حسگر انجام شد اما در ابتدای فصل این آبیاری با چهار حسگر نیز آزمایش گردید و به دلیل مشکلات موجود در سایر زمان ها این امر صورت نگرفت. در نهایت در ابتدای فصل روش پیشنهادی با چهار حسگر نتایج خوبی را در پی داشت اگرچه این نتایج با نتایجی که از آبیاری موجی معمولی به دست آمد نزدیک است و از این دو روش می توان به عنوان دو روش موفق در ابتدای فصل، یاد کرد. در میانه و انتهای فصل هم روش پیشنهادی بیشترین راندمان و یکنواختی را دارا بود و تنها در کفایت آبیاری نسبت به روش پیوسته مقادیر کمتری را نشان می داد، با اینحال میزان کم آبیاری در آن چشمگیر و زیاد نبود.

با وقوع خشکسالی های اخیر در استان گلستان و اهمیت بخش کشاورزی در این استان، توجه به اقدامات پیشگیرانه ای (مدیریت ریسک خشکسالی) که بتواند اثرات خشکسالی را کاهش داده و غافلگیری کشاورزان را به حداقل ممکن رساند، حائز اهمیت فراوان می باشد. با توجه به اینکه بخش کشاورزی شهرستان گنبدکاووس در خشکسالی سال زراعی 87-1386 با 900 میلیارد ریال بیشترین میزان خسارت را در استان داشته است، تمرکز مطالعه حاضر بر این شهرستان قرار داده شده است. در این تحقیق، ضمن ارزیابی و پیش بینی خشکسالی ها و نیز شناسایی و گروه بندی راهکارهای مدیریت ریسک خشکسالی به اولویت بندی راهکارها توسط کارشناسان بخش های اجرایی، تحقیقاتی و آموزشی جهاد کشاورزی شهرستان گنبدکاووس، شرکت آب منطقه ای و مرکز تحقیقات کشاورزی استان گلستان و تعدادی از کشاورزان مجرّب این شهرستان در سال 1388 پرداخته شده است. از شاخص استانداردشده بارش (spi) و روش های زنجیره مارکوف و شبکه عصبی مصنوعی برای ارزیابی و پیش بینی وقوع خشکسالی ها، و از تکنیک تحلیل سلسله مراتبی (ahp) به منظور اولویت بندی راهکارهای مدیریت ریسک خشکسالی بهره گرفته شد. همچنین، از آمار و اطلاعات «ایستگاه بارانسنجی گنبد» واقع در بخش مرکزی و «ایستگاه تبخیرسنجی ترشکلی» واقع در بخش داشلی برون شهرستان گنبدکاووس به ترتیب طی سال های 87-1346 و 87-1354 استفاده گردید. بر اساس نتایج حاصله، دو روش زنجیره مارکوف و شبکه عصبی مصنوعی احتمال وقوع خشکسالی ها در بلندمدت را بیش از ترسالی ها در شهرستان گنبدکاووس برآورد نموده و از دقّت بالایی در دوره های اولیه پیش بینی برخوردارند. نتایج اولویت بندی در نرم افزار expert choice نشان داد که در بخش راهکارهای «زراعی»، معرفی ارقام مقاوم به خشکی و شوری؛ در بخش راهکارهای «فنّی آبیاری»، استفاده از سیستم های آبیاری تحت فشار؛ در بخش راهکارهای «قانونی»، بیمه خشکسالی و تخصیص اعتبارات و در بخش راهکارهای «نهادی»، استقرار نظام پایش و پیش آگاهی خشکسالی در سطح ملّی یا منطقه ای و آموزش کشاورزان از اولویت بالاتری در مدیریت ریسک خشکسالی برخوردارند. از اینرو، لازم است که برنامه ریزان و سیاستگزاران منطقه ای، تصمیمات خود را در چارچوب اولویت های مذکور اتخاذ نمایند.

تعیین پارامترهای مورد نیاز در تعیین تبخیر و تعرق ‏گیاه مرجع (چمن ) به عنوان هدف تهیه این دستگاه مد نظر ‏بوده است.‏‎ ‎بعد از انجام مطالعات، تعیین پارامترهای ‏مزبوردر روش های مختلفی مثل فرمول پنمن-منتیث و فرمول ‏نسبت باوِن شامل شار دما و رطوبت در دو ارتفاع ‏مختلف،باد،رطوبت خاک، تابش خالص و جریان گرمایی خاک به ‏عنوان بخش های اصلی این تحقیق مورد توجه قرار گرفته و ‏طرح تحقیقاتی در راستای نحوه بدست آوردن این پارامترها ‏تدوین گردیده است.در راستای رسیدن به این هدف، انواع ‏حسگرهای موجود و مورد نیاز در هر بخش جهت اندازه گیری ‏پارامترهای موردنظر مورد ارزیابی قرار گرفته و از میان ‏آن ها حسگرpt100‎‏ برای استفاده در حسگرهای دمایی ‏هوا،ترموکوپل نوع ‏k‏ جهت استفاده در اندازه گیری اختلاف ‏دمایی در خاک، شمارنده دیجیتال جهت نصب بر روی بادسنج، ‏خلاسنج دیجیتال جهت نصب بر روی تانسیومتر و حسگرهای صفحه ‏ای ترموکوپلی که به صورت یک ترموپیل تفاضلی عمل ‏می کنند برای قسمت تابش سنج خالص و قسمت اندازه گیری ‏کننده جریان گرمایی خاک انتخاب شدند. تمامی اجزا جهت ‏دستیابی به داده های دقیق کالیبره شده و ضرایب هر کدام ‏از آن ها به دست آمد . ‏

کمبود بارندگی و توسعه آبهای شور در کشور ایران، گرایش به سمت تولیدگیاهان کم توقع و دارای پتانسیل رشد در این مناطق را اجتناب ناپذیر می سازد. گیاه کوشیا با داشتن پتانسیل عملکرد مطلوب در شرایط شور و خشک، از جمله گیاهان کم توقعی است که به تازگی توجه محققین را به عنوان گیاه زراعی جدید به خود معطوف کرده است. شناخت پارامترهای فیزیولوژیکی اکوتیپ های مختلف کوشیا در شرایط تنش های شوری و خشکی می تواند محققین را در انتخاب بهترین توده ها و امکان سنجی پاسخ این گیاه به تنش ها یاری نماید. به این دلیل آزمایشی بر روی دو توده کوشیا از دو منطقه آب و هوایی متفاوت بیرجند (خشک) و بروجرد (نیمه مرطوب) به شکل کرت های خردشده با مبنای بلوک کامل تصادفی در مزرعه تحقیقات شوری قطب علمی گیاهان ویژه، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال1387 با دو توده کوشیا ( بیرجند و بروجرد) و چهار تیمار رطوبتی (شاهد، قطع آب در مراحل رویشی، زایشی و رسیدگی) با سه تکرار انجام شد و آزمایش گلخانه ای در سال1388 به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلدان در سطوح مختلف تنش رطوبتی (شاهد، تیمار تنش ملایم و سنگین در کل دوره، مرحله رویشی و مرحله زایشی) و دو توده نام برده اجرا شد. آزمایش جوانه زنی نیز به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد و تیمارها شامل شش سطح رطوبتی حاصل از پلی اتیلن گلایکول (صفر، 3-،6-، 9-، 12-و 15-بار) و دو توده ذکر شده کوشیا بود. نتایج مزرعه نشان داد که صفات محتوای آب نسبی برگ، فتوسنتز، عملکرد فلورسانس کلروفیل، عملکرد بیولوژیک و بذر در پایان فصل در تیمارهای تحت تنش کاهش معنی داری داشتند. با وجود اعمال تنش سنگین عدم آبیاری بر کوشیا به مدت چهار هفته در مراحل مختلف رشد، این گیاه در اکثر موارد با حذف تنش و آبیاری مجدد به بهبود کامل دست یافت. به خصوص بازیابی در مرحله رویشی نسبت به سایر مراحل سریعتر بود. در بین پارامترهای مورد بررسی در طول فصل رشد در مزرعه، تغییرات محتوای آب نسبی برگ و فتوسنتز بیشتر از سایر پارامترها بود. فاکتورهای مورد بررسی در مرحله زایشی در مزرعه نیز نمایانگر قدرت بازیافت گیاه پس از حذف تنش بود. همه آنزیم های آنتی اکسیدان اندازهگیری شده به استثنای پراکسیداز در شرایط مزرعه و سوپراکسیددیسموتاز در شرایط تنش گلخانه، در این گیاه فعال شده بودند. در بین اسمولایت های اندازه گیری شده در این آزمایش پرولین در شرایط گلخانه و مزرعه در شرایط تنش افزایش معنی داری نشان داد. افزایش کربوهیدرات های محلول در شرایط تنش مزرعه معنی دار و در گلخانه معنی دار نبود. در مزرعه بین عملکرد علوفه در مرحله زایشی اختلاف معنی داری بین شرایط تنش، تیمار بهبود یافته و شاهد مشاهده نشد و این موضوع تحمل بالای کوشیا را به تنش خشکی نشان می دهد، البته در انتهای فصل، تنش در مرحله رسیدگی بر عملکرد بذر و تنش در مرحله رویشی نیز بر عملکرد بیولوژیک اثر گذاشته و آنها را کاهش داد. نتایج آزمایش گلخانه ای نیز همانند مزرعه تاییدکننده تحمل مطلوب کوشیا به خشکی بود. تنش ملایم( کاهش 30 درصدی آب) اثر چندانی بر عملکرد گیاه و پارامترهای فیزیولوژیک نداشت. اما تنش سنگین (کاهش 70 درصدی آب) سبب کاهش عملکرد گیاه شد. آنتی اکسیدان های آنزیمی و غیرآنزیمی در شرایط تنش سنگین، بیشترین فعالیت را داشتند. زمانیکه که کوشیا تنش سنگین را از ابتدای رشد دریافت کرد، فرصت سازگاری با تنش را داشته و پاسخ بهتری به تنش نشان داد. اما در تنش سنگین کوتاه مدت که فرصت سازگاری برای کوشیا مهیا نشد، تحمل و پاسخ گیاه به تنش کمتر بود. جوانهزنی کوشیا در شرایط تنش خشکی حاصل از پلی اتیلن گلایکول نشان داد که بذور کوشیا در تنش 9- بار تنها 20 درصد جوانه زنی داشتند. این درصد جوانه زنی، تحمل متوسط بذور کوشیا را به تنش نشان داد. بین دو توده مورد بررسی در هر دو شرایط مزرعه و گلخانه، در رابطه با بیشتر پارامترهای اندازه گیری شده، برتری با توده بیرجند بود. با توجه به پاسخ مناسب کوشیا، تحمل آن به تنش خشکی در مزرعه شوری و گلخانه، عملکرد قابل قبول آن در شرایط نامناسب محیطی می توان از این گیاه به عنوان یک گزینه مناسب در تولید علوفه در مناطق خشک و شور بهره برد.

رطوبت از مهمترین اجزاء خاک است که ماهیت دینامیک وپویا داشته و می تواند به صورت عاملی از پتانسیل ماتریک خاک مطرح گردد. منحنی حاصل از چنین ارتباطی منحنی مشخصه رطوبتی خاک نام می گیرد. در سال های اخیر پیشرفتهایی در تعیین مستقیم این منحنی صورت پذیرفته است. اما این روشها همچنان پر هزینه و زمان بر می باشند. هدف از این تحقیق دستیابی به روابط بین پارامترهای معادلات نفوذ (کاستیاکف-لوییس وکاستیاکف)،به عنوان پارامتر مستقل وپارامترهای معادلات منحنی مشخصه رطوبتی خاک،(ونگنوختن وبروکس وکوری وگاردنر) به عنوان پارامتر وابسته می باشد. به همین منظور تعداد42 حلقه مضاعف در منطقه پردیس دانشگاه در یک شبکه مربعی به فاصله4 متر زده شده، و پارامترهای نفوذ ازآن به دست آمد. پارامترهای معادلات ونگنوختن،بروکس وکوری،وگاردنر با استفاده از نمونه های قرارداده شده دردستگاه صفحات فشاری و قراردادن نتایج درنرم افزار retc وبافت خاک بدست آمد. برای بدست آوردن روابط رگرسیون غیرخطی ازبرنامهminitab14 استفاده گردید. باتوجه به نتایج بدست آمده پیشنهاد می شودجهت برآورد پارامترهای معادله گاردنرازمعادله کاستیاکف-لوییس و پارامترهای معادلات بروکس وکوری و ونگنوختن از پارامترهای معادله نفوذکاستیاکف استفاده شود. کلید واژه توابع انتقالی- رگرسیون غیرخطی- منحنی مشخصه رطوبتی خاک- معادلات نفوذ- مدلهای ونگنوختن،بروکس وکوری ،وگاردنر.

مدل های مختلفی وجود دارند که از آنها به منظور تخمین رطوبت خاک در مطالعات منطقه ای و یا مزرعه ای استفاده می شود. از آنجا که رویکرد این تحقیق، مدل سازی رطوبت خاک به صورت منطقه ای و به منظور استفاده از آن در مطالعات خشکسالی است، از مدل رطوبتی حاکم بر نمایه شدت خشکسالی پالمر برای این منظور استفاده شده است. بدین منظور داده های دما و بارش ماهانه از تمام ایستگاه های همدیدی استان اصفهان برای یک دوره زمانی10 ساله جمع آوری شد. سپس با استفاده از روش همبستگی دما- ارتفاع، مقدار دمای ماهانه برای کل استان، با تفکیک مکانی km 1 پهنه بندی شد. از داده های بارندگی ماهواره ای trmm، نیز پس از واسنجی بر اساس داده های بارش ایستگاهی، برای پهنه بندی بارش استفاده شد. همچنین ظرفیت نگهداشت آب در خاک از نقشه بافت خاک استخراج گردید. پس از اصلاح و کدنویسی معادلات حاکم برمدل رطوبتی پالمر با استفاده از نرم افزار matlab، مدل اجرا شد. در نتیجه، مقدار رطوبت خاک تا عمق 1 متری در 120 لایه، که هر لایه حاوی نقشه پراکندگی مکانی رطوبت خاک به صورت ماهانه است استخراج و بررسی شد. همچنین به منظور کنترل تاثیر تغییرات اعمال شده در مدل برای مدل سازی رطوبت در مناطق تحت آبیاری، رطوبت بدست آمده از مدل پالمر با مقادیر نمایه خیسی خاک یا swi که توسط تصاویر ماهواره ای بدست می آید، مقایسه شد. نتایج این مقایسه نشان می دهد همبستگی رطوبت حاصل از مدل رطوبتی پالمر با swi در مناطق تحت کشت آبی، با اعمال تغییراتی که در این تحقیق در مدل ایجاد شد(افزایش مقدار رطوبت اولیه تا ظرفیت زراعی)، به طور چشمگیری افزایش یافته (افزایش r2 از حدود 14/0 به حدود 30/0 در دوره خشک و از 19/0 به 50/0 در دوره تر) و به همبستگی معادل در زمین های فاقد کشت آبی نزدیک می شود.

در این تحقیق داده های مدل گردش عمومی جو hadcm3 با استفاده از مدل lars-wg5 طبق سناریوهای a1b، a2 و b1 تأیید شده ipcc ریزمقیاس شده و مقادیر روزانه بارش، دمای کمینه، دمای بیشینه و ساعت آفتابی استان خراسان رضوی در دوره 1409- 1390 شبیه سازی شد. سپس با به کارگیری نرم افزار optiwat تبخیر- تعرق مرجع به روش هارگریوز- سامانی و بارندگی موثر به روش فائو محاسبه شده و نیاز آبی چغندرقند و گندم در مقیاس ماهانه و نیز کل دوره رشد برای دو دهه آتی در مقایسه با دوره پایه (1389- 1370) برآورد گردید. نتایج نشان داد که دمای کمینه و بیشینه در همه ایستگاه ها نسبت به دوره پایه افزایش خواهد یافت و بیش ترین افزایش دمای کمینه طبق سه سناریوی مذکور در دوره رشد گندم به ترتیب برابر 9/30، 77/45 و 13/29 درصد در سبزوار و در دوره رشد چغندرقند در ایستگاه های گلمکان با 23/5 و نیشابور با 62/6 و 77/4 درصد دیده خواهد شد. بارش نیز در همه ایستگاه ها به جز تربت جام افزایش خواهد یافت و بیش ترین میزان افزایش در دوره رشد گندم به ترتیب بالا برابر 24/35، 56/35 و 49/42 درصد در گناباد و در دوره رشد چغندرقند، برابر 21/69، 95/80 و 19/70 درصد در شهرهای سبزوار، گناباد و سرخس رخ خواهد داد. بنابراین در اثر این تغییرات، نیاز آبی چغندرقند در تربت جام 19، 18 و 18 درصد و در گلمکان 16، 18 و 17 درصد افزایش و در سرخس 6 درصد کاهش خواهد یافت. نیاز آبی گندم نیز در تربت جام 17، 14 و 18 درصد افزایش و در سرخس 14، 15 و 15 کاهش خواهد یافت. در سایر شهرهای استان، تغییر محسوسی در نیاز آبی این دو گیاه طی دو دهه آتی رخ نخواهد داد.

شبکه های محاسباتی مدل های گردش عمومی جو (gcm) به دلیل بزرگ مقیاس بودن و قدرت تفکیک کم برای استفاده در ابعاد یک ایستگاه باید ریز مقیاس شوند، از این رو از مولدهای هواشناسی جهت ریزمقیاس کردن استفاده می شود. با استفاده از خروجی مدل گردش عمومی و مولدهای هواشناسی می توان اقلیم منطقه را شبیه سازی نمود. در این مطالعه داده های خروجی مدل گردش عمومی جو hadcm3 با سه سناریو تغییر اقلیم a1b، a2 و b1 توسط مدل lars-wg در استان های خراسان رضوی و کرمان ریز مقیاس شده است. نتایج حاصل از آن در 19 ایستگاه سینوپتیک استان خراسان رضوی و کرمان در دوره پایه 2010-1991و دوره آینده 2030-2011 مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در ارزیابی مدلlars-wg میزان خطای داده های مشاهداتی و شبیه سازی شده بررسی شد و مدل برای منطقه مناسب ارزیابی شد. پس از آن تغییرات بارش و طول بازه خشک و مرطوب بررسی شد. نتایج حاصل از بررسی میانگین بارش در 20 سال آینده نشان می دهد که بیشترین افزایش در استان کرمان مربوط به ایستگاه های بم و رفسنجان با 5/26 درصد و کمترین میزان افزایش بارش مربوط به ایستگاه کهنوج با 11 درصد می باشد و در استان خراسان رضوی بیشترین افزایش مربوط به ایستگاه-های سبزوار، سرخس و گناباد با 5/27 درصد و کمترین افزایش مربوط به ایستگاه کاشمر با 8 درصد می باشد و ایستگاه تربت جام با 5/10 درصد کاهش همراه خواهد بود. نتایج حاصل از بررسی میانگین سالانه نشان دهنده افزایش میانگین سالانه بارش در همه ایستگاه ها می باشد. بررسی طول بازه تر و خشک نشان داد که طول بازه تر در تابستان برای همه ایستگاه ها در دوره 2030-2011 رو به افزایش می باشد. اگرچه در فصل زمستان بارش رو به کاهش می باشد، اما در مجموع میانگین بارش رو به افزایش است.

منابع آب های زیرزمینی یکی از مهمترین و ارزانترین منابع آب به شمار می روند. شناخت صحیح و بهره برداری اصولی از آنها در مناطق خشک و نیمه خشک می تواند در توسعه پایدار فعالیت های اجتماعی و اقتصادی آن منطقه نقش به سزائی داشته باشد. برای مدیریت بهتر منابع آب زیرزمینی در چنین مناطقی لازم است پیش بینی دقیقی از میزان پتانسیل آبخوان انجام شود. این پژوهش برای پیش بینی میزان پتانسیل آبخوان در دشت نیشابور با استفاده از داده ها و اطلاعات مورد نظر انجام گردیده است. برای این امر، ابتدا موقعیت سنگ کف با استفاده از 21 مقطع ژئوالکتریک (شامل 232سونداژ) و با استفاده از اطلاعات هیدروژئولوژی بررسی گردید. این اطلاعات از شرکت مدیریت منابع آب (تهران)، شرکت آب منطقه ای خراسان رضوی (مشهد) و امور آب نیشابور جمع آوری شد. مقاطع مورد نظر اسکن و وارد محیط نرم افزار autocad 2007 گردید و برای آنها مقیاس تعریف گردید. برای استفاده موثرتر از این مقاطع، اطلاعات هیدروژئولوژی 1911 چاه حفر شده در دشت نیشابور به همراه آن در محیط gis مورداستفاده قرار گرفت. تعداد 329 حلقه که در نزدیکی مقاطع ژئوالکتریک بودند، مشخص گردیدند. از این تعداد، تنها 161 حلقه دارای لوگ حفاری بود. در بررسی لوگها، مشخص گردید که فقط 52 حلقه چاه، دارای لوگی بودند که در آنها شواهدی از وجود سنگ کف موجود بود. بنابراین با تلفیق این اطلاعات و مقاطع ژئوالکتریک، موقعیت سنگ کف در 311 نقطه از آبخوان مشخص و نقشه های هم عمق و تراز سنگ کف تهیه شد. به منظور تعیین ضرایب هیدرودینامیک t(قابلیت انتقال ) و sy (آبدهی ویژه)، ابتدا سعی شد با ترسیم منحنیهای هم rt (مقاومت عرضی )و هم ec(هدایت الکتریکی ) سال 1346 و روی هم انداختن آنها، نقشه هم rt اصلاح شده تهیه و براسـاس آن بین t و rt اصلاح شده، رابطه ای برقرار نمود. اما به دلیل پراکندگی، کمبود داده های ec، افت زیاد سطح ایستابی (55 متر) و کمی عمق بررسی سونداژها (متر ab=1000) محاسبه t، با روش فوق، دارای خطای زیادی بود؛ بنابر این از تلفیق اطلاعات 45 حلقه چاه مربوط به سال 1347-1345 و لوگهای حفاری، از روش دانه بندی، sy محاسبه و براساس رابطه بین sy و k (نفوذپذیری )، t محاسبه گردید. نتایج بیانگر آن است کـه متوسط ضخامت لایه اشباع 85/95 متـر می بـاشد و بـا در نظر گرفتن مساحت آبخـوان (2822 کیلومتر مربع) و آبدهی ویژه (2/10درصد) حجم آبخوان حدود 43/27596032989 متر مکعب تعیین گردید.

کمبود منابع آب یکی از بزرگترین مشکلات کشورهای نیمهخشک همچون ایران میباشد. کشاورزی فاریاب بزرگترین مصرف کننده آب است و بنابراین بایستی مصرف آب در این بخش به خوبی مدیریت شود. کم آبیاری و استفاده از آبهای شور برای آبیاری دو راهکار مهم مورد استفاده برای غلبه بر مشکلات کم آبی میباشد. گندم، اصلیترین گیاه زراعی و ماده غذایی در ایران است و بنابراین برنامهریزی آبیاری این گیاه توجه ویژهای را طلب میکند. این پژوهش با هدف اشتقاق توابع تولید برای گندم بهاره در منطقه مشهد با استفاده از روش رویه پاسخ انجام شده است. علاوه بر این در این پژوهش تلاش شد تا توانایی روش رویه پاسخ در کاوش فضای آزمایشگری با توانایی روشهای دادهکاوی در مدلسازی سامانههای پیچیده غیرخطی با چند متغیر ترکیب شود. روش رویه پاسخ شامل 3 مرحله زنجیرهای است: آزمایشات گزینش به منظور تعیین مهمترین متغیرها (مرحله صفر)، بهینهسازی با استفاده از روش بزرگترین شیب صعودی به منظور یافتن ناحیه مطلوب (در داخل ناحیه آزمایشگری) که پاسخ در آن در آزمایشات آتی بیشینه شود (مرحله اول) و مدلسازی رویه پاسخ به وسیله طرحهای رویه پاسخ و مدلهای رگرسیونی مرتبه بالا (مرحله دوم).دو دسته کلی توابع تولید در این پژوهش اشتقاق یافتند: توابع تولید آب-شوری که از اطلاعات میزان آب آبیاری و شوری آب آبیاری برای مدلسازی استفاده میکنند و توابع تولید آب-شوری-محصول که از اطلاعات تبخیر-تعرق به جای آب آبیاری بهره میبرند. برای دستیابی به این هدف، آزمایشی در دو سال زراعی متوالی 88-89 و 89-90 در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. مراحل صفر و یک روش رویه پاسخ بر اساس نتایج آزمایشات سال اول و مرحله دوم بر اساس آزمایشات سال دوم انجام شد.در سال اول طرح فاکتوریل 22 بدون تکرار با 2 نقطه مرکزی اضافه شده برای دو منبع آب با شوری 5/0 و 10 دسی زیمنس بر متر انجام شد. سی و شش واحد آزمایشی استفاده شد و متغیرهای مستقل (4 متغیر) در این سال میزان آب آبیاری در مراحل مختلف رشد بودند. دو سطح آبیاری، 100 و 20 درصد نیاز آبی کرت شاهد بودند. در سال دوم زراعی طرح مرکب مرکزی با 5 متغیر (4 متغیر آب آبیاری و 1 متغیر شوری) در 52 واحد زراعی انجام شد. سطوح آبیاری برابر 30، 40، 65، 90 و 100 درصد نیاز آبی کرت شاهد و سطوح شوری برابر 5/0، 8/1، 25/5، 6/8 و 10 دسی زیمنس بر متر بودند. در سال اول زراعی پایش رطوبت در تمامی واحدهای زراعی توسط tdr صورت پذیرفت و در سال دوم زراعی پایش شوری در خاکرخ انجام شد. برای تعیین خصوصیات هیدرولیکی خاک از روش دادهکاوی k نزدیکترین همسایه استفاده شد. مدلسازی توابع تولید در سال اول زراعی بهوسیله روشهای رگرسیون مرتبه اول انجام شد. در سال دوم زراعی از مدلهای رگرسیون مرتبه بالاتر و دو روش دادهکاوی(شبکههای عصبی مصنوعی و درختهای تصمیم)برای ارایه توابع تولید و ترسیم رویههای پاسخ استفاده شد. برای اشتقاق توابع تولید آب-شوری-محصول، پنج تابع تولید معروف کول و ماتیوس (1923)، دورنباس و کاسام (1979)،جنسن (1968)، مینهاس و همکاران (1974) و استگمان (1979) نیز انتخاب شدند و کارایی آنها با یکدیگر مقایسه شد.در هر دو سال از روش بهینهسازی بر مبنای تابع مطلوبیت استفاده شد. در مرحله مدلسازی تکمیلی برای تعیین دقت توابع اشتقاقی دادههای دو سال زراعی با یکدیگر ترکیب شد و برای تعیین اعتماد پذیری توابع حاصله از دادههای دو پژوهش مستقل دیگر در فاز آزمون (نخجوانی مقدم و قهرمان1384 و نحوینیا و همکاران، 1389) استفاده شد. نتایج نشان داد که حساسیت گندم بهاره به تنش آبیدر اواسط فصل رشد بسیار بیشتراز ابتدا و انتهای فصل رشدبود. همچنین تحلیل آماری دادههای حاصله نشان داد که شوری آب آبیاری تاثیر بسیاری بر میزان محصول تولیدی دارد.نتایج نشان داد که روش k نزدیک ترین همسایه روش خوبی برای تعیین خصوصیات هیدرولیکی خاک میباشد. بهترین توابع تولید آب-شوری-محصول به ترتیب درختهای تصمیم و تابع جنسن (1968) با آماره nmse 004/0 و 008/0 بودند.در مدلسازی تکمیلی بهترین نتایج با استفاده از شبکههای عصبی و درختان تصمیم حاصل شد که این یافته به نوبه خود توانایی این روشها را برای جایگزین شدن به جای رگرسیون نشان میدهد.در کل، دقت بالای توابع اشتقاق یافته حتی برای داده های مستقل ثابت کرد که روش ترکیبی پیشنهادی در این پژوهش(ترکیب روش رویه پاسخ و ابزارهای دادهکاوی) توانایی بالایی برای مدلسازی توابع تولید آب-شوری و توابع تولید آب-شوری-محصول دارد.

هدف از انجام این تحقیق ارزیابی روش های برآورد پارامترهای معادله نفوذ در آبیاری جویچه ای و مقایسه داده های مزرعه ای با نتایج شبیه سازی آبیاری می باشد. آزمایشات صحرایی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی در تابستان 1389 و1390 انجام پذیرفت. پارامترهای معادله نفوذ از اطلاعات مزرعه ای به روش های دو نقطه ای الیوت و واکر، پیشروی بنامی و افن، و یک نقطه ای شپارد و همکاران در جویچه-های مورد آزمایش برآورد گردید. سپس آبیاری با معادلات نفوذ بدست آمده از سه روش ذکر شده توسط نرم افزار sirmod شبیه سازی شد. نتایج خروجی از نرم افزار با داده های حاصل از نفوذ سنجی حجمی در نقاط مختلف جویچه ها مقایسه شدند، و دقت روش های مختلف تعیین پارامترهای معادله نفوذ و مدل موج سینماتیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از روش دو نقطه ای و روش پیشروی برای برآورد پارامترهای نفوذ به همراه نرم افزار sirmod برای شبیه سازی حرکت آب در آبیاری جویچه ای ترجیح دارد. نتایج آنالیز حساسیت روش های برآورد پارامترهای نفوذ نشان داد که در روش دو نقطه ای، پارامترهای a وkمعادله نفوذ به عوامل q0، f0وزمان های پیشروی حساسیت زیادی نشان می دهند. همچنین پارامتر نفوذ تجمعی(z) صرفاً به عوامل f0وt0.5l حساسیت متوسط و به عوامل q0 وtlحساسیت زیادی نشان می دهد. در روش یک نقطه ای، مقدار a، فقط به عوامل tl و t0.5lوابسته است و به آنها حساسیت زیادی نشان می دهد. اما پارامترهای k و z، به غیر از هندسه سطح مقطع، به تمام عوامل ورودی حساسیت زیادی نشان می دهد. در روش پیشروی، پارامترهای k و z، بیشترین حساسیت را به عوامل ورودی q0و زمان های پیشروی نشان دادند. همچنین پارامتر a به عوامل ورودی حساسیت متوسطی دارد.

با توجه به توسعه شهرنشینی، کشاورزی و صنعت در دشت نیشابور و نیاز روز افزون به منابع آب، لزوم برنامه ریزی های مدیریتی کمی و کیفی این منابع، امری انکارناپذیر می باشد. تحقیقِ حاضر به منظور بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای کیفی آب های زیرزمینی دشت نیشابور انجام گرفته است. در این تحقیق، کیفیت آب های زیرزمینی دشت نیشابور بر اساس پارامترهای اندازه گیری شده توسط شرکت آب منطقه ای خراسان رضوی (ec، tds، سختی و غلظت یون های سدیم، کلسیم، منیزیم، کلراید و سولفات)، جهت مصارف مختلف ارزیابی شده است. به عنوان مثال مشخص گردید که آب حدود نیمی (% 47) از چاه های مورد مطالعه، از لحاظ غلظت کل املاح محلول غیرقابل شرب می باشد. در ارتباط با مصارف کشاورزی، بر اساس رهنمود آیرس و وستکات مشخص گردید که %35 از چاه های کل دشت، از لحاظ میزان شوری دارای محدودیت شدید و %45 دارای محدودیت متوسط برای آبیاری هستند. توزیع مکانی مقادیر مختلف پارامترهای کیفی مذکور و نحوه تغییرات آن ها در سطح دشت (در بازه زمانی 1388-1380) و همچنین بررسی دلایل احتمالی این تغییرات، بخش های دیگر این تحقیق را تشکیل می دهند. به طور کلی، تغییرات مقادیر پارامترهای کیفی ec، سختی کل و میزان غلظت یون های سولفات و کلراید در سطح دشت نیشابور روند تقریباً مشابهی را نشان می دهد و مقادیر این پارامترها از طرف دهستان های شمالی و شرقی دشت (مناطق بالادست جریان) به سمت مناطق مرکزی در مسیر جریان، افزایش می یابد. بررسی روند زمانی تغییرات کیفی آب های زیرزمینی دشت نیشابور نشان داد که تغییرات غلظت tds در % 77 از چاه ها، روندی افزایشی را داشته است و میانگین tds برای کل آبخوان در بازه زمانی 1388-1380، با نرخی معادلmg/l.yr 19/63 تغییر نموده است. در بررسی دلایل احتمالی تغییرات کیفی آب های زیرزمینی دشت نیشابور، کاهش سطح آب های زیرزمینی، سازندهای زمین شناسی و فعالیت های کشاورزی به عنوان مهمترین عوامل مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان داد که تقریباً به ازای 0/81m کاهش در سطح آب های زیرزمینی در هر سال، به میزان mg/19/63 به غلظت tds در آبخوان افزوده شده است. همچنین سازندهای زمین شناسی دوران سوم (میوسن) و سنگ های ولکانیکی در تغییر کیفیت بخش هایی از آبخوان دشت نیشابور موثرند. علاوه بر این می توان احتمال داد فعالیت های کشاورزی با توجه به وسعت زیاد اراضی زراعی در منطقه، بر تغییرات کیفیت آب های زیرزمینی اثرگذار بوده باشند.

چکیده: هدف اصلی این تحقیق بررسی اثرات توأم شوری و کم آبیاری بر عملکرد و اجزای کمی و کیفی عملکرد و تعیین توابع تولید برتر آب-شوری-عملکرد و اجزای کمی و کیفی ارقام پنبه ورامین و خرداد بود. این آزمایش به صورت کرت های خرد شده فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. در این آزمایش شوری آب آبیاری با سه سطح (2/2، 5/5 و 3/8 دسی زیمنس بر متر) به عنوان کرت های اصلی و عمق آب آبیاری با پنج سطح (50، 75، 100و 125 درصد) و رقم پنبه با دو سطح (ورامین و خرداد) به صورت فاکتوریل به عنوان کرت های فرعی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تغییرات شوری آب آبیاری در سطح 1% بر عملکرد وش، کارآیی آب مصرفی توسط گیاه ، کارآیی آب کاربردی و در سطح 5% بر تعداد قوزه در متر مربع، وزن قوزه، ارتفاع بوته، طول الیاف، یکنواختی الیاف، گرم تکس و ضریب میکرونیر اثر معنی دار داشت. اما بر درصد زودرسی، درصد تبدیل غنچه به گل، درصد تبدیل گل به قوزه، کیل وش، کشش الیاف و درصد روغن و پروتئین پنبه دانه تاثیر معنی داری نداشت. این در حالی است که تاثیر عمق آب آبیاری در سطح 1% بر عملکرد وش، تعداد قوزه در متر مربع، وزن قوزه، ارتفاع بوته، کارآیی آب مصرفی توسط گیاه، کارآیی آب کاربردی، درصد تبدیل غنچه به گل، درصد تبدیل گل به قوزه و در سطح 5% بر کیل وش، کشش الیاف، طول الیاف، یکنواختی الیاف، گرم تکس و ضریب میکرونیر تاثیر معنی داری داشته است ، اما بردرصد زودرسی و درصد روغن و پروتئین پنبه دانه اثر معنی داری نداشت. تاثیر رقم در سطح 1% بر عملکرد وش، وزن قوزه، کارآیی آب مصرفی توسط گیاه، کارآیی آب کاربردی، یکنواختی الیاف، ضریب میکرونیر و در سطح 5% بر تعداد قوزه در متر مربع و ارتفاع بوته، درصد زودرسی، کیل وش، کشش الیاف، طول الیاف، گرم تکس، معنی دار شده، اما بر درصد تبدیل غنچه به گل، درصد تبدیل گل به قوزه و درصد روغن و پروتئین پنبه دانه اثر معنی داری نداشت. این نتایج نشان دادند، که گیاه پنبه به تنش خشکی در مقایسه با تنش شوری حساس تر بود. در پنبه رقم ورامین تابع درجه دوم برای پیش بینی عملکرد وش، وزن قوزه، طول الیاف، یکنواختی الیاف و کارآیی آب کاربردی و تابع متعالی نیز برای برآورد تعداد قوزه و ارتفاع بوته به عنوان تابع برتر، تحت شرایط متغیر عمق و شوری آب آبیاری انتخاب شدند. همچنین در پنبه رقم خرداد تابع درجه دوم برای پیش بینی عملکرد وش، وزن قوزه، کارآیی آب کاربردی و طول الیاف، یکنواختی الیاف و تابع متعالی نیز برای برآورد تعداد قوزه، ارتفاع بوته، به عنوان تابع برتر، تحت شرایط متغیر عمق و شوری آب آبیاری پنبه خرداد تعیین شدند. فاکتور حساسیت محصول برای پنبه رقم ورامین 253/1 با ضریب تعیین 45/0 و برای پنبه رقم خرداد 264/1 با ضریب تعیین 73/0 بدست آمد. همچنین نتایج نشان دادند، با افزایش شوری آب آبیاری برای هر دو رقم پنبه عمق بهینه افزایش یافت. ضمنأ در کلیه سطوح شوری ، مقادیر عمق بهینه آب آبیاری برای پنبه خرداد بزرگتر از پنبه ورامین بود. به عبارت دیگر پنبه ورامین در عمق آبیاری کمتر به عمق بهینه خود رسیده و به همین علت با توجه به محدودیت منابع آبی برای کشت در منطقه بیرجند توصیه می شود. واژه های کلیدی: پنبه - تابع تولید -شوری آب آبیاری- کم آبیاری

طبیعت امروز به خاطر دست اندازی گسترده بشر به منابع مختلف آن دستخوش مشکلات متعددی شده است که می توان گفت مهم ترین آن ها مسأله کمبود منابع آب شیرین در اقصی نقاط دنیاست. دشت نیشابور یکی از حوضه هایی است که با بحران کمبود آب مواجه است. با توجه به این که بخش کشاورزی بزرگ ترین مصرف کننده آب در منطقه است، لزوم بذل توجه ویژه به مدیریت مصرف آب در این بخش بیش از پیش آشکار می شود. هدف این تحقیق بررسی تأثیر اعمال راهکارهای مدیریت مصرف آب آبیاری بر میزان تقاضا و منابع آب دشت نیشابور است. برای این کار از مدل شبیه-سازی weap استفاده گردید و از میان روش های شبیه سازی هیدرولوژیکی که در این مدل وجود دارد روش بارش- رواناب فائو برگزیده شد. واسنجی مدل برای یک دوره 6 ساله و اعتبارسنجی آن برای یک دوره 4 ساله انجام گرفت. راهبردهای مدیریت مصرف آب و هم چنین شرایط مختلف تغییر اقلیم در قالب سناریوهایی تعریف گردید و سپس بر اساس این سناریوها شبیه سازی مدل برای یک دوره بلند مدت 20 ساله انجام شد. نتایج نشان دادند که با افزایش راندمان آبیاری از میزان تقاضای بخش کشاورزی کاسته می شود و این به کاهش برداشت از منابع آب، و در نتیجه افزایش حجم ذخیره آب زیرزمینی نسبت به سناریوی مرجع می انجامد. هم چنین اصلاح الگوی کشت به سمت محصولات کم مصرف نیز موجب کاهش نیاز آبی کشاورزی به میزان 9 درصد، و نیز باعث جابه جایی تقاضای آبیاری از فصول خشک سال به فصول پربارش می گردد. نتیجه سناریوی دیگر این بود که کاهش سالانه یک درصد از سطح زیر کشت اراضی فاریاب منطقه و افزایش تخصیص آب به بخش صنعت متقابلاً منجر به کاهش سالانه یک درصد از تقاضای آب کشاورزی شده و رقم کسری سالانه آب زیرزمینی 9/7 درصد بهبود خواهد یافت. نتایج حاصل از اجرای مدل lars-wg5 برای دشت نیشابور تحت سناریوهای تغییر اقلیم a1b، a2 و b1 حاکی از افزایش بارش ماهانه و کاهش نسبی تبخیر و تعرق بود، به همین دلیل شبیه سازی مدل weap برای هر سه این سناریوها به کاهش نیاز آبی کشاورزی و افزایش حجم ذخیره آبخوان نسبت به سناریوی مرجع انجامید. در نهایت با ادغام سناریوهای مختلف مدیریت مصرف آب کشاورزی این نتیجه حاصل شد که تأثیرات مثبت ترکیب این سناریوها بیش از حالت منفرد آن هاست، ولی با وجود کاربرد همه روش های مدیریت تقاضای آب در یک سناریو، باز هم بین برداشت و تغذیه آب زیرزمینی تعادل برقرار نشد و کسری مخزن به صفر نرسید، بنابراین با سعی و خطا سناریوی دیگری تدوین شد که در واقع ترکیبی از هر سه سناریوی مدیریت تقاضای آب بود، با این تفاوت که هر کدام از آن ها در سطح بالاتری تقاضای آب را کاهش می دهند. نتیجه شبیه سازی مدل گویای این بود که برای جلوگیری از افت آبخوان لازم است تقاضای کشاورزی به میزان حدوداً 88 درصد کاهش یابد.

تخمین صحیح تغذیه آبهای زیرزمینی برای مدیریت صحیح و موثر، مخصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک که منابع آب زیرزمینی محدود هستند ضروری می باشد. کمبود آب به طور فزاینده باعث محدودیت اجتماعی و اقتصادی، به خصوص برای کشاورزی، که به شدت به آبهای زیرزمینی متکی است، شده است. فعالیت های انسان تا حد زیادی باعث تغییر تغذیه آبهای زیرزمینی در طول چند دهه گذشته شده است. دشت جوین که در غرب استان خراسان رضوی واقع می باشد، جزء مناطق نیمه خشک محسوب می شود، که آب بازگشتی حاصل از آبیاری و بارندگی در مناطق تحت کشت جزء مهمی از تغذیه آبهای زیر زمینی به شمار می آید. برای تخمین بهتر تغذیه در منطقه جوین، این منطقه به ده زیر حوضه تقسیم شد، تا تاثیر آبیاری و بارندگی بر روی تغذیه آبهای زیر زمینی مشخص شود. در هر زیر حوضه از خاک تا عمق ریشه گیاه گندم و جو و چغندر قند به منظور اندازه گیری بافت خاک، چگالی ظاهری و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک نمونه برداری انجام گرفت وسپس با استفاده از مدل مقدار تغذیه شبیه سازی و آنالیز حساسیت مدل نسبت به پارامترهای ورودی مدل از قبیل تبخیر و تعرق، آب آبیاری و بارندگی و پارامترهای مختلف هیدرولیکی خاک انجام شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با استفاده از بیلان آبهای زیر زمینی صحت سنجی شد. مقدار تفاوت بین تغذیه محاسباتی با مدل و محاسباتی از بیلان آب زیر زمینی معادل 02/18سانتی متر ارتفاع آب در خاک که معادل با4/1 سانتی متر آب می باشد.

ارزیابی منابع آب یکی ازمهم ترین واساسی ترین مراحل مدیریت منابع آب ولازمه مدیریت پایدار منابع آب است. هدف اصلی ارزیابی منابع آب، برآورد و پیش بینی کمی وکیفی منابع آب برای تأمین نیازهای کلی بخش های جامعه و ارائه ی اطلاعات لازم جهت فعالیت های کاهش بلایای مربوط به آب و حفظ و بهبود شرایط زیست محیطی می باشد. برآورد بیلان آب با توجه به عدم وجود اطلاعات لازم و کافی، عدم امکان اندازه گیری برخی از فاکتورهای بیلان آب، وجود خطاهای ناشی از تغییرات شدید توسط عوامل طبیعی یا انسانی و طولانی بودن زمان محاسبات مربوط به بیلان آب با مشکلات فراوانی از لحاظ دقت و زمان کاربرد مواجه است. اما مشکل اصلی، طولانی بودن برآورد بیلان و دقت پایین تخمین پارامترهای آن می باشد که بایستی این مشکل را به نحوی حل کرد. هدف این پژوهش برآورد دقیق پارامترهای بیلان آب بوسیله واسنجی مدل بیلان آب حوضه از طریق بهینه سازی آن ها جهت رسیدن به کمترین میزان خطای موجود می باشد. در این راستا ابتدا مدل بیلان آب با استفاده از معادلات اصلی بیلان آب سطحی، زیرزمینی و عمومی بیلان تهیه شد و با استفاده از الگوریتم واسنجی، پارامترهای مربوط به مدل بیلان آب تخمین زده شد. محدوده مطالعاتی مورد نظر در این تحقیق شامل حوضه آبریز نیشابور و محدوده مطالعاتی رخ می باشد. مساحت کل محدوده مورد نظر برابر 9850 کیلومتر مربع می باشد که 5659 کیلومتر مربع آن را دشت و مابقی را کوهستان فراگرفته است. حوضه آبریز نیشابور جزئی از حوضه آبریز کویر مرکزی ایران بوده و در شمال شرق آن قرار می گیرد و در طول جغرافیایی? 13و? 58 تا?30 و ?59 و عرض جغرافیایی? 40 و? 35 تا ? 39 و? 36 واقع شده است. مدل بیلان آب نیشابور با گام زمانی سالانه برای دوره 1378 تا 1386 طراحی شده است. مقیاس مکانی مدل حوضه آبریز می باشد. این مدل در طبقه بندی مدل ها جزو مدل های غیر توزیعی قرار می گیرد. مدل مذکور با استفاده از برنامه ریزی غیرخطی حل می-شود. انتخاب این روش به علت تعدد پارامترهای مدل و غیرخطی بودن روابط میان آن ها می باشد. در واقع این مدل طوری طراحی شده است که برای واسنجی خودکار پارامترهای مدل بیلان آب بکار رود. در نهایت خروجی مدل ارائه ضرایبی از متغیرهای مجهول بیلان آب است که منجر به محاسبه دقیق تر مقادیر مجهول بیلان آب می گردد. همچنین زمان بیلان بندی در این مدل به طور چشمگیری کاهش می یابد. نتایج واسنجی نشان دادند که مدل در بهترین حالت با 3/0 میلیون متر مکعب عدم تراز بیلان آب عمل کرده است. همچنین ضریب ناش برای هیدروگراف سالانه آبخانه 99/0 و برای ایستگاه هیدرومتری حسین آباد جنگل 96/0 بدست آمد. روابط میان بارندگی و متغیرهای اصلی بیلان آب در این تحقیق ارائه شده است. همچنین با استفاده از برقراری رابطه رگرسیون میان متغیرهای تبخیروتعرق، نفوذ و رواناب ارتباط بین این متغیرها تبیین شده است. این تحقیق می تواند گام اولیه ای برای شروع استفاده از واسنجی خودکار بیلان آب با استفاده از مدل های مفهومی به منظور افزایش دقت و کاهش زمان برآورد بیلان آب باشد.

سیلاب های مخروط افکنه ای خطرناک تر از سیلاب های رودخانه ای هستند زیرا مسیر جریان بر روی آن ها غیر قابل پیش بینی است. هر نقطه روی مخروط افکنه فعال احتمال دارد در معرض خطر سیلاب قرار گیرد. بنابراین خطرات سیل روی مخروط افکنه با پدیده جابجایی جریان روی آن ادغام شده و تخمین توزیع مکانی مخاطره را مشکل می سازد. در چنین شرایطی روش های مرسوم برآورد مخاطره سیل (مانند hec-ras)، بدون بکارگیری روش های مناسب دیگر، منجر به تخمین غیر دقیق خسارات ناشی از سیل به خصوص بر روی مخروط افکنه های توسعه یافته (شهری) خواهد شد. ستاد مدیریت بحران امریکا (fema)برای تهیه نقشه های ریسک سیل در مخروط افکنه ها روشی را طراحی کرده است که شامل 3 مرحله می باشد. این پژوهش در جنوب دشت چناران (واقع در استان خراسان رضوی) روش fema را بر روی مخروط افکنه فریزی به بکار بسته است. در گام یک لندفرم های مخروط افکنه شناسایی شدند. در گام دوم مناطق فعال بر روی مخروط از مناطق غیر فعال مجزا شدند. در مرحله سوم مناطق مخاطره سیل بر روی مخروط افکنه پهنه بندی شدند. برای این گام ازسه راهکار به شرح ذیل استفاده شد: 1.مدل سازی با fan program، 2.مدل سازی هیدرولیکی جریان با (hec-ras) و 3.استفاده از اطلاعات ریخت شناسینقشه های ریسک سیل مستخرج از هرکدام از این راهکارها با یکدیگر مقایسه گردیدند. مقایسه ها یک سری تناقض هایی را بین این نقشه ها نشان دادکه در انتها این تناقض ها مورد بحث قرار گرفتند. در هر حال بهبود نتایج نیازمند مطالعات بیشتر بر روی مخروط افکنه های دیگر و احتمالا بومی سازی روش مزبور می باشد.

امروزه حفظ و صیانت از منابع آب و بهره برداری بهینه و اقتصادی و عادلانه از آب یک مساله جهانی است. در نگرش جدید جهانی، آب کالایی اقتصادی- اجتماعی و به عنوان نیاز اولیه انسان محسوب می-شود. با توجه به رشد جمعیت، گسترش صنعت، بالا رفتن سطح بهداشت و رفاه عمومی، سرانه منابع تجدید شونده رو به کاهش می باشد. و از طرفی متاسفانه آلاینده های مختلف اعم از پساب های صنعتی، زه آب های کشاورزی و فاضلاب های شهری و روستایی، منابع آبی را آلوده و از استانداردهای مصرف خارج می کنند. حفاظت کمّی و کیفی منابع آب و توسعه ی آن نیازمند یک مدیریت جامع منطقه ای و بین المللی است. مشکلات کمّی و به تبع آن وضعیت کیفی مناطق مختلف یکسان نیست. بنابراین برخوردهای سیستمی متفاوتی در سطح مناطق و یک نگرش مدیریتی یکپارچه ضروری به نظر می رسد. مدل های ریاضی جامع کمّی-کیفی آب، ابزار مناسبی برای تحلیل گزینه های متعدد مدیریت منابع آب به شمار می روند. روش های مختلفی برای استراتژی های بهره برداری و تخصیص در مدل های شبیه-سازی حوضه ای وجود دارد. در modsim، که یک مدل ریاضی تخصیص آب حوضه ای است از روش تخصیص برپایه ی مصرف کننده استفاده شده است. از یک مدل بهینه سازی برای ارضاء اولویت های مطلوب بهره برداری، در داخل مدل شبیه سازی استفاده شده است. در modsim سناریوهای مختلف بهره برداری با تغییر اولویت های نسبی تأمین نیازهای مختلف قابل شبیه سازی است. این مزیت به تصمیم گیرنده اجازه می دهد که نیازهای مختلف آبی را (که شامل حداقل جریان رودخانه نیز می شود)، رتبه بندی کنند. modsim یک سیستم پشتیبانی تصمیم مدیریت حوضه رودخانه جامع برای تحلیل برنامه ریزی بلندمدت، میان مدت و کوتاه مدت می باشد. در این تحقیق، منابع سطحی و زیرزمینی تامین آب شرب شهر مشهد از نظر کمّی و کیفی مورد بررسی قرار گرفته اند. سپس به دسته بندی کیفی منابع براساس شاخص کیفیت آب های سطحی و زیرزمینی و آیین نامه ها و استانداردهای آب شرب پرداخته شده است. بر این اساس منابع به سه دسته کیفی منابع بدون محدودیت با محدودیت متوسط و محدودیت بالا برای شرب طبقه بندی شده اند. با در نظر گرفتن اتمام ساخت سد دوستی و خط انتقال آن به عنوان نزدیکترین منبع آب سطحی در دسترس، نمی توان پیش بینی سد بزرگی را در محدوده نزدیک به شهر مشهد داشت و دو پروژه انتقال آب از سد ارداک و ارتفاعات هزار مسجد در حال حاضر تنها پروژه های در دست مطالعه و اجرا می باشند. همچنین به دلیل قرارگیری دشت مشهد در محدوده ی ممنوعه ، امکان حفر چاه جدید در این دشت بحرانی وجود ندارد. با توجه به شواهد موجود، ظرفیت آبدهی چاه های دشت مشهد، اعم از شرب و غیر شرب طی سال های اخیر با روند کاهش کمّی و کیفی آب در هر سال روبرو بوده است و این مشکل تامین آب را دو چندان خواهد کرد. براساس مطالعات طرح جامع، شهر مشهد به 20 پهنه تقسیم شده که این پهنه ها دارای مخزن مستقل بوده و محدوده خود را توسط یک شبکه مجزا (با در نظر گرفتن نیاز آبی آن) تحت پوشش قرار می دهند. این پهنه ها از لحاظ تقاضای شرب و منابع تامین بررسی شده و بعد از یکپارچه سازی در محیط نرم افزار modsim، مدل سازی شده اند. این مدل براساس سال1390کالیبره شده و سپس با در نظر گرفتن اقدامات موثر بر وضعیت منابع آبی منطقه و وضعیت کیفی منابع سناریوهای مختلف برای دوره بلند مدت 30 ساله تدوین شده اند.

در برآورد مقدار و شدت جریان آب های زیر زمینی و انتقال مواد آلاینده در محیط های متخلخل، ضرایب هیدرولیکی(هدایت هیدرولیکی، k(?)و پخشیدگی هیدرولیکی، d(?)) نقش اصلی را ایفا می کنند. دقت این برآورد منوط به تعیین دقیق مقادیر این ضرایب می باشد. اندازه گیری این ضرایب در شرایطی که خاک اشباع نباشد مشکل بوده و به هزینه و وقت زیادی نیاز دارد. هم چنین به طور عمده اندازه گیری در نزدیکی رطوبت اشباع صورت می گیرد. بنابراین در این تحقیق برای تعیین ضرایب هیدرولیکی غیراشباع خاک از روش آزمایشگاهی جریان خروجی یک مرحله ای به وسیله دستگاه صفحات فشاری استفاده شد. در این تحقیق آزمایش جریان خروجی یک مرحله ای برای 6 بافت مختلف خاک انجام گرفت و مقادیر جریان خروجی از دستگاه برای هر نمونه که تحت فشار 15 بار قرار داده شده بودند اندازه گیری شد. سپس با استفاده از داده های آزمایش ضرایب هیدرولیکی غیر اشباع خاک با استفاده از 4 معادله پیشنهادی والیانت زاس(2007) و اصلاح شده پاسیورا (موآزو وهمکاران، 1990) و والیانت زاس (1989) و گاردنر(1962) محاسبه شد. سپس مقادیر ضریب پخشیدگی حاصل از معادله گاردنر و والیانت زاس(1989)و اصلاح شده پاسیورا با نتایج حاصل از معادله با فرم توانی ساده مقایسه شد. مقایسه نتایج بین نتایج حاصل از سه معادله گاردنر و والیانت زاس (1989) و اصلاح شده پاسیورا و معادله با فرم توانی ساده تطابق خوبی نشان داد. همچنین آنالیز آماری نتایج با استفاده از نرم افزار spss و به کارگیری آزمون دانکن در سطح 95 درصد اختلاف معنی داری بین نتایج حاصل در مقایسه با نتایج حاصل از معادله با فرم توانی ساده نشان نداد. بنابراین به دلیل سادگی و همچنین کاهش خطا در محاسبات با استفاده از فرمول معادله با فرم توانی ساده استفاده از این فرمول به جای معادلات دیگر پیشنهاد می شود. همچنین مقادیر هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک نیز با به کارگیری روش چایلدز و کولیس جرج (1950) با محاسبه شیب منحنی رطوبتی هر نمونه و ضریب پخشیدگی غیر اشباع حاصل از معادله با فرم توانی ساده تعیین شد و نتایج حاصل با مقادیر شبیه سازی توسط نرم افزار retc مورد مقایسه قرار گرفت که روند مشابهی را نشان می داد.

چکیده با توجه به سادگی و مقبولیت جهانی روش سازمان حفاظت خاک (scs)، در این پژوهش به بررسی این مدل و کارایی آن در حوضه مهارلو-بختگان پرداخته ایم. از آن-جا که در مدل شماره منحنی رواناب ویژگی های حوضه در پارامتری به نام شماره منحنی رواناب (cn) پدیدار می-شود؛ به اصلاح این پارامتر در حوضه مورد نظر اقدام نمودیم. برخی از عوامل به عنوان مثال کاربری زمین، توپوگرافی، پوشش، شرایط خاک و شرایط هیدرولوژی برای مناطق شهری، مراتع و مناطق کشاورزی در مدل استاندارد scs-cnتعریف شده است؛ در حالی که برای حوضه های جنگلی و کوهستانی این تعاریف ضعیف می باشد. لذا پس از بررسی داده ها و اطمینان از صحت آن ها 6 محدوده مطالعاتی که شامل 8 ایستگاه هیدرومتری می باشد؛ را انتخاب نمودیم. باران های منفرد که باران های پیشین بر آن اثر نداشته باشد را انتخاب نموده و عمق رواناب حاصل از آن را با استفاده از روش جبری (حل معکوس روش شماره منحنی) محاسبه گردید. تعداد 353 واقعه بارش جهت انجام پژوهش انتخاب شد. جهت محاسبه عمق رواناب نیاز به جداسازی هیدروگراف احساس گردید؛ که در این راستا با استفاده از مفهوم فیلتر دیجیتال و نرم افزار bfi این امر صورت گرفت. با استفاده از روش جبری (حل معکوس روش شماره منحنی)، مدل های ms، sme و مدل هانگ شماره منحنی حاصل از جداول سازمان حفاظت منابع طبیعی امریکا (nrcs) را اصلاح نماییم. سپس براساس ویژگی های حوضه و مقدار شماره منحنی حاصل از جداول، مدل هیدرولوژیکی حاصل از این پژوهش ارائه گردیده است. در نهایت توانستیم با استفاده از معیارهای صحت و دقت، به لحاظ آماری مدل ارائه شده را توجیه کنیم.

پس از ارائه نظریه محیط های متشابه، روش های مقیاس سازی در فیزیک خاک ظهور یافتند. یکی از کاربردهای مقیاس سازی، رسیدن به حل عمومی معادله ریچاردز است، به نحویکه برای موارد زیادی از جریان رطوبت در خاک-های غیراشباع کفایت کند. در طول نیم قرن گذشته، بسیاری از این دست روش ها برای خاک های موسوم به "متشابه" ارائه شدند. غالباً خاک هایی متشابه در نظر گرفته می شوند که دارای هندسه میکروسکپی متشابه یا توابع هیدرولیکی متشابه باشند. این شرط تشابه به ندرت در واقعیت برقرار است و به عنوان یک محدودیت برای کاربرد روش های مقیاس سازی در خاک های واقعی محسوب می شود. با توجه به این محدودیت، این مطالعه با هدف ارائه روشی برای مقیاس سازی معادله ریچاردز برای خاک های غیرمتشابه انجام شد. در این رساله، دو روش در راستای این هدف ارائه می شوند. روش اول از مدل های نمایی توابع هیدرولیکی موسوم به گاردنر – کوزنی استفاده می کند. برای آزمون این روش، فرآیندهای نفوذ و زهکشی موردنظر قرار گرفتند و معادله مقیاس شده ریچاردز به صورت عددی برای پنج خاک برگرفته از مراجع (از شن تا رس) حل گردید. حل های به دست آمده برای گستره وسیعی از شرایط یکسان (مستقل از خاک) بودند که موید کارایی این روش پیشنهادی می باشد. یک عیب این روش محدود شدن آن به توابع هیدرولیکی نمایی است که غالباً در تشریح مقادیر اندازه گیری شده در گستره کامل رطوبتی با شکست مواجه می شوند. در راستای رفع این محدودیت، روش دوم توسعه یافت که مدل های توانی – نمایی را برای توابع هیدرولیکی فرض می کند که کاراتر از توابع گاردنر – کوزنی می باشند. این روش نیز با حل عددی معادله مقیاس شده ریچاردز برای نفوذ و زهکشی در چهار خاک (از شن تا رس) از بانک خاک unsoda، ارزیابی شد. حل های به دست آمده برای خاک های مختلف غالباً یکسان بوده و عدم وابستگی معادله مقیاس شده ریچاردز به ویژگی های خاک را تأیید نمودند. امکان حل معادله ریچاردز نیز با استفاده از این روش های مقیاس-سازی مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور، حل های عددی معادله مقیاس شده ریچاردز برای فرآیند نفوذ، با استفاده از یک شکل مقیاس شده از معادله سه جزئی فیلیپ با ضرایب مستقل از خاک تقریب زده شد. حل تقریبی به دست آمده با استفاده از داده های موجود در منابع مربوط به آزمایش های نفوذ بر روی یک خاک شنی و دو خاک رسی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این حل می تواند برآورد قابل قبولی از مقادیر اندازه گیری شده نفوذ به دست دهد. همچنین نشان داده شد که این حل تقریب مناسبی از حل عددی معادله ریچاردز ارائه می دهد. بنابراین، این روش های مقیاس سازی می توانند به عنوان ابزارهایی نویدبخش برای کاهش محاسبات پیچیده مربوط به حل عددی معادله ریچاردز و نیز احتمالاً برای غلبه بر مشکل تغییرپذیری مکانی خاک ها از طریق ارتباط با روش های فرامقیاس سازی، به کار آیند.

در این تحقیق، یک مدل هیدرودینامیک کامل برای شبیه سازی فازهای مختلف آبیاری در جویچه ارایه گردید. معادلات حاکم بر جریان (معادله ی سنت ونانت در جریان سطحی و معادله ی کاستیاکوف-لوییس در جریان زیر سطحی) توسط حجم کنترل های متغیر گسسته شد. معادلات غیر خطی تولید شده توسط روش نیوتن رافسون، خطی سازی شده و معادلات جبری حاصل با استفاده از الگوریتم جاروب برگشتی حل گردید. مدل ارایه شده با توجه به نرم افزار sirmod و همچنین پنج سری داده ی مزرعه ای (بنسون-221، مچت-235، پرینتز-323، واکر (1989) و مرکلی (1983)) و با استفاده از معیارهای ریشه ی میانگین مربعات خطا (rmse)، خطای استاندارد (se) و خطای همبستگی (r^2) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل پیشنهادی تطابق بسیار خوبی با داده های مزرعه ای داشته و عملکرد مشابهی با نرم افزار sirmod دارد. پس از اطمینان از صحت مدل، حساسیت آن نسبت به پارامترهای ورودی مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای ورودی مورد بررسی در این آنالیز، دبی، ضریب زبری مانینگ، شیب مزرعه و ضرایب نفوذ معادله ی کاستیاکوف-لوییس درنظر گرفته شد. با توجه به نتایج، زمان پیشروی بیشترین حساسیت را به ترتیب نسبت به دبی ورودی و پارامترهای نفوذ f_0، k و a، و زمان پسروی نیز بیشترین حساسیت را به ترتیب نسبت به ضریب مانینگ، f_0 و شیب زمین نشان داد. سپس به علت تأثیر قابل توجه پارامترهای نفوذ و زبری در شبیه سازی آبیاری جویچه ای، از روش های حل معکوس مانند روش دو نقطه ای الیوت و واکر (1982) و روش واسنجی چند مرحله ای واکر (2005) به منظور تخمین پارامترهای نفوذ و زبری استفاده شد. سپس برای تعدیل نفوذ در آبیاری های متفاوت از روش مقیاس ارایه شده توسط ختری و اسمیت (2006) که در آبیاری با زمان واقعی کاربرد دارد، استفاده گردید. نتایج نشان داد روش واسنجی چند مرحله ای نسبت به روش دونقطه ای بهتر عمل کرده و حتی روش دو نقطه ای در داده های مزرعه ای واکر (1989) خطای rmse شبیه سازی فاز پیشروی را به شدت افزایش داده است. اما روش واسنجی علی رغم نیاز به داده ها و زمان بیشتر برای شبیه سازی، موجب کاهش خطا در هر دو فاز پیشروی و پسروی گردید. روش تعدیل نفوذ نیز به علت استفاده از روابط مشابه با روش دونقطه ای در بعضی شرایط نتوانست به خوبی عمل کند و خطای شبیه سازی را افزایش داد (آبیاری بنسون-221). در نهایت با استفاده از یک روش بهینه سازی به تعیین بهترین جریان ورودی و زمان قطع جریان در آبیاری مرکلی (1983) پرداخته شد. ابتدا پارامترهای جریان و زمان قطع، بر اساس حداکثر تابع هدف تعیین گردید که به ترتیب موجب افزایش 13 و 14 درصدی راندمان کاربرد و نیاز آبیاری گردید. سپس برای دستیابی به راندمان های دلخواه، سناریوهای متفاوتی برای بهینه سازی تعیین شد. بدین ترتیب با استفاده از مدل سازی های عددی، امکان مدیریت و برنامه ریزی بهتر در زمینه ی آبیاری سطحی فراهم خواهد شد.

کشور ایران از جمله مناطق خشک جهان محسوب می شود، به طوری که به جز حاشیه دریای خزر دامنه و ارتفاعات البرز و زاگرس اغلب دارای آب و هوای خشک با نزولات آسمانی قلیل می باشد. روش جمع آوری آب باران برای مصارف مختلف از دیرباز در این سرزمین رایج بوده است. در این مطالعه که در حوضه آبخیز دوآبی کلات انجام شده دو موضوع مورد بررسی قرار گرفت. نخست روشی جهت تعیین مکان مناسب برای جمع آوری آب باران بررسی شد. برای این منظور ابتدا منطقه مورد مطالعه در محیط نرم افزار arcgis9.3 به بخش های کوچک تر تحت عنوان زیرحوضه تقسیم شد. سپس در یک دوره آماری 18 ساله (1389-7113) به محاسبه نیاز خالص آبیاری گیاهان الگوی کشت منطقه توسط نرم افزار cropwat، پرداخته شد. نیازخالص آبیاری در اراضی پایین دست هر زیرحوضه، با فرض یکسان بودن الگوی کشت هر زیرحوضه با الگوی کشت منطقه، محاسبه گردید. سپس به دلیل فقدان ایستگاه باران سنجی، برای محاسبه رواناب تولید شده در فصل بهار، از روش شماره منحنیscs استفاده شد و پس از برآورد رواناب تولیدی دراراضی بالادست هر زیرحوضه، با مقایسه نیاز خالص آبیاری در اراضی پایین دست هر زیرحوضه با رواناب تولیدی در بالادست آن، مکان مناسب جهت جمع آوری آب باران در این منطقه، پیشنهاد گردید. نهایتاً مشخص شد که می توان 46 درصد به اراضی فاریاب حوضه افزود. پس از آن به شناسایی مناطق مستعد استحصال آب باران پرداخته شد. جهت رسیدن به این هدف، پس از انتخاب معیار های مهم در شناسایی و تعیین وزن هر معیار توسط روش تحلیل سلسله مراتبی (ahp)، لایه های مزبور توسط ابزارraster calculator در محیط arcgis9.3ترکیب شدند و لایه نهایی مناطق مستعد برای جمع آوری آب باران تهیه شد. سپس این لایه بر اساس نقاط عطف منحنی فراوانی تجمعی پیکسل ها، در 5 کلاس طبقه بندی گردید و مشخص شد که 5/18، 1/17، 2/27، 1/32 و 1/5 درصد از مناطق به ترتیب دارای اولویت بسیارخوب، خوب، متوسط، ضعیف و بسیارضعیف برای استحصال آب باران می باشند.

کشور ایران یکی از کشورهای خشک در جهان است و بیشتر سیستم های آبیاری به صورت آبیاری سطحی است و کمبود نزولات جوی اهمیت مدیریت آبیاری را بیش از پیش نشان می دهد. مدل های شبیه سازی آبیاری سطحی این قابلیت را دارند که بتوان با بکارگیری آنها راندمان سیستم های آبیاری را بهبود بخشید و در مصرف آب صرفه جویی کرد. با طراحی و مدیریت صحیح سیستم های آبیاری سطحی در سطح مزرعه می توان به این مهم دست یافت. در این تحقیق عملکرد مدل های آبیاری سطحی تحت آبیاری با آب شور در مزرعه ای با خاک لومی واقع در مزارع تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد مورد ارزیابی قرار گرفت. برای به دست آوردن داده های صحرایی آزمایش های مزرعه ای در سه نوبت، هر دو هفته یک بار با دبی هایی در محدوده 5/0 تا 8/0 لیتر در ثانیه انجام شد. از آنجا که سه نوع آب با کیفیت متفاوت برای آبیاری انجام شد برای هر نوع کیفیت آب سه تکرار انجام شد. اندازه گیری های مزرعه ای به منظور تعیین سرعت پیشروی، رواناب و نفوذ انجام گرفت و نتایج آن با برآوردهای مدل های کامپیوتری sirmod و winsrfr مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل sirmod سرعت پیشروی، رواناب و نفوذ را در سه سطح شوری بهتر پیش بینی می کند و مدل winsrfr با وجود تخمین نسبتا خوب سرعت پیشروی به دلیل عملکرد بد این مدل در برآورد حجم رواناب و عمق نفوذ برای این منطقه توصیه نمی شود.

کشاورزی، شاخه ای از فعالیت های بشر است که به شدت تحت تأثیر ویژگی های اقلیمی و آب و هوائی قرار دارد. این مطالعه با هدف پهنه بندی اقلیمی-کشاورزی کشور برای گندم دیم، و بررسی وجود یا عدم وجود روند بارش موثر در اقالیم کشاورزی مختلف اجرا شد. اطلاعات مورد استفاده در این مطالعه در دو گروه کلی 1) اکولوژی گیاه گندم و 2) اطلاعات درازمدت هواشناسی در ایستگاه های سینوپتیک گردآوری شد. با استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی (pca)، موثرترین پارامترها به منظور پهنه-بندی اقلیمی-کشاورزی گندم دیم مشخص شد. در ادامه برای تعیین شباهت ایستگاه های تحت بررسی و گروه بندی آن ها از نظر تشابه خصوصیات اگروکلیماتیک از تجزیه خوشه ای (کلاسترینگ) استفاده شد. با انتخاب یک ایستگاه به نمایندگی از هر پهنه، بارش موثر با استفاده از روش scs، در مقیاس ماهانه برای سه نوع خاک شنی، لوم شنی و لوم در آن ایستگاه محاسبه شد. روند بارش موثر در ایستگاه های منتخب با استفاده از روش ناپارامتری من-کندال در مقیاس ماهانه و سالانه و روش پارامتری حداقل مربعات خطا در مقیاس سالانه بررسی شد. با توجه به نتایج حاصل می توان 12 اقلیم متفاوت برای کشت گندم دیم ایران در نظر گرفت که ایستگاه های منتخب هر پهنه عبارتند از: اهواز، اصفهان، اردبیل، ارومیه، تبریز، رامسر، زابل، سقز، سنندج، گرگان، مشهد و یزد. بارش موثر در مقیاس سالانه (فصل رشد) در ایستگاه رامسر روند افزایشی و در ایستگاه سنندج روندی کاهشی از خود نشان داد. در دیگر ایستگاه ها روند معنی داری در مقیاس سالانه مشاهده نشد. این پارامتر در ایستگاه های ارومیه و مشهد در ماه ژانویه روند معنی دار افزایشی داشت. در ایستگاه های اهواز در ماه می، ارومیه در ماه ژوئن و سنندج در ماه مارس روند معنی دار کاهشی بارش موثر نتیجه شد. همچنین تأثیر نوع خاک بر بارش موثر در ایستگاه های گرگان، رامسر و تبریز مشاهده شد. نتایج روش ناپارامتری من-کندال و پارامتری حداقل مربعات خطا، تطابق زیادی با یکدیگر داشت

حفاظت و بهره برداری بهینه از منابع آب نیازمند توجه و مشارکت اجتماعی است. دولت ها با توجه به محدودیت منابع مختلف، تاکید زیادی بر اقتصادی بودن عرضه و تقاضای آب دارند. براین اساس آب کالایی اجتماعی- اقتصادی بوده، بهره برداری از آن مستلزم مدیریت جامع و بهم پیوسته در قلمرو هر حوزه آبریز می باشد. در واقع مدیریت بهم پیوسته منابع آب یکی از ارکان توسعه پایدار در جوامع محسوب می شود. پیچیدگی و ارتباط بین عوامل و شاخص های مختلف فنی، اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی به طور عام، و پیچیدگی مسائل مدیریت منابع آب به طور خاص، سبب استفاده از دانش و هنر تصمیم گیری چند معیاره برای حل نسبی این پیچیدگی گردیده است. به این منظور در طی یک برنامه ریزی راهبردی-منطقه ای منابع آب که برای اولین بار در ایران در استان خراسان جنوبی با مشارکت گروداران آب (ذینفعان، ذیمدخلان) در قالب پنج فراکسیون مدیران و متولیان امور آب، محیط زیست و منابع طبیعی، کشاورزی، صنعت و معدن و فراکسیون شهرنشینی و خدمات شروع به کار کرد، راهکارهای مدیریت یکپارچه منابع آب استان پس از برگزاری سلسله جلسات و بحث و تبادل نظر ارائه و مورد بررسی قرار گرفت. در فرآیند تصمیم گیری، پس از شناسایی و ارزیابی و تعیین وزن شاخص ها،اولویت بندی گزینه ها بر اساس روش تحلیل سلسله مراتبی(ahp) صورت گرفته و نتایج حاصل ارائه گردیده است..

بمنظور مدیریت بهینه ی منابع آب زیرزمینی، نیاز به برخورداری از اطلاعات دقیق ورودی ها )تغذیه( وخروجی ها )پمپاژ و تخلیه ی طبیعی( در هر حوضه ی آب زیرزمینی احساس میگردد، بگونه ای که بتوان رفتار بلندمدت آبخوان و عملکرد پایدار آن را ارزیابی نمود. برای کمی نمودن تغذیه روش های مختلفی وجود دارد، که هر یک از آنها در شرایط هیدرولوژیکی مجزایی ایجاد شده اند و در یک منطقه ی یکسان برآورد کاملا متفاوتی از مقدار تغذیه ارائه می دهند. در این پژوهش، بر اساس اطلاعات هیدروژئولوژیکی موجود چهار روش از جمله crd ، rib ، wtf و بیلان هیدرولوژیکی حوضه )بصورت مدل توزیعی وغیرتوزیعی( برای برآورد تغذیه ی آب زیرزمینی انتخاب شد. تمام این روشه ا مبتنی بر بیلان آب هستند.کاربرد سودمند، کم هزینه، و نیاز اندک به داده های غیرقطعی از جمله تراز آب زیرزمینی، بارندگی،خصوصیات هیدرودینامیک آبخوان، و داده های برداشت از آبخوان از مزایای این روش ها است. از این روش ها بمنظور تعیین سهم برگشت آب آبیاری و نفوذ حاصل از بارندگی در تغذیه ی آبخوان استفاده شد.بمنظور اعمال روش های توزیعی، منطقه ی مورد مطالعه بر حسب چاه های مشاهده ای موجود ( 35 پیزومتر) تیسن بندی و مقدار تغذیه در هر پلیگون در مقیاس ماهانه برآورد گردید. بمنظور اعمال سه روش اول با بکارگیری تکنیک بهینه سازی بمنظور حداقل سازی ریشه ی میانگین مربعات خطا نوسانات تراز آب زیرزمینی شبیه سازی گردید و در عمده ی پلیگون های موجود در دشت نیشابور تطابق خوبی میان مقادیر مشاهده ای و شبیه سازی شده حاصل شد. مقدار متوسط سالانه ی تغذیه برای دورهی آماری 10 ساله از مهر 1379 تا شهریور 1379 برای کل دشت با روش بیلان هیدرولوژیکی غیرتوزیعی، بیلان هیدرولوژیکی توزیعی، wtf ، crd و rib به ترتیب معادل 354، 514، 294، 427 و 417 میلیون مترمکعب برآورد گردید. با توجه به روشه ای wtf و crd بطور متوسط به ترتیب 12% و 13%دبارندگی و 33 % و 27 % آب آبیاری در تغذیه ی آبخوان شرکت می کنند، در حالی که این مقادیر با روش rib به ترتیب معادل 11 و 19 درصد حاصل شد. در نهایت، نتایج حاصل از برآورد تغذیه از تمام روش های مذکور با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج نشان داد که روش های بیلان هیدرولوژیکی غیرتوزیعی و rib نتایج قابل اعتمادتری نسبت به سایر روش ها ارائه می دهند. واژه های کلیدی: بارندگی، بیلان هیدرولوژیکی، crd ، rib ، wtf

با پیشرفت تکنولوژی و کاربرد مدل های رایانه ای همچون fluent، نیازی به آزمایشات تجربی برای ساخت قطره چکانهای جدید کاهش یافته و با صرفه جویی در زمان و هزینه می توان جریان را در قطره چکان با استفاده از این مدلها ارزیابی و ابعاد قطره چکان را اصلاح کرد. به این منظور، قطره چکان یوروکی مدل کلاسیک، با توجه به امکانات و شرایط موجود انتخاب و اندازه مجاری آن توسط میکروسکوپ الکترونی (sem) اندازه گیری شد. به منظور صحت سنجی نتایج حاصل از مدل، بر اساس ضوابط ارائه شده در استاندارد iso 9261 اندازه گیریها در آزمایشگاه انجام شد و رابطه دبی _ فشار، در چهار فشار مختلف محاسبه شد. هشت شبکه محاسباتی بر روی مسیر جریان رسم کرده و سپس با استفاده از نرم افزار fluent جریان آرام و سه مدل جریان متلاطم k-?-standard ، k-?-rng و k-?-realizable شبیه سازی شد و با مقایسه مقادیر شبیه سازی با نتایج آزمایشگاه با 10% خطا، مدل k-?-standard به عنوان مدل مطلوب به منظور تحلیل مولفه های هیدرولیکی این قطره چکان انتخاب شد. با توجه به استاندارد iso-8486-1-1997، به منظور بررسی آزمایشگاهی گرفتگی قطره چکان، از ماسه بادی، برای تعیین درجه بندی ذرات ماسه در مورد اندازه گیری گرفتگی در زمان کوتاه استفاده شد. در سه مرحله (سه غلظت متفاوت) آزمایش گرفتگی انجام گرفت و مقدار دبی خروجی و رسوبات خارج شده از آن اندازه گیری شد. به منظور ردیابی ذرات با استفاده از نرم افزار fluent، از مدل فاز گسسته استفاده شد. سپس به بررسی تأثیر غلظت رسوبات و تأثیر تعداد ذرات وارد شده به قطره چکان بر روی دبی خروجی قطره چکان پرداخته شد و با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت.

امروزه کمبود آب در جهان زندگی بشر را با چالش روبرو ساخته و مدیریت منابع آب به عنوان راه حلی پیش رو نیاز به فهم بهتر و دانستن مجموعه ی پیچیده ی تعاملات مرتبط با آب در بیلان آب حوضه است . تبخیر-تعرق یکی از اجزای مهم بیلان آب می باشد و تعیین سهم آن از بارش در مقیاس سال ـ حوضه به لحاظ مدیریت منابع آب پر اهمیت است. در این پژوهش روابط و معادلات تجربی و نیمه تجربی که برای برآورد تبخیر-تعرق واقعی در مقیاس بزرگ در دنیا مطرح است معرفی می شود و با توجه به قابلیت معادلات و داده های موجود، معادلاتی انتخاب و مورد ارزیابی قرار گرفتند. این روابط با استفاده از تبخیر-تعرق واقعی سالانه مدل swat که برای دوره ی آماری اکتبر2000 تا اکتبر 2010 (سال آبی 1389-1379) و محدوده مطالعاتی نیشابور-رخ موجود بود برای کل حوضه واسنجی شدند. برای ارزیابی دقیق تر این روابط حوضه به کوه و دشت تفکیک و معادلات برای هر بخش واسنجی شدند. واسنجی به روش cross validation انجام گرفت و برای ارزیابی میزان صحت cross validation نیز از آماره rmse استفاده شد. باتوجه به مقادیر rmse و مقدار r2 بین تبخیر-تعرق محاسبه ای معادلات و تبخیر-تعرق مدل swat، بهترین نتایج را برای دشت و کوه به ترتیب معادلات abcd (39/3= rmse میلی متر و 97/0=r2) و یانگ (95/10= rmse میلی متر و 93/0=r2 ) داشتند. منحنی یانگ همچنین برای کل حوضه نیز نتایجی بهتر از سایر معادلات ارائه داد (22/15= rmse میلی متر و 93/0=r2 ). این معادله نتایج بسیار مشابهی با دو معادله ژانگ و فو داشت.

شبیه سازی دقیق هیدرولوژیک حوضه های آبریز می تواند نقش مهمی در فهم رفتار هیدرولوژیک حوضه داشته باشد. پیچیدگی های حاکم بر روابط هیدرولوژیک، سختی در اندازه گیری مستقیم مولفه های هیدرولوژیک، تاثیرات متقابل و گاه تاثیرگذار مولفه های مذکور بر یکدیگر، تغییرات مکانی و زمانی خصوصیات هیدرولوژیک و نیاز به پردازش همزمان حجم زیادی از داده ها، محققین را ناچار به استفاده از مدل های هیدرولوژیک در سطح حوضه آبریز نموده است. در این تحقیق به منظور مدل نمودن هیدرولوژی آب های سطحی حوضه آبریز نیشابور با مساحتی در حدود 9500 کیلومتر مربع، از مدل هیدرولوژیکی swat استفاده شده است. در این تحقیق در ابتدا مدل swat با استفاده از داده های جریان آبراهه ای واسنجی و اعتبارسنجی گردید. برای واسنجی بازه زمانی سال های 1376 تا 1386 انتخاب شده است. واسنجی بر اساس داده های جریان آبراهه ای در سه ایستگاه اندراب، خرومجموع و حسین آباد صورت پذیرفت. نتایج حکایت از بروز مقادیر ضریب همبستگی 85/0، 87/0 و 97/0 و مقادیر 84/0، 77/0 و 92/0 برای ضریب نش- ساتکلیف به ترتیب در سه ایستگاه آب سنجی مذکور دارد. همچنین مقادیر معیارهای p-factor و r-factor که حکایت از عدم قطعیت مدل دارند در سه ایستگاه مذکور به ترتیب 48/0، 46/0 و 3/0 و 44/0، 28/0 و 28/1 به دست آمده اند. مرحله اعتبارسنجی مدل بر اساس داده های جریان آبراهه ای نیز در بازه زمانی 1386 تا 1389 صورت پذیرفته که منجر به مقادیر 94/0، 74/0 و 71/0 برای ضریب همبستگی شده است. از آنجا که واسنجی یک مدل هیدرولوژیک همچون swat تنها با استفاده از مقادیر جریان آبراهه ای منجر به نادیده گرفتن نیمی از چرخه هیدرولوژیک منطقه خواهد شد، مجددا مدل با استفاده از داده های تبخیر- تعرق واقعی واسنجی گردید. بدین منظور الگوریتم sebal بر روی تصاویر سنجنده modis در بازه زمانی سال های 1380 تا 1389 به اجرا درآمده و نهایتا مقادیر تبخیر- تعرق واقعی ماهانه برآورد شده اند. برای واسنجی مدل از بازه زمانی سال های 1380 تا 1386 و برای اعتبارسنجی مدل از بازه زمانی سال های 1387 تا 1390 استفاده شده است. نتایج واسنجی مدل در 24 زیرحوضه منتخب در این مرحله بسیار مناسب ارزیابی گردید به نحوی که ضرایب همبستگی میان 68/0 تا 92/0 و ضریب نش- ساتکلیف در بازه 59/0 تا 91/0 متغیر بوده اند. مقادیر ضرایب همبستگی در مرحله اعتبارسنجی نیز در بازه 72/0 تا 94/0 و ضریب نش- ساتکلیف در بازه 67/0 تا 93/0 متغیر بوده است. همچنین مقادیر معیارهای p-factor و r-factor در مرحله اعتبارسنجی مدل به ترتیب در بازه 57/0 تا 88/0 و 44/0 تا 91/0 در نوسان بوده اند.

با توجه به محدود بودن منابع آب در کشور، مدیریت منابع آب به عنوان راهکاری مناسب برای حل بحران ضروری می باشد. برای مدیریت صحیح و علمی منابع آب نیاز به فهم بهتر و دانستن مجموعه پیچیده تعاملات مرتبط با آب در بیلان آب یک حوضه است. تبخیر-تعرق یکی از اجزای مهم بیلان آب می باشد که اندازه گیری مقدار واقعی آن مشکل است و روش های تعیین آن محدود می باشند. در این تحقیق سعی شد تا با استفاده از روش سنجش از دور (سبال) برآورد دقیقی از تبخیر- تعرق واقعی در مقیاس حوضه- سال بدست آید. برای انجام این کار ابتدا با استفاده از داده های هواشناسی و شاخص spi سال های (84-83 ، 85-84 ، 87-86 ) به ترتیب به عنوان سال تر، نرمال و خشک تعیین گردیدند. سپس با استفاده از روش سبال و تصاویر ماهواره ای مودیس تبخیر- تعرق واقعی برای دشت نیشابور در مقیاس حوضه – سال محاسبه شد. نتایج بدست آمده با نتایج مدل swat مقایسه گردید که دقت خوبی را نشان می داد. با توجه به این که هدف از این تحقیق ارائه روشی دقیق، ساده و مقرون به صرفه برای برآورد تبخیر تعرق واقعی در مقیاس حوضه- سال بود، از بین روابط واسنجی شده معادله یانگ با 3/28 = rmse میلی متر و 90/0= r2 برای کل حوضه و رابطه abcd با 24/16= rmse میلی متر و 90/0r2 = برای دشت و رابطه یانگ با 37/19rmse = میلی متر و 90/0r2 = برای کوه بهترین جواب را برآورد نمودند.

در این پژوهش از مدل مفهومی dpsir به عنوان یک چارچوب تحلیلی در زمینه ارزیابی مسائل منابع آب حوضه آبریز اترک استفاده شده است. مدل dpsir بواسطه بررسی نیروهای محرک و فشارهای وارده بر محیط، وضعیت به وجود آمده و اثرات آن برای ارزیابی یکپارچه مشکلات حوضه آبریز اترک مورد استفاده قرار گرفته است. بر اساس مفاهیم تبیین شده در این تحقیق، پرداختن به مفهوم توسعه پایدار نیازمند به کارگیری نگرشی سیستمیک و به هم پیوسته می باشد. این تحقیق در پی آن است که بگوید : چگونه می توان در تحلیل مسائل در مقیاس حوضه آبریز بخش های مختلف اقتصادی – اجتماعی آن را با مولفه های طبیعی پیوند داد! لذا پس از ارزیابی وضع موجود بر اساس تفکر سیستمیک، در قالب چارچوب علت و معلولی در جهت درک تغییرات،روندها و تحلیل مشکلات و شناسایی مسائل کلیدی گام برداشته شده است.، در گام بعد به مدل سازی سیستم پیچیده ی حوضه آبریز اترک با نرم افزار vensim پرداخت گردیده است. در ادامه پس از صحت سنجی مدل، مبتنی بر ارزیابی وضع موجود سناریوهای مدیریت تقاضا تبیین گشته، چرا که مدیریت تقاضا آب و راهکار های آن همراه تلفیق با مدیریت عرضه آب می تواند گامی موثر در جهت تطابق بیشتر تقاضای آب با عرضه آن باشد هدف اصلی مدیریت تلفیقی این است که به واسطه مدیریت تلفیقی آب، توسعه پایدار، کارآمد و عادلانه منابع آب حاصل شود. بنابراین مبانی مدیریت تلفیقی بر پایه ترکیب پذیری مدیریت تأمین با مدیریت تقاضا استوار بوده که جنبه های زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی را درنظر می گیرد

مولفه نفوذ عمقی و در نتیجه مولفه تغذیه در بیلان آبهای زیرزمینی متغیری است که نسبت به زمان و مکان ثابت و یکنواخت نمی باشد. بنابراین اندازه گیری و یا تخمین مقدار نرخ تغذیه یکی از سخت ترین مراحل در ارزیابی منابع آب زیرزمینی می باشد که بایستی برای نقاط مختلف حوضه و همچنین در زمانهای مختلف تعیین گردد. در این پژوهش سعی شده است تا مقدار تغذیه آبخوان براساس مقدار مولفه نفوذ عمقی که بوسیله مدل ارائه شده توسط کندی و همکاران (2003) شبیه سازی می گردد، برآورد گردیده و سپس با داده های تراز سطح آب در چاه های پیزومتری مقایسه گردید. در این مطالعه به منظور برآورد تغذیه آبهای زیرزمینی در نقاط مختلف دشت، با توجه به نقشه بافت خاک دشت جوین و اسفراینِ سازمان خاک و آب کشور حوضه های مطالعاتی به 10 زیر حوضه تقسیم بندی شد. نتایج نشان دهنده این مطلب است که هرچه اراضی زیرکشت منطقه بیشتر باشد نفوذ عمقی محاسبه شده نیز بیشتر می شود. نفوذ عمقی وارد شده به کل دشت جوین سالانه 397 میلیون مترمکعب می باشد ، درصد نفوذ عمقی وارد شده به کل دشت حدود 13.7 درصد می باشد. همچنین در این مطالعه نتایج بررسی تغییرات اختلاف بارندگی و نفوذ عمقی (ir-dp) با نوسانات سطح آب زیرزمینی بررسی شد. به عنوان مثال در پیزومتر شمال غرب دلقند در زیر حوضه راه چمن با کاهش ir-dp تراز سطح آب زیرزمینی افزایش پیدا کرد. همچنین همبستگی بین ir-dp و نوسانات سطح آب زیزمینی نشان دهنده این امر است که مقدار ضریب همبستگی پیرسون برابر 609/0- می باشد. نتایج نشان می دهد که با کاهش ir-dp تراز سطح آب زیرزمینی افزایش یافته است. و نشان می دهد که مدل کندی به خوبی توانسته است مقدار نفوذ عمقی را شبیه سازی کند

حوضه آبریز بجنورد با وسعت حدود 65 کیلومتر مربع در شمال شرق ایران در استان خراسان شمالی واقع شده است. در این مطالعه بخش اعظم زمان، صرف تهیه مدل مفهومی (شناخت هندسه آبخوان، لایه شناسی، ضرایب هیدرودینامیک، تغذیه و تخلیه، و شرایط مرزی) قابل قبولی شد که برای استفاده در مدل عددی کارآمد باشد. آنچه از نتایج مدل عددی برمی آید غنی بودن مدل مفهومی ساخته شده را آشکار می سازد. پس از گذر از مرحله ساخت مدل مفهومی، تغییرات سطح ایستابی دشت بجنورد با استفاده از نرم افزار gms شبیه سازی شد. برای واسنجی مدل، از داده های اندازه گیری شده در سالهای1380 تا 1390 استفاده گردید. به دلیل زیاد نبودن تعداد پیزومترها امکان تخمین پارامترهای هدایت هیدرولیکی، ضریب ذخیره و میزان تغذیه با استفاده از کالیبره دستی یا روش سعی و خطای دستی وجود داشت و با تطابق ارتفاع سطح ایستابی اندازه گیری شده و بدست آمده از اجرای مدل در شرایط ماندگار و غیر ماندگار انجام پذیرفت. نتایج واسنجی نشان داد که مدل به خوبی توانسته است تغییرات سطح آب زیرزمینی را شبیه سازی کند. واسنجی مدل هم با داشتن داده های تراز سطح آب مهر90 الی اسفند91 صورت گرفت. دوره صحت سنجی در نظر گرفته شده برای اعتبارسنجی مدل هم مهر 1390 الی اسفند 1391بود که مدل به خوبی توانست این دوره را شبیه سازی کند. در نهایت سناریوهایی بر مدل اعمال شد که حذف چاه های شرب و نیز اجرای سیستم جمع آوری فاضلاب را در سال های آینده آبخوان (تا سال 1400) مدنظر داشت. نتایج نشان داد که با حذف برداشت های شرب از چاه های واقع در آبخوان آبرفتی سطح آب زیرزمینی بالا می آید. همچنین حذف چاه های جذبی در نتیجه اجرای سیستم جمع آوری فاضلاب تا 43درصد از میزان تغذیه آب زیرزمینی می کاهد. این کاهش در تغذیه، فروافتادن تراز سطح آب زیرزمینی را منجر می شود.

چکیده: تبخیر و تعرق مرجع یکی از پارامترهای مهم در مدیریت آبیاری گیاهان است و معمولا بر مبنای داده های هواشناسی چند ساله و با استفاده از مدل ها برآورد می شود. اهمیت زیاد این پارامتر در مسائل آبیاری، لزوم استفاده از روش های جدید داده کاوی را نشان می دهد. در این پژوهش امکان برآورد تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از مدل های ترکیبی رگرسیون چندگانه و تحلیل مولفه های اصلی (mlr-pca) و مدل شبکه عصبی مصنوعی و گاماتست (ann-gt) بررسی شد. به این منظور از داده های هواشناسی روزانه سال های 2005-1991 ایستگاه های سینوپتیک تربت جام، تربت حیدریه، سرخس، سبزوار، کاشمر، گلمکان، گناباد، نیشابور و مشهد واقع در استان خراسان رضوی استفاده شد. در بخش تحلیل مولفه های اصلی در همه ایستگاه ها دو مولفه pc1و pc2 که محدوده (88%-85%) از واریانس کل را تشکیل می دادند، به عنوان مولفه های اصلی در نظر گرفته شدند. با استفاده از مولفه های به دست آمده، مدل رگرسیون خطی چندگانه برای تخمین تبخیر و تعرق مرجع ارائه شد. آماره t برای مقدار ثابت و هر یک از مولفه ها در تمامی ایستگاه ها محاسبه گردید که طبق نتایج همگی در سطح 5% معنی دار بودند. بر اساس نتایج، مولفه pc1 نسبت به مولفه pc2 از اهمیت بیشتری برخوردار بود. در بخش گاماتست در همه ایستگاه ها پارامتر سرعت باد به عنوان مهم ترین پارامتر شناخته شد و پس از تعیین بهترین ترکیب توسط این روش، مدل سازی آن با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی انجام پذیرفت. مقایسه بین مدل های mlr-pca ، mlr، ann-gt و ann با استفاده از آماره های خطاسنجی شامل: میانگین مربعات خطا (rmse)، خطای مطلق میانگین (mae)، میانگین نسبی خطای مطلق (mare) ، ضریب تبیین (r2) و خطای نقطه ایده آل (ipe) نشان داد که همگی این مدل ها در محاسبه تبخیر و تعرق از دقت خوبی برخوردار هستند ولی مدل شبکه عصبی مصنوعی با پیش پردازش گاماتست (ann-gt) نسبت به مدل (mlr-pca و mlr) برتری دارد، ضمن آنکه برتری مدل ann-gt نسبت به مدل ann و مدل mlr-pca نسبت به مدل mlr چندان محسوس نمی باشد.

به منظور مدیریت بهتر برای به حداکثر رساندن کارایی مصرف آب، نیاز به روشی برای تعیین کارایی و راندمان و تشخیص واحد کارآمد از ناکارآمد داریم. روش‏های مختلفی برای تعیین کارایی یک واحد مورد مطالعه وجود دارد. یکی از این روش‏ها تحلیل پوششی داده‏ها می‏باشد. تحلیل پوششی داده ها یک رویکرد غیرپارامتریک و مبتنی بر برنامه ریزی ریاضی می باشد که ارزیابی کارایی واحدهای تصمیم‏گیری مشابه را که دارای داده ها و ستاده های چندگانه هستند، را امکانپذیر می سازد. در این پژوهش که در مزرعه نمونه آستان قدس‏رضوی انجام شد، تعداد 18 واحد تحت کشت‏های بهاره و پاییزه از لحاظ کارا بودن مورد ارزیابی قرار گرفتند. کشت بهاره شامل محصولات گوجه فرنگی، یونجه و ذرت و کشت پاییزه شامل گندم و جو و بود. داده‏های مورد مطالعه شامل دبی مصرفی، مساحت تحت کشت، پرسنل و ماشین آلات بودند. ستاده این پژوهش برای حالتی که امکان تغییر دبی باشد تنها درآمد حاصل از فروش بود و برای حالت دیگر که امکان تغییر دبی وجود نداشته باشد هر دوی درآمد حاصل از فروش و دبی مصرفی بود. تحلیل‏ها با استفاده از روش تحلیل پوششی داده های چند مرحله ای (multi-stage) با استفاده از بازده به مقیاس متغیر (vrs) انجام شد. برای محصول گوجه فرنگی در حالت یک ستاده تنها دو واحد کارآمد شناخته شد در حالیکه در حالت دو ستاده هفت واحد از مجموع 18 واحد کارآمد شناخته شد. برای محصول یونجه با توجه به اینکه تنها 3 واحد مورد مطالعه وجود داشت، برای هر دو حالت یک و دو ستاده، تمامی واحد‏ها کارآمد شناخته شدند. در کشت پاییزه برای حالت‏های یک و دو ستاده به ترتیب تعداد واحدهای کارآمد معادل 6 و 10 واحد بدست آمد. برای کارآمد کردن واحدهای ناکارآمد در بیشتر حالات نیاز به کاهش مقادیر داده‏ها بود. بیشترین کاهش داده‏ها برای کشت بهاره در هر دو حالت یک و دو ستاده مربوط به مساحت چاه شماره 23 به میزان 5/16 هکتار بود. در کشت پاییزه برای یک ستاده چاه شماره 4 و برای دو ستاده چاه شماره 27 بیشترین نیاز به کاهش را در مساحت تحت کشت دارند. حداکثر میزان کاهش دبی در کشت بهاره 7 و در کشت پاییزه 11 لیتر بر ثانیه می باشد که این نشان دهنده عدم کارایی مصرف آب در کشت پاییزه می‏باشد. در مجموع ، چاه شماره 15 ناکارآمدترین واحد شناخته شد به این دلیل که با توجه به تمامی داده‏ها بیشترین نیاز به کاهش را در هر داده دارد.

چکیده تمام نما: مطالعات متعددی تاکنون جهت تخمین رطوبت خاک با استفاده از تصاویر ماهواره ای و شاخص های مختلف پوشش گیاهی از جمله ndvi انجام گرفته است.ولی دو ضعف اساسی این مدل ها و مطالعات این است که اولا این روش ها تاکنون برای مناطقی که دارای پوشش گیاهی ضعیف و یا فاقد پوششی گیاهی هستند ناکارآمد بوده و ثانیا این روش ها عمدتا در اراضی دیم یا مراتع نتایج مناسب تری ارائه داده و در صورت فاریاب بودن اراضی نتایج دقیقی ارائه نخواهد داد. از این روی لازم است روشی ارائه شود که بتواند ضعف های مدل های موجود را جبران نماید. تمرکز این پژوهش بر برآورد رطوبت خاک برای مناطق دارای پوشش گیاهی ضعیف و یا فاقد پوشش گیاهی بوده است. مدل ذوزنقه ای دما-پوشش گیاهی قادر است با در نظر گرفتن وضعیت رطوبتی گیاه و محیط و همچنین شرایط پوشش گیاهی، با دقت مناسبی شرایط تنش آبی در گیاه را برای پوشش گیاهی ضعیف و یا فاقد پوشش گیاهی همچنین پوشش گیاهی متراکم برآورد نماید. در این پژوهش ابتدا توسط تصاویر سنجنده مودیس پهنه بندی شاخص کمبود آب (wdi) در محدوده مطالعاتی زیرمجموعه دشت مشهد در سال آبی 91-90 صورت گرفته و سپس با استفاده از رابطه تنگاتنگ این پارامتر با رطوبت خاک، رابطه ای خطی میان این دو پارامتر برازش داده شد. این منطقه در محدوده مرکزی دشت مشهد و به وسعت 1200 کیلومتر مربع در اطراف مرکز تحقیقات کشاورزی گلمکان واقع شده است. به منظور اجتناب از تصحیحات ارتفاعی در داده های زمینی و ماهواره ای و امکان تعمیم برخی از داده های نقطه ای به کل منطقه مورد مطالعه، محدوده جغرافیایی این منطقه به گونه ای انتخاب شد که اولا ایستگاه گلمکان در مرکز آن قرار گیرد ثانیا تا حد امکان در محدوده دشت و هموار باشد. داده های رطوبت خاک در این ایستگاه به صورت هفتگی و نقطه ای در 5 عمق 5، 10، 20، 30 و 50 سانتی متری از سطح زمین به وسیله دستگاه tdr اندازه گیری می شود. شاخص کمبود آب برای محاسبه مختصات چهار راس ذوزنقه دما-پوشش گیاهی از رابطه توازن انرژی پنمن- مانتیث استفاده کرده و چهار ترکیب مختلف حدی دما و پوشش گیاهی را محاسبه می نماید. در روابط ارائه شده توسط موران و همکاران به منظور ترسیم مختصات شکل ذوزنقه ای به برخی اندازه گیری های میدانی برای به دست آوردن پارامترهای تابش خالص، کمبود فشار بخار، دمای هوا و سرعت باد نیاز است. برای اجرای الگوریتم ذوزنقه ای دما- پوشش گیاهی لازم است دمای سطح زمین به ازای هر پیکسل محاسبه شود که از طریق یک فرآیند سعی و خطا مقدار ts و در نتیجه سایر پارامترها برای هر یک از چهار راس ذوزنقه به ازای هر پیکسل به دست می آید. برازش رابطه خطی میان دو پارامتر رطوبت خاک و شاخص تنش آبی در محدوده مرکز تحقیقات گلمکان در عمق 5 سانتی متری از سطح خاک، با توجه به ضریب همبستگی 93% نشان دهنده همبستگی نسبتا زیاد این دو پارامتر به یکدیگر است. همچنین ضریب همبستگی 81% در برازش رابطه خطی مربوط به شاخص تنش آبی و رطوبت خاک در عمق 10 سانتی متری از سطح خاک، اولا حاکی از وجود همبستگی میان این دو پارامتر بوده و ثانیا کاهش مقدار این ضریب نسبت به ضریب همبستگی رابطه خطی برای عمق 5 سانتی متر نشان دهنده عدم تصادفی بودن این رابطه و تطابق قابل قبول آن با شرایط طبیعی است. هم روندی بارندگی و رطوبت نسبی هوا با مقادیر میانگین شاخص کمبود آب حاکی از انطباق مناسب این شاخص با وضعیت رطوبتی منطقه و پوشش گیاهی می باشد. نتایج حاکی از آن است که چنانچه داده های اندازه گیری شده کافی در اختیار باشد، مقادیر محاسبه شده برای شاخص تنش آبی گیاه از روندی منطقی و مطابق با شرایط واقعی زمین و گیاه برخوردار خواهد بود.

محدود بودن توان منابع آب در کشورمان، حفاظت و بهره برداری بهینه از آن را به منظور تأمین نیازهای آبی آیند گان طلب می کند و دستیابی به این اهداف جز با تهیه بیلان منابع آب و ارزیابی پتانسیل آن امکان پذیر نمی باشد. برآورد بیلان آب با توجه به عدم اطلاعات لازم و کافی، عدم امکان اندازه گیری برخی از فاکتورهای بیلان آب و وجود خطا در محاسبه این فاکتورها و همچنین وجود خطاهای ناشی از عوامل طبیعی یا انسانی و طولانی بودن زمان محاسبه بیلان آب، با مشکلاتی از لحاظ دقت و زمان کاربرد مواجه است. هدف این پژوهش برآورد پارامترهای بیلان با استفاده از یک مدل شبه توزیعی می باشد. در این راستا پس از بررسی مدل ها و روش های توزیعی موجود در دنیا، مدل شبه توزیعی qdwb در محیط برنامه نویسی متلب نوشته شد. برای اجرای این مدل لازم است تا داد ه ها (بارندگی، تبخیروتعرق پتانسیل، داده های کاربری و خاک و اطلاعات مرتبط، ضرایب تصحیح رواناب و نفوذ و..) به صورت توزیعی در سطح حوضه محاسبه شده و به صورت لایه های جداگانه و به شکل ماتریس به مدل داده شود. در این تحقیق از سلول های 500 در 500 متری برای پهنه بندی داده ها و محاسبه عوامل بیلان استفاده شد. مدل برای تخمین رواناب و نفوذ عمقی معادله بیلان آب های سطحی را حل می کند و نیاز آبیاری را بر اساس تامین کمبود رطوبت خاک تخمین می زند. محدوده مطالعاتی مورد نظر در این تحقیق حوضه آبریز نیشابور- رخ است که جزئی از حوضه آبریز کویر مرکزی ایران می باشد. مساحت کل حوضه 9157 کیلومتر مربع است که 4241 کیلومتر مربع آن را کوهستان و مابقی را دشت فراگرفته است. مدل با گام سالانه از سال آبی 80-79 تا سال90-89 طراحی شده است. بررسی روابط میان عوامل بیلان برای مثال، مقایسه بارندگی- تبخیروتعرق، بارندگی- رواناب، بارندگی– نفوذ حاکی از این مطلب است که مدل به خوبی فرایندهای هیدرولوژیکی حاکم بر حوضه را درک کرده است. تغییرات رطوبت در عمق توسعه ریشه برای سال 88-89 کمترین مقدار (1میلیون متر مکعب) و برای سال 80-81 بیشترین مقدار (40 میلیون متر مکعب) می باشد. همچنین نتایج تبخیروتعرق مدل حاضر با نتایج مدل swat مقایسه شد که نشان دهنده روند مشابه تبخیروتعرق محاسبه شده توسط هر دو مدل می باشد.

قسمت چشمگیری از ایران را مناطق خشک و نیمه خشک دربرگرفته و این مناطق معمولاً با خشکی و شوری مواجه هستند. بهره وری آب در این مناطق معمولاً پایین می باشد. مدل های ریاضی که رابطه ی متغیرهای مزرعه ای (مانند رطوبت خاک در دسترس) را با مقدار تعرق گیاه شبیه سازی می کنند، یکی از ابزارهای مفید مدیریتی می باشند. در زمینه چگونگی پاسخ گیاهان به تنش همزمان شوری و خشکی و سهم هریک از آنها در کاهش جذب آب، مدل های ریاضی متعددی وجود دارد. در این مطالعه شش تابع کاهش جذب آب ماکروسکوپی وان گنوختن (جمع پذیر و ضرب پذیر، 1987)، دیرکسن و آگوستیجن (1993)، وان دام و همکاران (1997)، همایی (1999) و اسکگز و همکاران (2006)، با استفاده از داده های گلخانه ای چمن چچم (lolium prenne) مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار سطح شوری (5/0، 5/5 ، 5/7 و 10 دسی زیمنز بر متر) و سه سطح خشکی (100، 75 و 50 درصد ظرفیت زراعی) و سه تکرار به انجام رسید. نتایج نشان داد در شوری های کم واکنش چچم به تنش همزمان شوری و خشکی جمع پذیر است؛ در حالیکه در شوری های بالاتر از 5/5 دسی زیمنز بر متر، مدل های ضرب پذیر برازش بهتری دارند. از میان مدل های ضرب پذیر، مدل های اسکگز و همکاران، همایی و وان گنوختن برازش بهتری نشان دادند. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه، شاخص تحمل تنش برای وزن خشک گیاه dmsti، طول ریشه، ارتفاع گیاه، شاخص تحمل تنش برای ارتفاع گیاه phsti، سطح برگ، شاخص پایداری غشاء، محتوای نسبی آب برگ و آب از دست رفته برگ ها، با افزایش سطوح خشکی و شوری به طور معنی داری کاهش یافتند؛ بطوریکه شدیدترین تیمارهای خشکی (50 درصد ظرفیت زراعی) و شوری (10 دسی زیمنز بر متر) کمترین مقادیر این صفات را به خود اختصاص دادند. درحالیکه صفات نشت الکترولیت و کمبود اشباع نسبی، با افزایش سطوح خشکی و شوری به طور معنی داری افزایش یافتند.

مطالب زیادی در ارتباط با عملکرد ذرت دانه ای منتشر شده است، اما اطلاعات در مورد عوامل موثر بر رشد و مرفولوژی ریشه بسیار اندک است. توسعه روشهای کاربردی و قابل اعتماد در اندازه گیری مستقل اجزای تبخیر-تعرق نقش مهمی را در مدل سازی رشد گیاهان و مدیریت آبیاری در مزرعه ایفا می کند. لذا به منظور مطالعه اثر روشهای آبیاری قطره ای و کود نیتروژن بر توسعه ریشه ذرت، تبخیر-تعرق و اجزای آن و بررسی مدلهای حرکت عمقی ریشه، طرحی در قالب کرت های خرد شده بر پایه بلوک های کامل تصادفی با تیمار اصلی روش آبیاری و تیمار فرعی میزان کود نیتروژن هر کدام در دو سطح با سه تکرار در مزرعه موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی کرج بر روی گیاه ذرت در طی سال های 90-89 و 92-91 انجام شد. پایش توسع? عمقی و عرضی ریشه در هشت نوبت، با فواصل 10 روزه با روش حفاری و مشاهده نیم رخ خاک انجام شد. پارامترهای رشد و توسعه ریشه ذرت در دو مرحله از دوره رشد با روش برداشت مونولیت های خاک تعیین شدند. تبخیر-تعرق و اجزای آن به روش بیلان انرژی نسبت بوون مشابه کار زقف اندازه گیری شد. نتایج مرکب دو ساله پارامترهای رشد ریشه نشان داد که اثر روش های آبیاری بر روی وزن خشک، تر و حجم ریشه در سطح 1% معنی دار بود. اثر سطوح کود نیتروژن با روش کود آبیاری بر روی وزن تر و حجم ریشه در سطح 1% معنی دار و روی وزن خشک ریشه در سطح 5% معنی دار بود. نتایج پایش عمق توسع? ریشه نشان داد عمق توسعه ریشه در روش آبیاری سطحی تا مرحله 20 روزگی گیاه ذرت به طور معنی داری بیشتر از روش آبیاری قطره ای زیرسطحی است. بیشترین درصد تجمع ریشه در آبیاری قطره ای زیرسطحی در لایه 20 تا 40 سانتیمتری خاک اتفاق افتاد، در حالی که در روش سطحی در لایه 0 تا 20 سانتیمتری خاک بود، همچنین ریشه ها در روش آبیاری قطره ای زیرسطحی نسبت به آبیاری قطره ای سطحی به طور یکنواخت تری در داخل خاک توزیع شده بود. کمترین تراکم ریشه در هر دو روش مربوط به لایه 40 تا 60 سانتیمتری خاک بود. بیشترین دقت تخمین حرکت عمق ریشه در مدل ها به ترتیب مربوط به مدل خطی، بورگ و گریمز و کراپ وات است. نتایج تبخیر-تعرق نشان داد که تبخیر-تعرق کل در مرحله اولیه دوره رشد گیاه در روش قطره ای زیرسطحی کمتر از روش سطحی است. این در حالیست که مقدار تبخیر و تبخیر-تعرق از سطح مزرعه در مرحله انتهایی دوره رشد در دو روش آبیاری سطحی و زیرسطحی تفاوت معنی داری با هم ندارند. نتایج عملکرد نشان داد که در تمامی پارامترهای اندازه گیری شده به غیر از پارامتر نیتروژن کل دانه، روش آبیاری قطره ای زیرسطحی نسبت به آبیاری قطره ای سطحی ارجحیت دارد، لذا روش آبیاری قطره ای زیرسطحی با میزان 50 درصد نیاز کودی گیاه جهت آبیاری مزارع ذرت توصیه شد.

تحلیل فراوانی سیلاب منطقه ای، نیازمند شناسایی حوضه های مشابه ازنظر مکانیزم تولید سیلاب می-باشد.درهیدرولوژی جهت تحلیل فراوانی سیلاب منطقه ای، از روش های مختلف ناحیه ای کردن استفاده می شود. تشابه حوضه ها در تولید سیلاب تابع عواملی نظیر ویژگی های فیزیوگرافی و هواشناسی حوضه، موقعیت جغرافیایی و زمین شناسی است.در این مطالعه به منظور تعیین اثر شاخص زمین شناسی در تعیین مناطق همگن هیدرولوژیکی، 73 ایستگاه آب سنجی واقع در شمال شرق ایران که دارای اقلیم خشک تا نیمه خشک است با میانگین طول دوره آماری 29 سال، با درنظر گرفتن شاخص زمین شناسی و نیز بدون درنظرگرفتن این شاخص با استفاده از الگوریتم خوشه بندی c- میانگین فازی به 6 ناحیه ی همگن تقسیم شدند. جهت تعیین تعداد بهینه خوشه ها از سه شاخص صحت سنجی خوشه بندی فازی وون، ژی-بنی و فوکویاما-سوگنو استفاده شد. نواحی حاصل از دو روش با استفاده از آماره های همگنی بر پایه ی گشتاورهای خطی همگن تشخیص داده شد. توابع توزیع ناحیه ها با استفاده از آزمون-های نیکوئی برازش z و کولموگروف-اسمیرنوف انتخاب شدند. با مقایسهتوزیع ایستگاه ها و همچنین دو آماره ارزیابی میانه خطای نسبیو نسبت دبی پیش بینی شده به دبی برآورد شده، هر دو روش تحلیل، نتایجی قابل قبول داشته و اضافه کردن شاخص زمین شناسی منجر به بهبود نتایج گردید. همچنین با بررسی سه الگوریتم خوشه بندی سلسله مراتبی پیوند متوسط، پیوند کامل و الگوریتم وارد، الگوریتم وارد به دلیل توزیع یکنواخت تر ایستگاه ها در خوشه ها انتخاب شد. تعداد بهینه خوشه ها نیز در روش های سلسله مراتبی توسط سه شاخص متوسط عرض سیلهوت، دان و دیویس-بولدین انتخاب شد. نتایج حاصل از ناحیه ای کردن با روش خوشه بندی سلسله مراتبی وارد نیز نتایج قابل قبولی بود. اگرچه به دلیل بزرگتر بودن ناحیه ها (تعداد داده-ایستگاه بیشتر) در روش فازی، استفاده از ناحیه های حاصل از این روش جهت برآورد سیلاب با دوره بازگشت بالا (t5=طول دوره آماری مورد نیاز جهت برآورد قابل قبول) توصیه می شود. همچنین خوشه بندی به روش c-میانگین نسبت به روش های سلسله مراتبی دارای توزیع یکنواخت تر ایستگاه ها بوده و نیز نیازی به تعدیل خوشه های حاصل از این روش نبود.

چکیده در دهه های اخیر بکارگیری کامپیوتر در مطالعات منابع آب با استفاده از مدلهای ریاضی آب های زیرزمینی، خصوصاً در مباحث مدیریت منابع آب و همچنین پیش بینی وضعیت آب زیرزمینی توسعه زیادی پیدا کرده است. از آنجا که در مدل های ریاضی می توان با تغییر ورودی ها و پارامترهای مختلف، نتایج حاصل در سیستم را مشاهده نمود، لذا می توان از این گونه مدل ها به عنوان ابزاری مفید در جهت شناسایی سیستم هیدروژئولوژیکی، مشاهده عکس العمل آبخانه نسبت به تغییر تنش های وارده و انتخاب گزینه های مختلف مدیریتی استفاده نمود. محدوده مطالعاتی قوچان- شیروان یکی از زیرحوضه های حوضه آبریز اترک می باشد که در جنوب شرقی استان خراسان شمالی واقع شده است. بررسی هیدروگراف واحد دشت قوچان نشان می دهد که افت متوسط سالیانه سطح آب زیرزمینی در دشت قوچان 76/0 متر بوده و از محدوده های ممنوعه بحرانی می باشد. در این تحقیق داده های لازم برای مدلسازی آبخوان آماده و صحت سنجی گردیده و مدل مفهومی مناسبی از آبخانه تدوین گردید. سپس شبیه سازی آبخوان دشت قوچان برای حالت ماندگار با استفاده از مدل رایانه ای gms.7.1 انجام گرفت. با توجه به تعداد چاه های مشاهده ای در دشت (23 حلقه) و کشیدگی آبخانه و نبود اطلاعات کافی نظیر ضرائب هیدرودینامیکی، وضعیت سنگ کف و غیره، با این وجود نتایج مدلسازی نشان داد که مدل به خوبی توانسته است تغییرات سطح آب زیرزمینی را شبیه سازی کند. تصحیح سنگ کف، ضرایب آب برگشتی از چاه ها میزان تغذیه آبخانه، میزان هدایت هیدرولیکی از نتایج مدلسازی آبخانه می باشد. همچنین بررسی آنالیز حساسیت نشان داد که مدل نسبت به هدایت هیدرولیکی و سپس سنگ کف حساسیت بیشتری دارد.

با توجه به شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک ایران و کمبود منابع آب، تبخیر عامل مهمی در برنامه ریزی و مدیریت آب کشاورزی است که به دلیل دشواری اندازه گیری، تخمین آن ضروری می باشد. تبخیر از خاک، علاوه بر تلفات آب و منابع آبی باعث شور شدن خاک نیز می شود، این اتفاق در مناطق خشک و نیمه خشک که باران اندک و آب آبیاری شور دارند، بیشتر اتفاق می افتد. روش ها و مدل های متعددی برای تخمین تبخیر از خاک بدون پوشش ارائه شده است. اما روش هایی که برای تخمین مرحله ی دوم تبخیر کارآمدتر هستند، به اندازه گیری های زیادی از ویژگی های هیدرولیکی و دمایی خاک نیاز دارند. از طرف دیگر، با توجه به محدودیت منابع آبی در مناطق خشک و نیمه خشک، امروزه نگاه ها به سوی استفاده از منابع آبی شور معطوف است. این پژوهش در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی به صورت فاکتوریل بر پایه ی طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای اعمال شده شامل بافت خاک در سه سطح (شن لومی، لوم، رس شنی) و چهار سطح شوری (7/0، 2، 4 و 8 دسی زیمنس بر متر) بودند. افزایش شوری در خاک، تبخیر (مرحله ی اول و دوم) را در هر سه بافت مورد پژوهش، کاهش داد. با افزایش شوری در بافت رس شنی، تخمین مرحله اول و دوم تبخیر بهبود پیدا کرد اما با افزایش شوری در بافت شن لومی، تخمین مرحله ی اول و دوم تبخیر کاهش یافت. هم چنین ارائه ی رابطه ی نمایی برای ضریب واجذبی از دیگر نتایج ضمنی این پژوهش می باشد.

آب مهمترین و از طرفی محدودکننده¬ترین عامل اصلی توسعه استان خراسان جنوبی محسوب می¬گردد. کاهش شدید منابع آب ناشی از بهره¬برداری های غیرمجاز و بی¬رویه از منابع آب زیرزمینی و از طرفی رشد شهرنشینی و افزایش تقاضا در بخش¬های مختلف مصرف، نقش این ماده حیاتی را در موضوع توسعه شفاف¬تر نموده است. از طرفی تنها تکیه¬گاه استان¬هایی مانند خراسان جنوبی که با مشکل کم آبی دسته و پنجه نرم می¬کنند، منابع آب زیرزمینی آنها می¬باشد. تنها راه پیشگیری از وقوع چنین فجایعی، تحول سریع و هوشمندانه در مدیریت منابع آب، مبتنی بر واقعیت¬های اقلیمی و فرهنگی منطقه است. بدیهی است که رفع مشکلات منابع آب در چنین استان¬هایی نیازمند تفکرات غیر سازه¬ای (مدیریت و برنامه ریزی راهبردی) می¬باشد. بنابراین در چنین حالتی ایجاد چارچوبی مناسب جهت «تدوین برنامه راهبردی مدیریت منابع آب» کمک شایان توجهی به مدیران منابع آب خواهد داشت. اخیراً برنامه¬های راهبردی بدلیل آینده¬نگری و توجه به محیط پیرامون خود مورد توجه جدی افراد و مجامع بین المللی قرار گرفته است. لذا هدف این تحقیق" ارائه یک روش¬شناسی برای استخراج استراتژی¬های مدیریت یکپارچه منابع آب با رویکرد منطقه¬ای" می¬باشد که این موضوع به صورت پایلوت در استان خراسان جنوبی پیاده¬سازی شد. در این راستا 75 نفر از گروداران (ذینفعان، ذی¬مدخلان و ...) بخش آب در قالب پنج فراکسیون¬ها "کشاورزی"، "شهرنشینی و خدمات"، "صنعت"، "محیط زیست" و" متولیان آب" گرد هم آمدند و طی سیزده جلسه تحت عنوان «شورای موقت سیاست گذاری آب»، مشکلات/ چالش¬های منابع آب استان خود را مطرح و برای آن راهکار تعیین نمودند. در ادامه جهت تدوین برنامه راهبردی مدیریت منابع آب این استان، در نخستین قدم وضعیت منابع آب استان مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق مشکل اصلی منابع استان بر اساس نظرات گرودارن در «شورای موقت سیاست گذاری آب» کم آبی معرفی شد. بر همین اساس در بخش نخست تحقیق پایداری منابع آب استان خراسان جنوبی با استفاده از مدل مفهومی dpsir و ایجاد مجموعه¬ای از نشانگرها جهت پایش وضعیت، مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا ابتدا وضعیت (state) و معضلات سیستم منابع آب استان خراسان جنوبی اعم از تغییر سطح ایستابی و کاهش کیفیت آب تبیین شد. در گام بعدی فرضیه¬های موثر بر چالش¬های مذکور ناشی از دو عامل طبیعی (کاهش آب تجدید¬پذیر) و دخالت انسان (افزایش برداشت¬ها)، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در انتها نیز از مدل مفهومی dpsir جهت کنترل راهبردها در مطالعات بعدی استفاده شد. نتایج چارچوب dpsir نشان داد، اگرچه کمیت آب مصرفی کشاورزی زیاد است، اما نرخ رشد آن صفر بوده و مخاطره آلودن منابع آب نیز از سمت این بخش کم می¬باشد. در آینده نیز با توجه به وضعیت پیشرانه اقتصادی این بخش، توسعه¬ای در این بخش نخواهیم داشت. لازم به ذکر است که این بخش به دلیل کمیت بالای آب مصرفی همچنان یکی از مولفه¬های اصلی فشار بر منابع آب خواهد بود. سهم بخش خدمات و شهری از حیث کمیت مصرف آب کوچک می¬باشد، اما نرخ رشد مصرف در این بخش بسیار قابل ملاحظه می¬باشد. در نتیجه، نرخ سریع رشد مصرف در این بخش باعث تولید آلودگی با همان نرخ خواهد شد. توجه گردد پیشرانه اقتصادی (دستیابی به منافع مالی بیشتر) این بخش نیز با نرخ بسیار زیاد باعث تشدید فشار بر (هم از لحاظ کمیت و بسیار بیش از آن از لحاظ آلودن) منابع آب خواهد شد. آنچه در این میان به راحتی توجیه می¬گردد، میزان آب مصرفی این بخش نسبت به ارزش افزوده تولیدی آن است. در نتیجه وجود این پیشرانه¬ای قوی، در سال¬های آتی با رشد سریع آب مصرفی این بخش مواجه خواهیم شد و متعاقباً فشار بر منابع آبی (کمی و کیفی) افزایش شدید خواهد یافت. در بخش دوم این تحقیق، تاثیر عوامل و متغیرهای اجتماعی، فناورانه، اقتصادی، محیط زیستی، سیاسی و ارزشی استان در قالب مدل steep-v مورد بررسی و رصدیابی قرار گرفت. در انتها مشخص شد وضعیت استان بر اساس ماتریس ارزیابی موقعیت در حالت تدافعی قرار دارد. در بخش آخر، راهبردهای کوتاه مدت و بلند مدت در خصوص نحوه برخورد با موضوع کم آبی استان با استفاده از مدل swot تشریح گردیده است. در انتها برای تولید راهبردهای مطلوب بر اساس نتایج چارچوب dpsir ، گزینه های راهبردی حاصل از اشتراک نظرات گروداران و راهبردهای مدل swot مورد حک و اصلاح قرار گرفت و هفت راهبرد اساسی برای بهبود وضعیت منابع آب استان ارائه شد.

پدیده خشکسالی از جمله بلایای طبیعی است که امکان وقوع آن در همه شرایط اقلیمی و در همه مناطق کره زمین وجود دارد. اثرات زیان بخش ناشی از این پدیده در بخش های مختلف، به ویژه بخش کشاورزی که عمده-ترین مصرف کننده آب به شمار می رود، می تواند خسارت های زیادی وارد نماید. پایش خشکسالی و پی بردن به الگوی بارش در دوره های خشک در زمان و مکان برای تنظیم برنامه های سازگاری با خشکسالی، امری ضروری است. استان خراسان رضوی، واقع در شمال شرق ایران، دارای اقلیم خشک و نیمه خشک می باشد. وقوع خشکسالی های مکرر در سال های اخیر، اهمیت پرداختن به مقوله خشکسالی را در این منطقه، بیش از پیش آشکار می نماید. داده های بارش نقشی کلیدی در پایش خشکسالی ایفا می کنند. اما متأسفانه به دلیل پراکندگی نامناسب ایستگاه ها و کوتاه بودن دوره آماری بسیاری از داده ها، مطالعات منابع آبی و اقلیمی از جمله خشکسالی، در بسیاری از مناطق، با مشکل مواجه شده است. از این رو لازم است منابع داده اقلیمی، که بتوانند به عنوان مکمل یا جایگزین این نقیصه ها را مرتفع سازند، شناسایی شده و پس از ارزیابی، مورد استفاده قرار گیرند. بر همین اساس در این پژوهش برای پایش خشکسالی در استان خراسان رضوی، با کمک داده های 10 ایستگاه سینوپتیک و 107 ایستگاه باران سنجی استان، اقدام به ارزیابی داده های ماهانه ماهواره trmm (3b43) گردید. محاسبات پایش خشکسالی به کمک شاخص بارش استاندارد شده (spi) و برای مقیاس های زمانی 1، 3، 6 و 12 ماهه برای دوره آماری 13ساله (2010- 1998 میلادی) انجام پذیرفت. ارزیابی داده های ماهانه ماهواره با کمک شاخص موفقیت بحرانی (csi) و ضریب تعیین (r2) انجام شد. نتایج نشان داد در مقیاس های زمانی 6 و 12 ماهه، سازگاری بسیار خوبی بین داده های ماهانه ماهواره و ایستگاه های زمینی وجود دارد. میانگین کلی شاخص csi در مقایسه های داده های ماهواره و ایستگاه های زمینی برای مقیاس زمانی 6 و 12 ماهه به ترتیب 4/62% و 61% و ضریب تعیین (r2) برای همین مقیاس های زمانی به ترتیب 59/0 و 68/0 بدست آمد. اما با کاهش مقیاس زمانی به دلیل افزایش تأثیر ماه های بدون بارش (ماه های خشک) در محاسبه شاخص spi، این مطابقت کمتر شد. همخوانی نقشه های خشکسالی تهیه شده از داده های ماهانه ماهواره trmm با نقشه های خشکسالی بدست آمده از داده های بلندمدت ایستگاه های سینوپتیک، نشان داد توزیع مکانی مناسب داده های بارش، می تواند کوتاه بودن طول دوره آماری آن را جبران نماید. ضمن این که داده های ماهانه ماهواره trmm خشکسالی به وقوع پیوسته سال های 2000 و 2008 در استان خراسان رضوی را درست تشخیص دادند. همچنین در نتایج مشخص شد، تطابق داده های ماهانه ماهواره trmm با ایستگاه های باران سنج ثبات بیشتر از سایر ایستگاه ها می باشد. نتایج حاصله حاکی از آن است که داده های ماهانه ماهواره trmm توانایی پایش خشکسالی استان خراسان رضوی را دارا می باشد.

افزایش جمعیت و محدود بودن اراضی کشاورزی قابل استفاده، همچنین تغییرات سریع جوامع و توسعه کاربریها، بر اهمیت برنامه ریزی صحیح جهت استفاده از زمین و بهینه سازی الگوی کشت می افزاید. در کشور ما به دلیل رشد روز افزون جمعیت و گسترش صنایع گوناگون، از امکان گسترش سطح زیر کشت به مرور زمان کاسته می شود و در نتیجه نیاز شدیدی به استفاده بهینه از اراضی کشاورزی موجود احساس می شود. همچنین تخصیص بهینه منایع آب، بخصوص در بخش کشاورزی که بزرگترین مصرف کننده آب در ایران است ضروری می باشد. زیرا آبیاری بیش از اندازه زمین های کشاورزی باعث شوری خاک و در نتیجه کاهش میزان بهره وری مزارع می گردد و آبیاری با آب کمتر از نیاز آبی گیاهان، باعث افت شدید محصولات می شود. در این پایان نامه، برنامه ریزی و بهینه سازی الگوی کشت محصولات کشاورزی مد نظر قرار گرفته است که طی سه مرحله اساسی پیاده سازی شد. در مرحله اول، نیاز آبی محصولات کشاورزی برای منطقه مورد مطالعه محاسبه شد. برای این کار، با استفاده از اطلاعات ایستگاههای هواشناسی همجوار، پارامترهایی نظیر دما، رطوبت و بارش برای منطقه مورد مطالعه محاسبه و نقشه های مربوطه تهیه شد. سپس به کمک این پارامترها میزان تبخیر-تعرق مر جع برای این منطقه محاسبه و با اعمال ضریب گیاهی، نیاز آبی هر قطعه به ازای هر محصول محاسبه گردید. در مرحله دوم، تعیین تناسب زمین برای محصولات کشاورزی مد نظر قرار گرفت. به منظور نیل به این مهم، ابتدا نقشه های معیار نظیر دما، بارش و تبخیر-تعرق برای هر ماه از سال زراعی تولید گردید. در ادامه با استفاده از جداول sys که نیاز رویشی محصولات در آن مشخص بود تناسب محصولات مختلف در منطقه تعیین گردید و نقشه تناسب قطعات زراعی در چهار کلاس تناسب به ازای هر محصول تهیه شد. در مرحله سوم، به منظور بهینه سازی الگوی کشت، از مدل برنامه ریزی خطی با هدف بیشینه نمودن درآمد خالص به همراه یکسری محدودیت ها، استفاده گردید. در این روش، به منظور مقایسه نتایج، سه سناریو تعریف و مدل برای هر یک از سه سناریو در سال اول و دوم زراعی اجرا شد. سناریو سوم با در نظر گرفتن محدودیتهای منطقه مورد مطالعه اجرا شد و در نهایت نقشه الگوی کشت برای این منطقه تولید گردید. مدل های توسعه داده شده در این تحقیق، در جنوب شهرستانهای برخوار و شاهین شهر و میمه واقع در استان اصفهان پیاده سازی شدند. این مدل برای سه سناریو با محدودیت های مختلف اجرا شد که میزان درآمد خالص حاصل از سناریو اول، دوم و سوم به ترتیب برابر 2457358، 887137 و 783299 میلیون ریال برای منطقه مورد مطالعه می باشد و برنامه ریزان با توجه به محدودیت های موجود می توانند از هر یک از، سه سناریو استفاده نمایند. در حالت بهینه سطح زیر کشت محصولاتی مانند سیب زمینی، یونجه و آفتابگردان به دلیل مصرف بالای آب و قرار گرفتن دوره رشد آنها در فصول بهار و تابستان، از الگوی کشت حذف شدند و محصولات گندم و جو سطح زیر کشت بیشتری نسبت به سایر محصولات به خود اختصاص دادند. با استفاده از مدل ارائه شده، می توان مناسب ترین محصول برای کشت در هر قطعه را تعیین و میزان آب مورد نیاز و درآمد حاصل از آن را برای برنامه ریزان بخش کشاورزی محاسبه نمود.

در این مطالعه دو کد swat و modflow برای شبیه سازی جریان آب های سطحی و زیرزمینی در حوضه آبریز نیشابور از طریق واسنجی توام آن ها بکار گرفته شده اند. ابتدا مدل های مفهومی آب سطحی و آب زیرزمینی با استفاده از تمامی داده ها و اطلاعات تهیه گردیدند. تهیه مدل مفهومی از مهم ترین مراحل توسعه مدل جریان آب زیرزمینی می باشد. آمار و اطلاعات محدود و سازمان دهی نشده، تهیه مدل مفهومی آب زیرزمینی را بویژه در کشورهای جهان سوم با مشکل مواجه می سازد. در این پژوهش یک دستورالعمل جامع و نوین بمنظور تهیه ی مدل مفهومی آب زیرزمینی برای آبخوان آزاد تدوین گردید. روش پیشنهادی شامل یک روش گام به گام شش مرحله ای است. هدف از مرحله ی مقدماتی، جمع آوری داده ها و اطلاعات کمی و توصیفی می باشد. مرحله ی یک با انتخاب "مشاهدات کنترل کننده"، ابزاری برای کنترل سایر مراحل فراهم می کند. داده های پایه برای این امر شامل سطح آب در پیزومترها، دبی چاه های بهره برداری و اطلاعات هیدرومتری می باشند. به دلیل اهمیت زیاد این مرحله در کنترل سایر مراحل، داده های پایه که دارای هر گونه تعارض آشکار باشند از بانک داده ها/اطلاعات حذف می گردند. خروجی این مرحله «مدل مفهومی نسخه صفر» می باشد. مرحله ی دو به تبیین هندسه ی آبخوان می پردازد که شامل مرز های آبخوان، توپوگرافی زمین، و موقعیت سنگ کف می باشد. خروجی این مرحله «مدل مفهومی نسخه یک» می باشد. در این مرحله قبل از ورود به مرحله ی بعدی، ارزیابی همنوایی (consistency evaluation) بر پایه مشاهدات کنترلی (مرحله ی یک) صورت می گیرد. خروجی مرحله سوم "ضرایب هیدرودینامیک آبخوان" و «مدل مفهومی نسخه دو» می باشد. مجددا بایستی ارزیابی همنوایی با در نظر گرفتن توام مشاهدات کنترلی و نتایج مرحله دو صورت گیرد. مرحله ی چهار بررسی برهم کنش آب های سطحی و زیرزمینی است. در این مرحله نیز ارزیابی همنوایی لازم است. خروجی این مرحله «مدل مفهومی نسخه سه» می باشد. پنجمین مرحله، تلفیق نتایج مراحل قبلی به منظور تدوین «نسخه نهایی مدل مفهومی» است. در این مرحله، براساس دقت/کفایتِ داده ها و اطلاعات دردسترس، سطح دقت مدل مفهومی نیز تعیین می گردد. این کار بطور جداگانه برای هر پارامتر، از طریق امتیازدهیِ به قطعیت داده ها در مدل مفهومی بر اساس وجود داده اندازه گیری شده، تراکم مکانی، قدرت برآورد داده، و نیز تعارضات صورت می گیرد. بعد از تهیه مدل های مفهومی آب سطحی و زیرزمینی، مدل های swat و modflow بمنظور برآورد توزیع زمانی و مکانی مولفه های هیدرولوژیکی، می بایستی اجرا شوند. واسنجی و صحت سنجی پارامترهای مدل تلفیقی swat-modflow بصورت رفت و برگشتی و بر اساس داده های دبی رودخانه، عملکرد گندم، برداشت از آبخوان و تراز آب زیرزمینی به ترتیب در یک دوره ی 10 ساله (مهر 1379 تا شهریور 1389) و 2 ساله (مهر 1389 تا شهریور 1391) صورت پذیرفت. به دلیل ارتباط مستقیم تبخیر-تعرق واقعی با عملکرد گیاه و برداشت از آبخوان، واسنجی مدل های هیدرولوژیکی بزرگ مقیاس با استفاده از دبی رودخانه، عملکرد گیاه و برداشت از آبخوان، دارای سطح اعتماد بیشتری در رابطه با تفکیک آب موجود در خاک به ذخیره ی خاک، تبخیر-تعرق واقعی و تغذیه ی آبخوان می باشد. نتایج نشان داد کارایی مدل تلفیقی برای پیش بینی جریان رودخانه و عملکرد گیاه کاملاً رضایت بخش بود. معیارهای ارزیابی کارایی مدل در ایستگاه هیدرومتری حسین آباد جنگل به عنوان خروجی حوضه در دوره واسنجی (r2 = 0.77, ns=0.74) و دوره اعتبارسنجی (r2 = 0.51, ns=0.61) بیانگر این موضوع می باشند. همچنین مقادیر rmse برای پیش بینی عملکرد گندم آبی و برداشت از آبخوان به ترتیب 0/152 تن بر هکتار و 32/2 میلی متر بدست آمد. حداقل، متوسط و حداکثر تغذیه ی آب-زیرزمینی در دوره واسنجب به ترتیب صفر، 176 و 960 میلی متر برآورد شد که دارای همخوانی زیادی با مقدار برآوردی تغذیه ی سالانه از مطالعه ی پیشین می باشد. برای دشت نیشابور که متحمل افت متوسط سالانه 0/85 متر می باشد مقدار rmse نرمال شده ی 15/7 درصدی نتیجه ای کاملاً رضایت بخش و مناسب است. محاسبات بیلان آب زیرزمینی نشان داد که متوسط کسری بیلان آب زیرزمینی به دلیل تخلیه شدید آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی 201 میلیون متر مکعب در سال می باشد. با ادامه روند کنونی و درنظرنگرفتن افزایش برداشت در آینده، دشت نیشابور در کمتر از 120 سال آینده کاملا تهی خواهد گردید. بدیهی است که بسیار پیش تر از زمان مذکور، بدلیل شورشدن آب، کیفیت آب زیرزمینی تا سطح غیرقابل قبولی کاهش یافته و دیگر قابل استفاده نخواهد بود. با توجه به مشکلات عدیده موجود در دشت نیشابور، مدل تلفیقی توسعه یافته برای بررسی سناریوهای مختلف جهت مدیریت پایدار آب زیرزمینی مورد استفاده قرار گرفت. تحت سناریوی یک و ادامه روند کنونی تا افق 1404، هیدروگراف واحد آبخوان برای کل دشت افتی معادل 10/3 متر (افت سالانه ی 0/79 متر) نشان داد. تحت سناریوی دوم که هدف کاهش برداشت از آبخوان بمنظور نیل به وضعیت تعادل در بیلان آب زیرزمینی می باشد، نتایج نشان داد که برداشت از آبخوان بایستی به میزان تقریبا 40 درصد کاهش یابد تا بتوان به شرایط تعادلی دست یافت. همچنین بر اساس هیدروگراف واحد آبخوان، تراز آب زیرزمینی حداکثر تا 0/68 متر در انتهای دوره ی (شهریور 1404) افزایش نشان داد.

شناخت هیدرولیک جریان آب به قنات به عنوان یکی از روش های بهره برداری از منابع آب زیرزمینی از اهمیت بسزایی برخوردار است. مدل سازی عددی می تواند به عنوان ابزاری مفید، جهت شبیه سازی حرکت جریان به قنات و داخل آن مورد توجه باشد. در این تحقیق براساس تحلیل سه بعدی خصوصیات جریان در آبخوان غیر همگن و غیر همروند، منطقه ی اشباع قنات در شرایط غیر ماندگار توسط یک مدل ریاضی ترکیبی جریان آب زیرزمینی توصیف شد که شامل سه مولفه ی جریان آب زیرزمینی منطقه ای در آبخوان، جریان از آبخوان به قنات و جریان درون قنات است. جهت گسسته سازی معادله ی جریان در آبخوان از روش حجم کنترل برای حل سه بعدی و دو بعدی و روش سری تیلور برای حل دو بعدی استفاده گردید و شرایط هیدرولیکی درون قنات هم با در نظر گیری افت اصطکاک داخلی، که وابسته به عدد رینولدز است، زبری لوله و رژیم های مختلف جریان بیان شد. با حل همزمان معادلات این سه مولفه و با شرایط اولیه و مرزی معلوم، شبیه سازی سه بعدی هیدرولیک قنات صورت پذیرفت؛ در نتیجه افت آب زیرزمینی در آبخوان، افت هیدرولیکی در قنات، نرخ جریان در طول قنات و میزان آبدهی آن محاسبه شد. پس از توسعه ی مدل محاسباتی و طراحی یک کد رایانه ای برای آن توسط برنامه ی matlab، جهت کنترل و صحت سنجی مدل عددی، شبیه سازی برای یک حل عددی که در مطالعات پیشین برای یک چاه افقی صورت گرفته بود انجام شد. مقایسه ی نتایج حاصل از مدل پیشنهادی، با نتایج این مطالعه ی موردی درستی عملکرد مدل پیشنهادی را نشان داد. علاوه بر این، مدل عددی برای شبیه سازی جریان در اطراف یک سیستم شامل انشعابات زهکش افقی با یک چاه خروجی عمودی به کار گرفته شد که هدف از ایجاد این سیستم، پایین انداختن سطح آب زیرزمینی به میزان معینی می باشد. پس از اطمینان از صحت مدل، تحلیل حساسیت برای هر دو مورد معرفی شده صورت پذیرفت. برای مورد چاه افقی تغییر در نرخ پمپاژ و ذخیره ی ویژه ی آبخوان به ترتیب منجر به بیشترین و کمترین میزان تغییرات در خروجی های مدل گشت و پس از آن ضریب هدایت جریان و ویژگی های هیدرولیکی آبخوان در نتایج مدل تأثیر گذار بودند. برای مورد زهکش های افقی، موثرترین عوامل در میزان تخلیه ی زهکش به ترتیب هدایت هیدرولیکی لایه ای که سیستم در آن واقع شده (لایه ی دو) و ضرائب زهکش- محیط متخلخل بودند. ارتفاع هیدرولیکی در زهکش ها و ارتفاع آب زیرزمینی در محیط متخلخل به ترتیب بیشترین حساسیت را به خصوصیات هیدرولیکی زهکش و محیط متخلخل نشان دادند. همچنین آبدهی ویژه ی لایه ی یک کمترین حساسیت را در خروجی های مدل ایجاد کرد، اما آبدهی ویژه ی لایه ی دو در تغییر خروجی های مدل تأثیر بیشتری داشت. در نهایت، به دلیل اینکه مدل پیشنهادی این تحقیق معرف خوبی برای شرایط یک قنات، زهکش یا چاه افقی است، جهت دستیابی به نتایجی مفید برای پیش بینی در شرایط مختلف، سناریو هایی بر روی شبیه سازی های مذکور اعمال گردید.

در این تحقیق ارزیابی و تحلیل عملکرد مدل آبیاری sscim که یک مدل هیدرودینامیک کامل می باشد انجام گرفت. برای بدست آوردن داده های مزرعه ای از روش آبیاری شیاری استفاده شد. داده برداری ها در مزرعه دانشگاه فردوسی مشهد و در طول یک فصل رشد که شامل ویژگی های متفاوتی از نظر مقدار جریان ورودی، زمان آبیاری، زبری، سطح مقطع و رطوبت اولیه می شد، انجام گرفت. جمعا 12 داده برداری انجام و پارامترهای آب و خاک برای این منظور برداشت گردید. برای برآورد ضرایب نفوذ از روش دونقطه ای استفاده شد. درنهایت مدل sscim با توجه به نتایج مدل sirmod و با استفاده از معیارهای خطای استاندارد (se)، ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) و خطای همبستگی (r2) مورد ارزیابی قرار گرفت. عملکرد مدل sscim در پیش بینی زمان های پیشروی و پسروی در اکثر موارد مناسب و نزدیک به مدل sirmod بود. در برخی از آبیاری ها بدلایلی شامل عدم یکنواختی زبری و سطح مقطع، پایین بودن مقدار دبی ورودی و مهم تر از همه برآورد نامناسب پارامترهای نفوذ این عملکرد مناسب نبود. سپس برای شناخت بهتر از اهمیت پارامترهای ورودی تحلیل حساسیت مدل های sscim و sirmod نسبت به شش پارامتر ورودی شامل دبی ورودی (q)، شیب زمین (s)، پارامترهای معادله نفوذ کوستیاکف-لوئیس (k، a، f0) و ضریب زبری مانینگ (n) انجام گرفت. نتایج بیانگر اهمیت بالای دبی ورودی و ضرایب معادله نفوذ بود. بر همین مبنا با تغییر ضرایب نفوذ و یافتن ضرایب بهینه کالیبراسیون مدل ها انجام گرفت. با انجام کالیبراسیون در تمام آبیاری ها عملکرد مدل در برآورد زمان پیشروی ارتقا یافت، اما در مورد زمان پسروی در برخی از آبیاری ها خطاها مقداری افزایش یافت. سپس به تحلیل داده های رواناب پرداخته شد. تحلیل ها هم براساس ضرایب نفوذ اولیه و هم براساس ضرایب نفوذ جدید انجام گرفت. بطور کلی عملکرد مدل sscim در برآورد رواناب بسیار مناسب بود. در قدم بعدی آبیاری ها از نظر رطوبت خاک مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد در همه آبیاری ها نفوذ عمقی رخ داده است که در آبیاری های مختلف این امر با شدت و ضعف همراه بوده است. در مورد برآورد حجم آب نفوذ یافته و حجم رواناب نیز نتایج حاکی از عملکرد خوب مدل sscim در برآورد حجم رواناب بود اما در مورد حجم آب نفوذ یافته در برخی از آبیاری ها عملکرد مدل مناسب اما در برخی دیگر با خطاهای نسبتا زیادی همراه بوده است. در این بخش بررسی صحت داده های مشاهداتی بوسیله پارامتر رطوبت در حد ظرفیت زراعی نیز انجام گرفت. در گام نهایی روش مقیاس نفوذ که می توان از آن برای آبیاری در شرایط زمان واقعی بهره برد مورد بررسی قرار گرفت. مقایسات برآوردهای حاصل از این روش در مورد زمان های پیشروی و پسروی با داده های مشاهداتی بیانگر این امر بود که این روش در برخی شرایط مناسب و در برخی شرایط نامناسب عمل کرده است.

رویکرد iwrm توسعه و مدیریت هماهنگ آب، زمین و منابع مرتبط را به منظور حداکثر نمودن رفاه اقتصادی و اجتماعی بدون به خطر انداختن پایداری حیات اکوسیستم¬ها، ترقی می¬بخشد. ارزیابی یکپارچه-ی سیستم¬های منابع آب به عنوان یکی از گام¬های اساسی iwrm از مهم¬ترین مراحل برنامه¬ریزی و اجرای آن می¬باشد. در این راستا، حسابداری آب به عنوان ابزاری برای سازماندهی و ترکیب داده¬های گردآوری شده از منابع مختلف به منظور تدوین یک مجموعه اطلاعات یکپارچه و فراهم آوردن امکان ارزیابی یکپارچه سیستم های منابع آب از طریق پیوند داده¬های فیزیکی با داده¬های اقتصادی معرفی می شود. مقیاس تعریف شده برای این بررسی حوضه¬ی آبریز بوده و منطقه¬ی مورد مطالعه محدوده¬ی مطالعاتی مشهد در حوضه¬ی آبریز قره¬قوم می¬باشد. با توجه به چارچوب پیشنهادی سازمان ملل، پس از تدوین حساب¬های آب مربوط به منطقه متناظر با سال های 1380 و 1385، با استخراج نشانگر¬هایی از جمله کارایی آب به تحلیل وضعیت منابع آب منطقه مورد مطالعه پرداخته می¬شود. نتایج حاکی از این امر می باشند که در سال 85 نسبت به سال 80، با توجه به این امر که بخش کشاورزی مصرف بسیار بالایی در آب دارد، مقدار آب کمتری به این بخش اختصاص داده شده است و در مقابل حجم آب بیشتری به بخش صنعت که در مقابل مصرف کمتر آب درآمد بیشتری را تولید می¬کند، واگذار شده است. از طرفی میزان درآمد ایجاد شده در سال 85 نسبت به سال 80 به ازای هر مترمکعب آب 1246 ریال افزایش یافته است. در نهایت با در نظر گرفتن گزینه¬هایی بر اساس مدارک موجود و اسناد توسعه، با استفاده از مدل تحلیلی سیستم دینامیک در محیط simulink به ارزیابی سیاست های مختلف در مدیریت منابع آب منطقه می¬پردازیم. گزینه های درنظر گرفته شده در این بررسی عبارتند از: • صفر در نظر گرفتن میزان آب اختصاص داده شده به محصولات گوجه فرنگی، چغندر قند و بخش دامپروری، • صفر در نظر گرفتن میزان آب اختصاص داده شده به محصولات گوجه فرنگی، چغندر قند و بخش دامپروری و تخصیص 40 درصد آن به خدمات، • استفاده از کل ظرفیت تصفیه خانه¬ها به منظور افزایش میزان آب بازمصرفی جهت کاهش برداشت از منابع زمینی، • افزایش 10 تا 20 درصدی در میزان راندمان آبیاری به منظور کاهش میزان نیاز ناخالص آبی محصولات و • کاهش 10 تا 15 درصدی در سطح زیر کشت محصولات باغی و زراعی. نتلیج نشان می دهد که در میان گزینه های مورد نظر، دومین گزینه به عنوان بهترین گزینه در افزایش کارایی منطقه، منجر به بهبود افت آبخوان در محدوده¬ی مطالعاتی خواهد شد. به گونه ای که اعمال این گزینه، باعث افزایش درآمد در منطقه به میزان 5690 ریال به ازای هر متر مکعب در سال 85 و 2115 ریال در سال 80 نسبت به حالت پایه می شود. این اضافه درآمد به ازای بهبود به ترتیب 86/98 و 72/121 میلیون مترمکعب در تغییرات حجم آبخوان به دست می آید.

تنش شوری بعد از تنش آبی مهمترین تنشی است که بر گیاهان تأثیر می گذارد و به شدت از رشد و نمو گیاهان حساس به شوری می کاهد. در شرایطی که تنش های شوری و آبی (کم آبیاری) با یکدیگر وارد عمل شوند، اثر تشدید کننده بر روی رشد گیاه خواهند داشت، اما میزان تأثیر هر کدام از آنها با یکدیگر مساوی نخواهد بود. به منظور شناخت تأثیر تنش های کم آبیاری و شوری بر خصوصیات کمی (فیزیولوژیک و مورفولوژیک و عملکرد)، کیفی (رنگ و سلامتی)، نیاز آبی و عمق بهینه آب آبیاری فلفل دلمه در گلخانه، آزمایشی طی زمستان و بهار 93-1392 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. برای آبیاری فلفل دلمه از سیستم هوشمند آبیاری قطره ای استفاده گردید. بدین منظور از حسگرهای رطوبتی rec-p55 تعبیه شده در داخل گلدان میزان رطوبت خاک تشخیص داده می شد و دستورات لازم به کنترلر برای قطع یا وصل آبیاری داده می شد. تیمارها عبارت بودند از؛ آبیاری به مقدار 100% (i1)، 85% (i2) و 70% (i3) نیاز آبی گیاه و نیز سه سطح شوری به میزان 2/1 (s1)، 3 (s2) و 6 (s3) دسی زیمنس بر متر، و با سه تکرار در یک آزمایش فاکتوریل که در قالب طرح کاملاً تصادفی اعمال گردید. نتایج این پژوهش نشان داده است که تنش شوری در سطح 5% بین تیمارها بر خصوصیاتی مانند: کلروفیل برگ (spad)، هدایت روزنه ای، وزن خشک برگ ها و درصد آب برگ ها اثر معنی داری داشته و در سطح 1% بین تیمارها بر خصوصیاتی مانند: طول میوه، قطر میوه، طول ریشه، حجم ریشه، کلروفیل b و (a+b) برگ، وزن تر برگ ها، وزن تر و خشک ریشه، درصد آب ریشه، تعداد میوه، وزن میوه، وزن کل، عملکرد در هر مترمربع، آب مصرفی و کارایی مصرف آب اثر معنی داری داشته است. تنش شوری بر خصوصیات ارتفاع بوته و تعداد برگ، کلروفیل a برگ و ph آب میوه اثر معنی داری نداشته است. تنش کم آبیاری در سطح 5% بین تیمارها بر خصوصیاتی مانند: قطر ساقه و تعداد میوه اثر معنی دار داشته و در سطح 1% بین تیمارها بر خصوصیاتی مانند: طول میوه، حجم ریشه، کلروفیل a، b، (a+b) برگ، وزن تر و خشک برگ ها، وزن تر و خشک ریشه، درصد آب ریشه، وزن میوه، وزن کل، عملکرد در هر مترمربع، آب مصرفی و کارایی مصرف آب اثر معنی داری داشته است. تنش کم آبیاری بر خصوصیات ارتفاع بوته، قطر میوه، تعداد برگ، طول ریشه، کلروفیل برگ (spad)، هدایت روزنه ای برگ، ph آب میوه و درصد آب برگ ها اثر معنی داری نداشته است. اثر متقابل تنش های شوری و کم آبیاری در سطح 5% بین تیمارها بر خصوصیاتی مانند: طول میوه، کلروفیل a برگ، وزن خشک ریشه، وزن میوه، وزن کل، عملکرد در هر مترمربع و آب مصرفی اثر معنی دار داشته و در سطح 1% بین تیمارها بر خصوصیاتی مانند: حجم ریشه، کلروفیل b برگ، وزن تر برگ ها، وزن تر ریشه، درصد آب ریشه و کارایی مصرف آب اثر معنی داری داشته است. اثر متقابل تنش های شوری و کم آبیاری بر خصوصیات ارتفاع بوته، قطر میوه، تعداد برگ، قطر ساقه، طول ریشه، کلروفیل برگ (spad)، کلروفیل (a+b) برگ، هدایت روزنه ای، ph آب میوه، وزن خشک برگ ها، درصد آب برگ ها و تعداد میوه اثر معنی داری نداشته است. شیب کاهش عملکرد محصول به ازای افزایش هر واحد شوری بر مقدار آستانه شوری فلفل دلمه (5/1 ds/m)، 10% بدست آمد. میزان عملکرد در تیمارهای با آبیاری کامل و سطوح مختلف شوری؛ s1i1،s2i1 و s3i1 به ترتیب برابر با 88/20، 27/15 و 07/10 تن در هر 1000مترمربع سطح گلخانه بدست آمد که نسبت به متوسط تولید سالیانه کشور (17 تن) به ترتیب 15% افزایش، 11% کاهش و 40% کاهش نشان داد. نتایج نشان داد که گیاه فلفل دلمه در گلخانه نسبت به تنش شوری نسبتاً حساس بوده، اما نسبت به تنش های کم آبیاری و تأثیر متقابل تنش های شوری و کم آبیاری گیاهی حساس می باشد. تأثیر متقابل تنش های شوری و کم آبیاری منجر به کاهش کیفی رنگ میوه و سلامتی فلفل دلمه شد. با افزایش میزان شوری و کم شدن آب آبیاری، رطوبت خاک و میزان تبخیرتعرق گیاهی کاهش یافتند. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که با تعیین عمق های بهینه آبیاری، در حالت محدودیت زمین، استفاده از مقدار بهینه آب آبیاری، سود خالص بیش تری را نسبت به شرایط محدودیت آب دارا خواهد بود.

برای مقابله با خطرات ناشی از سیلاب و کاهش اثرات زیان بار آن، روش های سازه ای و غیرسازه ای مختلفی وجود دارد که استفاده از آنها تابعی از شرایط مختلف فنی، اقتصادی، اجتماعی - سیاسی، زیست محیطی و ... است. در بین روش های مختلف سازه¬ای کنترل سیلاب در یک رودخانه خاص، استفاده هم زمان و تلفیقی از چند روش باعث بالا رفتن ضریب ایمنی و عملکرد طرح خواهد شد(سیمونوویک، 1999). بنابراین به منظور ارائه یک طرح موثر در کنترل سیل، ضمن پیش بینی رفتار هیدرولیکی رودخانه در قبال وقوع سیلاب های احتمالی، بایستی موثرترین و اقتصادی¬ترین روش¬ یا روش ها برای کنترل سیلاب به همراه بهترین مشخصات فنی روش برتر تعیین گردد. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق، حوزه آبریز رودخانه کن واقع در شمال استان تهران می باشد. مسأله تحقیق حاضر عبارت است ازیافتن یک روش ترکیبی از سدهای تأخیری در حوضه آبریز بالادست و خاکریز ساحلی در محدوده مسکونی پایین دست حوضه به طوری که برای آن ترکیب، هزینه احداث سازه ها حداقل و کاهش دبی پیک سیلاب خروجی، حداکثر باشد. برای تعیین ترکیبی که دارای هزینه کمتر و کاهش دبی پیک بیشتر باشد از مفهوم تصمیم گیری چند معیاره و روش topsis استفاده شد و گزینه برتر سیلاب تعیین شد. نتایج بیانگر آن بود که ترکیب شماره 43 (سدهای شماره 1، 2 و 8) به عنوان ترکیب برتر کنترل سیلاب حوضه آبریز رودخانه کن انتخاب می گردد و ترکیب های 16، 22، 9 و 31 نیز در رتبه های بعدی قرار می گیرند. از نظر مسائل هیدرولیکی، طرح برتر (ترکیب 43)، موجب کاهش 31 درصدی دبی پیک هیدروگراف خروجی نسبت به حالت عدم وجود سدهای تأخیری گردیده است. علاوه بر این پخشیدگی و کشیدگی هیدروگراف خروجی در حالت برتر، قابل ملاحظه بوده و طرح برتر کنترل سیلاب به خوبی توانسته شدت وقوع سیلاب را کنترل نماید.

برای بسیاری از مردم، و نه تنها در ایران، عبارت «پایش کیفیت منابع آب» به معنای جمع آوری و ذخیره سازی اطلاعات مربوط به کیفیت منابع آب است. شاید بتوان از برنامه های پایش ضعیف و داده برداری های بدون درنظر گرفتن اولویت ها و نیازهای اطلاعاتی با عنوان «سندروم داده های غنی اما اطلاعات فقیر» یاد کرد. به عبارت دیگر، فعالیت های پایش معمولا تمایل به تولید حجم زیادی از داده دارند، که ظاهرا کاربرد کمی در رویه مدیریت منابع آب دارند. به عنوان یک نتیجه، یک رویکرد کاربر محور برای طراحی چارچوب پایش در نیشابور اتخاذ گردید؛ سپس چارچوب پایش کیفیت آب زیرزمینی در سطح حوضه آبریز با توجه به فعالیت ها و چارچوب های مشابه در سایر نقاط جهان تدوین گردید و مورد ارزیابی قرار گرفت. این چارچوب می تواند به عنوان پایه ای برای بازنگری دستورالعمل های جاری و طراحی/اطلاح برنامه های جدید مورد استفاده قرار گیرد. چارچوب پیشنهادی شامل شش مرحله است. مرحله اول تعیین اهداف پایش است که در آن محدوده ی مورد مطالعه و سوالات مدیریتی یا به عبارت دیگر اطلاعات خروجی مورد نیاز مشخص می شود. مرحله دوم راهبرد پایش را با توجه به برخی اطلاعات اضافی یا بررسی های مقدماتی مشخص می کند. در این مرحله اهدافی که باید مورد توجه قرار بگیرند مشخص تر شده، مقیاس کار، موارد دست یافتنی و سطح اعتماد مورد نیاز و ممکن تعیین می شوند. مرحله سوم تبیین مدل مفهومی کیفی است که با توجه به اهداف پایش توسعه می یابد. مرحله چهارم طراحی پایش است که در دو گام طراحی اولیه و نهایی کردن طرح با هماهنگی سایر دستگاه ها کامل می شود. طراحی اولیه شامل شناسایی نواحی دارای ریسک و/یا در معرض تخریب، تعیین محدوده های پایش، مفهوم سازی فرآیند آلودگی، تاثیرات و نحوه اثر و در نهایت ارائه طرح پیشنهادی می باشد. گام دوم هماهنگی با سایر دستگاه ها برای اطلاح/ترمیم برنامه ی پایش و اولویت بندی اجزاء آن و در واقع نهایی کردن طرح می باشد. مرحله پنجم پیاده سازی پایش است که در چهار گام شامل ایجاد/توسعه/بهبود شبکه پایش، اکتساب داده، داده گردانی، سیستم مدیریت پایگاه داده صورت می پذیرد. مرحله آخر نیز ارزیابی و روزآمدی برنامه ی پایش است؛ که ارزیابی بر اساس داده های کسب شده از برنامه پایش صورت می گیرد و روزآمدی نیز با درنظر گرفتن تغییرات توسعه و اقلیم برای بروز کردن برنامه پایش حاصل می شود. نتایج این مطالعه سودمندی و عملی بودن این چارچوب را برای پایش کیفی آب زیرزمینی نشان داد.

با توجه به ضعف مدیریت مصرف آب کشاورزی در کشور، ملزم به کاربرد نگرش و اقداماتی فراگیر و عاجل در رابطه با این فرآیند می باشیم در غیر این صورت باید شاهد اتلاف منابع آب و به تبع آن بلا استفاده ماندن ظرفیت های قابل توجه کشاورزی در کشور بود. یکی از اقدامات لازم جهت مقابله با آن، ارزیابی عملکرد سامانه های آبیاری کشور می باشد

پتانسیل آبی کشور، بیانگر محدودیت شدید منابع آبی است، از طرف دیگر افزایش تولید نیز عمدتاً در گرو توسعه اراضی فاریاب می باشد، در نتیجه بایستی آب با کیفیت پایین به عنوان یک منبع آب آبیاری محسوب شده و در برنام? آینده توسعه اراضی فاریاب با اعمال روش های مدیریتی صحیح جهت تداوم پایداری کشاورزی و نیل به عملکرد معقول، مورد توجه جدی قرار گیرد. این تحقیق در مزرعه ای در فاصله 25 کیلومتری از مرکز شهر مشهد، در دو سال زراعی 91-1390 و 92-1392 اجرا گردید. طرح آزمایشی مورد نظر بصورت اسپلیت اسپلیت پلات در قالب بلوک های کامل تصادفی بود که در آن چهار فاکتور مقدار شوری آب آبیاری (5/0، 5، 8 و 11 دسی زیمنس بر متر به ترتیب s1، s2، s3 و s4) به عنوان کرت های اصلی، چهار سطح آبیاری به عنوان فاکتور فرعی (100، 125، 75 و 50 درصد نیاز آبی به ترتیب i1، i2، i3 و i4)، و دو رقم کلزا (هایولا 401 و آرجی اس 003) به عنوان فاکتور فرعی فرعی بود که در سه تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد که شوری آب آبیاری به جز تعداد دانه در غلاف اصلی و طول غلاف اصلی بر تمام اجزای عملکرد اثر معنی داری داشت. همچنین مقدار آب آبیاری بر کلیه پارامترهای عملکردی گیاه کلزا در سطح 1 درصد اثر معنی داری داشت. اثر متقابل شوری و کم آبیاری بر تعداد دانه در غلاف اصلی، تعداد دانه در غلاف فرعی، تعداد شاخه، وزن هزار دانه در غلاف اصلی و وزن هزار دانه در غلاف فرعی معنی دار نبوده است. رقم هایولا با کاهش تعداد شاخه و تامین مواد غذایی کافی برای شاخه های باقیمانده و نیز تولید دانه های کم با وزن بیشتر، عملکرد خود را تحت تنش های شوری حفظ کرده است. اثر کم آبیاری کمتر از مجموع اثرات هر یک از این تنش-ها می باشد و این بدان معنی است که در مناطقی مانند مشهد، نمی توان در کم آبیاری ها از آب شور برای تولید کلزا استفاده نمود. در کلیه سطوح تیمارهای مختلف، کارایی مصرف آب (wue) برای رقم هایولا، بیشتر از رقم آرجی اس می باشد. در شرایط محدودیت آب و شوری آب آبیاری با اعمال مدیریت در آبیاری ارقام کلزا، رقم هایولا با توجه به wue بیشتر از الویت بالاتری برای کشت در منطقه مورد مطالعه برخوردار است. افزایش عمق آب آبیاری تا حدی باعث افزایش کارایی مصرف آب می گردد و از آن به بعد از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نخواهد بود. مقادیر ضریب تعیین r2 نشان می دهد که در رقم های هایولا و آرجی اس، تابع درجه دوم با 99/0= r2 و 8/0= r2 در رتبه اول قرار می گیرد. با توجه به نتایج آماری (حداکثر خطا، میانگین ریشه دوم خطا، ضریب تعیین، کارایی مدل سازی و ضریب باقیمانده) مشخص شد که تابع درجه دوم (با رتبه نهایی یک) نسبت به سایر توابع برتری نسبی دارد و پس از آن تابع متعالی با رتبه 2 نتایج قابل قبولی دارد و توابع خطی ساده و خطی لگاریتمی در رتبه های بعدی قرار می گیرند. مدل ارائه شده در ابتدا و انتهای دوره رشد گیاه کلزا شاخص سطح برگ را بیشتر از واقعیت برآورد می کند. مدل مورد نظر ارتفاع کلزا را در ابتدای دوره رشد بیش برآورد و در انتها کم برآورد می کند. دقت برآورد وزن تر و خشک در رقم آر جی اس بیشتر رقم هایولا می باشد. ضمن اینکه برآوردها در وزن تر دارای دقت بهتری نسبت به وزن خشک می باشد. مقادیر مثبت کارایی مدل سازی (ef) در مدل شبیه سازی عملکرد بیانگر دقت بهتر مدل نسبت به استفاده از میانگین داده های ثبت شده است. مدل ارائه شده در تیمارهای s2i4، s3i4، s4i4دارای خطای بیشتری می باشد. با این حال، مدل حاضر از کفایت مناسب برای پیش بینی عملکرد کلزا در شرایط تنش خشکی و شوری برخوردار است، و می توان از آن برای پیش بینی عملکرد استفاده کرد.

چکیده در این تحقیق، یک سامانه ی اتوماسیون آبیاری سطحی به منظور اعمال مدیریت های مختلف بر اساس زمان واقعی برای آبیاری جویچه ای تهیه شده است. این تحقیق در چهار مرحله اجرا گردید. در مرحله اول با استفاده از داده های استخراج شده از مدل شبیه سازی آبیاری سطحی sscim و دو نوع شبکه عصبی مصنوعی، یک رابطه بین زمان های پیشروی آب در 25 متر ابتدایی از طول جویچه و عمق آب در ابتدای جویچه، با پارامترهای معادله ی نفوذ کاستیاکوف لوییس و ضریب زبری مانینگ پی ریزی شد. مقادیر ریشه میانگین مربعات خطای نرمالیزه شده (rmse) در مورد تخمین ضریب زبری مانینگ و پارامترهای b، k و f0 معادله کاستیاکوف لوییس به روش شبکه عصبی نوع اول به ترتیب 14/0، 13/0، 22/0و 16/0 و برای شبکه عصبی نوع دوم به ترتیب 15/0، 06/0، 17/0 و 11/0 به دست آمد. در مرحله دوم، با استفاده از یک روش بهینه سازی به تعیین بهترین جریان ورودی و زمان قطع جریان در چهل مزرعه آزمایشی پرداخته شد. سپس با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی یک رابطه بین متغیرهای مزرعه با جریان ورودی و زمان قطع بهینه ایجاد شد. مقادیر ریشه میانگین مربعات خطای نرمالیزه شده (rmse)، میانگین خطای مطلق (mae) و ضریب همبستگی (r2) در مورد تعیین بهترین دبی برای 10 مزرعه توسط شبکه عصبی به ترتیب 135/0، 000137/0 (مترمکعب در ثانیه) و 99/0 و در مورد تعیین بهترین زمان قطع آبیاری به ترتیب 297/0، 5533 (ثانیه) و 86/0 بدست آمد. در مرحله سوم یک سامانه ی اتوماسیون قابل برنامه ریزی با قابلیت ثبت زمان های پیشروی و عمق آب در ابتدای جویچه تهیه شد. همچنین یک شیر برقی با قابلیت اعمال دبی های مختلف برای آبیاری جویچه ای ساخته شد. در ادامه روابط ریاضی به دست آمده از شبکه های عصبی مصنوعی مرحله ی اول و دوم شامل مقادیر وزن و بایاس به صورت کد ویژوال بیسیک درون میکروکنترلر های avr برنامه ریزی شد. سیستم تهیه شده به همراه حسگرهای ثبت پیشروی و عمق آب در ابتدای جویچه و شیر برقی در مزرعه دانشگاه فردوسی برای دو جویچه و برای دو آبیاری مورد استفاده قرار گرفت. نتایج شبیه سازی مراحل پیشروی و پسروی نشان داد، سامانه ی اتوماسیون تهیه شده در این تحقیق از دقت خوبی برای تخمین پارامترهای نفوذ و زبری برخوردار می باشد. همچنین مقایسه شدت جریان ورودی و زمان قطع بهینه تعیین شده به وسیله سیستم اتوماسیون با مقادیر تعیین شده به وسیله روش بهینه سازی نشان دهنده کارایی بالای سامانه ساخته شده در این تحقیق می باشد. بدین ترتیب با استفاده از سیستم اتوماسیون امکان مدیریت بهتر در زمینه آبیاری جویچه ای فراهم خواهد شد.

در این تحققیق شرایط کیفی مخزن سد از نظر تغییرات ماهیانه پارامترهایی از قبیل دما، املاح محلول، فسفر، فسفات و ... در طول دوره یک ساله مورد بررسی قرار گرفت. مدل دوبعدی مورد استفاده کالیبره شد و نتایج حاصل، حاکی از موفقیت این مدل در شبیه سازی بود. سپس نتایج برای سال آبی 92-93 به دست آمده، بررسی و رسم شد. نتایج نشان دهنده لایه بندی حرارتی سه ماهه در مخزن بود.

خشکسالی ویژگی طبیعی و بازگشت پذیر اقلیم است که در اثر کمبود بارندگی در یک دوره زمانی طولانی صورت می گیرد و در اکثر اقلیم ها رخ می دهد. به علت پیچیدگی دینامیک پدیده های جوی، معادلات رگرسیونی بدرستی قادر به پیش بینی این پدیده ها نمی باشند. در دهه های اخیر شبکه های عصبی توانایی زیادی در مدل کردن پیش بینی سری های زمانی غیر خطی از خود نشان دادند. در این پژوهش سعی شده ابتدا ارتباط میان نمایه های بزرگ مقیاس جوی (نمایه های نوسانات جنوبی(soi) و اطلس شمالی nao) با مقادیر بارندگی و دمای ایستگاه سینوپتیک مشهد مورد بررسی قرار گیرد و سپس مقادیر نمایه های spi و pdsi به کمک شبکه های عصبی مصنوعی برای ماه های آتی پیش بینی شوند. بدین منظور از داده های ماهانه spi، بارندگی، دما، nao و soi در طول سال های 1951-2007 استفاده شد و عملکرد شبکه های عصبی پرسپترون سه لایه و پیش خور عمومی با الگوریتم های مومنتوم و گرادیان نزولی برای پیش بینی این نمایه ها مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج حاکی از آن بود که وقوع النینو نشان دهنده افزایش بارندگی در فصل زمستان و کاهش بارندگی در دیگر فصول و وقوع فاز سرد انسو (لانینا) موجب کاهش بارندگی در این ایستگاه می شود. سری زمانی نمایه spi هجده ماهه با ضریب 778/0= r2 و 042/0=rmse و سری زمانی شاخص pdsi با ضریب 763/0= r2 و 035/0=rmse قادر به پیش بینی برای یک ماه آینده می باشند.

با توجه به گسترش شبکه های آبیاری تحت فشار، کاربرد مدیریت توزیع بر حسب تقاضا در این شبکه ها توسعه یافته است. در این روش، برنامه ریزی بر این اصل استوار است که آب در زمان نیاز به میزان مناسب، حسب درخواست کشاورزان، تحویل محل های مصرف شود. بکارگیری این روش، نسبت به شرایط توزیع آب به صورت سنتی (گردشی یا دائمی) در شبکه های آبیاری تحت فشار موجود، موجب بهبود عملکرد شبکه و افزایش کارآیی مصرف آب می گردد. به علاوه، قیمت گذاری آب در این روش زمینه ساز مصرف معقول تر آب خواهد بود. هدف از تدوین این پایان نامه تهیه ی الگوریتم ها و روندنماهایی جهت طراحی شبکه ی تحت فشار توزیع آب برمبنای تقاضا می باشد. در تحقیق حاضر طراحی شبکه در هفت مرحله انجام می پذیرد. در مرحله ی اول الگوریتم ها و روندنماهایی جهت محاسبه ی هیدرومدول حداکثر و حداقل اراضی شبکه تهیه می شود. خروجی های این مرحله در مرحله ی سوم مورد استفاده قرار می گیرند. در مرحله ی دوم با استفاده از روش پریم (prim) الگوریتمی جهت ایجاد چیدمان مجاورت ارائه می گردد. در مرحله ی سوم با استفاده از خروجی های مراحل یک و دو الگوریتم محاسبه ی دبی طراحی اتصالات شبکه، با استفاده از مدل اول کلمان، ارائه می شود. در مرحله ی چهارم الگوریتمی جهت انتخاب لوله های مناسب برای هر اتصال ارائه شده است. در مرحله ی پنجم با استفاده از روش بهینه سازی لابیه و در سه گام شامل: گام اول- جمع زدن منحنی های پوش پایینی شبکه از پایین دست به بالادست؛ گام دوم- محاسبه ی ارتفاع بهینه ی آب در سرشاخه؛ گام سوم- انتخاب قطر های بهینه برای اتصالات شبکه از بالادست به پایین دست، الگوریتم هایی جهت محاسبه ی قطر بهینه ی اتصالات شبکه ارائه شده است. در مرحله ی شش، با استفاده از روش تحلیل عمکرد آکلا (akla) الگوریتم هایی جهت تحلیل عملکرد هیدرولیکی شبکه ارائه شده است و در مرحله ی آخر، مرحله ی هفتم توصیه هایی جهت رفع نقص احتمالی در شبکه پیشنهاد شده است.

مطالعه ساختار بیلان آب برای بررسی چرخه هیدرولوژی بسیار مهم است. تدوین بیلان آب در سطح حوضه آبریز نیاز به پردازش حجم زیادی از اطلاعات مکانی دارد و لذا استفاده از ابزار gis و مدل های مفهومی امری اجتناب ناپذیر است. در این تحقیق مدل swat که مدلی مفهومی و نیمه-توزیعی در مقیاس حوضه آبریز است برای شبیه سازی هیدرولوژیک حوضه نیشابور استفاده شده است. همچنین پایگاه داده مکانی مناسبی برای حوضه تهیه شد. از آنجایی که واسنجی پارامترها و پیش بینی عدم قطعیت یک مدل کاملاً به یکدیگر وابسته اند از روش مدل سازی معکوس و الگوریتم sufi2 برای واسنجی مدل و برآورد عدم قطعیت نتایج خروجی استفاده شد. انجام عملیات مربوط به واسنجی و عدم قطعیت برای دو ایستگاه آب سنجی حسین آباد (خروجی حوضه) و اندراب نشان داد که ضرایب r2، ns و br2 برای ایستگاه حسین آباد در مرحله واسنجی به ترتیب 74/0، 65/0، 73/0 و برای ایستگاه اندراب 31/0، 11/0، 18/0 بوده که در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 42/0، 82/0-، 38/0 و 06/0، 7/1-، 02/0 تغییر کرده است. علاوه بر معیارهای عملکرد فوق، برای ایستگاه های حسین آباد و اندراب پارامترهای p-factor و d-factor که برای سنجش عدم قطعیت نتایج خروجی مدل حوضه بکار می رود، برای واسنجی به ترتیب %67، 41/1 و %23، 25/0 محاسبه شد، ضمناً برای اعتبارسنجی نیز دو معیار مذکور به ترتیب %53، 8/2 و %3، 38/0 برآورد شدند. بررسی نتایج خروجی و معیارهای ارزیابی مدل نشان داد که به دلیل کمبود و نقص اطلاعات موجود، مدل swat قادر به شبیه سازی جریان در اندراب نمی باشد، و عدم قطعیت در مدل مفهومی حوضه زیاد است اما نتایج مربوط به حسین آباد قابل قبول بود و می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در جریان شبیه سازی هیدرولوژی حوضه نیشابور دو مولفه اصلی بیلان آب سطحی حوضه یعنی بارندگی و تبخیر و تعرق برای یک دوره ده ساله شبیه سازی شد که متوسط مقادیر این مولفه ها به ترتیب 215 و 194 میلیمتر بدست آمد. لازم به ذکر است که در برخی سال ها نیز مقادیر این دو پارامتر با یکدیگر برابر بودند. با توجه به گستردگی زراعت آبی، افزایش استفاده از منابع آب زیرزمینی برای آبیاری در حوضه و اینکه در این تحقیق فعالیت های آبیاری وارد مدل نشده اند، انتظار می رود تبخیر و تعرق واقعی حوضه بیش از مقدار تخمین زده شده باشد و یا اینکه مقدار آن برخی سال ها از بارندگی نیز بیشتر شود.