یکی از تبعات بارز پدیده تغییر اقلیم، تاثیر آن بر سیستم منابع آب می باشد که می تواند مدیریت آن را با چالشهای جدی همراه نماید. بررسی شیوه ها و راهکارهای مناسب در تطبیق با این پدیده از ضروری-ترین اقدامات در این راستا است که در این تحقیق نیز به آن پرداخته شد. بدین منظور، با دخالت عدم قطعیت ناشی از بکارگیری 7 مدل aogcm گزارش سوم ipcc (سناریوی انتشار (a2، سناریوهای احتمالاتی دما و بارندگی در دوره های 2039- 2010 (2020) و 2099- 2070 (2080) نسبت به دوره پایه (2000- 1971) برای حوضه زاینده رود برآورد و تاثیر آن بر ریسک تغییرات جریان ورودی به سد و نیاز آبی چهار محصول عمده در شبکه آبیاری زاینده رود شامل گندم، جو، چغندر قند و سیب زمینی شبیه سازی شد. در ادامه شاخصهای تصمیم بخش کشاورزی شامل عملکرد، تقاضای آبیاری و کارایی مصرف آب دو گیاه گندم و سیب زمینی در دوره های آتی با استفاده از مدل dssat بررسی گردید و راهکارهای تطبیق مختلفی با فرض عدم وجود تنش آبی در بخش کشاورزی برای دو گیاه فوق ارائه و با شاخصهای تصمیم ارزیابی شدند. تاثیر متقابل مدیریت مزرعه و سیستم منابع آب زاینده رود شامل سد و شبکه ها بخش بعدی بود. بدین منظور ابتدا با فرض مدیریت کنونی، آب قابل اختصاص به بخشهای مصرف کننده حوضه طی دوره-های آتی برآورد گردید و سپس بر اساس نتایج تطبیق در بخش کشاورزی، راهکارهای مربوط مجددا در کل سیستم منابع آب حوزه بررسی شد. ضمن اینکه تاثیر تغییر شیوه مدیریتی مخزن با روش hedging نیز ارزیابی گردید. نتایج کلی تحقیق حاکی از آن است که با نزدیک شدن به پایان قرن، افزایش میزان نیاز آبی محصولات در منطقه تا %22 خواهد یافت. به طوریکه نیاز به تطبیق به ویژه برای دوره 2080 بسیار ضروری به-نظر می رسد. ارزیابی عملکرد محصولات در اثر این پدیده نشان داد که تاثیر افزایش غلظت co2 روی عملکرد گندم بیش از دما بوده که منجر به بهبود آن به ویژه در دوره 2080 می گردد. در مورد سیب-زمینی، تاثیر منفی افزایش دما بیشتر از تاثیر مثبت افزایش غلظت co2 بوده و منجر به کاهش عملکرد طی دوره های آتی می شود. در مجموع سیب زمینی حساسیت کمتری را به این پدیده از خود نشان می-دهد که می تواند منبع مناسبی برای تامین هیدروکربن در این شرایط باشد. از مجموع راهکارهای تطبیق بررسی شده در بخش کشاورزی با لحاظ آبیاری کامل برای گندم، تغییر رقم زراعی و افزایش راندمان و برای سیب زمینی، تغییر تاریخ کاشت و بهبود راندمان به همراه اعمال تنش کم آبی، بیشترین تاثیر را در بهبود شاخص کارایی مصرف آب داشتند. از میان راهکارهای تطبیقی با لحاظ آب قابل تخصیص برای کشاورزی، تغییر رقم زراعی بیشترین تاثیر را در بهبود شاخصهای تصمیم داشت. نتایج بررسی تغییر مدیریت مخزن از رویکرد sop به hedging نیز نشان داد hedging تاثیری روی میانگین سالانه شاخصهای تصمیم در دوره های 2020 و 2080 ندارد، ولی تغییرات سالیانه درحجم تقاضای تامین نشده بخش کشاورزی را کاهش می دهد که در ارتقاء امنیت غذایی حوضه موثر است.

خشکسالی از وقایع مخرب طبیعی است که بیشترین صدمات را به منابع آبی وارد می نماید. پیش بینی خشکسالی می تواند نقش مهمی در مدیریت این منابع و بهره برداری بهینه از آن ها در چنین شرایطی ایفا کند. در این تحقیق استفاده از 2 مدل هوشمند شبکه عصبی و نروفازی و مدل آماری k نزدیکترین همسایگی برای پیش بینی خشکسالی در استان تهران مورد بررسی قرار گرفت و در این رابطه آمار و اطلاعات بارندگی شش ایستگاه منتخب شامل فیروزکوه، آبعلی، امامه، تهران، سیرا و ده صومعه کردان بکار رفته است. با توجه به اهداف این تحقیق، که خشکسالی کشاورزی را مدنظر قرار داده بود، با بررسی منابع، شاخص spi در مقیاس زمانی 3 ماهه مورد استفاده قرار گرفت. به منظور ارتقاء نتایج پیش بینی، پیش پردازش داده ها با تبدیل موجک نیز مورد توجه قرار گرفت. همچنین سعی بر این بود که تاثیر استفاده از داده های بزرگ مقیاس slp و sst سطح منطقه بر پیش بینی خشکسالی در ایستگاه ها مورد تحقیق قرار گیرد. تعیین مقدار عدم قطعیت مقادیر پیش بینی شده نیز یکی از اهداف مهم این تحقیق می باشد. در قسمت اول این تحقیق، ساخت مدل های پیش بینی با استفاده از مقادیر قبلی شاخص مورد توجه قرار گرفت که تنها نتایج مناسبی برای یک ماه بعد به همراه داشت و برای افق های زمانی 3 و 6 ماه آینده به کلی فاقد اعتبار بود. برای ارتقائ نتایج در این حالت، از پیش پردازش موجک استفاده شد که باعث افزایش چشمگیر عملکرد ظاهری مدل های پیش بینی 1 و 3 ماه آینده گردید اما به طور کلی، به دلیل الگوریتم این تبدیل نشان داده شد که استفاده از آن در پیش بینی های کاربردی (زمان واقعی) با مشکلات جدی همراه خواهد بود. در بخش بعدی تلاش شد مدل هایی برای پیش بینی spi3 در ایستگاه های مطالعاتی با استفاده از داده های slp و sst محدوده 10 تا 70 درجه شرقی و 5 تا 60 درجه شمالی تهیه گردد. با توجه به عدم ارتباط سری زمانی کلی این متغیرها با spi3 در آینده، ساخت مدل به تفکیک ماه انجام شد. بدین منظور، با داده کاوی گسترده ای که انجام شد، برای هر افق پیش بینی و در هر ایستگاه مشخصات داده های مناسب به عنوان ورودی مدل ها تعیین گردید. به علت ارتباط مناسب slp و sst تابستان (خصوصا شهریور) در نقاطی از منطقه با spi3 ایستگاه ها و همچنین اهمیت تخمین وضعیت سال آبی پیش رو از نظر خشکسالی قبل از شروع آن، مدل سازی برای پیش بینی spi3 مهر، آذر و اسفند (1، 3 و 6 ماه بعد) با استفاده از داده های slp و sst در فصل تابستان انجام شد. نتایج این مرحله نشان داد که knn نسبت به ann و anfis عملکرد ضعیف تری دارد، به نحوی که در هیچ کدام از مراحل بهترین عملکرد را نداشته است. اما نتایج ann و anfis نزدیک به هم بوده و هر یک در تعدادی از پیش بینی ها بهترین عملکرد را دارا بوده اند و تمامی پیش بینی های انجام شده توسط این دو در سطح 1% معنی دار بوده است. در این بین anfis به دلیل حساسیت کمتر به تعداد الگوهای آموزشی و همچنین عدم قطعیت کمتر به عنوان مدل برتر معرفی گردید. در پایان، به منظور آگاهی از وضعیت بلندمدت تر خشکسالی، پیش بینی شاخص های spi6 اسفند و spi12 شهریور سال بعد که نشان دهنده وضعیت خشکسالی به ترتیب در نصف و کل سال آبی آینده می باشند، با استفاده از slp و sst در ماه های فصل تابستان انجام شد. در این مرحله نیز عملکرد مدل ها مانند حالت قبل بود، با این تفاوت که anfis در تعداد بیشتری از موارد بهترین عملکرد را داشت.

با توجه به رشد روزافزون مصرف آب، مدیریت توام عرضه و تقاضا نیاز به توجه بیشتری دارد. راهبردی که در برنامه توسعه چهارم (ماده 17 بند الف) به صراحت به آن پرداخته شده است. این مهم، هدف اصلی این رساله است که سد زاینده رود و شبکه های کشاورزی پائین-دست آن را منطقه مطالعاتی قرار داده است. بدین منظور ابتدا مدل بهینه سازی تخصیص آب برای بخش تقاضا در سه لایه، شامل تخصیص بین شبکه ای، محصولات درون هر شبکه و مراحل مختلف رشد آنها انجام گرفت. جهت ارزیابی آن نیز، رویکرد بهینه سازی فوق برای خشکسالی 78-1377 اجرا و با رودیکرد سنتی در این حوضه تحت عنوان ونش بندی مقایسه گردید. نتایج نشان داد که اعمال این در تخصیص آب می تواند درآمد شبکه ها را تا 42 درصد نسبت به سنتی بالا ببرد. اما، با توجه به توابع هدف در مرحله قبل جواب بهینه سراسری حاصل نشد و مدلسازی بخش قبل بصورت دو لایه و با استفاده از روشهای الگوریتم های تکاملی ga و pso انجام شد. نتایج نشان داد که هیچ یک از روشها نتوانستند به جواب سراسری برسند، ولی در رسیدن به بهترین جواب موضعی، nlp بهترین عملکرد را داشته است. بعد از قسمت تقاضا، مدلسازی برای بخش عرضه با استفاده از قوانین محدود کننده (hedging)با هدف حداکثر کردن درآمد و حداقل کردن خسارات خشکسالی، در دو حالت ثابت و متغیر صورت گرفت. در ادامه نیز با قاعده بهره برداری استاندارد مقایسه شد. بهره برداری طولانی مدت از مخزن با استفاده از قوانین محدود کننده و نیاز متغیر نشان داد که این رویکرد می تواند نقش موثری در کاهش مدت زمان مواجهه با کم آبی، شدت و خسارات آن داشته باشد. اجرای مدلهای ساخته شده در قسمتهای قبل برای مدیریت عرضه و تقاضا، مستلزم پیش بینی سالانه جریان ورودی به مخزن می بود که پس از بررسی روش های مختلف، مدل knn بطور مطلوب تری عمل نمود. مجموع روش شناسی فوق منتها به سه روش برای نحوه تصمیم گیری در تعیین حقابه بخش کشاورزی و در ابتدای فصل بهره برداری گردید که می تواند جهت مدیریت سیستم های منابع آب در شرایط خشکسالی مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه با توجه به رشد روز افزون جمعیت و توسعه بخش های کشاورزی و صنعتی استفاده بهینه از منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار است. برای مدیریت منابع آب در مناطق خشک که اتکای بیشتری به سدها و ذخیره سازی آب های سطحی دارند، استفاده از سیستم های زودهنگام هشدار خشکسالی (drought early warning system) با معرف های هیدرولوژیکی، می تواند بر مقابله و آمادگی بر خشکسالی و کمبود آب وهمچنین پیشگیری از کاهش ذخایر آبی تا حد زیادی مفید واقع شود. در تحقیق حاضر سعی شده است یک سیستم زودهنگام هشدار خشکسالی با تکیه بر مولفه های موثر در مدیریت و برنامه ریزی رها سازی از سدهای مخزنی تهیه گردد. سیستم مورد استفاده شامل 5 زیر مدل اصلی 1) پایش خشکسالی 2) اندازه گیری و پایش مصرف آب در آینده همراه با تحلیل عدم قطعیت 3) محاسبه یک شاخص هشدار برای اعلام هشدار های لازم 4) آنالیز ریسک و عدم قطعیت و 5) ارائه راهکارهای مناسب جهت کاهش مصرف آب می باشد که برای سد زاینده رود ارائه گردید. در طراحی این سیستم ابتدا مصارف با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی با ضریب r2 برابر 75/0 در یک دوره 6 ماهه با در نظر گرفتن عدم قطیعت مربوط با سطوح احتمالاتی مختلف پیش بینی شد، همچنین بر اساس اطلاعات تاریخی ذخیره آب مخزن و به روش نگاشت خود سامان یافته (self- organizing feature maps) پایش خشکسالی در 5 دسته ( بدون خشکسالی، خشکسالی ضعیف، خشکسالی با شدت کم، خشکسالی شدید و خشکسالی خیلی شدید )انجام گرفت. سپس یک شاخص هشدار خشکسالی (drought alert index-dai) با توجه به شرایط جاری مخزن سد و مصرف آب در یک دوره پیش بینی 6 ماهه، محاسبه گردید و سپس بر اساس نتایج حاصل از شاخص محاسبه شده، سطوح مختلف هشدار از وضعیت شرایط نرمال تا شرایط کم آبی شدید برای دوره پیش بینی مورد نظر با در نظر گرفتن عدم قطعیت مربوط مشخص گردید. نهایتاً با بکاربردن مدل بهینه سازی غیر خطی با تابع هدف عملکرد مخزن، سطوح کاهش رهاسازی نسبت به هر یک از مقادیر dai با استفاده از سناریوهای مختلف بدست آمد. همچنین نقش اعمال کاهش رها سازی در کاستن شدت خشکسالی در طی دوره خشکسالی 1377- 1380 مورد بررسی قرار گرفت.

با توجه به رشد روزافزون مصرف آب، مدیریت تخصیص منابع آب نیاز به توجه بیشتری دارد. این امر در حوضه هایی که چندین استان با مدیریت های مختلف در آن قرار دارد، از اهمیت بالاتری برخوردار می باشد. حوضه قزل اوزن نیز از این شرایط برخوردار است که هم اکنون منابع آب 5 استان بطور مشخص به آن متکی هستند و طرح های بسیار متنوعی برای آن در حال مطالعه و اجرا می باشد که به بهره برداری رسیدن آنها تبعاتی را برای سیستم رودخانه در پایین دست به همراه خواهد داشت. به منظور بررسی این مهم، مدل تخصیص بین استانی در این حوضه با نگرش "رویکرد دینامیک" مورد توجه قرار گرفت. روش شناسی که بتواند ضمن شبیه سازی های لازم دینامیک، رفتار حال و آینده و مکانیزم های حاکم بر سیستم را نیز مورد ارزیابی قرار دهد. در این راستا و ملاحظه اثرات طرح های موجود در منطقه، شاخص های متفاوتی از مراجع مورد شناسایی قرار گرفت و تعدادی خاص نیز بنا به نیاز مطالعات تعریف شد که جنبه های مختلف اقتصادی و اجتماعی را در خود جای دارند. بدین منظور زیر مدل های خاص مانند شبیه سازی هیدرولوژیکی، گیاهی و اقتصادی در مدل تخصیص قرار داده شد و نهایتا طی سناریوهای مختلفی مورد ارزیابی قرار گرفت. این ارزیابی در 5 سناریو به انجام رسید که در آن سیستم منابع آب حوضه در شرایط فعلی، و به ترتیبی از بالا دست با فعال شدن طرح های 4 استان حاشیه قزل اوزن مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان داد با فعال شدن طرح های استان های بالادست طی سناریوهای گوناگون، میزان خروجی از استان ها دچار دگرگونی هایی به ضرر استان های پائین دست خواهد شد، چالشی که در سال های خشک از شدت بیشتری برخوردار خواهد بود، مواردی مانند: افزایش تقاضا، کاهش خروجی از استان های بالا دست، کاهش درآمد در استان های پایین دست و نهایتا تغییرات قابل توجه در ورودی به سد سپید رود و تبعات منفی آن برای استان گیلان. به عنوان مثال با فعال شدن طرح های استان کردستان (بالادست ترین استان)، درآمد کشاورزی آن را 50 درصد افزایش و درآمد استان زنجان را حدود 5/7 درصد کاهش می دهد. نهایتا ورودی به سد سپیدرود نیز حدود 10 درصد، تنها بدین واسطه کم خواهد شد. نتایج نشان قوت مدلسازی دینامیکی این تحقیق داشت، بطوریکه در آن ارتباطات بالادست-پائین دست و بالعکس، فرآیندهای هیدرولوژیکی و کشاورزی را پوشش می دهد. نهایتا نیز تحقیق تاکید دارد که برخورد صرف سازه ای با شرایط موجود که نگاه غالب در کشور است، در قزل اوزن کارساز نخواهد بود.

چکیده: برآورد بار رسوب از جمله مسائلی است که در بسیاری از پروژه های مربوط به منابع آب نقش تعیین کننده ای دارد. برای پرداختن به این مهم، تحقیق حاضر دو رویکرد متفاوت روش های هیدرولوژیکی (مانند usbr، fao و متوسط دسته ها) و استفاده از مدل مفهومی swat در برآورد بار معلق رسوب و فرسایش را در حوضه ی آبریز گاماسیاب مورد بررسی قرار داده است. برای واسنجی مدل swat، از داده های اندازه گیری رواناب روزانه و نمونه برداری های رسوب در سه ایستگاه در سطح حوضه استفاده شد که در کارهای قبلی با این مدل، شبیه سازی همزمان سه ایستگاه کمتر به انجام رسیده است. پس از اعتبار سنجی مدل نتایج حاصل با روش های هیدرولوژیکی مقایسه و بهترین همخوانی را با ارقام حاصل از روش های usbr و دسته بندی داده ها نشان داد. رسوب ویژه حوضه با استفاده از مدل swat، 8/2 تن بر هکتار در سال و با روش usbr، 9/4 تن بر هکتار در سال بدست آمد. گزارشات موسسه تحقیقات آبخیزداری و حفاظت خاک نیز رقم 2 تن بر هکتار را حکایت دارد که به برآورد swat نزدیک تر می باشد. در قسمت بعد، به ارزیابی برخی از راهکارهای مدیریتی و حفاظتی با استفاده از مدل swat در سطح حوضه پرداخته شده است. نتایج این بخش نشان داد که راهکار احداث آب بند در سرشاخه های زیرحوضه های رسوب خیز، به تنهایی می تواند تا 16 درصد از بار رسوب سالانه را کاهش دهد. بکارگیری راهکار ترکیبی شامل احداث آب بند، کشت نواری در اراضی زراعی فاریاب و کشت روی خطوط تراز یا تناوب کشت مناسب در اراضی زراعی دیم، در بخش های رسوب خیز حوضه نیز کاهش 35 درصدی بار رسوب سالانه را می تواند نتیجه دهد. علاوه بر موارد فوق، تناوب های مختلف کشت در اراضی زراعی مدل سازی شده و نتیجه ی آنها در میزان فرسایش این مناطق مورد بررسی قرار گرفت که این رویکرد می تواند با توجه به پذیرش کشاورزان منطقه، در پیشنهاد تناوب کشت مناسب به آنها مفید واقع شود.

دریاچه ارومیه به عنوان یکی از پیکره های آبی مهم ایران، نقش مهمی در اقتصاد و اکولوژی شمال غرب ایران دارد. مطالعات دیرینه شناسی و آمار ثبت شده نشان می دهد که به دلایل مختلف، دریاچه نوسانات زیادی را در تراز سطح آب تجربه نموده است. در مورد علل غالب این تغییرات، دلایل متفاوتی ارائه شده ولی بررسی های کتابخانه ای نشان داد که این دلایل عمدتا" گمانه زنی بوده و کم تر حاصل یک مطالعه تحلیلی می باشند. در این تحقیق سعی شد تا رویکردی سیستماتیک و با اتکا به روش های آماری و طیفی به روز، الگوهای تدریجی و ناگهانی تراز دریاچه ارومیه و همچنین دوره های نوسانی تراز دریاچه استخراج و مقایسه آن با رفتار متغیرهای اقلیمی محلی و جهانی انجام گردد. همچنین بررسی مقایسه ای این دریاچه با دریاچه وان در ترکیه با این رویکرد و در محدوده فرکانس و بررسی تقدم و تاخر فاز نوسانات آنها از دیگر مواردی می باشد که تحقیق به آن پرداخته است. با بررسی روند سری های زمانی اقلیمی و هیدرولوژیکی مشخص گردید که روند کاهشی تراز دریاچه ارومیه از روند تغییر شاخص های اقلیمی متاثر است. در خصوص کاربرد روش های طیفی، تحلیل طیفی سری زمانی تراز دریاچه ارومیه با روش های آنالیز طیف تکینssa (singular spectral analysis )و چند کاهنده mtm (multi taper method)، وجود دوره های نوسانی بین سالی2/1، 4/1، 8/1، 4/2 و 5/4 ساله را نشان داد. بازسازی تراز دریاچه از مولفه های دوره ای بدست آمده، توانست 30% تغییرات تراز دریاچه را شبیه سازی نماید. علاوه بر این شدیدترین تغییر رژیم تراز دریاچه مربوط به سال 1999-2000 و به صورت کاهشی با تاخیری تقریبا" یکساله با تغییر رژیم بارندگی و دما اتفاق افتاده است. نتایج تحلیل وابستگی نشان داد که علاوه بر تاثیر بارندگی ، دما و رواناب در دوره های درون سالی و بین سالی این تغییرات با تغییرات شاخص های اقلیم جهانی در دوره های بین سالی مرتبط می باشند. همچنین بررسی خاص طیف سری زمانی تراز دریاچه قبل و بعد از تغییرات اخیر تراز دریاچه نشان داد که پیک هایی که بالای سطح معنی دار قرار گرفته بودند، در سری دوم نسبت به دوره قبل کم تر شده است که می تواند ناشی از فعالیت های بشری باشد. مقایسه تراز و بارندگی در حوضه دریاچه ارومیه با دریاچه وان نشان داد که دو دریاچه رژیم های مشابهی را تجربه نموده اند و تغییرات تراز – بارندگی در هر دو دریاچه ارتباط مشابهی در رژیم های متفاوت دارند. تحلیل وابستگی بین تراز دریاچه ها ارتباط معنی داری بین این دو را در دوره های درون و بین سالی نشان داد . این ارتباط در دوره های کوتاه مدت با تقدم و تاخر همراه بوده، ولی در دوره های بلندمدت، عکس العمل دو دریاچه تقریبا" همزمان می باشد.

حوضه آبریز رودخانه قزل اوزن- سفیدرود از حوضه های آبریز با رودخانه ای مرزی می باشد که از ویژگی های منحصر به فرد آن می توان به حضور 8 ذینفع در آن اشاره نمود که استان های کردستان، زنجان، آذربایجان شرقی، اردبیل، همدان، قزوین، تهران و گیلان را شامل می شود. در این حوضه طرح های توسعه بسیاری نظیر ساخت چندین سد در استان های بالادست در حال انجام می باشد که برخی از آنها در دست ساخت و برخی در حال مطالعه می باشند. اجرایی شدن هر یک از این طرح ها اثرات سوئی را بر میزان منابع آب قابل دسترس استان های پایین دست که در گذشته از منابع آب این رودخانه برخوردار بودند، خواهد داشت. پدیده تغییر اقلیم نیز از دیگر عواملی است که شرایط کاهش منابع آب در این استان ها را تشدید خواهد کرد. از این رو رودخانه قزل اوزن- سفیدرود به یکی از پر چالش ترین حوضه ها در بحث تخصیص منابع آب تبدیل شده است. این تحقیق تلاش دارد اثرات احداث هر یک از سدهای طرح های توسعه و نیز تغییر اقلیم را بر جریانات طبیعی رودخانه قزل اوزن- سفیدرود ارزیابی نماید. از دیگر اهداف این تحقیق شناسایی مکانیزم های منصفانه تخصیص منابع آب بین ذینفعان درگیر در حوضه آبریز تحت شرایط اقلیمی مختلف و نیز شرایط تغییر اقلیم می باشد. در این راستا ابتدا حوضه آبریز قزل اوزن- سفیدرود در محیط weap شبیه سازی شده و مدل برای شرایط پایه و 4 سناریوی مختلف طرح های توسعه اجرا گردید. نتایج، حساسیت بالای استان گیلان (پایین دست ترین استان) را به اجرایی شدن طرح های توسعه نشان می دهد که کاهش جریان ورودی به سد سفیدرود تا 35 درصد از جمله اثرات احداث طرح های بالا دست می باشد. همچنین نتایج بررسی هر یک از سناریوها تحت تاثیر پدیده تغییر اقلیم، بیانگر کاهش 25 درصدی جریان ورودی به سد سفیدرود نسبت به شرایط تاریخی می باشد. به منظور کاهش تنش های ایجاد شده بین ذینفعان این حوضه رویکرد ورشکستگی که از رویکردهای تئوری بازی های همکارانه می باشد، به عنوان روشی برای تخصیص منابع آب در این حوضه انتخاب گردید. در این تحقیق تخصیص منصفانه در شرایط مختلف طرح های توسعه و تغییر اقلیم، با 4 روش از این رویکرد، شامل قانون ورشکستگی نسبی (p)، نسبی تعدیل شده (ap)، مقید به سود یکسان (cea) و مقید به ضرر یکسان (cel) انجام شد. ارزیابی پایداری نتایج به دست آمده نشان داد که قوانین تخصیص منصفانه در شرایط اقلیمی متفاوت، می تواند تغییر نماید. بنابراین لازم است تا در شرایط مختلف اقلیمی مکانیزم های تخصیص جداگانه ای مورد ارزیابی قرار گیرد. بر اساس آنالیزهای انجام شده، استفاده از قوانین ap و p به ترتیب برای شرایط اقلیمی نرمال و خشکسالی در تخصیص منابع آب حوضه آبریز قزل ازن- سفیدرود پیشنهاد می گردد.

روند نزولی تراز آبی دریاچه ارومیه یک مشکل جدی برای منطقه شمال غرب ایران است که اثر منفی بر کشاورزی و صنعت منطقه خواهد داشت. این تحقیق دلایل احتمالی از این مشکل را با تخمین روند در سری زمانی متغیرهای آب و هواشناسی حوضه و ارزیابی تغییرات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه با استفاده از تصاویر ماهواره ای بررسی کرده است. چهار روش آماری غیر پارامتری شامل: من-کندال، تایل-سن، اسپیرمن و سنس تی برای تخمین روند ماهانه و سالانه دبی، بارندگی و دما در 81 ایستگاه واقع در سطح حوضه به کار گرفته شدند. نتایج روند معنی دار افزایشی دما را در کل حوضه و برای بارش روند افزایشی در یک منطقه خاص از حوضه نشان داد. همچنین آزمون های روند یک روند کاهشی کلی را برای دبی حوضه بخصوص در ایستگاه-های پائین دست تائید کردند. بطوریکه این می تواند به دلیل برداشت بیشتر از زیر حوضه های بالا دست باشد. همگنی روندهای ماهانه نیز با استفاده از آزمون همگنی روند ون بل و هوگات ارزیابی شد. تحلیل زمانی روند دما در سطح حوضه یک روند معنی دار افزایشی را در اواسط دهه 1980 و 1995 نشان داد. برخلاف دما، برای دبی یک روند معنی دار کاهشی از ابتدای سال 1995 تشخیص داده شد. در بخش دوم (این بخش فقط برای قسمت شرقی حوضه به دلیل محدودیت تصاویر ماهواره ای انجام شده است)، تصاویر سال های 1976، 1989، 2002 و 2011 ماهواره لندست همراه با نقشه های کاربری اراضی قابل دسترس و تصاویر google earth از منطقه مورد مطالعه تهیه شد. علاوه بر آن، بازدید از منطقه مورد مطالعه و برداشت مختصات از کاربری اراضی با دستگاه gps انجام شد. برای طبقه بندی تصاویر از روش های حداکثر شباهت، حداقل فاصله و ماهالانوبیز استفاده شد و نتایج نشان داد که روش حداکثر شباهت کمترین خطا را به همراه داشته است. نتایج پردازش تصاویر نشان داد که مساحت کاربری اراضی زراعی آبی، باغی و دیم بترتیب 412، 485 و 672 درصد طی 35 سال اخیر افزایش یافته است. اما اراضی مرتعی 34 درصد کاهش یافته است. در نهایت بررسی رابطه تغییرات جریان رودخانه ها با تغییرات همزمان دما و بارش و یکبار با تغییرات همزمان دما، بارش و سطح اراضی آبی نشان داد که بیشترین همبستگی تغییرات دبی با تغییرات سطح کشت آبی و سپس با دما می باشد و در هیچکدام از روابط تغییرات بارش همبستگی معنی داری را نشان نداد.

چکیده دریاچه ارومیه بزرگترین دریاچه کشور می باشد و اهمیت ویژه ای در مولفه های اقتصادی و اجتماعی شمال غرب کشور دارد. متأسفانه این دریاچه در اثر خشکسالی های اخیر و برداشت های بی-رویه از رودخانه های منتهی به آن، با افت شدید سطح آب مواجه شده که می تواند بستری برای مشکلات زیست محیطی و تبعات آن در منطقه و حتی کشور باشد. بدیهی است تنها راه حل، کاهش مصرف آب است که از طریق افزایش بهره وری میسر خواهد بود. این مهم در این تحقیق برای رودخانه زرینه رود به عنوان اصلی ترین ورودی به دریاچه مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور وضع موجود بهره وری آب در حوضه و راهکار هایی جهت ارتقاء آن شامل افزایش راندمان آبیاری، تغییر الگوی کشت و همچنین اعمال همزمان آنها با استفاده از چهار شاخص cpdip، cpdet، nbpdip و nbpdet مورد شبیه سازی و ارزیابی قرار گرفتند. جهت شبیه سازی متغیرهای هیدرولوژیکی و کشاورزی مورد نیاز، از مدل نیمه مفهومی swat استفاده گردید. بدین منظور ابتدا مدل با استفاده از 6 ایستگاه آبسنجی در سطح حوضه واسنجی و اعتبارسنجی شد که مقادیر r2 به ترتیب بین 49/0 تا 71/0 و 54/0 تا 77/0 بدست آمد. همچنین، میزان تبخیر و تعرق واقعی از سطح حوضه در سال های پرباران بر اساس اطلاعات سند ملی آب واسنجی شد، که مقدار r2 برابر با 88/0 را نتیجه داد. نتایج تحقیق نشان داد که در شرایط کنونی حوضه (با راندمان آبیاری 38 درصد) مقادیر چهار شاخص بهره وری مورد اشاره به ترتیب برابر 84/0، 78/1، 1604 و 3415 می باشند. همچنین مطابق با شبیه سازی های انجام گرفته با مدل swat برای شرایط موجود حجم آب سالانه ورودی به دریاچه mcm 1357، میزان تبخیر و تعرق واقعی سالانه از اراضی کشاورزی تحت کشت آبی mcm430 و همچنین میزان افت سطح ایستابی از کل حوضه زرینه رود برای دوره مورد مطالعه برابر با 3/3 متر است که با اطلاعات منطقه هماهنگی کافی دارد. نتایج تحلیل راهکارها نشان داد که با افزایش راندمان آبیاری و تغییر سیستم های آبیاری از سطحی به بارانی (راندمان 60 درصد) و قطره ای (راندمان 80 درصد)، مقادیر شاخص های بهره وری آب به ترتیب 15، 36، 50 و 76 درصد نسبت به سناریو پایه افزایش یافتند. همچنین میزان عملکرد محصولات به طور متوسط 20 درصد نسبت به سناریو پایه ارتقاء پیدا کرد. با این وجود در این سناریو مقدار حجم آب ورودی به دریاچه تغییر نکرده و مقدار افت سطح ایستابی نیز شدیدتر گردید. در سناریو مربوط به تغییر الگوی کشت ( مشخصا جایگزینی سیب بجای یونجه) مقادیر شاخص های بهره وری آب به ترتیب 60، 60، 80 و 80 درصد نسبت به سناریو پایه افزایش یافت و میزان افت سطح ایستابی به 3 متر رسید، که نسبت به سناریو پایه قدری کمتر شد. همچنان در این سناریو میزان ورودی به دریاچه تفاوت چندانی نکرد. در آخر نیز با تغییر همزمان الگوی کشت و سیستم های آبیاری ، مقادیر شاخص های بهره وری آب نسبت به سناریو پایه به بیش از دو برابر افزایش یافت و متوسط میزان افت سطح ایستابی در کل حوضه از 3/3 متر اولیه به 8/1 متر کاهش یافت. در این سناریو میزان ورودی به دریاچه mcm 39 نسبت به سناریو پایه افزایش یافت، که عملکرد بهتر آن را نشان می دهد. نتایج فوق نشان داد که در کلیه سناریو ها میزان حجم آب ورودی به دریاچه افزایش چشمگیری نداشته و این راهکارها راه حل اساسی جهت حفظ دریاچه نمی باشند. همچنین نتایج نشان داد، شاخص های بهره وری آب به تنهایی معیار خوبی جهت ارزیابی مدیریت سیستم های منابع آب در یک منطقه نبوده و باید در کنار این شاخص ها به معیارهایی مانند نیاز زیست محیطی منطقه، افت سطح ایستابی ( متناسب با شرایط هر منطقه) نیز توجه کرد. کلمات کلیدی: دریاچه ارومیه، حوضه زرینه رود، شاخص های بهره وری آب، مدیریت سیستم های منابع آب، نیاز زیست محیطی دریاچه، تبخیر و تعرق واقعی، افت سطح آب زیرزمینی، swat

بخش کشاورزی آسیب پذیرترین بخش در شرایط خشکسالی بوده و برنامه ریزی و مدیریت کارآمد آب بهترین استراتژی برای کاهش فشارهای خشکسالی بر این بخش است. در این شرایط یکی از این رویکردهای عملیاتی، استفاده از مدل های زمان واقعی برای کمک به مدیران بخش آب در تصمیم گیری در زمینه هایی مانند کم آبیاری یا کاهش سطح زیر کشت با استفاده از اطلاعات به هنگام می باشد. در این راستا ارائه روش شناسی مناسب در توسعه سیستم های بهره برداری زمان-واقعی و به عبارتی سیستم های پشتیبانی تصمیم گیری یا تصمیم یار (dss) با این قابلیت از اهمیت بالایی برخوردار هستند. اما با توجه به طیف گسترده مطالعات در زمینه تخصیص منابع آب در بخش کشاورزی، هنوز سیستم های طراحی شده در این زمینه، دارای کارایی مناسبی نمی باشند. علت این امر را می توان در مسایلی مانند پیچیدگی فرایند اتخاذ تصمیم، طبیعت غیر قطعی متغیرهای تصمیم از جمله منابع (پیش بینی ها) و مصارف، عدم انتخاب و کارایی مناسب توابع هدف، عدم به هنگام سازی و دخالت تصمیمات اتخاذ شده قبلی در فرایند تصمیم گیری جستجو کرد. از طرفی دیدگاه بهره وری بهینه از منابع آبی و لزوم نگرش مدیریت یکپارچه منابع آب، نگاه جامع تخصیص را از سد تا گیاه طلب می نماید. پرداختن به موارد فوق موضوع این تحقیق است که در آن تلاش شده است تا با رویکردی نوآورانه به موضوعات مورد اشاره بپردازد. همچنین برای ارائه روش شناسی و ارزیابی آن سیستم آبی زاینده رود در استان اصفهان به عنوان منطقه مطالعاتی استفاده شده است. بدین منظور در تحقیق حاضر یک الگوریتم تصمیم گیری مبتنی بر ریسک کارا به منظور بکار گیری در dss های تخصیص منابع آب پیشنهاد می گردد که دارای از دو جزء اصلی شامل: مدل زمان واقعی تخصیص و مدل مبتنی بر ریسک تخصیص منابع آب تشکیل شده است. هسته اصلی محاسبات در هر دو جزء مدل یک مدل بهینه سازی سه لایه با هدف حداکثر کردن درآمد و حداقل کردن خسارات خشکسالی می باشد که بر پایه شبیه سازی تابع عملکرد گیاهان، تابع سود شبکه های آبیاری و تابع سود سیستم استوار است. مدل زمان واقعی تخصیص منابع آب از دو جزء اصلی شامل: الف) مولفه پویای پیش بینی دبی ورودی به مخزن و ب) مولفه بهینه سازی پویای تخصیص منابع آب تشکیل شده است که از جمله قابلیت های کلیدی آن به هنگام سازی اطلاعات در هر مرحله از تصمیم و همچنین لحاظ تصمیمات اتخاذ شده قبلی در فرایند تصمیم گیری می باشد. نتایج نشان داد که سیستم مدل سازی زمان واقعی به خوبی توانست محاسبات لازم را برای تخصیص و توزیع آب بین شبکه ها، محصولات کشاورزی و برنامه ریزی آبیاری پوشش دهد و تا 30 درصد درآمد شبکه ها را نسبت به روش سنتی تخصیص آب در شرایط خشکسالی افزایش دهد. به منظور افزایش کارائی مدل در بخش شبیه سازی عملکرد نیز از روش جدید ارائه توسط فائو استفاده گردید و با اصلاح آن، واکنش سیستم به تنش های آبی و شوری در محاسبات تخصیص منابع آب مد نظر قرار گرفت. دخالت عدم قطعیت ها در تصمیم گیری با استفاده از مفهوم ارزش در معرض ریسک شرطی (cvar) انجام شد. بر این اساس مقادیر بهینه تخصیص آب را در شبکه های آبیاری، محصولات و مراحل رشد آن ها با توجه به حداقل ریسک و با توجه به عدم قطعیت ناشی از پیش بینی جریان برآورد گردید. نتایج نشان داد که بهره گیری از مفهوم احتمالاتی cvar در مدل تخصیص منابع آب، می تواند علاوه بر توصیف نحوه تغییرات ریسک پذیری سیستم در افق زمانی مورد نظر، میزان تخصیص بهینه آب را به گونه ای تعیین کند که خسارت وارده و ریسک ناشی از تصمیم گیری نادرست به واسطه شرایط غیر قطعی هیدرولوژیکی، حداقل گردد و در عین حال به نحو مطلوبی یک فضای احتمالاتی تصمیم را به منظور اتخاذ تصمیمات واقع بینانه در اختیار کاربر قرار دهد.

با توجه به وضعیت نه چندان مناسب حوضه دریاچه ارومیه و نیز بحث پدیده تغییر اقلیم و تاثیرات آن، پیش بینی وضعیت تغییر اقلیم در آینده و ارزیابی اثرات آن به منظور کاهش آسیب پذیری و مقابله با آن از اهمیت بسزائی در این حوضه برخوردار است. در این تحقیق تلاش شده است که پس از ارزیابی این پدیده بر روی سیستم آبی حوضه سیمینه رود، راهکارهایی به منظور تطبیق با آن در بخش کشاورزی به عنوان مهم ترین مصرف کننده آب در این حوضه ارائه گردید. بدین منظور از مدل swat برای شبیه سازی و ارزیابی راهکارهای تطبیقی در حوضه آبریز استفاده شد. برای مدلسازی شرایط تغییر اقلیم در منطقه از خروجی های مدل گردش عمومی جو hadcm3 و با در نظر گیری دو سناریو انتشار a2 و b2 بهره گرفته شد و با ریز مقیاس نمائی آن ها با استفاده از مدل sdsm، داده های دما حداقل، حداکثر و بارندگی برای سال های 2010 تا 2033 استخراج گردید. پس از محاسبه تغییرات دما و بارندگی نسبت به شرایط حاضر، مقادیر این تغییرات به منظور بررسی تاثیر آن بر روی حوضه آبریز، به مدل swat اعمال گردید و مقادیر تنش آبی و دمائی و عملکرد محصولات و جریان ورودی به دریاچه ارومیه در شرایط اعمال تغییر اقلیم برآورد گردید. نتایج حاکی از افزایش متوسط تنش آبی و دمایی و همچنین کاهش عملکرد محصولات بود. همچنین در این شرایط متوسط سالانه ورودی به دریاچه از 570 در شرایط حاضر به 400 و 463 میلیون متر مکعب تحت سناریوهای انتشار a2 و b2 تقلیل یافت. پس از ارزیابی اثرات تغییر اقلیم در حوضه، راهکارهایی به منظور تطبیق با این تغییرات در بخش کشاورزی پیشنهاد و با معیارهای چون تغییرات تنش آبی، دمایی و عملکرد محصولات و ورودی به دریاچه نسبت به شرایط پایه ارزیابی شدند. این راهکارها شامل الف) تغییر الگوی کشت حوضه به گندم و جو، ب) حفظ سطح زیر کشت گندم و جو و جایگزینی سیب زمینی با سایر محصولات زراعی، ج) اعمال کم آبیاری به برخی محصولات در دو سطح کم آبیاری 25 و 50 درصد و د) تغییر تاریخ کشت محصولات. در راهکار تغییر الگوی کشت به گندم و جو ما شاهد کاهش 80 و 75 درصدی تنش آبی تحت هر دو سناریو انتشار a2 و b2 نسبت به شرایط پایه می باشیم. همچنین کالری تولیدی و ورودی به دریاچه نیز در دو سناریو انتشار به ترتیب 19، 21 ; 11و 14 درصد افزایش را نسبت به شرایط پایه نشان داد. در راهبرد جایگزینی محصول با سیب زمینی نیز تنش آبی در سناریو انتشار a2، 60 درصد و در سناریو b2، 63 کاهش یافت. مقدار کالری تولیدی حوضه نیز حدودا 34 تا 37 درصد افزایش داشت، ولی مقدار ورودی به دریاچه تغییر چندانی نشان نداد. در راهبرد کم آبیاری به سبب اعمال کم آبیاری، تنش آبی محصولات اندکی افزایش یافت، به طوریکه در سناریو انتشار a2 حدود 3 تا 8 درصد افزایش و برای b2، 9 تا 13 درصد افزایش همراه بود. کالری تولیدی محصولات نیز بین 6 تا 9 درصد کاهش را در محدوده سناریوها و میزان کم آبیاری نشان داد، ولی ورودی های به دریاچه تا حدود 15 درصد افزایش را نشان می داد. و در انتها در راهبرد تغییر کشت محصولات، تنش آبی در شیفت 15 روزه تاریخ کشت محصولات به عقب برای سناریو انتشار a2و b2 به ترتیب، 8 و2 درصد کاهش و در شیفت 30 روزه نیز 13 و 8 درصد کاهش را دنبال دارد. مقدار کالری تولیدی در این راهبرد بین 5 تا 10 درصد افزایش به همراه دارد، ولی مقدار ورودی به دریاچه تغییر محسوسی نخواهد نداشت. ارزیابی راهکارهای اعمال شده در این تحقیق نشان داد که نوعی تقابل بین حقابه دریاچه ارومیه و کشاورزی بوجود آمده و در آینده تشدید خواهد شد. بطوریکه راهکارهای منجربه تولید بیشتر معمولاً نمی توانند نقشی در جبران کاهش ورودی به دریاچه داشته باشند و بالعکس راهکارهایی که ورودی بیشتری را به دریاچه سبب می شوند. کاهش عملکرد را بدنبال دارند.

دریاچه ارومیه بزرگترین دریاچه داخل کشور بوده که طی سال های اخیر شاهد کاهش چشمگیر در تراز سطح آب می-باشد. دلایل متعددی مانند تغییر اقلیم، خشکسالی های مستمر، توسعه سطح زیر کشت و تغییر کاربری اراضی و احداث سدها برای آن ذکر شده است، ولی کمتر در کنار دلایل ارائه شده، مستندات و ادله علمی مربوط نیز همراه بوده است. تحقیق حاضر تلاشی است تا با این نگاه به این مهم بپردازد و در این راستا به بررسی اثرات تغییرات سری های زمانی بارش و دما و کاربری اراضی، همراه با نقش بهره برداری از سد ونیار بر روی رودخانه آجی چای بر دریاچه می پردازد. بدین منظور تعدادی از روش-های غیرپارامتری آماری و مدل مفهومی swat (soil and water assessment tools) همراه با اطلاعات زمینی از ایستگاه های بارانسنجی، دماسنجی، آبسنجی و ماهواره ای مورد استفاده قرار گرفت. نتایج تحلیل روند وجود رفتار عمومی یکسان را برای بارندگی نشان نداد. بطوریکه در مقیاس سالانه در 8 ایستگاه روند افزایشی و در 7 ایستگاه روند کاهشی مشاهده شد که تنها ایستگاه های تبریز و هریس شاهد کاهش معنی دار بارندگی بوده اند. اما روند عمومی دما در حوضه افزایشی بود که مجدداً تنها روند ایستگاه تبریز به لحاظ آماری معنی دار بود. در خصوص دبی رودخانه ها، ایستگاه های ونیار و آخولا هر دو روند کاهشی داشتند. برای روندزدایی سری ها دو روش مبتنی بر شیب خط و سری فوریه بکار گرفته شدند که در روش اول تفاوت ارقام قبل و بعد روندزدایی زیاد و در روش دوم اصلاً تفاوتی نداشتند. برای حل این مشکل روشی ترکیبی در تحقیق پیشنهاد شد که در آن روش اول با کمک شیب خط تایل-سن و تنها در سال های بعد از وقوع روند به انجام می رسد که نتایج منطقی تری حاصل شد. این روش، میانگین بلند مدت بارندگی حوضه را بعد از روندزدایی از 328 به 339 میلیمتر و دمای آن را از 05/11 به 6/10 درجه سانتیگراد تغییر می دهد. در بخش اثرات تغییرات کاربری اراضی تصاویر landsat سال های 1976، 1989، 2002 و 2008 به عنوان ورودی به مدل swat معرفی گردید و تحت اطلاعات ورودی یکسان مدل ها در محدوده مربوط به سال کاربری واسنجی شدند. هر چهار مدل برای سال های 1976 تا 2008 اجرا شدند. نتایج خروجی این چهار مدل حاکی از کاهش قابل توجه حجم آب خروجی از حوضه به میزان 51% و افزایش تبخیر و تعرق واقعی به میزان 13% طی این سال ها بود. اثرات تغییرات بارش و دما تحت سه سناریو شامل 1) استفاده از داده های دما و بارش که هر دو روندزدایی شدند، 2) استفاده از داده های دمای پایه و بارش روندزدایی شده و 3) استفاده از داده های دمای روندزدایی شده و بارش پایه می باشند که با دوره پایه مقایسه شدند. نتایج این بخش نشان داد که بیشترین افزایش حجم آب خروجی از حوضه برابر با 4/11% در سناریو 2 نسبت به سناریو پایه (دما و بارش پایه) بوده است. ضمن اینکه در سناریوهای 1 و 2 تبخیر و تعرق واقعی افزایش یافت. در مورد بهره-برداری از سد ونیار نیز نتایج نشان داد که این عامل منجربه 21% کاهش حجم آب خروجی از حوضه و 6/1% افزایش تبخیر و تعرق واقعی خواهد شد. به طور کلی مقایسه عوامل مورد بررسی نشان داد که تغییر کاربری اراضی نقش به مراتب موثرتری بر وضعیت دریاچه نسبت به عوامل اقلیمی داشته است. همچنین، بهره برداری از سد ونیار نیز بر این مشکلات خواهد افزود و شاهد کاهشی تا 21% در ورودی های به دریاچه خواهیم بود.

مدیریت و استفاده بهینه از منابع آب در بخش کشاورزی نقش بسزائی در تامین امنیت منابع غذایی جمعیت روبه رشد جهان ایجاد خواهد کرد. به منظور ارتقاء بهره وری آب در بخش کشاورزی و مدیریت بهینه آن در سطح شبکه های آبیاری باید توزیع و تحویل آب از لحاظ زمانی و مکانی متناسب با نیازهای واحدهای زراعی مختلف و منابع آب در دسترس باشد. به بیان دیگر تخصیص و توزیع آب در اراضی زراعی بایستی طوری صورت گیرد که بین عرضه و تقاضا مطابقت مناسبی برقرار گردد. برنامه-ریزی تحویل و توزیع آب در شبکه های آبیاری عموماً در دو بخش مختلف صورت می گیرد که عبارتند از: واحدهای زراعی و کانالهای توزیع. در مطالعات گذشته بهینه سازی تخصیص و تحویل آب در بخشهای فوق بدون هیچگونه ارتباطی به یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته است، بطوریکه یا فقط تخصیص بهینه آب بین واحدهای مختلف زراعی صورت گرفته و یا اینکه تحویل و توزیع آب در یک کانال توزیع، بهینه گشته است. در این تحقیق تحویل و توزیع آب هم در سطح واحدهای زراعی و هم در سطح شبکه کانالهای توزیع بصورت توام مورد بررسی قرار گرفت و سعی بر این بود که با توجه به منابع محدود آب در دسترس، برنامه ریزی تخصیص، تحویل و توزیع آب از لحاظ مکانی و زمانی طوری صورت بگیرد که با حداقل تلفات بیشترین عملکرد و سود حاصل شود. بدین منظور در این مطالعه دو نوع نگرش متفاوت جهت تخصیص بهینه آب مدنظر قرار گرفت. در حالت اول که رویکرد مرحله ای نام دارد ابتدا با توجه به منابع آب موجود و آب موردنیاز محصولات مختلف، میزان آب اختصاصی به هر کدام از محصولات طوری تعیین می گردد تا حداکثر سود حاصل شود. سپس با معلوم بودن میزان آب اختصاص یافته به هر یک از واحدهای زراعی، توزیع آب در طول دوره رشد هر محصول با هدف حداکثرسازی تولید بدست آمد. بدین ترتیب در یک کانال توزیع آب، دبی هر انشعاب که میزان آب موردنیاز واحدهای زراعی پایین دست را تأمین می نماید بصورت متغیر در طول دوره رشد تعیین شد. با معلوم بودن دبی موردنیاز هر انشعاب، برنامه ریزی تحویل و توزیع آب بین انشعابات مختلف یک کانال توزیع طوری صورت گرفت که اهداف مختلفی از عوامل تحویل آب همچون دبی جریان ورودی به کانال توزیع، انحراف از مدت زمان تکمیل برنامه آبیاری، تلفات آب و ... حداقل گردد. در رویکرد دوم، تخصیص آب در سطح واحدهای زراعی و در طول دوره رشد آنها و همچنین در سطح شبکه کانال های توزیع بصورت یکپارچه و با اهداف چندگانه (بهینه سازی چندهدفه) مدنظر قرار گرفت. بدین منظور اهداف مختلفی همچون حداکثرسازی عملکرد هر کدام از محصولات و سود حاصل از تخصیص آب بین واحدهای مختلف زراعی و همچنین حداقل سازی عوامل تحویل آب در کانال (ظرفیت کانالهای توزیع، انحراف از مدت زمان تکمیل برنامه آبیاری، تلفات آب و ... ) بصورت همزمان و در قالب یک مدل چندهدفه مد نظر قرار گرفت و با بهره گیری از روش بهینه سازی چندهدفه nsga-ii متغیرهای تصمیم مساله بصورت بهینه بدست آمد. به منظور بررسی عملکرد مدلهای تهیه شده، شبکه آبیاری و زهکشی مغان به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب و با استفاده از آمار و اطلاعات مربوطه کارآیی مدلها مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا توزیع آب در کانال l شبکه آبیاری و زهکشی مغان در سال آبی90-1389 با نتایج حاصل از مدلهای بهینه توسعه داده شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در صورت استفاده از مدل بهینه تهیه شده، بهره وری مصرف آب از 900 ریال بر مترمکعب در شرایط واقعی به 2356 ریال بر مترمکعب افزایش خواهد یافت و 25 درصد نیز در مصرف آب صرفه جویی بعمل می آید. نتایج اجرای رویکرد مرحله ای در مطالعه موردی بر روی کانال k از شبکه آبیاری و زهکشی مغان، نشان داد با کمبود 25 و 50 درصدی آب موجود، به ترتیب 24 و 40 درصد بر میزان بهره وری مصرف آب افزوده شده و کارآیی مصرف آب محصولات مختلف نیز تحت شرایط کمبود آب بهبود می یابد. رویکرد یکپارچه به مسئله تخصیص و توزیع بهینه آب، گزینه های مختلفی را در اختیار مسئولین بهره-برداری شبکه قرار می دهد و تصمیم گیرندگان می توانند با قبول سود کمتر به مقادیر کمتری از عوامل تحویل آب در کانال (دبی ورودی، زمان تکمیل برنامه تحویل آب و ... ) دست پیدا کنند. مقایسه نتایج حاصل از رویکرد یکپارچه و مرحله ای نشان داد که در شرایط بدون محدودیت منابع آب، تنها با 1/0 میلیارد ریال کاهش سود می توان علاوه بر افزایش 8 درصدی بهره وری مصرف آب، حدود 16 درصد آب کمتری وارد کانال نمود و 16 ساعت نیز زودتر برنامه تحویل آب را به اتمام رساند. این انتخاب تنها یکی از گزینه های ممکن بوده و این در حالی است که گروهی از نقاط بهینه وجود دارند که هر کدام از آنها یک انتخاب بهینه خواهد بود. نتایج اجرای مدلهای تهیه شده نشان داد که تخصیص، توزیع و تحویل آب در سطوح مختلف شبکه-های آبیاری، با شرایط و خصوصیات شبکه تطابق بیشتری دارد و برنامه عملیات بهره برداری کاملی در اختیار بهره برداران قرار می دهد بطوریکه با در نظر گرفتن ویژگیهای کانال و سازه های وابسته، تخصیص و توزیع بهینه را در سطح شبکه انجام می دهد.

کاهش آورد رودخانه¬ فرامرزی هیرمند (هلمند) از افغانستان به ایران از جمله چالش¬های همیشگی مدیریت منابع آب در شرق کشور بوده که طی سال¬های اخیر نیز تشدید شده است. در این تحقیق به -بررسی دلایل کاهش جریان این رودخانه که تأثیر مستقیمی بر روند خشک¬شدن تالاب¬های بین¬المللی هامون داشته، پرداخته شده است. در گام اول، تغییرات کاربری اراضی دشت هیرمند افغانستان در پایین-دست سد کجکی طی دوره 1990 لغایت 2011 با استفاده از تصاویر ماهواره¬ای، مورد بررسی قرار گرفت (جمعا در 3 مقطع زمانی). بدین منظور ابتدا با توجه به اهمیت روش¬¬شناسی انتخابی برای طبقه¬بندی¬ تصاویر، سه الگوریتم بیشترین شباهت ) (mlc، درخت تصمیم¬گیری ) (dt و ماشین¬های بردار پشتیبان ((svm ارزیابی گردیده¬اند. بدیهی است که در این خصوص از مشکلات عمده، تهیه نمونه¬های آموزشی از افغانستان می¬باشد. بدین منظور از نقشه¬های fao، نقشه¬های اطلس کاربری¬ اراضی افغانستان، نقشه-های مرکز سازمان زمین¬شناسی آمریکا و تصاویر google earth کمک گرفته شد. ارزیابی روش¬های فوق، جواب¬های نسبتاً مشابه آنها را نشان داد، هرچند که طبقه¬بندی درخت تصمیم¬گیری بهتر عمل نمود. بدین ترتیب، نتایج تغییرات کاربری اراضی نشان می¬دهد که مجموع کل کشت محصولات آبی در منطقه، حدود 62 درصد افزایش یافته، به¬طوری که مقدار آن از رقم 103 هزار هکتار در سال 1990، به حدود 122 هزار هکتار در سال 2001 و سپس در سال 2011 به حدود 167 هزار هکتار رسیده است. در گام دوم با استفاده از مدل¬های سطح زمین vic و noah، مولفه¬های بیلان آب حوضه بالادست هیرمند برای دوره 1979 تا 2012 برآورد و با مدل شبیه¬ساز swat مقایسه شد که نتایج قابل قبولی از مولفه¬های رواناب کل، تبخیر و تعرق، و رطوبت خاک را به همراه داشت. در گام آخر، با استفاده از مدل¬ swat، حوضه رودخانه هلمند تا ایستگاه چاربرک شبیه¬سازی گردید که در آن تأثیر کاربری¬های 3 مقطع زمانی مورد اشاره، بر رواناب خروجی از حوضه مورد بررسی قرار گرفت.

با توجه به نقش بالادست رودخانه هیرمند قبل از سد کجکی در آورد این رودخانه، شناخت هیدرولوژیکی آن- بخصوص در بلند مدت، می¬تواند در بهره¬برداری از منابع آب آن که همواره محل اختلاف ایران وافعانستان بوده، مفید باشد. بدیهی است که برای چنین ارزیابی¬هایی، وجود داده¬های بلند مدت همواره مانعی جدی خواهد بود که در افغانستان این مشکل بیشتر نقش آفرینی می¬کند. برای حل این مشکل، استفاده از پایگاه¬های اطلاعات اقلیمی جهانی می¬تواند گزینه مناسبی باشد. مدل swat هم می¬تواند برای شبیه¬سازی فرآیند بارش-رواناب مورد توجه قرار گیرد که سابقه آن برای حوضه¬های فرامرزی موجود است. اما در هر حال ارزیابی این دو، قبل از هرگونه استفاده عملیاتی لازم خواهد بود. مجموع موارد فوق هدف این تحقیق را رقم می¬زنند که نهایتا بتواند ارزیابی از تغییرات آورد رودخانه هیرمند تا محل سد طی صد سال اخیر داشته باشد. بدین منظور، داده¬های پایگاه¬های جهانی مانند gpcc، ncep و cru تهیه و با آمار 115 ساله ایستگاه هواشناسی مشهد مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حکایت از برتری نتایج cru ضمن اینکه متغیرهای اقلیمی آن از تنوع بیشتری برخوردار بود سپس داده¬های cru با استفاده از 17 ایستگاه هواشناسی زمینی در کشور افغانستان مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفتند و نتایج عملکرد مناسب این داده¬ها را صحه می¬گذارد، بطوریکه میانگین بارش در سطح منطقه مطالعاتی (زیرحوضه بالادست هیرمند) براساس داده¬های مشاهداتی و cru به ترتیب مقدار 323 و 313 میلیمتر در سال برآورد شد. مشابهت نقشه¬های همبارش تولیدی نیز مطلوب ارزیابی شد. در ادامه مدل swat با این داده¬ها آماده¬سازی گردید و برای واسنجی و صحت¬سنجی آن ، آمار محدودی از ورودی به سد کجکی طی سالهای 1969 تا 1979 تهیه شد. اجرای مدل یکبار با داده¬های محدود اقلیمی مشاهداتی و یکبار با داده¬های cru انجام شد که نتایج براساس داده¬های cru عملکرد بهتری را داشتند. نکته قابل توجه آنکه با توجه به برفی بودن حوضه، استفاده از امکانات elevation-band بخش برف مدل نیز تاثیر قابل ملاحظه¬ای در بهبود نتایج بخصوص دبی پایه داشت. علاوه بر ارزیابی قبل، نقشه برف استخراج شده از دو تصویر ماهواره¬ای landsat و modis با نقشه برف تولید شده از مدل مقایسه شد که نتایج حاکی از انطباق مناسب آنها بود. در ادامه مدل واسنجی شده با داده¬های cru برای سال¬های 1913 الی 2012 شبیه¬سازی شد.

مسأله مدیریت توأم بهره برداری از یک سیستم مخزن-مزرعه، به عنوان عنصر مهم و پایه در سامانه های منابع آب در دو بخش عرضه و تقاضای آب، محور اصلی این پژوهش است. این مهم مستلزم حل همزمان دو زیرمسأله الف) بهره برداری از مخزن آب سطحی، تنیده شده با عدم قطعیت در آورد رودخانه و پیش بینی آن، و ب) تخصیص زمانی (بین دوره های رشد) و مکانی (بین محصولات) آب، در معرض عدم قطعیت در نیاز آبی (تبخیر و تعرق) می باشد. بدین منظور طیف متنوعی از روش های تحلیل سیستم مبتنی بر برنامه ریزی پویای معین (dp) و احتمالاتی (sdp) در این پژوهش به کار گرفته شده است. توسعه این روش ها در قالب دو بسته اصلی از مدل های بهینه سازی در ترکیب با مدل های شبیه سازی انجام گرفته است و در گذر پیاده سازی و کاربرد در سیستم رودخانه-مخزن- مزرعه زاینده رود ارزیابی، صحت سنجی و مقایسه شده اند. در بسته اول عملکرد انواع برنامه های قطعی و احتمالاتی پویا شامل dp، sdp با دسته بندی متغیرهای حالت (sdp/class) و sdp با نمونه گیری (ssdp) مبتنی بر سناریوهای جریان (ssdp/hist) در شرایط نیاز ثابت کشاورزی مقایسه شده اند. شبیه سازی سیاست های بهره برداری منتج از این مدل ها بر برتری نسبی مدل ssdp/hist، به عنوان مدل منتخب، علیرغم بار محاسباتی بیشتر، بر دیگر مدل ها از منظر شاخص های کارایی سیستم دلالت داشته است. در این رابطه استفاده موثر از تکنیک های برنامه نویسی برداری توانسته است بار محاسباتی و زمان اجرای این مدل ها، خصوصاً ssdp، را کاهش دهد. در ادامه ترکیب پیش بینی های تجمعی آورد رودخانه مبتنی بر شبکه های عصبی مصنوعی (ann) و مدل ssdp/hist عملکرد سیاست های بهینه بهره برداری را بهبود داده است. همچنین با تدوین سیاست های بهره برداری بهینه زمان واقعی از مخزن، مبتنی بر پیش بینی های خوشه بندی شده گروهی جریان (esp) همراه با رویکرد تطبیقی و بهنگام سازی پیش بینی ها، معیار اعتمادپذیری زمانی تأمین نیازهای پایین دست و نیز میانگین شبیه سازی شده تابع هدف حدود 8 درصد ارتقاء یافت. در بسته دوم و با احتساب نیاز متغیر کشاورزی، مدل سازی یکپارچه سیستم مخزن - مزرعه با دو رویکرد احتمالاتی و قطعی و با حل همزمان زیرمسأله های تخصیص بهینه زمانی و مکانی منابع آب و زمین بین محصولات مختلف و مراحل رشد مد نظر قرار گرفته است. در رویکرد احتمالاتی و با تلفیق انواع مدل های sdp، dp وsdp-minlp، مدل یکپارچه بهره برداری بهینه از سیستم مخزن - مزرعه با احتساب عدم قطعیت های جریان ورودی و تبخیر و تعرق گیاهی به ترتیب در سطوح مخزن و مزرعه توسعه یافته است. در این ارتباط و در حل زیرمسأله تخصیص زمانی آب بین مراحل رشد هر محصول تحت شرایط عدم قطعیت در تبخیر و تعرق، یک مدل sdp برای تعیین عملکرد محصولات ارایه شده است، که در آن با استفاده از یک متغیر حالت اضافی، قید محدودیت آب موجود در ابتدای فصل رشد منظور می شود. زیرمسأله تخصیص مکانی آب و زمین بین محصولات مختلف در یک سال نیز توسط مدل های dp و nlp حل شده است. در نهایت خروجی این زیر مدل وسط مدل sdp-minlp به کار گرفته شده است. در بخش بهینه-سازی قطعی، حل فرمول بندی غیرخطی و نامحدب سیستم یکپارچه مخزن - مزرعه با استفاده از الگوریتم ژنتیک (ga) مد نظر قرار گرفته است. سپس سیاست های حاصل از مدل های احتمالاتی و قطعی (ga) با استفاده از یک مدل شبیه-سازی ارزیابی و مقایسه شده اند. نتایج به دست آمده از مدل dp صرفه جویی 49 درصدی مصرف آب، نسبت به رویکرد سنتی ونش بندی، مبتنی بر استفاده از توابع عملکرد بهینه محصولات برای خشکسالی سال 78-1377 را نتیجه داده است. همچنین مقدار تابع هدف منتج از استفاده از سیاست های dp، 90 درصد افزایش سود فروش محصولات را نسبت به رویکرد سنتی نشان می دهد. مدل sdp-minlp در مقایسه با مدل ga سطح زیر کشت بیشتر و در مقابل، عمق آبیاری کمتری را به محصولات مختلف اختصاص داده است. این پاسخ در تطابق بیشتر با ملاحظات کم آبیاری در شبکه های کشاورزی زاینده رود به خصوص در مواقع خشکسالی است. همچنین محصول تولیدی و سود حاصل از آن برای مدل sdp-minlp به ترتیب 1/1 و 7/1 برابر مقادیر فوق در مدل ga بوده است.

برآورد مصارف و اجزای بیلان آبی یکی از بزرگترین فعالیت های مدیریت منابع آب کشور است که اندازه گیری های زمینی در آن همواره هزینه و زمان فراوانی طلب می کند. در این میان، برآورد جزء تبخیر و تعرق واقعی بدلیل پیچیدگی های مربوط یکی از سخت ترین مراحل آن به حساب می آید. امروزه با پیشرفت علم سنجش از دور، بهره گیری از مدل های مختلف ماهواره ای توسعه یافته در برآورد این جزء توجه زیادی را به خود جلب کرده و توانسته است نتایج قابل قبولی را ارائه نماید. اما از آنجایی که خروجی بسیاری از مدل های مرسوم و متداول همچون sebal بدلیل استفاده از ضرایب، روابط پیش فرض و پیشنهادی تحت شرایط و مقیاس های زمانی و مکانی مختلف دارای عدم قطعیت هستند، بنابراین نیاز بیش از پیش به تحقیق و بررسی در این زمینه برای عملیاتی کردن آنها در بخش اجرایی مدیریت منابع آب، بسیار با اهمیت جلوه می کند. این مسئله، موضوع تحقیق حاضر را در بررسی مدل sebal بر روی محدوده های مطالعاتی کارون در استان خوزستان بخصوص اهواز شمالی رقم زده است. برای این منظور آمار 36 ایستگاه باران سنجی، 5 ایستگاه هیدرومتری و تصاویر ماهواره ای سنجنده modis برای دوره آبی 88-1387 جمع آوری شد. با درنظر گرفتن برخی از فرضیات ساده کننده و محاسبه اجزای بیلان آبی برای مناطق مورد مطالعه، مقادیر سالیانه تبخیر و تعرق واقعی آنها حدوداً برابر با 340 و 470 میلی متر برای محدوده مطالعاتی اهواز شمالی و کل محدوده های کارون در استان خوزستان بدست آمد. همچنین در راستای بکارگیری برخی از سناریوی های مختلف در شرایط گوناگون اجرایی مدل sebal، تفاوت و عدم قطعیت میان خروجی ها بررسی شده و با مقایسه با نتایج مدل های دیگری همچون metric و tvt (مدل شاخص پوشش گیاهی)، برتری حالت کالیبره شده برخی از معادلات نسبت به حالت پیش فرض مشخص شد. همچنین نتایج اجرای حالت های کوهستانی و دشتی مدل sebal نشان دهنده برتری حالت کوهستانی در مناطقی بود که دارای تغییرات ارتفاعی زیادی می باشد. بر این اساس و با توجه به مشابهت نتایج خروجی این دو حالت بر روی دشت ها، در صورت عدم آگاهی از وضعیت توپوگرافی منطقه توصیه به اجرای حالت کوهستانی شده است.

این تحقیق تلاشی بود جهت ارائه یک رویکرد مدیریتی در بخش کشاورزی حوضه زرینه رود به منظور بهره برداری بهینه از پتانسیل منابع آب موجود در شرایط خشکسالی و حفظ حقابه دریاچه ارومیه. بدین منظور حوضه رودخانه زرینه رود به دو سیستم منابع آبی بالادست و پایین دست سد شهید کاظمی تقسیم گردید و توزیع بهینه ی آب بین شبکه های مختلف آبیاری، محصولات مختلف و دوره های رشد گیاه بر اساس یک مدل تخصیص بهینه آب که در متن تحت عنوان vonesh یاد شد، انجام گردید. هسته ی اصلی انجام محاسبات در مدل vonesh شبیه سازی عملکردهای گیاهی با استفاده از روابط قدیم و جدید فائو تحت عنوان fao-1979 و fao-2009 می باشد که در این مطالعه مورد ارزیابی قرار گرفتند. سپس به منظور ارائه سیاستهای مدیریتی در بخش کشاورزی، مدل یاد شده، در چهار سطح خشکسالی و با اعمال دو سناریو به همراه سه راهکار متفاوت ( بر اساس روش شناسی طرح مدیریت خشکسالی دریاچه ارومیه) اجرا گردید و مقادیر تخصیص و سطوح زیر کشت بهینه دو روش مورد مقایسه قرار گرفت. پیش بینی جریان نیز از موضوعات مهم در برنامه ریزی منابع آب و مدیریت عرضه و تقاضای آب می باشد که در این مطالعه مد نظر قرار گرفت. بدین منظور با بررسی طیف وسیعی از مطالعات، مدل ماشین بردار پشتیبان با توابع هسته ای مختلف به همراه رگرسیون خطی محلی بمنظور پیش بینی میزان آورد در یک سال آینده انتخاب گردید.

خشکسالی پدیده‎ای است که به طور مکرر کشور را تهدید می کند و طی سال های اخیر نیز روندی صعودی در وقوع و خسارات بعد آن مشاهده می گردد. به منظور مدیریت مناسب منابع آب در شرایط خشکسالی، لازم خواهد بود تا وقوع خشکسالی در اسرع وقت مشخص شده و با استفاده از ابزارهای مناسب، اقدامات لازم در کاهش مصرف تعیین گردد. هدف این تحقیق اتصال سیستم پایش خشکسالی به اقدامات مدیریتی در سیستم‎هایی است که از آبهای سطحی بهره‎برداری می‎شود (شامل سد و رودخانه) و پایش مخزن، تعیین سطوح هشدار خشکسالی و تعیین اقدامات مدیریتی در بخش عرضه اجزاء اصلی آن را می سازند. با توجه به این هدف، سه رویکرد برای اتصال سیستم پایش خشکسالی به اقدامات مدیریتی در نظر گرفته شد که عبارتند از: سیستم زودهنگام هشدار خشکسالی (dews)؛ رویکرد غیر احتمالاتی؛ و رویکرد احتمالاتی تأمین تقاضای سیستم. در این تحقیق سیستم منابع آب رودخانه زرینه رود برای ارزیابی رویکردهای فوق استفاده و در آن از وضعیت حجم سد معرف هشدار برای خشکسالی و فعال نمودن اقدامات مدیریتی به کار گرفته شد. اقدامات مدیریتی شامل ضرایبی جهت کاهش میزان رهاسازی آب از مخزن می‏باشند. بدین منظور، در هر سطح هشدار خشکسالی یک نرخ کاهش رهاسازی محاسبه گردید. این نرخ ها به طور کاهش غیریکسان بر سه رویکرد هشدار اعمال و عملکرد آنها ارزیابی و مقایسه شدند. جهت تعیین بهینه ضرائب مربوط، الگوریتم ژنتیک چند هدفه به کار گرفته شد. این بهینه سازی با دو هدف حداقل کردن کمبود های بالا و حداکثر کردن درآمد انجام شد. جهت تعیین تابع درآمد سالانه مخزن از یک مدل بهینه سازی توزیع آب در سیستم منابع آب استفاده شد که تابع هدف آن حداکثر کردن عملکرد هر محصول در شرایط کم آبی است. این مدل، آب موجود را در شرایط کم آبی به صورت بهینه بین محصولات مختلف توزیع می کند و با استفاده از آن، درآمد سالانه مخزن در شرایط مختلف رهاسازی محاسبه و تابع درآمد سالانه مخزن برآورد می شود. در ادامه، اعلام هشدار و اثر اعمال ضرایب کاهشی در روش های مورد مطالعه به تفکیک برای کل دوره آماری (1385-1337) و خشکسالی شاخص منطقه (1380-1377) بررسی و کارکرد آنها در مدیریت خشکسالی مقایسه شد. همچنین اثر روش منتخب در شرایطی که سیستم بخواهد حقابه کامل زیست محیطی دریاچه ارومیه را ارائه دهد نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. مقایسه روش ها در اعلام هشدار نشان داد که در بلندمدت، روش های احتمالاتی و غیراحتمالاتی رفتاری مشابه داشته و مدل dews رفتاری متفاوت نسبت به آنها را از خود نشان می دهد. بررسی ها نشان داد که نتایج بدست آمده از مدل dews در بیشتر ایام دقیق تر و قابل قبول بوده و از این رو استفاده از این روش توصیه می گردد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

برآورد بار رسوب از جمله مسائلی است که در بسیاری از پروژه های مربوط به منابع آب امری ضروری است. برای پرداختن به این مهم، در این تحقیق دو مدل سازی کاملا متفاوت شامل استفاده از مدل مفهومی swat و شبکه عصبی مصنوعی در شبیه سازی فرآیند رسوب در حوزه جنگلی کسیلیان مورد بررسی قرار گرفته است. منشا عدم قطعیت در مدلهای swat و شبکه عصبی و آنالیز عدم قطعیت در نتایج خروجی این مدلها از دیگر مواردی است که بدان پرداخته می شود که در کارهای قبلی کمتر مورد توجه بوده است. با توجه به حجم زیاد پارامترهای ورودی مدل swat و زمان بر بودن واسنجی و آنالیز عدم قطعیت، از روش مدل سازی معکوس و آلگوریتم sufi2 برای واسنجی و برآورد عدم قطعیت در نتایج خروجی این مدل استفاده شد. در استفاده از مدل شبکه عصبی در برآورد بار رسوب، عدم قطعیت ناشی از مقادیر اولیه وزنهای استفاده شده برای شروع آموزش شبکه و هم چنین اثر انتخاب دسته های مربوط به آموزش و نظارت شبکه شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که مدل swat در آوردهای بالای رسوب بطور مطلوب تری شبیه سازی را به انجام رسانده و در آوردهای کم، شبکه عصبی بهتر عمل کرده است. در مجموع ضریب تعیین برای مقادیر ماهانه بار رسوب در طول دوره صحت سنجی برای نتایج swat و شبکه عصبی به ترتیب برابر با 0/61 و 0/75برآورد شد. هم چنین پارمتر های و به کار رفته برای سنجش عدم قطعیت برای مدل های swat به ترتیب برابر 0/71 و 1/62 و شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب برابر با 0/97 و 0/95 می باشد که بیانگر کمتر بودن عدم قطعیت در نتایج مدل شبکه عصبی در برآورد بار رسوب می باشد. اما برتری مدل swat در امکان تحلیل مکانی مدل رسوب در سطح حوزه است که می تواند برای اولویت بندی زیر حوزه ها در طرح های آبخیزداری مفید باشد.

بهینه سازی بهره برداری از منابع آب و تعیین تخصیص های بخش کشاورزی به عنوان مصرف کننده اصلی در ابتدای دوره بهره برداری بخصوص در شرایط مواجهه با کم آبی و خشکسالی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این میان منطق فازی به عنوان تکنیکی محاسباتی برگرفته از نحوه استدلال انسان، در مسائل گوناگونی مدیریت منابع آب از جمله تخصیص و پیش بینی حجم آورد رودخانه، بسیار بکار گرفته شده است. در این تحقیق تلاش گردید تا مدلی فازی برای تخصیص آب بخش کشاورزی حوزه زاینده رود و حجم آورد ورودی به این سد توسعه یابد. برای این منظور مدلی بهینه سازی چهار لایه منتج از مقدسی (1388) تهیه گردید و خروجی این مدل (حجم آب رها شده از سد زاینده رود برای بخش کشاورزی) به عنوان متغیر خروجی مدل فازی تخصیص در نظر گرفته شد. از طرفی یکی از مشکلات عمده در مدل سازی های فازی، ساخت توابع عضویت و استخراج قوانین می باشد. بدین منظور با استفاده از روش های خودکار، توابع عضویت و قواعد فازی جهت تعیین خروجی مخزن سد زاینده رود برای بخش کشاورزی مورد ارزیابی قرار گیرد. ازاینرو روش sofm (self organizing feature maps) برای ساخت توابع عضویت و روش های fam (fuzzy feature maps) و bfrt (bootstrap fuzzy relevance test) برای ساخت قواعد فازی بکار گرفته شد. نتایج نشان داد که طبقه بندی متغیرهای ورودی و خروجی با استفاده از روش sofm راهکاری مناسب برای تعریف توابع عضویت فازی است. روش های bfrt و fam نیز، هر چند قوانین قابل قبولی را تولید می کنند و در کاهش زمان نقش موثری دارند، ولی لازم است قوانین تولید شده از دیدگاه کارشناسی بررسی و سپس مورد استفاده قرار گیرند. همچنین یکی از مهمترین اطلاعات مورد نیاز برای برنامه ریزی تخصیص آب کشاورزی، پیش بینی های بلند می باشد که با عدم قطعیت قابل توجهی همراه است. این تحقیق تلاش دارد تا روش شناسی را ارائه دهد که بررسی های اقتصادی و عدم قطعیت های پیش بینی بطور سیستماتیکی در تصمیم گیری دخالت داده شود. برای این منظور مدل های بهینه سازی تخصیص آب کشاورزی، مدل فازی مخزن و پیش بینی بکارگرفته شد. نتایج این بخش نشان داد که روش شناسی ارائه شده توانسته ملاحظات اقتصادی و تا حدی اجتماعی را با رویکرد مناسبی مد نظر قرار داده و در آن، تامل بخش فنی و مدیریتی منابع آب به خوبی فراهم و در نهایت بهترین تصمیم را توصیه نماید.

در این رساله یک سیستم پیش آگاهی و برآورد میزان آسیب با توسعه یک مدل اجرایی با استفاده از تکنیک سنجش از دور توسعه یافته و منطقه مطالعاتی آن اراضی دیم استان کرمانشاه در نظر گرفته شده است. مدل برای محصولات گندم و جو دیم بوده و قادر می باشد آسیب ناشی از خشکسالی را برآورد نماید. فرآیند توسعه مدل در سه سطح انجام گرفت. مدل زمینی با استفاده از شاخص های خشکسالی، مدل ماهواره ای با استفاده از داده های ماهواره ای و الگوریتم sebal و مدل تلفیقی با استفاده از شاخص های خشکسالی و ماهواره ای توسعه یافت که در تمام مراحل نتایج دقیقتری نسبت به دو مدل زمینی و ماهواره ای ارائه داشت. اتصال مدل به gis نمایش بهتری از ارزیابی آسیب خشکسالی کشاورزی را ارائه می نماید. از قابلیت های دیگری مدل ارائه تحلیل های ع.....

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.