تحقیقات منابع آب ایران
سال:1397 | دوره:14 | شماره:2 |تعداد مقالات:30

در این مطالعه به بررسی اثر پدیده انسو بر تغییرات تراز آب زیرزمینی ماهانه 22 چاه پیزومتری واقع در دو استان اصفهان و هرمزگان پرداخته شد. نتایج نشان داد که از بین 10 شاخص مختلف انسو، بیشترین همبستگی تراز آب زیرزمینی استان هرمزگان و اصفهان به ترتیب به شاخص نوسان شمالی (NOI) و شاخص چند متغیره انسو (MEI) تعلق داشت. به طوری که درصد چاه های دارای همبستگی معنی دار تراز آب زیرزمینی با شاخص MEI در استان اصفهان برابر 26 درصد و در استان هرمزگان با لحاظ شاخص NOI برابر 55 درصد بود. مقایسه مقدار همبستگی تراز آب زیرزمینی چاه های پیزومتری هر استان با فازهای ال نینو و لانینا نشان داد که اثر فاز ال نینو بر تغییرات تراز آب زیرزمینی هر دو استان بیش از فاز لانینا بود. به گونه ای که در هر دو استان تعداد ایستگاه های دارای همبستگی معنی دار تراز آب زیرزمینی با فاز ال نینو به مراتب بیش از فاز لانینا بود. در استان اصفهان، اثر فاز ال نینو بر تغییرات تراز آب زیرزمینی بیش از استان هرمزگان مشاهده گردید (64 درصد در مقابل 36 درصد). نتایج بررسی درصد تغییرات تراز آب زیرزمینی چاه های پیزومتری هر استان در فاز لانینا نسبت به فاز ال نینو نیز بیان گر عدم وجود رفتار هماهنگ و مشابه در ایستگاه های مورد مطالعه بود.

در دهه اخیر، رخداد ریزگردها با منشا خارجی در غرب و جنوب غرب ایران که بخشی از آن ها مربوط به خشک شدن تالاب های بین النهرین به ویژه هورالهویزه می باشد، افزایش چشم گیری داشته است و باعث بروز مشکلات فراوانی در مناطق تحت تاثیر شده است. با توجه به فرامرزی بودن پدیده ریزگردها به راه حلی بین المللی برای مدیریت این مساله ضروری است. هدف از تحقیق حاضر بررسی و ارزیابی روش های همکارانه (نظریه ورشکستگی نسبی) و غیر همکارانه نظریه بازی ها (روش حل اختلاف غیرمتقارن نش) برای بررسی شرایط تامین حقابه زیست محیطی تالاب هورالهویزه در سناریوهای مختلف تخصیص بین سه کشور ایران، ترکیه و عراق می باشد. نتایج نشان داد گزینه برتر از بین راهکار موجود برای ترغیب ترکیه در جهت رهاسازی حجم بیشتری از آب دجله برای عراق و در راستای آن تامین حقابه زیست محیطی هورالهویزه، تشکیل ائتلاف ایران با عراق برای یک توافق جامع سیاسی – اقتصادی با کشور ترکیه جهت رعایت حقابه زیست محیطی هورالهویزه است. با مقایسه دو روش همکارانه و غیر همکارانه مشخص گردید که روش غیر همکارانه برای ایران سهم آب بیشتری را نسبت به روش همکارانه در پی خواهد داشت. روش پیشنهادی این تحقیق می تواند در بررسی تامین حقابه های زیست محیطی آب های مشترک بکار رود.

در مدلسازی آب های زیرزمینی، عوامل بسیاری موجب انحراف در نتایج پیش بینی شده از مقادیر مشاهده شده می شوند که بیان کننده عدم قطعیت در سیستم منابع آب های زیرزمینی می باشد. در این مطالعه جهت بررسی عدم قطعیت مدل جریان آب زیرزمینی دشت علی آباد قم با مساحت 1712 کیلومتر مربع، پارامتر هدایت هیدرولیکی به عنوان یکی از مهم ترین منابع اصلی عدم قطعیت جهت تحلیل عدم قطعیت پارامتری لحاظ گردید. در این راستا، باندهای مختلف عدم قطعیت در خصوص پارامتر هدایت هیدرولیکی جهت شبیه سازی سطح آب زیرزمینی در محدوده اطمینان 90% با استفاده از روش مونت کارلو بررسی و به منظور کمی سازی، معیارهای ارزیابی عدم-قطعیت محاسبه گردید. در نهایت مناسب ترین باند غیرقطعی برای پارامتر مذکور ارائه شد. به منظور کاهش حجم محاسبات و صرفه-جویی در زمان از روش RPEM استفاده و عملکرد آن در تحلیل عدم قطعیت هدایت هیدرولیکی با روش مونت کارلو توسط شاخص های ارزیابی مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مناسب ترین باند غیرقطعی در تحلیل عدم قطعیت نوسانات سطح آب زیرزمینی با لحاظ پارامتر غیرقطعی هدایت هیدرولیکی با استفاده از هر دو روش مونت کارلو و RPEM، افزایش 40 و کاهش 30 درصدی در مقدار حاصل از واسنجی آن می باشد. روش RPEM در این پژوهش توانست عملکرد بهتری را نسبت به روش مونت کارلو به میزان 43% از خود نشان دهد.

احداث سدهای پاره سنگی فاقد هسته یکی از روشهای سازه ای کنترل سیلاب است. جریان ورودی به مخازن این سدها در مواقع سیلابی حاوی مقدار قابل توجهی از رسوبات است. این موضوع اهمیت بررسی رفتار جریان و غلظت رسوبات را به منظور تعیین میزان رسوب عبوری، رسوبات ته نشین شده و مدیریت آن دوچندان می نماید که در این تحقیق مورد توجه واقع شده است. دراین راستا ابتدا بر اساس حل عددی معادلات سنت و نانت به روش حجم محدود و با رویکرد کاملا ضمنی مشخصات جریان (سرعت و عمق) محاسبه و سپس با استفاده از گسسته سازی معادله انتقال – پخش، میزان غلظت رسوبات در نقاط مختلف مخزن تعیین گردید. به منظور بررسی عملکرد و صحت سنجی مدل ریاضی شبیه ساز جریان و غلظت رسوبات که در محیط MATLAB تهیه گردید، از نتایج آزمایش های انجام گرفته در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا همدان استفاده شد. بر مبنای مقایسه انجام شده بین داده های غلظت رسوب اندازه گیری شده و محاسباتی در هشت مقطع و در سه لایه عمقی 5، 10 و 15 سانتیمتر در داخل مخزن سد پاره سنگی، مقدار میانگین خطای نسبی غلظت رسوب 9.17 درصد می باشد که حاکی از تطابق مناسب خروجی مدل شبیه ساز ریاضی با مقادیر اندازه گیری در مدل آزمایشگاهی است.

بهینه سازی شبکه های آبیاری تحت فشار به منظور کاهش دادن هزینه ها تاکنون تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است. در این تحقیقات غالبا بهینه سازی با استفاده از کد های آماده و یا جعبه ابزار های متداول انجام شده است. کد توسعه داده شده در این تحقیق که مبتنی بر بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک می باشد به هر یک از قطر های موجود در بازار یک عدد صحیح اختصاص می دهد. سپس با انجام عملیات تقاطع، جهش و جایگزینی با رویکرد نخبه گرایی بر روی مجموعه کروموزوم ها قطر های بهینه انتخاب و به زیر برنامه محاسبه ضربه قوچ فرستاده می شود. پس از محاسبه فشار های مازاد مجددا به مدل بهینه سازی برمی گردیم. در این مرحله قیود حداکثر فشار کاری با قیود فشار ترکیدگی لوله جایگرین می شوند و مجددا قطرهای بهینه محاسبه و به مدل ضربه قوچ فرستاده می شوند. نتایج این تحقیق نشان داد در مقایسه با شرایط موجود طراحی بهینه هزینه اجرای خطوط لوله شبکه آبیاری تحت فشار اسماعیل آباد لرستان را از 825935.28 به 730958.37 دلار کاهش می دهدکه معادل 11.5درصد هزینه اجرای خطوط لوله شبکه می باشد. از طرفی محاسبات نشان داد تنها با تغییر قطر 3 خط لوله از 16 خط لوله موجود در سیستم می توان اضافه فشار ناشی از ضربه قوچ به علت بستن سریع همه شیرهای انتهایی خطوط لوله اصلی در مدت زمان کمتر از یک ثانیه را کنترل نمود. در این حالت هزینه اجرای خطوط لوله از730958.37 دلار به 775511.28 دلار یعنی حدود 6.1 درصد افزایش می یابد.

تبخیر- تعرق واقعی از اجزای مهم محاسبات بیلان آب است که امروزه امکان برآورد آن با استفاده از فناوری سنجش از دور فراهم شده است. داده های تبخیر- تعرق واقعی MOD16 با استفاده از تصاویر حاصل از سنجنده MODIS تولید می شوند و قدرت تفکیک مکانی آنها یک کیلومتر است. در این مطالعه، تبخیر- تعرق واقعی MOD16 با تبخیر- تعرق واقعی برآورد شده توسط مدل SWAP مقایسه شده است. با استفاده از داده های اندازه گیری شده از رطوبت خاک در دو مزرعه تحت کشت ذرت با مساحت های 38.9 و 45.6 هکتار در استان قزوین در طول فصل رشد، مدل SWAP مورد واسنجی قرار گرفت. مقدار متوسط RMSE برای دو مزرعه مورد مطالعه، برابر با 0.026 و 0.025 به دست آمد. با درنظرگرفتن تبخیر- تعرق واقعی برآوردشده توسط مدل SWAP به عنوان مبنا، تبخیر- تعرق واقعی MOD16 مورد ارزیابی قرار گرفت. در این ارزیابی، مقدار RMSE در دو مزرعه مورد مطالعه به ترتیب برابر با 1.46 و 1.94 میلی متر در روز به دست آمد. همچنین مقدار r2 نیز به ترتیب برابر با 0.86 و 0.87 محاسبه شد. نتایج مطالعه حاضر نشان داد در صورت عدم دسترسی به داده های اندازه گیری شده از تبخیر- تعرق واقعی، محصول MOD16 را می توان به عنوان جایگزین به کاربرد.

هدف اصلی از پژوهش حاضر اصلاح، توسعه و ارزیابی مدل دینامیکی بیلان آب «DWB»، با رویکرد کاربرد ضرایب تناسبی «به نوعی قیود مبتنی بر واقعیت های هیدرولوژیکی» و اعمال میزان برداشت از منابع آب سطحی و زیرزمینی به همراه واسنجی و تحلیل عدم قطعیت پارامترها آن، است. نتایج نشان داد که به طورکلی نمی توان یک مجموعه پارامتر بهینه برای واسنجی مدل DWB و SDDWB بدست آورد و اغلب پارامترهای این مدل ها برای هر دو محدوده مطالعاتی (رخ و نیشابور) در واسنجی مدل از قابلیت تشخیص پذیری پایینی برخوردار هستند. مقدار متوسط خطای کلی بیلان سطحی مدل DWB، بیانگر عملکرد ضعیف مدل بوده و بین مقادیر تغییرات حجم آبخوان محاسباتی و مشاهداتی اختلاف معنادار وجود دارد که دلیل اصلی آن عدم اعمال اثرات برداشت از منابع آب زیرزمینی در مدل DWB است. بررسی نتایج عملکرد مدل SDDWB نشان داد که مقدار نسبی شاخص های PRMSE برای هر دو محدوده مطالعاتی، کمتر از 10 درصد برآورد شده که نشان دهنده دقت قابل قبول مدل SDDWB است. بطور کلی نتایج بیانگر آن بطور کلی نتایج بیانگر کمتر بودن مقدار خطای کلی تخمین مولفه های معادله ی بیلان آب سطحی و زیرزمینی با استفاده از مدل SDDWB در مقایسه با مدل DWB است و این امر بیانگر تاثیر مثبت اصلاحات و توسعه صورت گرفته روی مدل DWB است.

از جمله نیازهای اساسی در برنامه ریزی های منابع آب، پیش بینی مقدار آب برای مصارف کشاورزی، صنعتی و شهری است. از این رو، لازم است توان آبی هر منطقه برای گام های زمانی مختلف برای برنامه ریزی های کارآمد از طریق روش های مناسب و مطمئن پیش بینی شود. تحلیل های احتمالی، روش هایی مفید برای پیش بینی پدیده هایی نظیر بارش می باشند. از جمله این روش ها می توان به زنجیره مارکوف اشاره کرد. زنجیره مارکوف حالتی خاص از مدل هایی است که در آنها حالت کنونی یک سیستم به حالات قبلی آن بستگی دارد. در پژوهش حاضر، با استفاده از آمار موجود بارش روزانه مربوط به 22 سال (1995-2016) ایستگاه هواشناسی شهر لامرد (واقع در استان فارس)، تواتر و تداوم روزهای بارانی در این شهر با استفاده از مدل زنجیره مارکوف مورد مطالعه قرار گرفت. در این مطالعه، به دلیل ناچیز بودن تعداد بارش روزانه در ماههای مه تا اکتبر، از این ماه ها صرفنظر شد. داده های بارش روزانه بر اساس ماتریس فراوانی تغییر حالات رخداد روزهای خشک و بارانی مرتب شده و ماتریس انتقال بر اساس روش حداکثر درست نمایی محاسبه گردید. در تحقیقاتی که در ایران جهت پیش بینی بارش با استفاده از زنجیره مارکوف صورت گرفته است، تنها از زنجیره مارکوف مرتبه اول استفاده شده که چه بسا همخوانی مناسبی با داده ها نداشته و نتایج نادرستی را ارائه داده است. اما در تحقیق حاضر، با روش های آماری دقیق، مرتبه مناسب زنجیره مارکوف، تشخیص داده شده و به کار گرفته شد. ماتریس های احتمال ایستا و دوره بازگشت تداوم روزهای بارانی 2 تا 5 روزه برای ماه های مذکور محاسبه گردید. نتایج نشان داد که احتمال وقوع بارش در هر روز 0.126 و احتمال عدم وقوع بارش 0.874 است. همچنین مشخص شد که بیشترین احتمال وقوع روزهای بارش در ماه های ژانویه و مارس و کمترین احتمال وقوع مربوط به ماه مارس بوده است. جهت اعتبارسنجی نتایج، پیش بینی های کوتاه مدت و بلند مدت بدست آمده را با نتایج واقعی ماه های ژانویه، فوریه و مارس سال 2017 میلادی با استفاده از آزمون های متداول برابری درصدها مورد مقایسه قرار گرفت که این نتایج آزمون ها نشان می دهد که پیش بینی ها قویا مورد تایید قرار می گیرند.

درحال حاضر سازگاری با تغییرات منابع آب از اولویت های مدیریت یکپارچه منابع آب می باشد. یکی از ویژگی های اصلی یک ساختار سازگار، یادگیری آن در مقابل تغییرات و تجربیات گذشته می باشد. هدف مقاله حاضر ارزیابی ساختار نهاد آب در حوضه آبریز طشک-بختگان) در دو بخش نهاد رسمی و غیر رسمی (از منظر چارچوب یادگیری اجتماعی است. برای ارزیابی نهاد رسمی از مولفه های حلقه های یادگیری اجتماعی، گرایش و جهت استفاده شد. برای ارزیابی نهاد غیررسمی در حوضه ی مورد مطالعه، خشکسالی سال آبی 1387-1386 به عنوان تغییر فیزیکی وارده به سیستم منابع آب در نظر گرفته شد و واکنش نهاد آب در بخش غیررسمی نسبت به این تغییر مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این ارزیابی از مولفه های فرآیند یادگیری اجتماعی شامل تعامل، اعتماد، درک وابستگی متقابل و عدالت اجتماعی، و مولفه های خروجی یادگیری اجتماعی شامل حلقه های یادگیری اجتماعی، وسعت، جهت و گرایش استفاده شد. ارزیابی نهادهای رسمی توسط تحلیل محتوای کیفی اسناد مرتبط با قوانین بخش آب و طرح های اجرایی صورت گرفت. ارزیابی نهادهای غیررسمی نیز با استفاده از روش های کیفی جمع آوری داده توسط روش نمونه گیری گلوله برفی و به صورت مصاحبه نیمه ساختار یافته و همچنین تحلیل این داده ها توسط روش تحلیل محتوای کیفی انجام شده است. در بخش نهاد رسمی ارزیابی مجموعه قوانین مربوط به آب در مقیاس محلی نشان داد که این ساختار متکی به نهاد رسمی در سطح ملی بوده و ظرفیت یادگیری پایینی دارد. در بخش نهاد غیررسمی، به طورکلی در بالادست این حوضه مولفه های فرآیند یادگیری اجتماعی در سطوح پایینی ارزیابی شدند. اما در پاییندست به علت شدت تغییر وارده به سیستم منابع آب، این مولفه ها در سطح مطلوب تری ارزیابی شدند. همچنین ارزیابی مولفه های خروجی یادگیری اجتماعی نشان داد محدوده های پاییندست از ظرفیت یادگیری اجتماعی بالاتر (حلقه ی دوگانه و سه گانه یادگیری) نسبت به محدوده های بالادست برخوردارند و گرایش این اقدامات در پایین دست به سمت حفاظت بهتر منابع آب سوق پیدا کرده اند و از وسعت فردی فراتر رفته و به طور مشارکتی و جمعی عمل نموده اند. بنابراین این محدوده ها دارای ظرفیت سازگاری بالاتری نسبت به سایر محدوده ها هستند. برای نهاد آب حوضه آبریز طشک- بختگان پیشنهاد می گردد سازوکارهای تاثیرگذار و مستتر در قوانین بخش آب اصلاح شوند، حکمرانی ملی و متمرکز به حکمرانی محلی و ساختارهای مشارکتی و تعاملی انتقال یابد، نهادهای خصوصی و مردمی فعال شوند و درنهایت مولفه های فرآیند یادگیری که در سطح پایینی ارزیابی شدند بهبود پیدا کنند.

افزایش در رشد جمعیت و برنامههای توسعه اقتصادی موجب تشدید فشارها بر منابع آب شده است و تعادل سیستم های آب سطحی و به خصوص زیرزمینی را با چالش های جدی مواجه نموده است. این امر در سال های اخیر موجب توجه به آب سبز به عنوان یکی از منابع آب شیرین شده و به جهت مدیریت علمی و عملی آن، اقدامات مختلف صورت گرفته است. اقدامات مدیریت آب سبز بر هر دو منابع آب سطحی و زیرزمینی اثر میگذارند و میتوانند در جهت احیاء آبخوانها موثر باشند. در این تحقیق با استفاده مدل مادفلو (MODFLOW) در محدوده مطالعاتی نمدان در حوضه طشک- بختگان استان فارس واقع در کشور ایران، اثرات این اقدامات مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل مادفلو پس از توسعه، در دو حالت دائمی و غیردائمی برای دوره هفت ساله (1391-1385)، واسنجی و برای دوره سه ساله (1394-1391) صحت سنجی شد. سپس اثرات اقدامات مالچ، خطوط سنگی، تراس و کانتور بر روی بیلان و تراز سطح آبخوان بررسی گردید. نتایج نشان داد اقدام مالچ به طور متوسط با افزایش ذخیره سالیانه 4.2 درصد و تراس با افزایش 4 درصد آب در آبخوان، بیشترین تاثیر را بر آبخوان داشته اند که می توانند اقدامات مناسبی برای احیاء آبخوان در طرح هایی از جمله طرح احیاء و تعادل بخشی آبخوان ها در ایران، تلقی شوند ولی برای تحقق اهداف احیاء، کافی نیستند.

هدف اصلی این تحقیق، شناسایی و ارزیابی پارامترهای موثر بر رفتار عامل ها (ذیمدخلان و ذینفعان) در نظارت منابع آب و شبیه سازی آنها تحت قوانین و سیاست های آب می باشد. جهت دنبال کردن این هدف، ابتدا چارچوب قواعد رفتاری عاملها در محدوده لنجانات تشکیل و سپس با مدل عامل بنیان رفتارها شبیه سازی شد. مدل های عامل بنیان ابزاری هستند که در مدل سازی گروه های مختلف، تعریف ویژگی های رفتاری آنها و نمایش ارتباط ها و اثرات تعامل با دیگر گروه ها استفاده می شوند. در این مطالعه از نرم افزار AnyLogic استفاده شده است. جهت ارزیابی اثر پارامترهایی مثل "تشکیل جلسات با دیگر ارگان ها توسط شرکت آب منطقه ای" در کنترل تخلفات دو سناریوی کارآمد و ناکارآمد تعریف گردید. نتایج نشان داد که تغییر رفتار و نحوه تعامل شرکت آب منطقه ای با دیگر ارگان ها تاثیر زیادی بر کنترل تخلفات دارد. به عنوان مثال اضافه کردن پارامتر "تشکیل جلسات با دادستان و دیگر ارگان ها" در سناریو اول (سیستم ناکارآمد) کنترل تخلفها را تا 36% افزایش می دهد. همچنین حذف آن پارامتر از سناریو دوم (سیستم کارآمد) تا 72% کاهش می دهد. همچنین نتایج سناریوها نشان داد که تعامل مناسب توسط شرکت آب منطقه ای، کنترل برداشت های غیر مجاز را می تواند از 12.8 به 70.3 میلیون متر مکعب تغییر تغییر دهد.

هدف اصلی این تحقیق، شناسایی و ارزیابی پارامترهای موثر بر رفتار عامل ها (ذیمدخلان و ذینفعان) در مدیریت منابع آب و شبیه سازی عکس العمل آنها تحت قوانین و سیاست های مختلف آبی می باشد. جهت دنبال کردن این هدف، ابتدا چارچوب قواعد رفتاری عامل ها در محدوده لنجانات تشکیل و سپس با مدل عامل بنیان، رفتارها شبیه سازی شد. مدلهای عامل بنیان ابزاری هستند که در مدل سازی گروه های مختلف، تعریف ویژگی های رفتاری آنها و نمایش ارتباطها و اثرات تعامل با دیگر گروه ها، استفاده می شوند. در این مطالعه از نرمافزار AnyLogic استفاده شد. جهت ارزیابی اثر پارامترهایی مثل "تشکیل جلسات با دیگر ارگان ها توسط شرکت آب منطقه ای" در کنترل تخلفات در حفر چاه غیر مجاز و بهره برداری غیر مجاز، دو سناریوی کارآمد و ناکارآمد تعریف گردید. نتایج نشان داد که تغییر رفتار و نحوه تعامل شرکت آب منطقه ای با دیگر ارگان ها تاثیر زیادی بر کنترل تخلفات دارد. به عنوان مثال اضافه کردن پارامتر "تشکیل جلسات با دادستان و دیگر ارگان ها" در سناریو اول (سیستم ناکارآمد)، کنترل تخلف ها را تا 36% افزایش می دهد. همچنین، حذف آن پارامتر از سناریو دوم (سیستم کارآمد)، کنترل تخلفات را 72% کاهش می دهد. علاوه بر آن، نتایج سناریوها نشان داد که تعامل مناسب توسط شرکت آب منطقه ای، کنترل برداشت های غیر مجاز را در یک دوره پنج ساله می تواند از 12.8 به 70.3 میلیون متر مکعب، تغییر دهد.

گسل ها به عنوان یک عامل مهم بر روی آبخوان و حرکت آب زیرزمینی تاثیرگذار هستند. عملکرد گسل ها در آبخوان های آبرفتی میتواند باعث پیچیدگی سیستم جریان آب زیرزمینی و بی نظمی آن شود. گسل امتداد لغز و فعال دورود به عنوان قطعه ای از راندگی زاگرس به موازات آن از دورود تا بروجرد امتداد دارد. تاثیر گسل دورود بر هیدروژئولوژی آبخوان آبرفتی منطقه مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تعیین این تاثیر، نقشه های هم تراز آب زیرزمینی، هیدروگراف چاه های مشاهده ای، هدایت الکتریکی، مقایسه تغییرات سطح آب چاه های مشاهده ای روی خط گسل دورود با مناطق مجاور در طی زلزله فروردین ماه 1385 در منطقه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که گسل دورود با جابجایی لایه های آبرفتی باعث تغییرات ناگهانی جنس و ضخامت آبخوان و همچنین تغییر در کیفیت آبزیرزمینی بر خلاف روند مورد انتظار شده است. وجود رسوبات ریزدانه دریاچه ای با هدایت هیدرولیکی کم و کیفیت آب زیرزمینی نامطلوب در شرق گسل، کانالیزه شدن آب زیرزمینی در امتداد گسل و آبخوان با آبدهی و کیفیت آب مناسب در غرب گسل دورود از اثرات هیدروژئولوژیک این گسل می باشند. بررسی ها نشان داد که سطح ایستابی در چاه های مشاهده ای در امتداد گسل دورود در طی زلزله شش ریشتری فروردین سال 1385 چالان چولان، در یک ماه تا بیش از دو متر بالا آمدگی (قابل قیاس با بالا آمدگی سطح آب کمتر از 0.5 متر در چاه های مشاهده ای با فاصله از گسل) داشته است. بر خلاف انتظار هدایت الکتریکی آب زیرزمینی در دشت دورود- بروجرد در جهت جریان آب زیرزمینی کاهش می یابد و سپس در امتداد گسل دورود به طور ناهنجار در برخی مناطق افزایش نشان می دهد.

برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی به منظور تامین نیازهای کشاورزی، صنعتی، مصارف خانگی و غیره از عمده دلایل وقوع فرونشست می باشد، که بیشتر آبخوان ها را تحت تاثیر قرار داده است. در این تحقیق یک چارچوب کلی برای بررسی پتانسیل فرونشست در آبخوان ها ارائه شده است و ارزیابی آن در دشت شبستر انجام شد که فرونشست هایی تا بیش از 61 سانتیمتر در آن گزارش شده است. در این پژوهش، هفت عامل هیدروژئولوژیکی موثر بر فرونشست، شامل افت سطح آب زیرزمینی، محیط آبخوان، تغذیه، پمپاژ، کاربری اراضی، ضخامت آبخوان و فاصله از گسل مورد ارزیابی قرار گرفته و تلفیق شدند و نقشه آسیب پذیری در برابر فرونشست حاصل شد. سپس نتایج حاصل با فرونشست به دست آمده از بررسی تصاویر ماهواره ای صحت سنجی شدند. با وجود قابل قبول بودن نتایج، برای بهبود نتایج حاصل و بهینه سازی وزن هایی که با نظر کارشناسی به هریک از عوامل موثر بر فرونشست داده شده بود، از روش الگوریتم ژنتیک استفاده شد. نتایج نشان داد که این روش با افزایش ضریب همبستگی بین شاخص فرونشست و فرونشست های به دست آمده در دشت، توانایی بیشتری در ارزیابی پتانسیل فرونشست دارد. همچنین، مشخص شد که قسمت های جنوبی و مرکزی دشت بیشترین پتانسیل فرونشست را دارا هستند، بنابراین برنامه های مدیریتی لازم برای جلوگیری از ایجاد و افزایش فرونشست باید اعمال گردد.

پدافند غیرعامل به مجموعه اقداماتی اطلاق میگردد که با اجرای آنها میتوان از واردشدن خسارات مالی به تجهیزات و تاسیسات حیاتی و حساس یک کشور و تلفات انسانی جلوگیری نموده و میزان این خسارات را به کمینه مقدار ممکن کاهش داد. در این مقاله، یک مدل تحلیل ریسک برای انتخاب و رتبه بندی ملاحظات مدیریت ایمنی و پدافند غیرعامل در تصفیه خانه های آب و در قالب مطالعه موردی تصفیه خانه آب سلمان فارسی تدوین گردیده است. به بیان دیگر، ریسک هر یک از عوامل تهدید کننده سیستم تصفیه خانه آب به طور مجزا و توسط روش فازیAHP مشخص شده است. سپس، میزان مشارکت هر یک از واحدهای سیستم تصفیه خانه سلمان فارسی در ریسک کل سیستم تعیین گردیده است. نتایج حاصله از مدل پیشنهادی، بیان کننده این مطلب می باشد که زلزله با 13.7%، بیشترین درصد ریسک را به عنوان یک عامل تهدید کننده سیستم تصفیه خانه سلمان فارسی در پی دارد. هم چنین، مخازن نگهداری گاز کلر، بیشترین میزان مشارکت را در میزان ریسک کل سیستم تصفیه خانه آب سلمان فارسی داشته اند.

ماهیت غیرقطعی مساله ی بهره برداری از مخزن، کاربرد روش های بهینه سازی غیرقطعی در حل این مساله را ایجاب می کند. در دهه های گذشته، روش های متعددی جهت حل مساله بهینه سازی غیرقطعی بهره برداری از مخزن پیشنهاد شده است که یکی از آنها روش برنامه ریزی پویای دوگان غیرقطعی (SDDP) است. بررسی پیشینه تحقیقات نشان می دهد که در اغلب آنها، عدم قطعیت جریان ورودی به مخازن در روش SDDP بر اساس یک مدل آماری خودهمبسته (AR) یا خودهمبسته فصلی (PAR) مدلسازی شده است. رویکرد دیگر برای مدل سازی عدم قطعیت در SDDP که کمتر به آن پرداخته شده است، مدل سازی عدم قطعیت جریان به صورت یک زنجیره مارکوف است که در این تحقیق تحت عنوان مدل MSDDP پیاده سازی شده است. همچنین علیرغم اینکه محققان متعددی از روش SDDP در زمینه حل مساله بهره برداری میان مدت یا بلندمدت سیستم های چندمخزنه استفاده کرده اند، با این حال قابلیت این روش در زمینه تدوین سیاست های پایدار بلندمدت در مخازن سدها بررسی نشده است. در این تحقیق پس از ارائه الگوریتمی برای کاربرد مدل های SDDP و MSDDP به منظور تدوین سیاست های پایدار بهره برداری بلندمدت از سیستم های چندمخزنه، عملکرد این دو مدل در این زمینه مقایسه شده است. به منظور ارزیابی عملکرد مدل های مورد بررسی، نتایج حاصل از اجرای مدل ها در بهینه سازی بهره برداری از سیستم چندمخزنه ی برقآبی در گام زمانی هفتگی در حوضه رودخانه ی کارون بررسی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، مدل MSDDP عملکرد به مراتب بهتری در ارائه سیاست بهره برداری بهینه از سیستم داشته است. مقدار سود حاصله از شبیه سازی سیستم بر اساس سیاست های بلندمدت به دست آمده در روش MSDDP حدود 35 درصد نسبت به SDDP بیشتر است. همچنین، مقایسه نتایج مدل ها با بهترین جواب های ممکن )در شرایط قطعیت کامل( نشان داد جواب های حاصل از سیاست بهره برداری مستخرج از مدل MSDDP نزدیک به بهترین جواب های ممکن بوده است.

مدل های رقومی ارتفاعی (DEMs) یکی از مهمترین داده های موردنیاز مدل های هیدرولیکی و هیدرولوژیکی به شمار می آیند. عدم دسترسی به نقشه های زمینی با دقت بالا بویژه در حوضه های فاقد آمار، بسیاری از پروژه های مرتبط با مبحث سیلاب و هیدرولیک جریان را با چالشی اساسی روبرو می نماید. نقطه مقابل نقشه های زمینی، DEM های مبتنی بر سنجش از دور قرار دارند که به علت یکنواختی داده ها و دسترسی رایگان به آنها در سالهای اخیر مورد توجه بسیاری از محققین در مطالعات مختلف به ویژه مدل سازی هیدرولیکی سیلاب قرار گرفته اند. پژوهش حاضر با هدف بررسی کفایت منابع ارتفاعی مبتنی بر سنجش )مانند DEM های ASTER، SRTM و ALOS) که هر کدام دارای ابعادی سلولی مختلف می باشند جهت استخراج مدل هندسی رودخانه )مقاطع عرضی) و برآورد مولفه های هیدرولیکی مهم سیلاب مانند پهنه سیلاب و تراز سطح آب به انجام رسیده است. در این پژوهش از الحاقیه HEC-GeoRAS در بستر GIS برای استخراج مدل هندسی رودخانه از روی منابع ارتفاعی مختلف و از مدل یک بعدی HEC-RAS برای شبیه سازی مولفه های سیلاب استفاده بعمل آمده است. همچنین لازم به ذکر است که از نقشه های توپوگرافی زمینی با مقیاس 1.1000 به عنوان مبنایی برای ارزیابی عملکرد هر کدام از منابع ارتفاعی مذکور استفاده شده است. نتایج بدست آمده در دو رودخانه سرباز و سجاس رود حاکی از آن است که DEM های 30 متری ALOS نسبت به منابع دیگر، از قابلیت به مراتب بالاتری جهت استخراج مقاطع عرضی و متعاقب آن مدلسازی هیدرولیکی سیلاب برخوردار میباشند. به عنوان مثال، متوسط خطای نسبی ناشی از کاربرد این منبع در تخمین پهنه سیلاب در دو رودخانه سرباز و سجاسرود به ترتیب کمتر از 13 و 9 درصد می باشد. بر خلاف این منبع، نتایج حاصل از کاربرد DEM های ASTER در هیچکدام از رودخانه های مزبور چندان رضایت بخش نبوده به طوریکه متوسط خطا در برآورد پهنه سیلاب با استفاده از این منبع بیش از 68 % میباشد. در یک جمعبندی کلی میتوان چنین عنوان نمود که DEM های ALOS و ASTER به ترتیب بهترین و بدترین منبع ارتفاعی برای استخراج مدل هندسی و کاربرد در مدلسازی هیدرولیکی سیلاب می باشند و لذا در حوضه های فاقد آمار و یا پروژه هایی که با کمبود منابع مالی روبرو هستند استفاده از DEM های 30 متری ALOS به ویژه در مطالعات فاز یک و طراحی های اولیه می تواند بسیار گره گشا باشد.

در بسیاری از کشورها منجمله کشورهای در حال توسعه، به علت کمبود داده و همچنین هزینه زیاد مطالعات زیست محیطی، روش های هیدرولوژیکی سادهای نظیر تنانت و 95 Q برای تعیین حق آبه رودخانه ها از اولویت برخوردار هستند. در این مطالعه نشان داده شد که روش های هیدرولوژیکی مزبور از دقت و سازگاری لازم با محیط زیست رودخانه برخوردار نمی باشند. به منظور نمایش مشکلات تامین داده و اجرای مدل های شبیه ساز زیستگاه از مدل River2D استفاده به عمل آمد. رژیم اکولوژیکی پیشنهادی این مدل برای رودخانه مورد مطالعه اساسا با نتایج دو روش هیدرولوژیکی یاد شده متفاوت بود. در این تحقیق روش RVA، با این فرض که از سادگی روش های هیدرولوژیکی برخوردار است و در عین حال می تواند نتیجه ای نزدیک به روش های شبیه ساز زیستگاه بدست دهد، مورد آزمون قرار گرفت. در مطالعه موردی انجام شده علاوه بر نمایش وضعیت رودخانه در صورت اعمال روش های تنانت و 95 Q، جریان اکولوژیکی حاصل از مدل River2D در مقیاس ماهانه دربین دو محدوده بالا و پایین روش RVA بهدست آمد. در بررسی آماری دبی های ماهانه رودخانه مورد مطالعه این نتیجه نیز بدست آمد که برای داده های دارای چولگی بهتر است از میانه جریان ماهانه تاریخی به جای میانگین استفاده به عمل آورد. در نهایت این نتیجه گیری به عمل آمد که دبی حاصل از River2D در رودخانه در همه ماه ها قابل تامین نمی باشد، در حالی که روش RVA جریان زیست محیطی حداقلی بدست می دهد که می تواند تمام معیارهای مورد انتظار برای حفظ محیط زیست در رودخانه را ارضا نماید.

به منظور شناسایی عوامل اصلی تغییرات هیدروشیمیایی و بررسی فرآیندهای ژئوشیمی کنترل کننده منابع آب سطحی و زیرزمینی دشت بستان از نتایج آنالیز شیمیایی 35 نمونه آب در دو فصل خشک (تیر ماه 1395) و مرطوب (فروردین ماه 1396) استفاده شده است. در این تحقیق، دو روش آماری چند متغیره تجزیه و تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی ((HCA و تحلیل مولفه های اصلی ((PCA، برای طبقه بندی کیفی نمونه های آب منطقه بکار گرفته شد. بر اساس مطالعات انجام شده از HCA، سه رخساره ی اصلی هیدروشیمی در دشت بستان شامل رخساره ی با شوری زیاد )گروه 1: (Na-Cl ، با شوری کمتر: )گروه2: (Ca-Na-So4-Cl، و رخساره حد واسط (گروه3: Na-Mg-Cl) مشاهده گردید. در روش PCA ، اولین عامل 68.2 درصد و عامل های دوم و سوم به ترتیب14.45 و 9.25 درصد از تغییرات را نشان می دهند. نتایج این مطالعه به وضوح فوائد تکنیک های آماری چند متغیره را در ارزیابی هیدروشیمیایی منابع آب سطحی و زیرزمینی دشت مورد مطالعه نشان می دهد.

برآورد تبخیر-تعرق واقعی Eta)) در مقیاس حوضه و مزرعه، یکی از اطلاعات ضروری جهت برنامه ریزی تخصیص منابع آب می باشد. اگرچه برآورد ETa با محدودیت های مکانی، زمانی و هزینه ای روبرو است، اما با استفاده از تصاویر ماهواره ای می توان تا حدی بر محدودیت های موجود فائق گردید. در این راستا، هدف از تحقیق حاضر نیز الف) ابتدا ارزیابی و اعتبارسنجی یکی از جدیدترین محصولات تبخیر- تعرق واقعی، محصول WaPOR با مقادیر اندازه گیری شده توسط دستگاه Scintillometer و سپس ب) برآورد و تحلیل تغییرات مقدار ETa در کاربری های مختلف حوضه آبریز زاینده رود می باشد. بر اساس نتایج، مقدار آماره های MAE، RMSE، MAPE و R به ترتیب برابر با2.14 (میلیمتر در مدت 10 روز)، 2.55 (میلیمتر در مدت 10 روز)، 5.50 و 0.97 می باشد که نتایج حاکی از صحت و دقت مناسب تبخیر-تعرق واقعی، محصول WaPOR فائو در مقایسه با داده های دستگاه Scintillometer، است. همچنین، نتایج بررسی مقدار این متغیر در کاربری های مختلف نشان داد که بیشترین میزان ETa در سال 2016 به ترتیب مربوط به کشت های دوگانه، اراضی باغی، کشت های بهاره، کشت های پاییزه، دیم و مراتع می باشد که به ترتیب دارای مقادیری در حدود 513، 387، 272، 271، 112 و 83 میلی متر هستند. همچنین، ارزیابی مصرف آب در شالیزارها نیز نشان داد، 992 میلی متر آب به صورت ETa از دسترس خارج می گردد که با توجه به شرایط منابع آبی حاکم در این حوضه آبریز، مقدار بالایی است و نیاز به برنامه ریزی دقیق تری جهت حذف یا کاهش سطح زیر کشت این محصول می باشد.

در مقاله حاضر، مخزن دریاچه ارومیه به کمک نرمافزار SURFER به صورت سه بعدی مدل شده و نمودار حجم-سطح دریاچه در ترازهای مختلف محاسبه شده است. سپس با محاسبه تبخیر، دبی جریان های سطحی و زیرزمینی وارده به دریاچه، میزان بارش و سایر عوامل تاثیرگذار، بیلان هیدرولوژیکی دریاچه به روش پویایی سیستم ها مدل شده است. حسن استفاده از روش پویایی سیستم ها، توانایی لحاظ بازخوردها و اثرات برگشتی به صورت پویا است. برای انجام محاسبات مربوط به بیلان از نرمافزار VENSIM استفاده گردیده است. پس از بررسی نتایج بیلان دریاچه، مشاهده می شود که به سبب موقعیت خاص حوضه، مهمترین عامل خروج آب از دریاچه، تبخیر سطحی می باشد، بنابراین احداث دایک می تواند تاثیر بسزایی را در کاهش سطح تبخیر دریاچه ایفا نماید. در این راستا سه سناریو مکانی برای محل احداث دایک ها پیشنهاد شده است و تاثیر هر دایک در جهت کاهش سطح تبخیر و بیلان هیدرولوژیکی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که با احداث دایک در سناریوی اول، پس از 65 ماه، تراز دریاچه به 1574 متر (تراز اکولوژیک) می رسد که برای رسیدن به این تراز در سناریوی دوم، 120 ماه نیاز است. در سناریوی سوم در مدت 10 سال، تراز دریاچه از 1272 متر فراتر نمی رود.

در چند دهه اخیر الگوریتم های فراکاوشی نقش موثری در مسائل مختلف مهندسی از جمله بهره برداری بهینه از مخازن داشته اند. به دلیل پیچیدگی مسائل مدیریت منابع آب و در نتیجه نیاز روزافزون به توسعه و رواج روش های مزبور، در پژوهش حاضر اقدام به مدل سازی بهره برداری بهینه از سیستم های پیچیده چند مخزنی با استفاده از روشی مبتنی بر الگوریتم جستجوی موجودات همزیست (Symbiotic Organisms Search) گردید. در گام اول، عملکرد موفقیت آمیز روش با استفاده از تعدادی توابع محک استاندارد ارزیابی شد. سپس الگوریتم جستجوی موجودات همزیست در حل سیستم چهار و ده مخزنه محک مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از الگوریتم جستجوی موجودات همزیست، با الگوریتم های تکاملی توسعه یافته دیگر ازجمله الگوریتم های ژنتیک و ازدحام ذرات مقایسه شد. نتایج نشان داد که در سیستم های چهار و ده مخزنه، بهترین نتایج بدست آمده توسط الگوریتم جستجوی موجودات همزیست به ترتیب برابر 308.8114 و 1190.0227 بوده است. نتایج نشان داد که الگوریتم جستجوی موجودات همزیست در بهره برداری بهینه از سیستم های چند مخزنه از عملکرد مناسب تری برخوردار می باشد.

سرریز "نعل اسبی مدرن " ترکیبی از دو سرریز بیرونی و داخلی است که در این تحقیق با ساخت مدل فیزیکی آن و ایجاد سه مقیاس متفاوت سرریز داخلی در آن، مشخصات هیدرولیکی سرریز از جمله ضریب دبی سرریز داخلی (C0) و میزان دبی عبوری از سرریز داخلی مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر تغییر مقیاس سرریز داخلی در C0 بررسی شده است. نتایج تحقیق گویای آن است که با افزایش مقیاس سرریز داخلی از 1:10 به 1:5 و 1:2.5،هد روی سرریز نعل اسبی مدرن برای یک دبی ثابت نسبت به یک سرریز مستطیلی هم عرض به ترتیب 44 و 48 و 56 درصد کاهش مییابد. همچنین با افزایش مقیاس سرریز داخلی، نسبت دبی گذرنده از سرریز بیرونی به سرریز داخلی (Q2 /Q1) کاهش می یابد و با افزایش نسبت Q1 / Q2 ضریب دبی سرریز داخلی (C0) کاهش می یابد. برای بررسی تاثیر تغییر مساحت پلان سرریز داخلی در ضریب دبی، از نسبت مساحت به ضرب طول سرریزها (A0/L0×LW)استفاده گردید و مشخص شد که در سرریز نعل اسبی با مقیاسC0, 1:2.5 با افزایش آن نسبت افزایش می یابد. همچنین مشخص گردید که سرریز نعل اسبی مدرن با سرریز داخلی به مقیاس 1:2.5، از نظر هیدرولیکی بهترین عملکرد را دارا می باشد.

به منظور بررسی فراوانی وقوع برف در ایران طی چند دهه گذشته از داده های ساعتی هوای حاضر، در 304 ایستگاه همدید طی بازه زمانی 1951 تا 2010 استفاده گردید. ابتدا 6 شناسه مربوط به بارش برف استخراج و سری زمانی دما، دمای نقطه شبنم و درصد بسامد شناسه های برف محاسبه و شرایط دمای خشک و دمای نقطه شبنم، هنگام ریزش برف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بارش برف در ایران پدیدهای کم بسامد است و کمتر از 2 درصد هوای حاضر را شامل میشود. از طرف دیگر ریزش برف رگباری و شدید نیز چندان معمول نیست و بخش اعظم بارش برف، بصورت ملایم تا متوسط میبارد. به لحاظ زمانی امکان ریزش برف در ایران از آبان تا ابتدای فروردین فراهم است، اما بیشتر رویدادهای برفی در ماههای دی و بهمن حادث شده است. در تمامی ساعات شبانه روز امکان ریزش برف وجود دارد، اما بیشترین بسامد برف در ساعات اولیه روز، بویژه بین ساعت 6 تا 10 صبح روی می دهد. محور تقارن توزیع بسامد شرایط دمایی بارش برف، حول صفر درجه است. بطوریکه بهترین شرایط دمایی سطح زمین برای وقوع برف دمای نزدیک صفر درجه، بویژه در بازه دمایی 1 تا 5- درجه سلسیوس است.

در این تحقیق، هدف ارزیابی دقت روش های درونیابی جهت پیشبینی پراکنش مکانی تعدادی از شاخص های کیفی آب زیرزمینی دشت ارومیه می باشد. در ابتدا داده های کیفی 20 حلقه چاه در سال آبی 1393-1380 آنالیز شیمیایی گردید. آزمون کلوموگروف- اسمیرنوف نشان داد که داده ها نرمال نبوده و درنتیجه به منظور نرمال سازی از تبدیل باکس کاکس استفاده شد. سپس با استفاده از نرمافزار GIS بهترین مدل واریوگرام به ساختار فضائی داده ها برازش داده شد. نتایج نشان داد که برای پارامترهای کیفی، مدل های دایرهای، کروی و نمایی بهترین مدل نیم تغییرنماها می باشند. سپس، تغییرپذیری آنها با روش های مختلف درونیابی همچون کریجینگ و عکس مجذور فاصله با توان های یک، دو و سه مورد بررسی قرار گرفت. نقشه های پهنه بندی پارامترهای کیفی با روش کریجینگ ساده در محیط نرم افزار ArcGIS ترسیم گردید. همچنین آبخوان دشت از لحاظ مصارف کشاورزی و شرب با استانداردهای ویل کاکس و شولر موردبررسی قرار گرفت. نتایج استاندارد ویل کاکس و شولر نشان داد که آب 40 درصد از چاه های واقع در این دشت دارای آبشور قابل استفاده برای کشاورزی می باشد و همچنین، آب چاه های ذکر شده دارای کیفیت خوب و قابل قبول برای شرب است.