تحقیقات منابع آب ایران
سال:1396 | دوره:13 | شماره:2 |تعداد مقالات:22

دشت مشهد به دلیل برداشت بیش از حد آب با افت شدید منابع آب زیرزمینی رو به رو است و ادامه این روند باعث اضمحلال آبخوان می گردد. برای برون رفت از این بحران یا بایستی از سایر حوضه ها، تامین آب کرد یا با مدیریت تقاضا، مصرف آب را کاهش داد. پروژه های انتقال آب علاوه بر هزینه زیاد در مبدا و انتقال با عدم قطعیت های فراوان و آینده ای نامطمئن رو به رو هستند. از این رو، امروزه محققین به جای مدیریت تامین بر مدیریت تقاضا و افزایش بهره وری تاکید می نمایند. با این حال تحمیل استراتژی های مدیریت تقاضا بر منافع مصرف کنندگان تاثیر می گذارد و موجب بروز تعارضات متعدد در میان ذینفعان می گردد. این نوشتار بر مبنای نتایج تحقیق روی مدیریت تقاضا از طریق کاهش تعارضات میان کنشگران مدیریت آب (مدیران و مصرف کنندگان آب) در دشت مشهد شکل گرفته است. براین اساس، ابتداء کنشگران این عرصه شناسایی و سپس از طریق جلسات طوفان فکر، مدل مفهومی یا نقشه راه مدیریت آب دشت مشهد استخراج می گردد. در ادامه با ترسیم نقشه های شناختی کنشگران رفته، نقاط تعارض در روابط میان کنشگران شناسایی شده است. پس از آن ریشه ها و عوامل تعارض شناسایی و تحلیل شده است. نتایج نشان می دهد که اولا 6 درصد از تعارضات، جدی، 30 درصد اندک و در سایر موارد اتفاق نظر وجود دارد، و ثانیا برخی از سازمان های محلی درحل تعارضات مدیریت آب، نقش مهمتری از سایرین دارند.

انتخاب مدل قابل اعتماد برای شبیه سازی ستون تجربی در شناسایی فرایند های حاکم بر انتقال آلاینده و محاسبه پارامترهای قابل اعتماد ضروری می باشد. هدف این تحقیق تعیین عدم قطعیت همراه با توسعه مدل از طریق تعریف چندین مدل انتقال جایگزین، جهت انتخاب محتمل ترین مدل و بهترین برآورد از پارامترهای مدل انتقال است. در این مطالعه جهت بررسی عدم قطعیت در مدل های ستون تجربی چهار مدل مفهومی مختلف شامل: CDE1 و CDE2 مدل های تعادلی کانوکشن - دیسپرژن، MIM1 و MIM2 مدل های غیر تعادلی متحرک- غیر متحرک از منابع استفاده گردیده است. رو ش های انتخاب معیار مدل (AIC، AICC، BIC وKIC ) برای ارزیابی احتمال مدل های مفهومی جایگزین مورد استفاده قرار گرفت. برای دستیابی به نتایج قابل اعتماد در روش های انتخاب معیار، در محاسبه احتمالات مدل، همبستگی زمانی بین داده ها حذف گردید. نتایج نشان می دهد که در وضعیت سرعت جریان پایین مدل CDE2 به دلیل برقراری شرط تعادل فیزیکی در محیط خاک و در وضعیت سرعت جریان بالا مدل MIM1 دارای بالاترین احتمال و کمترین عدم قطعیت می باشند. محاسبات احتمالات مدل در مرحله صحت سنجی نیز این نتایج را تایید کرد. در نهایت می توان نتیجه گرفت که قابلیت اطمینان از تفسیر داده های مدل از طریق در نظر گرفتن عدم قطعیت مدل های جایگزین افزایش می یابد.

حفاظت از منابع آب زیرزمینی فرایندی پرتنش است و بیشتر از آنکه یک اقدام فنی به حساب بیاید، نیازمند درگیر شدن با ابعاد اجتماعی و سیاسی است. به همین دلیل، وضعیت مطلوب حکمرانی آب می تواند فراهم بودن شرایط برای موفقیت در اجرای فرایند حفاظت از منابع آب زیرزمینی را رقم زند، زیرا سیستم حکمرانی بیانگر ساختار تنظیم کننده فرایندهای مدیریتی همچون حفاظت از منابع آب است. به همین منظور در این مقاله سعی گردید تا با بهره گیری از نظریه تعاملات بسترمند (Contextual Interaction Theory) چارچوبی برای ارزیابی حکمرانی ارائه شود و علل و عوامل ساختاری شکست سیاست حفاظت از منابع آب زیرزمینی در کشور به روش کیفی مورد تحلیل و بحث قرار گیرد. در این چارچوب، به ارزیابی پنج مولفه سیستم حکمرانی، یعنی سطوح و مقیاس ها، کنشگران و شبکه ها، نگرش به مساله و اهداف غایی، استراتژی ها و ابزار، و نهایتا منابع (مالی، انسانی و...)، از منظر دو معیار کلی گستره و انسجام پرداخته شده است. برای ارزیابی هر یک از مولفه ها از منابع مختلف اطلاعاتی همچون مصاحبه، اسناد و پرسشنامه استفاده شد. اسناد مورد استفاده شامل سیاست ها، راهبردها، برنامه های توسعه و قوانین مرتبط با بخش آب و کشاورزی بودند. همینطور سعی شد تا با مسوولان مرتبط در وزارت نیرو، وزارت جهادکشاورزی، سازمان حفاظت محیط زیست و سازمان مدیریت و برنامه ریزی به صورت نیمه ساختاریافته مصاحبه صورت گیرد. از پرسشنامه نیمه ساختاریافته نیز برای جمع آوری اطلاعات از نمایندگان کمیسیون آب و کشاورزی مجلس شورای اسلامی بهره گیری شد. نتایج ارزیابی نشان می دهد که نه تنها سیستم حکمرانی از عدم جامعیت و توسعه یافتگی (گستره) در تمامی مولفه های پنج گانه حکمرانی رنج می برد، بلکه از منظر هم بستگی و هماهنگی (انسجام) نیز در تمام پنج مولفه شرایط نامطلوبی برقرار است. این وضعیت بدین مفهوم است که حکمرانی فعلی آب برای حمایت از اجرایی شدن سیاست حفاظت، ظرفیت مناسبی ندارد و در نتیجه هدف گیری اصلی برای تقویت پایداری در منابع آب زیرزمینی باید اصلاح و بهبود ساختار حکمرانی باشد.

شاخص های تک متغیره برای اهداف و کاربردهای مشخص تا حد زیادی مفید می باشند، اما تصویر جامعی از ویژگی های خشکسالی به عنوان یک پدیده پیچیده اقلیمی ارائه نمی نمایند. در این پژوهش با محاسبه شاخص های مختلف خشکسالی به عنوان ورودی و استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA)، شاخص تجمیعی خشکسالی (ADI) جهت پایش خشکسالی کشاورزی در سطح استان گلستان توسعه داده شد. بدین منظور با استفاده از داده های روزانه هواشناسی در 10 ایستگاه تبخیرسنجی و سینوپتیک موجود در سطح استان گلستان مقادیر پنج شاخص پرکاربرد خشکسالی شامل: بارش استاندارد شده (SPI)، بارش- تبخیر و تعرق استاندارد شده (SPEI)، شاخص خشکسالی پالمر (PDSI)، شاخص Z (مشتق شده از شاخص پالمر) و شاخص رطوبت خاک (SMI) در مقیاس ماهانه طی 33 سال زراعی برآورد شدند. سپس با اعمال روش PCA، شاخص ADI از ترکیب خطی مولفه های حاصل از شاخص های ورودی برای هر یک از ایستگاه های مورد بررسی توسعه داده شد. بر پایه نتایج بدست آمده همبستگی قوی (بیشتر از 0.8) بین مقادیر شاخص ADI و SPEI در نواحی مرطوب و ماه های آذر تا اسفند در ایستگاه های مورد بررسی مشاهده شد در حالی که طی ماه های گرم سال (شامل فروردین تا خرداد) از مقدار ضریب همبستگی کاسته شده است. بررسی تطبیقی نتایج شاخص ADI با شاخص SPEI در ماه های مختلف سال به ویژه ماه های اردیبهشت و خرداد نشان می دهد که شاخص ADI به عنوان یک شاخص جامع می تواند اثرات شاخص های خشکسالی ورودی نظیر رطوبت خاک را منعکس و پایش جامع تری را در اختیار دهد.

در اقتصاد مبتنی بر کشاورزی که در بیشتر کشورهای در حال توسعه و توسعه یافته رایج است، لزوم طرح ریزی و برنامه ریزی همه جانبه به منظور استفاده از منابع تولید کشاورزی برای دست یافتن به بیشترین بازده اقتصادی ضروری به نظر می رسد. تقاضای آب کشاورزی در ایران روز به روز افزایش می یابد و عرضه آن به دلیل قرار گرفتن ایران در کمربند خشک و نیمه خشک جهان محدود است. به همین دلیل این ماده حیاتی در ایران یکی از مهمترین ارکان توسعه است که توسعه سایر بخش ها در گرو بهره برداری پایدار از آن است. هدف از این پژوهش، تخصیص بهینه منابع آب با استفاده از رهیافت برنامه ریزی فازی و تبیین محور برنامه ریزی در خصوص متغیر تصمیم منابع آب و زمین در شهرستان صومعه سرا واقع در استان گیلان می باشد. برای این منظور با هدف حداکثر کردن بازده برنامه ای و با توجه به محدودیت های سیستمی و آرمانی در سناریوهای مختلف و مقادیر مختلف l، نتایج نشان داد که الگوی موجود مصرف آب آبیاری در منطقه مورد مطالعه، بهینه نیست و در تخصیص بهینه زمین، سطح زیر کشت باقلا مازندرانی و لوبیا نسبت به وضعیت موجود بایستی افزایش و برنج کاهش یابد ولی در تخصیص بهینه منابع آب، دو محصول برنج و باقلا در تمامی الگوهای برآوردی، بیشترین تخصیص را نشان دادند. در قیاس این دو الگو، پیشنهاد می شود به منظور استفاده بهینه از عوامل تولید و بیشینه نمودن درآمد کشاورزان و با توجه به اینکه آب بیشتر عامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی نسبت به زمین است، عامل آب محور تصمیم و برنامه ریزی قرار گیرد.

هدف اصلی مطالعه حاضر، ارائه ساختار و روشی برای واسنجی مدل های آب زیرزمینی است. واسنجی خودکار با رویکرد غیرمستقیم مد نظر قرار گرفته و مساله معکوس در مدل سازی آب زیرزمینی به صورت یک مساله بهینه سازی تعریف شده است. برای حل این مساله بهینه سازی غیرخطی از الگوریتم ژنتیک استفاده گردیده است. کمینه سازی جذر میانگین مربع اختلاف میان مقادیر تراز سطح آب مشاهداتی و تراز متناظر محاسبه شده در نرم افزار MODFLOW به عنوان معیار واسنجی و ارزیابی تعیین شده است. مقادیر هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه (با ناحیه بندی معلوم) نیز به عنوان پارامترهای مدل در نظر گرفته شده است. با ایجاد تغییراتی در کدهای اصلی برنامه MODFLOW-2005 و افزودن الگوریتم ژنتیک به آن، یک برنامه بهینه سازی (MF2005GA_ P) به زبان فرترن 90 تهیه شده است که به دلیل تبادل داخلی متغیرهای اصلی مانند (RMSE)، کاهش محسوسی در مدت زمان اجرای برنامه نسبت به رویکرد اتصال کدهای شبیه سازی و بهینه سازی حاصل نموده است. این برنامه بر اساس یک مدل فرضی، توسعه یافته و به صورت اولیه مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه آبخوان ابهر به عنوان مطالعه موردی انتخاب و عملکرد برنامه در مقیاس واقعی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این روش، کاهش حدود 40 درصدی RMSE را نسبت به نتایج واسنجی با روش سعی و خطا، نشان داده است.

در این کار تحقیقاتی مساله تخصیص بهینه بار یک و/یا چند آلاینده در امتداد رودخانه قشلاق با استفاده از مدل شبیه سازی QUAL2Kw و الگوریتم بهینه سازی چندهدفه هوش جمعی ذرات مورد بررسی قرار گرفته است. اهداف تعریف شده در مساله تخصیص بهینه بار آلودگی CBOD، بهبود کیفیت آب رودخانه قشلاق (مینیمم نمودن میزان تخطی غلظت اکسیژن محلول نسبت به مقدار استاندارد در نقاط متعدد پایش) و مینیمم نمودن هزینه های احداث و بهره برداری از واحدهای تصفیه خانه صنعتی و شهری امتداد رودخانه است. همچنین در مساله تخصیص بهینه بار چند آلودگی، بهبود شاخص کیفیت آبی که تجمیع اثر پارامترهای کیفی متعدد (مجموع کلیفرم، غلظت نیتروژن، غلظت فسفر، ذرات معلق و اکسیژن محلول) در نقاط پایش را لحاظ می نماید به عنوان تابع هدف کیفیت آب، تعریف گردید. نتایج نشان می دهند در مساله تخصیص بار CBOD، در صورت عدم تصفیه مجموع قدر مطلق تخطی اکسیژن محلول از مقدار استاندارد در نقاط پایش 4.5 میلی گرم بر لیتر و در صورت عدم تخطی از استاندارد، مجموع هزینه احداث و بهره برداری از تصفیه خانه ها در مدت 25 سال حدود 290 میلیارد ریال خواهد بود. همچنین در مساله تخصیص بهینه بار چند آلاینده، هزینه های تصفیه خانه ها افزایش قابل توجهی نسبت به مساله تخصیص بار یک آلاینده می یابد.

بازیگران، نقش قابل توجهی در پایداری سیستم های منابع آب دارند. اهمیت نقش بازیگران، لزوم در نظر گرفتن و مدل سازی این سیستم ها را از دیدگاه اجتماعی-اکولوژیکی روشن می سازد. مدل های عامل بنیان ابزاری قدرتمند در زمینه مدل سازی سیستم های اجتماعی-اکولوژیکی هستند که در سال های اخیر، استفاده از آن در زمینه های مختلف و به خصوص مدیریت منابع آب افزایش قابل توجهی داشته است. در این مقاله ضمن معرفی کلی رویکرد مدل سازی عامل بنیان، به بررسی چهار چالش اصلی پیش رو در زمینه مدل سازی سیستم های پیچیده منابع آب پرداخته شده است: طراحی رفتار عامل ها، برقراری ارتباط بین بخش اجتماعی و اکولوژیکی، مکانی کردن مدل، کالیبراسیون، صحت سنجی و اعتبارسنجی. با توجه به این که بخش کشاورزی عمده ترین مصرف کننده منابع آب به حساب می آید، در این مقاله سعی گردید تا از تحلیل مقاله های معتبر و با ارجاعات بالا در همین زمینه، برای روشن ساختن چالش های پیش رو و ایجاد نگرشی صحیح در رابطه با بکارگیری این مدل ها در زمینه مدیریت منابع آب استفاده گردد.

در این مطالعه، روشی به منظور بررسی فرض نیاز به تغییر در منحنی فرمان مخازن سدها، در دوره آتی و در شرایط رخداد تغییراقلیم ارائه شده است. بدین منظور، با هدف سازگاری میزان رهاسازی از سد با شرایط اقلیمی آینده، مدلی برای ارزیابی اثرات تغییراقلیم بر عملکرد مخزن پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی شامل مدل لارز (LARS-WG) برای تبدیل خروجی های مدل گردش عمومی جو (AOGCM) تحت سه سناریوی انتشار A1B، A2، B1 به مقیاس محلی، مدل بارش-رواناب تهیه شده توسط جکمن و هورنبرگر (IHACRES) جهت شبیه سازی جریان ورودی به مخزن در دوره آتی (2030-2017) (واسنجی شده با آمار دوره پایه (2006-1993)) و مدل بهینه سازی فراکاوشی الگوریتم ژنتیک (GA) جهت بهینه سازی مقدار آب رهاسازی شده از مخزن می باشد. در نهایت، منحنی فرمان بهره برداری سد برای دوره زمانی گذشته و آینده در سه سناریوی (A1B، A2،B1 ) محاسبه شده است. نتایج کاربرد متدولوژی پیشنهادی در تعیین منحنی فرمان سد دز در استان خوزستان، نشان داد که علیرغم اصلاح منحنی فرمان با هدف حداقل میزان کمبودها، در شرایط تغییراقلیم در دوره آتی، شاخص تامین آب، کاهش می یابد که میزان این کاهش حدود 1.7 تا 5.7 درصد در شرایط رخداد سناریوهای A2، B1 و A1B بوده است. در صورت عدم اصلاح منحنی فرمان، میزان کمبودها به مراتب بیشتر خواهد بود. درنهایت باید گفت که نادیده گرفتن اثر تغییراقلیم و استفاده از نحوه بهره برداری از مخزن دوره پایه برای دوره آینده، موجب کاهش درصد تامین آب برای تخصیص های در نظر گرفته شده خواهد شد.

جریان رودخانه ها رژیمی پویا و دینامیک بوده و از اجزای مختلفی تشکیل شده است. جریان های کم، سیلاب های کوچک و سیلاب های بزرگ بخش های مهمی از این جریان را تشکیل می دهند و نقش خاصی را در سلامت محیط زیست رودخانه ها ایفا می کنند. تا کنون در بهره برداری از رودخانه های کشور بدون توجه به نقش این اجزا جریان ثابتی به محیط زیست رودخانه اختصاص داده شده است که می تواند خطرات زیست محیطی زیادی به دنبال داشته باشد. در این مقاله با برداشت از ایده روش اجزای سازنده به توسعه یک روش جامع نگر در شرایط کمبود داده پرداخته شده و با تعریف معیارهای مورد نیاز، جریان های زیست محیطی رودخانه به عنوان مهمترین اجزای رژیم اکولوژیکی انتخاب شدند. در این تحقیق معیارهای مورد استفاده برای تعریف آستانه های مورد نیاز برای تعیین رژیم جریان مطلوب عبارت بودند از: فراهم آوردن شرایط مناسب هیدرولیکی برای موجودات زنده درون رودخانه، حفظ مورفولوژی بستر رودخانه، حفاظت از شکل آبراهه اصلی، نگهداری از پوشش گیاهی اطراف رودخانه و همسویی با اقلیم حاکم بر حوضه آبریز. بر اساس نتایج، درصورت استفاده از جریان رودخانه برای شرب و صنعت دبی حاصل از روش هیدرولیکی حداکثر انحنا، و در صورت تامین آب کشاورزی، ترکیبی از حداقل دبی تاریخی و دبی حاصل از روش Q95، برای حفظ شکل و مرفولوژی رودخانه و همچنین دبی شستشو سیلاب 2 ساله و برای تغذیه سیلابدشتها سیلاب 5 ساله درنظر گرفته شد. بدین ترتیب نتیجه این تحقیق معرفی رژیم جامع اکولوژیکی با تعریف آستانه های لازم در شرایط کمبود داده برای حفظ یک رودخانه سالم در چهارچوب مدیریت جامع حوضه آبریز می باشد.

پیچیدگی فرآیند تبخیر از پیکره های آبی مانند دریاچه ها و مخازن سدها، کمبود اطلاعات کافی و معتبر مورد نیاز و از طرفی عدم اتکای مدیریت این منابع و مخازن به داده های زمانی و مکانی دقیق تر، موجب کند شدن پیشرفت های تحقیقاتی و کاربردی در این زمینه نسبت به سایر مولفه های هیدرولوژیکی شده است. مدیریت و بهره برداری از ذخایر سدها به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک نیاز به برآوردهای مطمئن تری از تبخیر دارد. این وضعیت در شرایطی مانند سد دوستی که منبع استراتژیک تامین بخش وسیعی از آب شرب مشهد نیز می باشد، اهمیتی دوچندان می یابد. در این تحقیق، روشی جدید برای برآورد تبخیر از پیکره های آبی با ارائه حل متفاوتی از معادله بیلان انرژی توسعه داده شد. این موضوع از طریق تعریف سطح مرجع و حل همزمان معادله بیلان انرژی برای دو سطح آب و سطح مرجع صورت پذیرفت. در این روش که بیلان انرژی آب و سطح مرجع (RWEB) نام گرفت، از داده های دما و تابش خالص استفاده شده است. از آنجا که داده های ورودی مورد نیاز روش پیشنهادی، قابلیت برآورد با استفاده از فناوری سنجش از دور را دارا می باشد، لذا الگوریتم سنجش از دوری روش پیشنهادی RWEB توسعه داده شد که طی آن پارامترها و برآوردهای تبخیر به صورت توزیعی برای دریاچه سد دوستی حاصل گردید.

به منظور بررسی بارش های فوق سنگین برف در بازه زمانی 1ژانویه تا 3 فوریه در شمال کشور از گزارش سازمان هواشناسی مبنی بر ارتفاع برف در روزهای مورد نظر استفاده شد. به گفته سازمان در 4 روز برفی معادل 1.5 تا 2 متر و در برخی نواحی به بیش از 3 متر نازل شده است. در ادامه برای تحلیل الگوهای گردشی بوجود آورنده بارندگی مذکور از داده های دمای هوا، ارتفاع ژئوپتانسیل، فشار تراز دریا، مولفه های مداری و نصف النهاری باد، سرعت قائم (امگا) و دمای سطح آب با تفکیک 2.5´2.5 درجه از تارنمای مربوط به مرکز ملی پیش بینی محیطی/علوم جوی آمریکا (NCEP/NCAR) اخذ و نقشه های همدید تهیه شد. نتایج نشان داد در زمان رخداد برف سنگین، تشکیل و حرکت شرق سوی پرفشار سطحی واقع در نواحی شرق اروپا و استقرار یک سیستم مانع در تراز 500 هکتوپاسکال در منطقه یاد شده و تشکیل ناوه بسیار عمیق با محور شمال شرق- جنوب غرب بر روی دریای خزر سبب شده تا منطقه در زیر تاوایی مثبت قرار گرفته و ناپایداری حاصل سبب نزول برف گردد. از طرفی ناهنجاری دمای سطح آب در نواحی جنوبی دریاچه به بیش از 2 درجه سانتی گراد رسیده که هم سبب انتقال رطوبت به توده هوای سرد وارد شده به منطقه و هم باعث بوجود آمدن گردایان شدید دما گشته که موجبات تشکیل جبهه در منطقه خزری را فراهم کرده است. وضعیت تاوه قطبی نیز به گونه ای است که پربند مربوط به آن در ماه ژانویه و فوریه دقیقا بر روی منطقه قرار گرفته و شرایط را تشدید کرده است.

با توجه به اهمیت محاسبه و کنترل میزان آب بدون درآمد، ارائه راهکار جهت کاهش آن از اهمیت زیادی برخوردار بوده، ولی با این وجود در کشور ما تحقیقات کاربردی کمتری به صورت مطالعه موردی انجام شده است. لذا در این تحقیق یکی از روستاهای استان آذربایجان شرقی به عنوان منطقه مورد مطالعه برای ارزیابی دقیق انتخاب گردیده است. ابتدا اطلاعات اولیه با پیمایش محلی (1150 کنتور) و نیز تست کنتورهای خانگی و کنتورحجمی اصلی روستا (بر اساس نشریه 556) بدست آمده است. همچنین میزان میانگین مصرف آب در هر ماه و خطاهای مربوط به هدررفت ظاهری برای منطقه مورد مطالعه بر اساس استاندارد انجمن جهانی آب (IWA) محاسبه شده است. سپس با استفاده از نتایج پیمایش محلی، رفتار مشترکین مشخص و تاثیر این رفتار در افزایش میزان هدررفت بررسی گردیده است. در گام بعدی با استفاده از روش تصمیم گیری گروهی بوردا با سه تصمیم گیر و از میان هشت روش مطرح، بهبود کنتورهای مشترکین به عنوان موثرترین راهکار برای کاهش میزان آب بدون درآمد به مدیر متولی در صنعت (جهت تعمیم به سایر روستاها) توصیه شده است.

مهمترین آلاینده هایی که باعث ایجاد آلودگی آب می شوند، نیتروژن و فسفر موجود در رواناب کشاورزی هستند که به آلودگی غیرنقطه ای موسوم هستند. در این پژوهش از مدل L-THIA برای نمایش توزیع مکانی کل فسفر، کل نیتروژن، نیترات-نیتریت، مواد جامد محلول و مواد جامد معلق و از نرم افزار SPSS جهت بررسی ارتباط آن با کاربری های اراضی در حوضه آبخیز زاینده رود، استفاده شد. جهت بررسی اثر کاربری اراضی بر پارامترهای کیفیت آب رودخانه تعداد 5 زیر حوضه که دارای بیشترین تنوع کاربری اراضی بودند انتخاب و با نرم افزار ArcView به کمک برنامه جنبی HEC-GeoHMS، مرز زیرحوضه آبخیز و نسبت کاربری های اراضی مختلف مربوط به هر زیرحوضه تعیین گردید. سپس در هر زیرحوضه یک ایستگاه تعیین شد و میزان آلاینده ها طی یک دوره یکساله از فروردین 94 تا فروردین 95 مورد پایش قرار گرفت. نتایج آماری و ضریب همبستگی پیرسون حاکی از آن است که ارتباط معنی داری بین کاربری کشاورزی با همه آلاینده های مورد بررسی به جز فسفر محلول، بین اراضی مسکونی و بایر و همه آلاینده ها به جز مواد جامد محلول و نیترات-نیتریت و بین اراضی مرتعی و جنگلی و مواد جامد محلول وجود دارد. با بررسی پهنه های تجمع میزان فسفر و نیتروژن در حوضه آبخیز و شناسایی محیط هایی که میزان این مواد بالاست، می توان اقدامات مدیریتی جهت کاهش میزان مصرف نیتروژن و فسفر و در نهایت کاهش میزان آلودگی در حوضه آبخیز به عمل آورد.

حداکثر بارش محتمل بزرگ ترین عمق بارش در یک تداوم معین و ممکن است. در این مطالعه، استخراج منحنی های عمق- مساحت- تداوم (DAD) جهت برآورد حداکثر بارش محتمل 24 ساعته (PMP24) با استفاده از دو نگرش آماری هرشفیلد و برآورد عامل فراوانی (km) مناسب در استان فارس مدنظر می باشد. به این منظور از داده های حداکثر باران 24 ساعته ((P24) max) با دوره آماری 12 تا 61 ساله 52 ایستگاه واجد آمار طولانی مدت واقع در این استان استفاده گردید. مقادیر km در نگرش اول و دوم به ترتیب، در محدوده 18.4-15.3 و 6.8-1.6 وPMP24 متناظر در محدوده 850- 280 و 380- 112 میلی متر برآورد شدند. مقادیر PMP24 با دوره بازگشت های 50 و 100 سال به ترتیب 714 و 771 میلی متر محاسبه گردید. نتایج نشان دهنده کاهش 75 درصدی km نگرش دوم نسبت به نگرش اول در منطقه مطالعاتی می باشد. نسبت PMP24 به (P24)max در نگرش اول و دوم به ترتیب 7.4-2.6 و 2.7-1.4 به دست آمد. لذا اطمینان پذیری نگرش دوم نسبت به نگرش اول بیشتر می باشد. هم چنین نقشه های هم مقدار PMP24 در منطقه مطالعاتی برای دو نگرش با استفاده از مدل رقومی ارتفاع در محیط نرم افزاریArcGIS 10.3 ترسیم و منحنی های DAD و کاهش سطح هریک از نگرش ها تعیین شدند. کاربرد این منحنی ها تبدیل PMP24 نقطه ای به منطقه ای را در استان فارس امکان پذیر می سازد.

در سال های اخیر، تکنیک های مدل سازی داده مبنا کاربردهای فراوانی در مطالعات هیدرولوژی و مهندسی منابع آب یافته اند. توسعه مدل های برآورد یا پیش بینی رواناب رودخانه، یکی از زمینه های مطالعاتی است که این تکنیک ها در آن کاربرد زیادی دارند. در مطالعه حاضر، چهار تکنیک مدل سازی داده مبنا، شامل رگرسیون خطی چندگانه، K نزدیک ترین همسایه، شبکه های عصبی مصنوعی و سیستم های استنتاج عصبی - فازی تطبیقی به منظور تشکیل مدل های پیش بینی رواناب مورد استفاده قرار گرفته و نتایج حاصل بررسی شده است. همچنین تاثیر انتخاب چند سناریوی مختلف در انتخاب متغیرهای ورودی ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که استفاده از داده های جریان ماه های قبل در مجموعه داده های مورد استفاده جهت پیش بینی می تواند سبب بهبود دقت نتایج مدل ها شود. به علاوه، مقایسه عملکرد کلی تکنیک های مدل سازی، بیانگر برتری نتایج حاصل از به کارگیری تکنیک KNN نسبت به سایر تکنیک ها می باشد. در میان مدل های برگزیده تکنیک های مختلف نیز، مدل برگزیده KNN برای حالت استفاده از داده های جریان با ضریب همبستگی خطی 0.84 بین داده های مشاهداتی جریان و پیش بینی های مدل و مقدار شاخص خطای RMSE برابر 2.64 بهترین عملکرد را به نمایش گذاشت.

پژوهش حاضر مبتنی بر ارائه روش بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک برای طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب است. به منظور تدوین مدل بهینه سازی، با مطالعه فهرست بهای پایه شبکه جمع آوری فاضلاب، صورت جلسات کارگاهی و صورت وضعیت های پیمانکاران، تابع هزینه ای بر اساس متغیرهای شیب و قطر لوله ها استخراج شده و به عنوان تابع هدف کمینه سازی هزینه به کار گرفته شده است. نتایج حاصله نشان دهنده کارایی مدل بهینه سازی ارائه شده در کمینه سازی هزینه اجرای شبکه های جمع آوری فاضلاب است، به طوری که استفاده از این مدل در طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب شهر ارومیه، کاهش 13 درصدی هزینه اجرا را به دنبال دارد. از مزیت های این مدل، توجه به مسائل اجرایی و عدم ایجاد منهول ریزشی در نقاط اتصال لوله ها می باشد. در این پژوهش همچنین با ارائه روشی برای محاسبه آب باران، تاثیر آب باران در طراحی شبکه های فاضلاب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله برای شبکه جمع آوری فاضلاب شهر ارومیه بیانگر ورود مقادیر قابل توجه آب باران (تا 10 برابر دبی فاضلاب) به داخل شبکه بوده و اعمال آب باران در محاسبات طراحی منجر به افزایش قابل توجه سایز لوله ها و هزینه اجرای شبکه می شود.

مطالعات اخیر اهمیت روش توسعه فضای فاز (PSR) به روش تاخیر زمانی را به عنوان روشی برای شناسایی آشوب (Chaos) به اثبات رسانده است. هدف از این مطالعه بررسی روش توسعه فضای فاز و تفسیر آنچه که در دیاگرام فضای فاز ترسیم می شود، می باشد. در این پژوهش دبی روزانه، هفتگی و ماهانه بند بهمن، واقع بر رودخانه قره آغاج در بین سال های 1348 تا 1385 مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا بعد تعبیه به روش هندسه سیمپلکتیک (Symplectic Geometry) برابر با 3 محاسبه گردید. سپس فضای فاز به روش تاخیر زمانی ترسیم گردید. برخلاف روش های پیچیده و محاسباتی مرسوم، همه این نتایج با مشاهده و در حداقل زمان حاصل می شود که به قرار زیر است: داده های ماهانه آشوبی تر از داده های هفتگی و روزانه می باشد که نشان می دهد زمان بهینه به یک ماه نزدیکتر است. محل قرار گیری بارندگی های شدید قابل تشخیص است. جریان ثابت رودخانه به صورت روزانه بین دبی 0 تا 140، هفتگی بین دبی 1.5 تا 60 و ماهانه بین دبی 1 تا 23 متر مکعب بر ثانیه قرار گرفته است. نوع جریان رودخانه، ثابت یا فصلی، قابل شناسایی است.

شناسایی و پایش کیفیت منابع آب به منظور شناخت از کیفیت آب متناسب با مصارف مختلف به عنوان یکی از گام های اصلی مدیریت کیفیت منابع آب از جایگاه ویژه ای برخوردار است. برای استان سیستان و بلوچستان با توجه به قرار گرفتن در منطقه گرم و خشک با کمبود منابع آبی قابل استفاده این اصل مهمتر نیز جلوه می کند. هدف از این پژوهش پیش بینی پارامترهای کیفی آب بدون روند در چاه نیمه های سیستان به وسیله شبکه عصبی شعاعی پایه 1 (RBF) و مقایسه آن با زنجیره مارکف است. برای این منظور از داده های برداشت شده اکسیژن محلول، دما، فیتوپلانکتون، زئوپلانکتون، آمونیاک و فسفر استفاده شده و روندیابی این پارامترها به دو روش نامبرده انجام گرفته است. میزان خطای میانگین شبکه عصبی RBF برای پارامترهای مذکور به ترتیب حدود 5.5، 7.7، 12.8، 5.6، 52.4 و 4.1 درصد و میزان خطای زنجیره مارکف به ترتیب حدود 11.2، 8.9، 5.3، 12.9، 33.9 و 8.4 درصد به دست آمد. در مجموع برای پارامترهای کیفی بررسی شده در این پژوهش، شبکه عصبی RBF نتایج بهتری نسبت به زنجیره مارکف ارائه داده است.