اکوهیدرولوژی
سال:1398 | دوره:6 | شماره:1 |تعداد مقالات:20

ساخت سازه های متعدد سبب قطع مسیر مهاجرت ماهیان رودخانه می شود. مؤثر ترین روش برای برقراری مجدد جریان، ساختن راه ماهی است. راه ماهی شبه طبیعی از جمله سازه های احداث شده برای این منظور طی دو دهه ی اخیر در جهان است. به منظور احیای رودخانه ها و تأمین توسعه ی پایدار سامانه ی رودخانه، ضروری است تا مهندسان رودخانه در کشور به دنبال طراحی سازه هایی سازگار با محیط زیست، همچون راه ماهی شبه طبیعی باشند. هدف از پژوهش حاضر، ارائه ی مبانی بومی سازی طراحی راه ماهی شبه طبیعی و طراحی آن برای یکی از رودخانه های ایران و ارزیابی آن به عنوان زیستگاه آبزیان است. برای پیاده سازی یک نمونه ی طراحی، رودخانه ی جاجرود به دلیل احداث چهار بند روی آن و قطع شدن مسیر مهاجرت گونه ها، انتخاب شد. مسیر کانال کنارگذر با استفاده از سرریزهایی با افت هیدرولیکی 25/0 متر طراحی شد و استخرهایی به عرض چهار و طول پنج متر و میزان تلفات انرژی 1/98 وات بر مترمکعب و خیزآب هایی به عرض دو متر در طراحی مورد توجه قرار گرفت. همچنین، با استفاده از مدل ریاضی PHABSIM ارزیابی مطلوبیت زیستگاه راه ماهی طراحی شده صورت گرفت و مشاهده شد که درصد عرض مطلوب رودخانه در دبی طراحی در استخرها برای هر یک از گروه های سنی به ترتیب96/1، 97/43 و 93/41 درصد و در خیزآب ها 82/5، 5/38 و 2/18 است. مطلوبیت زیستگاه استخرهای استراحت در مقایسه با زیستگاه های خیزآب مناسب تر بود و نتایج بررسی ها نشان داد ماهیان در زیستگاه خیزآب به خلاف زیستگاه استخرها، کناره های راه ماهی را به دلیل سرعت های مطلوب تر به عنوان زیستگاه انتخاب می کنند.

در پژوهش حاضر، ویژگی های غیرخطی جریان ماهانه ی رودخانه ی زاینده رود، در دو حالت قبل و بعد از نویززدایی، با استفاده از نظریه ی آشوب، طی 43 سال (1350 تا 1392) در چهار ایستگاه هیدرومتری ارزیابی شده است. برای تعیین روند آشوبی یا تصادفی بودن جریان رودخانه ی زاینده رود، اﺑ ﺘ ﺪ ا به بازسازی فضای حالت پرداخته شده است. به این دلیل، زمان تأخیر بهینه و بُعد محاط با استفاده از روش های میانگین اطلاعات متقابل و اﻟ ﮕ ﻮ رﯾ ﺘ ﻢ نزدیک ترین همسایگی ﮐ ﺎ ذب محاسبه شده است. اﻣ ﮑ ﺎ ن وﺟ ﻮ د آﺷ ﻮ ب در دﺑ ﯽ جریان ماهانه، در سری زمانی اصلی و نویزگیری شده، با استفاده از شاخص ﺑ ُﻌ ﺪ ﻫ ﻤ ﺒ ﺴ ﺘ ﮕ ﯽ ﺑ ﺮ رﺳ ﯽ شده است. بر اساس نتایج، ﺑ ُﻌ ﺪ ﻫ ﻤ ﺒ ﺴ ﺘ ﮕ ﯽ برای سری زمانی نویزگیری شده در ایستگاه های اسکندری، قلعه شاهرخ، پل زمانخان و پل کله به ترتیب برابر 94/5، 63/4، 89/2 و 30/3 برآورد شده است. ﻣ ﻘ ﺪ ار غیرصحیح این ﺑ ُﻌ ﺪ ، بیان کننده ی رﻓ ﺘ ﺎ ر آﺷ ﻮ ﺑ ﻨ ﺎ ک دبی جریان ماهانه ی نویززدایی شده ی رودخانه ی زاینده رود در ایستگاه های یادشده است. نبود بُعد همبستگی در سری زمانی اصلی، نشان دهنده ی تصادفی بودن سیستم است. در ادامه، ﺣ ﺴ ﺎ ﺳ ﯿ ﺖ ﺑ ﻪ ﺷ ﺮ اﯾ ﻂ اولیه ی ﺳ ﯿ ﺴ ﺘ ﻢ ، به عنوان یک مشخصه ی سیستم های آشوبناک، با استفاده از آزمون نمای لیاپانوف بررسی شده است. سپس، افق پیش بینی جریان در ایستگاه های نویزگیری شده ی آشوبناک تعیین شده است که به ترتیب برابر 36، 41، 45 و 44 ماه است. یکی از راه کارهای مدیریت شرایط کم آبی و بحران منابع آب، پیش بینی جریان آب های سطحی است. با استفاده از داده های ماهانه ی نویزگیری شده ی رودخانه ی زاینده رود، امکان پیش بینی جریان با استفاده از روش های مختلف فراهم است که برای سری زمانی اصلی، این امر مقدور نیست.

پژوهش حاضر، با هدف بررسی تأثیرات تغییر کاربری بر کیفیت منابع آب سطحی در زیرحوضه های حوضه ی آبخیز حبله رود پی ریزی شد. به این منظور، با استفاده از آنالیز تجزیه به مؤلفه های اصلی (PCA) و آنالیز فاکتور (FA)، متغیر TDS به عنوان فاکتور شاخص کیفی آب انتخاب شد. در ادامه، با استفاده از مدل های سری زمانی (ARIMA) پارامتر شاخص کیفی آب (TDS) برای سی سال مدل سازی شد و در بین مدل های ARIMA، مدلی با کمترین میزان معیار سنجش آکائیک به عنوان مدل بهینه برای پارامتر شاخص انتخاب شد. مد ل های مطلوب برای زیرحوضه های بنکوه، دلیچای، گورسفید، کیلان، نمرود، مرزداران و تنگه رامه به ترتیب (2، 1، 0)، (1، 0، 0)، (2، 1، 1)، (0، 1، 4)، (1، 1، 0)، (1، 1، 1) و (1، 1، 1) تعیین شد. نتایج مد ل های سری زمانی نشان داد سه زیرحوضه ی نمرود، کیلان و گورسفید بیشترین میزان افزایش TDS را به خود اختصاص داده اند. سپس، کاربری اراضی در زیرحوضه های یادشده بررسی شد که نشان دهنده ی بیشترین مساحت اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و جاده ها در این زیرحوضه ها بود. از سوی دیگر، مناطق صنعتی نیز متعلق به زیرحوضه های کیلان و نمرود بود. نتایج تحقیق حاضر بیان کننده ی سودمندی مدل های سری زمانی و آنالیزهای چندمتغیره ی آماری در بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر پارامترهای کیفی منابع آب است.

با توجه به روند برداشت بی رویه ی منابع آب زیرزمینی در آبخوان ساحلی قره سو-گرگان رود، تعیین نواحی آسیب پذیر و حفاظت از منابع آب زیرزمینی در این منطقه اهمیت زیادی دارد. از این رو، در مطالعه ی حاضر برای ارزیابی آسیب پذیری آبخوان ساحلی از مدل گالدیت و روش آنتروپی در محیط GIS استفاده شد. در مدل گالدیت از پارامترهای مؤثر بر ارزیابی آسیب پذیری آبخوان ساحلی شامل نوع آبخوان، هدایت هیدرولیکی آبخوان، ارتفاع سطح آب زیرزمینی بالاتر از سطح دریا، فاصله از خط ساحلی، تأثیر کیفی پیشروی آب شور و ضخامت آبخوان استفاده می شود. نقشه های این مدل به صورت شش لایه ی اطلاعاتی با استفاده از نرم افزار ArcGIS تهیه شد. سپس به منظور ارزیابی دقیق تر نقشه ی آسیب پذیری، وزن پارامترهای گالدیت با استفاده از روش آنتروپی اصلاح شد و نقشه ی آسیب پذیری گالدیت-آنتروپی به دست آمد. برای تعیین مدل بهینه، از ضریب همبستگی بین شاخص های آسیب پذیری و پارامتر TDS استفاده شد. میزان ضریب همبستگی بین مدل گالدیت-آنتروپی با پارامتر TDS 51/0 است، در صورتی که مقدار این ضریب برای مدل گالدیت 43/0 بود. براساس مدل گالدیت-آنتروپی نواحی شمال غرب، جنوب غرب و غرب آبخوان آسیب پذیری زیادی به پیشروی آب شور دارد. نقشه ی این مدل به چهار کلاس آسیب پذیری کم، متوسط، زیاد و بسیار زیاد تقسیم شد که به ترتیب 14، 33، 30 و 23 درصد از ناحیه ی مطالعه شده را شامل می شود. مدل گالدیت-آنتروپی موجب کاهش خطای نظر کارشناسی در مدل گالدیت اولیه شد. روش پیشنهادی می تواند برای ارزیابی آسیب پذیری در آبخوان های ساحلی با خصوصیات هیدروژئولوژیکی مشابه به کار رود.

افت سطح ایستابی از نظر مدیریتی بسیار اهمیت دارد و می تواند تأثیرات منفی مانند نشست زمین، افزایش هزینه ی برداشت و کاهش کیفیت آب زیرزمینی را در پی داشته باشد. آب زیرزمینی مهم ترین منبع تأمین آب در دشت دهگلان بوده و برداشت زیاد، سبب کاهش سطح ایستابی در این دشت شده است. این دشت با وسعتی حدود 780 کیلومترمربع، یکی از دشت های ممنوعه ی استان است و با افت سطح آبخوان نزدیک به 37 متر، بین دشت های استان بیشترین افت را داشته است. هدف از پژوهش حاضر، مدل سازی سطح آب زیرزمینی و مقایسه ی عملکرد روش سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی با روش های وزن دهی معکوس فاصله، کریجینگ و کوکریجینگ است. به این منظور، از داده های سطح ایستابی 44 حلقه پیزومتر دشت دهگلان مربوط به شهریور 1395استفاده شده است. نتایج به دست آمده بیان می کند که رفتار بار هیدرولیکی در قسمت های مختلف آبخوان، متفاوت است و در نتیجه به کار گیری صرف داده های مکانی بار هیدرولیکی برای مدل سازی، نتایج رضایت بخشی ندارد. سطح ایستابی در دشت دهگلان، با توپوگرافی بیشترین همبستگی را دارد و سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی با به کارگیری پارامتر کمکی توپوگرافی دارای 07/0RMSE=، 005/0MSE=، 06/0MAE=، 04/0MBE= و 88/0=R2 بوده و نسبت به سایر روش ها عملکرد بهتری داشته است.

استفاده ی صحیح از اراضی با توجه به قابلیتی که دارند، یکی از راه کارهای مناسب برای مدیریت رواناب حوضه ی آبخیز است. مدیر حوضه می تواند با درنظرگرفتن قابلیت ها و محدودیت های حوضه، از بین ترکیبات مختلف و متنوع کاربری ها، کاربری بهینه را به منظور بهره برداری صحیح از رواناب پیشنهاد دهد. هدف از مطالعه ی حاضر، رتبه بندی تناسب کاربری اراضی با استفاده از روش Fuzzy-AHP در حوضه ی سد کارده مشهد و تأثیر آن روی مقادیر دبی خروجی از حوضه با استفاده از مدل SWAT است. به این منظور ابتدا نقشه ی کاربری فعلی منطقه ی مطالعه شده با استفاده از فن سنجش از دور و بازدید میدانی تهیه شد. مدل SWAT با استفاده از نقشه ی کاربری موجود واسنجی و ارزیابی شد. سپس، معیارها و محدودیت ها برای چهار کاربری مرتع، کشاورزی، جنگل و شهری تعیین شد. نقشه ی تناسب اراضی برای کاربری های یادشده با استفاده از ترکیب روش های فازی و AHP با استفاده از روش MCD در نرم افزار EDRISI تهیه شد. نقشه ی تناسب اراضی تهیه شده به جای نقشه ی کاربری موجود وارد مدل SWAT شد و نتایج بررسی شد. نتایج نشان داد 98/13 درصد مساحت حوضه برای کاربری جنگل مناسب بوده و همچنین وسعت مراتع در کاربری بهینه کاهش یافته است. نتایج مدل SWAT نشان داد با کاربری بهینه ی اراضی در حوضه ی سد کارده به ترتیب دبی متوسط و حداکثر روزانه 25/16 و4 درصد نسبت به شرایط فعلی کاهش پیدا می کند. کاهش مقادیر دبی خروجی می تواند به کاهش سیلاب در منطقه و تغذیه ی سفره ی آب زیرزمینی کمک کند.

دشت شبستر منطقه ی فعالی از نظر کشاورزی است و استفاده از منابع آب زیرزمینی در آن به علت کمبود آب سطحی اهمیت بسیار زیادی دارد. رشد روزافزون جمعیت و فعالیت های صنعتی و کشاورزی و به تبع پسماندهای ناشی از آنها، احتمال آلودگی این آبخوان را افزایش می دهد. بنابراین، ارزیابی آسیب پذیری آبخوان این دشت برای توسعه، مدیریت و تصمیم های کاربری اراضی، چگونگی پایش کیفی منابع آب زیرزمینی و جلوگیری از آلودگی این منابع، بسیار مفید است. در مطالعه ی حاضر به منظور ارزیابی آسیب پذیری آبخوان دشت شبستر از روش دراستیک و سینتکس استفاده شده است. با توجه به اینکه رتبه ها و وزن های مدل های آسیب پذیری تا حدودی به نظر کارشناسی مربوط است، برای بهبود رتبه ها در هر دو مدل دراستیک و سینتکس از روش ویلکوکسن و به منظور بهینه سازی وزن ها، از روش آماری ساده و الگوریتم ژنتیک استفاده شد. در نهایت، مدل های بهینه شده ی ویلکوکسن-آماری-دراستیک-، ویلکوکسن-الگوریتم ژنتیک-دراستیک-، ویلکوکسن-آماری-سینتکس و ویلکوکسن-الگوریتم ژنتیک-سینتکس ساخته شد. در تمام مدل های بهینه سازی ضریب تعیین بین غلظت نیترات و شاخص آسیب پذیری مربوط به آن نسبت به مدل اولیه افزایش یافت. ضریب تعیین بالاتر مدل سینتکس-ویلکوکسن-الگوریتم ژنتیک (46/0=) نسبت به دیگر مدل های بهینه شده نشان دهنده ی کارایی بهتر آن در منطقه ی مطالعه شده است.

سقوط بهمن یکی از پدیده های مناطق کوهستانی و برف گیر است، که ممکن است خطرهای فراوان و مشکلات جبران ناپذیر به وجود آورد. هدف از پژوهش حاضر، تعیین مهم ترین پارامترهای مؤثر در وقوع بهمن در گذرگاه های محور میگون-شمشک است. این محور در حوضه ی آبخیز شمشک با وسعتی حدود 75/37 کیلومترمربع در شمال شرقی تهران و در شهرستان شمیران واقع است. به منظور ارزیابی گذرگاه های بهمن، پارامتر های محیطی مؤثر بر وقوع بهمن شامل طول دره، عرض دره، آزیموت، درصد شیب، ضریب انحنای دره، ارتفاع، رس، سیلت، ماسه، ضریب زبری، درصد پوشش گیاهی، درصد پوشش سنگی، بارش، دما و برف تعیین شد. در منطقه ی مطالعه شده سه نوع دره ی دارای بهمن دائمی، آنی و بدون بهمن شناخته شد. نتایج به دست آمده از مقایسه ی پارامتر های محیطی دره های بهمن آنی و دائمی نشان داد درصد شیب، ضریب زبری، میزان رس، سیلت، ماسه، درصد پوشش گیاهی و سنگی تفاوت معنا داری بین این دو دره دارند. همچنین، در مقایسه ی بین گذرگاه های این دو دره فقط پارامتر ضریب انحنای دره معنا دار شد. نتایج مقایسه ی هر سه نوع دره نشان داد آزیموت، ضریب انحنای دره، درصد شیب، ضریب زبری، درصد پوشش گیاهی و سنگی دارای تفاوت معنا داری است. طی مقایسه ی گذرگاه های هر سه نوع دره، ضریب انحنای دره به عنوان پارامتر معنا دار شناخته شد. مهم ترین پارامترهای مؤثر بر وقوع بهمن که از نتایج تحلیل عاملی به دست آمد، آزیموت و ضریب زبری است.

اقلیم زمین همواره در حال تغییر بوده است، ولی روند فعلی تغییرات اقلیمی زمین به دلیل تأثیر انسان بر آن، اهمیت بی سابقه ای پیدا کرده است. در پژوهش حاضر برای ارزیابی تغییرات اقلیمی در ایستگاه بجنورد از مدل های LARS WG و SDSM به منظور ریزمقیاس نمایی استفاده شده است. در هر دو مدل سناریوهای A و B بررسی شده، اما در مدل SDSM از سناریوهای جدید RCP نیز استفاده شده است. نتایج بررسی وضعیت ایستگاه از نظر دما این نکته را روشن می کند که متوسط دمای ایستگاه طی دوره ی مطالعه حدود 52/13 درجه ی سانتی گراد است، اما بعد از سال 2000 دمای ایستگاه بیشتر از میانگین درازمدت آن قرار گرفته است. نتایج مدل LARS WG نشان می دهد بارش در ایستگاه تا سال 2050 افزایش می یابد. در سناریوی B1 مقدار افزایش بارش تا سال 2050، 258 میلی متر برآورد شده که 16 میلی متر بیشتر از بارش پایه است و تمامی فصول در این سناریو افزایش بارش دارند و مقدار افزایش در سناریوی A2 به میزان 256 میلی متر در سال می رسد. در مدل SDSM بارش افزایش می یابد و این افزایش بارش در سناریوهای A2 و B1 بیشتر از سناریوهای RCP است. این مقدار در سناریوی A2، 289 میلی متر؛ در سناریوی B2، 294 میلی متر؛ در سناریوی 6/2 RCP، این مقدار 264 میلی متر؛ در سناریوی 5/4 RCP، 273 میلی متر و در سناریوی 5/8 RCP، این مقدار 264 میلی متر افزایش می یابد. در مدل LARS WG دمای کمینه در هر دو حالت روند افزایشی دارد و بیشترین مقدار افزایش دمای کمینه به فصل زمستان سناریوی A2 به میزان 8/0 درجه ی سانتی گراد مربوط است. از نظر ماهانه در هر دو سناریو دمای بیشینه در ماه های مارس، آوریل و می بیشترین افزایش را نسبت به دیگر فصول را دارد. مدل SDSM دمای بیشینه و کمینه ی سالانه ی کمتری را نسبت به دوره ی پایه نشان می دهد؛ اما از نظر ماهانه ماه های مارس، آوریل و می هم دمای کمینه افزایش یافته و هم دمای بیشینه افزایش می یابد که نشان دهنده ی تطابق نتایج هر دو مدل با هم است.

آب های زیرزمینی یکی از منابع طبیعی مهم جهانی برای جوامع و نیز فعالیت های کشاورزی و صنعتی هستند. یکی از منابع مهم کارست، منابع آبی آن است. شناخت عوامل مؤثر در تغذیه ی چشمه ها و همچنین تعیین مناطق با پتانسیل بالای منابع آب کارستی، می تواند به ما برای مدیریت منابع آب کمک کند. هدف از تحقیق حاضر، تعیین پتانسیل منابع آب توده ی کارستی پرآو-بیستون است. برای شناخت منشأ کارستی چشمه های منطقه ی مطالعه شده از آنالیز هیدروشیمیایی آب آنها استفاده شد. تیپ آب کربناته، رخساره ی کلسیک، قرارگرفتن در ناحیه ی چپ نمودار پایپر و بررسی نسبت مولار، همگی، نشان دهنده ی منشأ کارستی چشمه های منطقه ی مطالعه شده است. در پژوهش حاضر با استفاده از مدل TOPSIS و بررسی هشت متغیر سنگ شناسی، تراکم گسل، بارش، تراکم آبراهه، شیب، ارتفاع، جهت شیب و پوشش گیاهی، به تعیین پتانسیل منابع آب زیرزمینی در توده ی کارستی پرآو-بیستون اقدام شد. به این منظور، برای استانداردسازی لایه ها از منطق فازی و برای تعیین وزن هر یک از لایه ها از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شد. در نهایت با اجرای مدل، نقشه ی پتانسیل منابع آب کارست منطقه ی مطالعه شده به دست آمد. بررسی نقشه ی نهایی، بیان کننده ی تأثیر زیاد دو عامل سنگ شناسی و گسل ها در پتانسیل منابع آب کارست هستند، به طوری که طبقات با پتانسیل بالا، منطبق بر سازند های ضخیم لایه ی آهکی با تراکم زیاد گسل ها و شکستگی های محلی اند. از نظر سنگ شناسی، طبقه با پتانسیل خیلی زیاد منطبق بر واحد آهک بیستون با خالص ترین نوع آهک و بخش هایی از رادیولاریت هاست. در کل، چشمه های پرآبی مانند سرابله، بیستون، برناج، شاه حسین و ورمنجه در طبقات با پتانسیل زیاد و خیلی زیاد قرار می گیرند که نشان دهنده ی برآورد مناسب مدل از مناطق با پتانسیل بالای منابع آب کارست است.

تبخیر و تعرق واقعی یکی از متغیرهای اصلی در محاسبه ی بیلان آب و انرژی سطح زمین محسوب می شود. تا کنون روش های مختلفی برای محاسبه ی تبخیر و تعرق واقعی ارائه شده است. هدف از مطالعه ی حاضر، بررسی و مقایسه ی انواع روش های موجود برای برآورد تبخیر و تعرق واقعی در حوضه ی آبریز دریاچه ی ارومیه به منظور انتخاب الگوریتم بهینه است. به بیان دیگر، با بررسی مزایا و معایب روش های تخمین تبخیر و تعرق واقعی، کارایی هر یک از این روش ها در حوضه ی آبریز دریاچه ی ارومیه بررسی می شود. در تحقیق حاضر با استفاده از الگوریتم های ETLook، SEBAL، SEBS و S-SEBI که بر پایه ی معادله ی بیلان انرژی استوار هستند و مقایسه ی نتایج به دست آمده از الگوریتم های مختلف این نتیجه به دست آمد که روش ETLook با بهره گیری از جدیدترین روش های برآورد تبخیر و تعرق توانسته است بسیاری از ضعف های سایر الگوریتم ها را پوشش دهد. این روش دومنبعی که پوشش گیاهی و خاک را به صورت جداگانه تحلیل می کند، با استفاده از تصاویر رطوبت خاک توانسته است حتی در روزهای ابری نیز کارایی خود را برای محاسبه ی تبخیر و تعرق از دست ندهد. با این حال، تجاری بودن این الگوریتم و اختلاف زیاد نتایج محصول جهانی WaPOR (تولیدشده با ETLook) با مشاهدات زمینی در حوضه ی آبریز دریاچه ی ارومیه سبب شده است تا استفاده از آن نیز چندان میسر و مناسب نباشد. با توجه به جمیع شرایط ازجمله داشتن پایه ی فیزیکی مناسب، سهولت در اجرا و مقایسه با مقادیر زمینی می توان گفت که الگوریتم SEBAL مناسب ترین گزینه برای برآورد تبخیر و تعرق واقعی حوضه ی آبریز دریاچه ی ارومیه است.

تحلیل عدم قطعیت، مرحله ای جدانشدنی در فرایند مدل سازی های هیدرولوژی است. ارزیابی کمی عدم قطعیت در خروجی های مدل شبیه سازی و تخمین پارامترهای آن، موجب افزایش اطمینان در نتایج مدل سازی و شناخت درستی از منابع عدم قطعیت می شود. با توجه به رشد روزافزون کاربرد مدل های آب زیرزمینی در مدیریت و پیش بینی رفتار آبخوان ها، پژوهش حاضر به منظور تحلیل عدم قطعیت در شبیه سازی کمی-کیفی آبخوان و تأثیر آن در نتایج بهینه سازی انجام شد. با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT، میزان تغذیه مشخص شده و وارد مدل جریان آب زیرزمینی MODFLOW و مدل انتقال آلاینده MT3DMS شد. در تحقیق حاضر از الگوریتم DREAMzs که یکی از الگوریتم های مبتنی بر مونت کارلو (زنجیره ی مارکوف) است، به منظور بررسی عدم قطعیت پارامترهای مدل MODFLOW استفاده شد. در ادامه، با لینک کردن مدل با MOPSO میزان بهینه ی هد و شوری در آبخوان مد نظر به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان داد میزان دقت در ورودی های مدل سبب مطلوبیت در نتایج با توجه به هدف تعیین شده که کاهش میزان افت آب است، شد.

فرسایش خاک نوعی مشکل جدی محیطی، اجتماعی و اقتصادی است که نه تنها سبب تخریب شدید زمین و هدررفت خاک می شود، بلکه تهدید ثبات و سلامت جامعه و به طور کلی توسعه ی پایدار آن را در پی دارد. فرسایش خاک با متغیرهای مختلف خاک، اندازه گیری ها و محاسبات آنها مرتبط است. یکی از عوامل مهم در تعیین فرسایش خاک، فرسایش پذیری خاک (K) است. روش های مختلفی برای تعیین عامل فرسایش پذیری خاک با استفاده از مدل های تجربی یا اندازه گیری های صحرایی ارائه شده است. در حال حاضر، روابط مبتنی بر ویژگی های اولیه ی خاک مانند بافت، ماده ی آلی، ساختمان و نفوذپذیری به صورت گسترده ای استفاده شده اند. بنابراین، در پژوهش حاضر از سه رابطه ی متداول شامل ویشمایر و اسمیت (1978)، رومکنز و همکارانش (1986) و توری و همکارانش (1997 و 2002) به ترتیب با علایم K1، K2 و K3 برای برآورد عامل فرسایش پذیری خاک در حوضه ی آبخیز شازند استفاده شد. به همین منظور، به نمونه برداری صحرایی در 140 نقطه از حوضه ی آبخیز شازند با مساحت 1740 کیلومترمربع اقدام شد. حوضه ی آبخیز شازند خاک آهکی با ماده ی آلی کم و بافت متوسط دارد. در ادامه، آزمون تحلیل واریانس یک طرفه برای تحلیل نتایج K1، K2 و K3 تحت تأثیر طبقات مختلف شیب و ارتفاع و کاربری های مختلف اراضی و روش کریجینگ برای تهیه ی الگوی مکانی آنها به کار گرفته شد. نتایج به دست آمده از تحلیل واریانس یک طرفه بیان کننده ی اختلاف معنا دار K1، K2 و K3 تحت تأثیر طبقات شیب و ارتفاع (05/0 > P) و نبود اختلاف معنا دار آنها تحت تأثیر کاربری اراضی (318/0 ≤ P) بود. همچنین، میانگین عامل فرسایش پذیری خاک برای سه رابطه ی یادشده به ترتیب برابر با 054/0، 039/0 و 035/0 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1 محاسبه شد.

هدف از پژوهش حاضر، تعیین مهم ترین شاخص های ژئومورفومتری و ویژگی های ساختاری مؤثر بر تخلیه ی جریان آب زیرزمینی زیردریایی در سواحل خلیج فارس است. به این منظور، ابتدا نقشه ی 23 عامل احتمالی مؤثر در سه شعاع 10 (بافر 1)، 20 (بافر 2) و 30 (بافر 3) کیلومتری از ساحل به سمت خشکی شامل نقشه های سنگ شناسی، تراکم خطواره و گسل، پهنه بندی بارندگی و دما، پوشش گیاهی، تراکم آبراهه، شیب، طبقات ارتفاع، فراوانی و پراکنش چشمه ها و همچنین انحناهای پروفیل، طول، مقطع عرضی، عمومی، صفحه ای، مماسی، کل و نسبت سطح، زبری توپوگرافی، اندازه ی قدرت بردار، موقعیت توپوگرافی، رطوبت توپوگرافی در محیط نرم افزارهای ENVI 5. 3، Arc GIS10. 3. 1 و SAGA GIS 2. 1. 0 تهیه شدند. سپس، با استفاده از روش تحلیل رگرسیون چندمتغیره، مهم ترین عوامل مؤثر و سهم هر یک از آنها در حضور نواحی تخلیه ی جریان آب زیرزمینی زیردریایی تعیین شد. نتایج نشان داد انحنای صفحه ای و پروفیل مهم ترین انحناهایی هستند که نتایج و مقادیری متضاد با هم دارند. شاخص های مؤثر بر حضور نواحی تخلیه ی جریان آب زیرزمینی زیردریایی در فصل سرد عبارت اند از: تعداد چشمه ی بافر 2 و 3، خیسی توپوگرافی بافر 3، تراکم آبراهه ی بافر 1 و 3، تراکم گسل بافر 2 و سطح آبخوان بافر 1 و در فصل گرم عبارت اند از: تعداد چشمه ی بافر 2 و 3، خیسی توپوگرافی بافر 1، انحنای مقطع عرضی بافر 2، انحنای کل بافر 2، شاخص دما در بافر 3، تراکم گسل بافر 3 و سطح آبخوان بافر 1. به طور کلی، می توان نقشه ی شاخص های تعداد چشمه، خیسی توپوگرافی، انحنای مقطع عرضی، انحنای کل، شاخص دما، تراکم گسل و سطح آبخوان برای کل سواحل خلیج فارس را مبنا قرار داد و نقشه ی نواحی دارای پتانسیل حضور چشمه ی زیردریایی را ترسیم کرد.

طی سال های اخیر، افزایش میزان شوری و کاهش کیفیت آب های زیرزمینی به دلیل نفوذ و اختلاط آلاینده ها، به یکی از چالش های زیست محیطی تبدیل شده است. این چالش ها مخاطراتی جدی در راه توسعه ی جوامع بشری و سلامت انسان به وجود آورده اند. به منظور جلوگیری از مخاطرات آتی و برنامه ریزی های مناسب برای حفظ منابع آبی، بررسی کیفی منابع آب زیرزمینی از موارد ضروری است. در پژوهش حاضر، روش هوش جمعی مبتنی بر الگوریتم های فراابتکاری انتخابات و گرگ خاکستری به منظور تعیین مقادیر بهینه برای پارامترهای کیفی آب نظیر TDS، EC و SAR ارائه شده است. به منظور ارزیابی روش های پیشنهادی، از داده های مربوط به دشت بستان آباد طی دوره ی آماری 10 ساله (1382 1392) استفاده شده و نتایج براساس استانداردهای ویلکاکس، شولر و پایپر بررسی شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهند آب های زیرزمینی دشت بستان آباد برای مصارف کشاورزی و شرب در حد متوسط تا قابل قبول بوده و به دلیل خورندگی و سختی کم، از نظر استفاده در صنعت مناسب اند. بیشتر داده ها در کلاس C2S2 قرار گرفتند که برای مقاصد کشاورزی مناسب است. ضریب همبستگی بیش از 95 درصد، بیان کننده ی دقت قابل قبول الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری در مقایسه با الگوریتم انتخابات در تخمین پارامترهای کیفی آب زیرزمینی است.

ناحیه ی هایپریک به ناحیه ی اشباع بلافاصله زیر بستر رودخانه گفته می شود که کارکرد بسیار مهمی در اکولوژی جانداران دارد. در این ناحیه، قسمتی از جریان آب سطحی اکسیژن و مواد مغذی را به جانداران می رساند و پس از طی زمان معینی دوباره به آب سطحی باز می گردد. تبادلات هایپریک بین جریان سطحی و جریان در محیط متخلخل رودخانه می تواند بر اثر وجود شکل های مختلف بستر رودخانه ایجاد شود. خیزاب ها و چالاب ها ویژگی های توپوگرافیکی هستند که در رودخانه های مستقیم، مارپیچی و شاخه ای یافت می شوند. تغییرات فشار روی سطح این فرم بستر به ایجاد تبادل های هایپریک منجر می شود. تخمین دقیق میزان این تبادلات و زمان ماند جریان می تواند در پروژه های احیای رودخانه ها بسیار مفید باشد. بنابراین، در تحقیق حاضر ضمن بررسی آزمایشگاهی تأثیر فرم بستر خیزاب-چالاب بر تبادلات هایپریک، با به کارگیری روش شبیه سازی گردابه های بزرگ، تغییرات فشار روی بستر شبیه سازی عددی شده و سپس مدل آب زیرزمینی و روش ردیابی ذرات برای شبیه سازی جریان در ناحیه ی هایپریک به کار گرفته شد. نتایج نشان داد حل کننده ی اینترفوم با مدل شبیه سازی به روش گردابه های بزرگ به خوبی قادر است شرایط آزمایشگاهی را مدل سازی کند. به طوری که پروفیل سطح آب را برای کل آزمایش های تحقیق حاضر، با درصد خطای متوسط (MPE) 8/1 درصد برآورد می کند که با توجه به میزان اندک خطا در تخمین پروفیل سطح آب، می تواند تخمین دقیقی از فشار روی سطح فرم بستر و به دنبال آن میزان تبادلات هایپریک ارائه کند. بررسی مشخصات ناحیه ی هایپریک نشان می دهد با افزایش عدد رینولدز، تبادلات هایپریک افزایش یافته و زمان ماندگاری کاهش می یابد. همچنین، نتایج تحقیق حاضر نشان داد نمودارهای زمان ماند از توزیع مقادیر حدی تبعیت می کنند. در تحقیق حاضر، به طور متوسط 20 درصد جریان سطحی در تبادل با جریان زیرسطحی است.

علم جریان زیست محیطی، ابزاری رایج برای ارزیابی پیامدهای تغییر رژیم های جریان بر اکوسیستم های آبی و تأمین حداقل جریان در حفاظت از گونه های آبزی است. هدف از پژوهش حاضر، فراهم کردن ملزومات برای مهیاشدن ابزار ارزیابی و طراحی پروژه های احیا و باززنده سازی زیستگاه رودخانة زرین گل با استفاده از شاخص های اکوهیدرولیکی، هیدرومورفولوژیکی مبتنی بر شبیه سازی مطلوبیت زیستگاه است. به این منظور بر پایة چارچوب تحقیق، پس از مطالعات میدانی و توسعة مدل مطلوبیت زیستگاه برای گونة هدف، شبیه سازی هیدرودینامیکی جریان صورت گرفت و در نهایت رژیم جریانات اکولوژیک استخراج شد. نتایج نشان داد مدل River2D با برقراری ارتباط بین خصوصیات جریان مورد نیاز گونة سیاه ماهیC. Capoeta gracilis و استفاده از روابط هیدرولیکی و هیدرولوژیکی، بیشترین و کمترین رژیم جریان مورد نیاز برای حفظ اکوسیستم رودخانة زرین گل را با توجه به نیازهای اکولوژیکی در ماه های فروردین و مهر به ترتیب معادل 09/5 و 89/0 مترمکعب بر ثانیه، با میانگین 79/1 مترمکعب بر ثانیه (معادل 84 درصد جریان طبیعی رودخانه) برآورد می کند. طبق نتایج تحقیق حاضر، در مطالعات زیست محیطی منابع آب و مهندسی رودخانه، مدل دوبعدی هیدرودینامیکی River2D، قادر به شبیه سازی جریان، مدل سازی مطلوبیت زیستگاه گونة هدف و پیش بینی دینامیک زیستگاه برای محافظت از زیستگاه مناسب ماهی در اکوسیستم های رودخانه ای است. محاسبة جریان زیست محیطی می تواند تخمین مناسبی برای ارزیابی پاسخ اکولوژیکی رودخانه به تغییرات مورفولوژیکی ایجادشده بر اثر فرایندهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی باشد.

در پژوهش حاضر براساس وضعیت تراز آب زیرزمینی منطقه طی دوره ی آماری 30 ساله (1365-1395) و همچنین بررسی های صحرایی و حفر سه حلقه گمانه و بررسی وضعیت رسوبات در محل و آنالیز شیمیایی نمونه های برداشت شده از محل گمانه ها، وضعیت فرونشست و نفوذ آب شور در دشت میناب بررسی شده است. بررسی تراز آب زیرزمینی منطقه نشان می دهد افت سطح آب در این آبخوان از سال 1380 شدت گرفته و به طور متوسط سالانه حدود 46 سانتی متر سطح آب افت کرده است. افت سطح آب در آبخوان موجب شده تا تراز سطح آب آبخوان نسبت به سطح دریا منفی شود و آب از سمت دریا به سمت آبخوان حرکت کند. بررسی های ژئوتکنیکی در منطقه نشان می دهد علاوه بر افت سطح آب، وجود رسوبات تورم پذیر و انحلال پذیر در منطقه سبب افزایش شدت بروز عوارض فرونشست در سطح دشت شده است. درنهایت، منطقه از نظر خطر فرونشست به سه بخش کلی تقسیم شده است. در بخش ابتدایی آبخوان، فرونشست بیشتر از نوع تراکم لایه های آبرفتی است. در بخش مرکزی، فرونشست بیشتر از نوع گودال و ترک بوده و در بخش انتهایی آبخوان نیز احتمال ایجاد فرونشست کم است. به طور کلی، این آبخوان هم زمان با پدیده ی فرونشست و پیشروی آب شور مواجه است و به برنامه ریزی مناسب به منظور جلوگیری از نابود شدن آبخوان نیاز دارد.

در مطالعه ی حاضر برای نخستین بار حریم کمّی با استفاده از یک روش عددی در دو آبخوان محصور و آزاد تعیین و ترسیم شد. روش عددی به کار گرفته شده، روش بدون شبکه ی محلی پتروو-گالرکین است که تا کنون در این حوزه و با این کاربرد استفاده نشده است. آبخوان محصور، هندسه ی منظمی دارد و شامل چهار چاه بهره برداری می شود. پس از مدل سازی سطح آب به کمک روش بدون شبکه، حریم کمّی چاه ها در دوره های یک ماهه، یک ساله، دوساله و پنج ساله ترسیم شدند و سپس تأثیر ضرایب هدایت هیدرولیکی و ذخیره در چگونگی گسترش شکل این ناحیه بررسی و ارزیابی شد. نتایج نشان دادند با گذشت زمان، حریم کمّی چاه ها گسترده تر می شود که ناشی از برداشت بیشتر و در پی آن، افت افزون تر سطح آب است. به طوری که برای حالتی که فقط چاه نخست در حالت بهره برداری باشد، عرض حریم در سال دوم 82/2 متر است و این مقدار در سال پنجم به 8/5 متر می رسد. همچنین، با افزایش ضریب، هدایت هیدرولیکی و ضریب ذخیره ی مساحت و عرض حریم کم می شود، به بیانی دیگر، تعداد نقاطی که داخل حریم می افتند، کاهش می یابد. در مثال دیگری حریم چاه برای یک آبخوان واقعی ترسیم شد. آبخوان دشت بیرجند واقع در استان خراسان جنوبی که از نوع آزاد است، ارزیابی شد. سطح آب مدل سازی شد و نتایج با داده های مشاهداتی مقایسه شدند، به طوری که خطای جذر میانگین مربعات برای این روش در حالت ماندگار و غیرماندگار به ترتیب 483/0 و 757/0 متر به دست آمد. این آبخوان 190 حلقه چاه دارد که از این میان، دو چاه به عنوان نمونه انتخاب شدند. در نهایت، حریم کمّی برای دو چاه انتخاب شده ترسیم شدند. نتایج نشان دادند گسترش و توسعه ی این ناحیه در حالت واقعی هم بیشتر تحت تأثیر ضریب هدایت هیدرولیکی است.

هدف از پژوهش حاضر، ارائه ی چارچوبی است که فنی-اقتصادی ترین سیستم سرمایش را با توجه به اقلیم های مختلف آب و هوایی ایران، قیمت حامل های آب و انرژی، و شرایط کشت مناسب محصول بر گزیند. همچنین، سیاست گذار را قادر سازد تا به گونه ای قیمت آب را تعیین کند تا کشاورز کم مصرف ترین سیستم سرمایش را از نظر مصرف آب برای گلخانه برگزیند. سه نوع مختلف سیستم سرمایش شامل سیستم های فن و پد تبخیری، انبساط مستقیم و چیلر جذبی برای پنج اقلیم آب و هوایی متنوع ایران ارزیابی شده است. ارزیابی در سه سناریو صورت می گیرد که در آن سناریوهای نخست و دوم تمام سیستم های سرمایش را تحت قیمت های فعلی و واقعی آب بررسی می کند، در حالی که سناریوی سوم قیمت بهینه ی آب را به گونه ای اختیار می کند که سیستم سرمایش با کمینه ی مصرف آب انتخاب شود. نتایج نشان می دهد سیستم سرمایش فن و پد که قبلاً باور بر این بود که فنی-اقتصادی ترین سیستم سرمایش برای گلخانه های ایران است، در حقیقت فنی-اقتصادی ترین سیستم سرمایش برای تمام اقلیم های آب و هوایی ایران نیست و سیستم سرمایش انبساط مستقیم (تراکمی) با میانگین هزینه ی معادل سرمایش 0427/0 و 2733/0 دلار بر کیلو وات ساعت سرمایش در مقابل 0510/0 و 8264/0 دلار بر کیلو وات ساعت سرمایش میانگین هزینه معادل سرمایش سیستم سرمایش فن و پد، به ترتیب در سناریو های اول و دوم برتری یافته است. درنهایت، سناریوی سوم این گونه پیشنهاد می کند که با افزایش 4/17 درصدی قیمت آب، کشاورز متقاعد خواهد شد تا در سراسر اقلیم های آب و هوایی ایران، سیستم سرمایشی ای انتخاب کند که کمترین میزان مصرف آب را دارد.