اکوهیدرولوژی
سال:1396 | دوره:4 | شماره:4 |تعداد مقالات:25

در این مطالعه آثار تغییر اقلیم روی متغیرهای اقلیمی بارندگی، کمترین و بیشترین دما بررسی شده است. بررسی روند تغییرات کمترین دما، بیشترین دما و بارندگی به همراه تحلیل عدم قطعیت خروجی مدل های گردش عمومی از جمله اقدامات انجام شده است. به منظور بررسی آثار تغییر اقلیم، از خروجی 15 مدل گردش عمومی تحت سه سناریوی A1B، A2 و B1 استفاده شد. به منظور ریزمقیاس نمایی داده های بزرگ مقیاس از مدل LARS-WG استفاده شد. بدین منظور آمار مشاهداتی هفت ایستگاه سینوپتیک موجود در سطح استان طی سال های 1990 تا 2010 میلادی به عنوان دوره ی پایه به مدل معرفی شد. پس از ریزمقیاس نمایی خروجی مدل های اقلیمی با انتخاب برترین و سازگارترین مدل ها، مقادیر شبیه سازی شده برای دما و بارش به صورت سالانه در مدل های منتخب تهیه شد. بدین ترتیب مجموعه خروجی مدل های اقلیمی برای هر متغیر و به صورت سالانه به عنوان ورودی فرمان بوت استرپ ایجاد شد و باند عدم قطعیت خروجی مدل های اقلیمی در سطح 99 درصد به صورت سالانه ارزیابی شد. نتایج مربوط به دقت مدل های گردش عمومی نشان داد بیشتر مدل ها توانمندی زیادی در شبیه سازی رفتار بارندگی ندارند؛ ولی عملکرد این مدل ها در شبیه سازی تغییرات کمترین و بیشترین دما بسیار خوب برآورد شد. نتایج تحلیل روند در سطح ایستگاهی و استانی نشان دهنده ی کاهش بارش و افزایش دما خواهد بود. با مقایسه ی تغییرات دما در آینده نسبت به دوره ی پایه می توان این انتظار را داشت که کمترین و بیشترین دما به ترتیب حدود 6/0 درجه کاهش و 2 درجه افزایش را داشته باشند. نتایج تحلیل عدم قطعیت نشان می دهد منابع عدم قطعیت شایان توجهی در شبیه سازی مؤلفه های هواشناسی دارند. همچنین با تحلیل این عدم قطعیت ها در خصوص بارندگی می توان گفت که با گذر زمان، شدت تغییرات بارندگی افزایش می یابد. این نتیجه در خصوص کمترین و بیشترین دما نیز صادق است.

پیش بینی رواناب رودخانه ها به دلیل اهمیت زیاد آن در برنامه ریزی ها، بهره برداری از مخازن و همچنین مدیریت آب های سطحی همواره مورد توجه مسئولان، برنامه ریزان و مهندسان آب و منابع آبی بوده است. از طرفی، به دلیل تغییرات زمانی و مکانی موجود، روابط غیرخطی و عدم قطعیت و بسیاری از عوامل دیگر پیش بینی رابطه ی بارش رواناب بسیار مشکل است، اما امروزه استفاده از سامانه های هوشمند در پیش بینی چنین پدیده های پیچیده ای می تواند مفید و مؤثر باشد. در این پژوهش سعی شده است با استفاده از داده های هواشناسی و هیدرومتری طی دوره ی زمانی 1349-1350 تا 1390-1391 رواناب در حوضه ی آبخیز امامه با استفاده از مدل های شبکه ی عصبی پرسپترون چندلایه، تابع پایه ی شعاعی و سیستم عصبی فازی تطبیقی تخمین زده شود. نتایج نشان داد از بین مدل های یادشده سیستم عصبی فازی تطبیقی عملکرد بسیار زیادی داشته است و به خوبی می تواند رواناب را پیش بینی کند به طوری که با توجه به خطاها ساختار 54 با هشت ورودی شامل بارندگی و دبی تا تأخیر دو روز و دما، تبخیر و تعرق و رطوبت نسبی همان روز که دارای تابع عضویت گوسی و جداسازی از نوع خوشه ای با خطای MSE، RMSE و MAE به ترتیب 001/0، 025/0 و 008/0 در مرحله ی آموزش و 001/0، 026/0 و 008/0 در مرحله ی آزمایش به عنوان بهترین مدل حوضه ی امامه بوده است.

روش نوسانات سطح آب (WTF) بر پایه ی صعود سطح آب بر اثر تغذیه ی آب زیرزمینی استوار است. به کارگیری این روش، مستلزم تخمین مناسب مقدار آبدهی ویژه در محدوده ی نوسانات سطح آب زیرزمینی است. در این مقاله، مقدار آبدهی ویژه از روش لاگ چاه های حفاری (DWL)، روش پوشش خط مستقیم (ESL) و روش سونداژ الکتریکی قائم (VES) تخمین زده شد. به منظور ارزیابی و انتخاب روش مناسب، مقدار آبدهی ویژه از داده های هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی هشت ساله (1385 تا 1392) دشت گلگیر با ضریب همبستگی برای رابطه ی بین تغذیه بارندگی و تغذیه جریان پایه در روش پوشش خط مستقیم (ESL) به ترتیب با 79/0 r2= و 90/0 r2= به دست آمد. همچنین، با توجه به ضریب همبستگی مناسب روش ESL، مقدار بهینه ی آبدهی ویژه برای دشت گلگیر برابر 12/0 تخمین زده شد. ضریب همبستگی به دست آمده از رابطه ی بین میزان تغذیه ی آب زیرزمینی، جریان پایه و بارندگی در روش های DWL، ESL و VES نیز دقت زیاد روش ESL را نشان داد که روش ESL با 90/0=r2 بهترین تخمین مقدار آبدهی ویژه را دارد. بنابراین، با توجه به اهمیت مقدار تغذیه در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب زیرزمینی و تأثیر زیاد مقدار آبدهی ویژه در روش WTF، تخمین تغذیه ی آب زیرزمینی با استفاده از مقدار بهینه ی آبدهی ویژه کمک شایانی به محققان علوم آب می کند.

رودخانه ها اهمیت بسیار زیادی در تأمین آب آشامیدنی و کشاورزی دارند. در این مطالعه، قابلیت روش های منفرد و هیبریدی موجکی شبکه های عصبی، سامانه ی استنتاجی عصبی فازی تطبیقی و برنامه ریزی بیان ژن برای مدل سازی میزان جامدات محلول حوضه ی آبریز نازلوچای ارزیابی شدند. به این منظور از داده های کیفیت آب با طول دوره ی آماری 19 ساله (1372-1390)، چهار ایستگاه هیدرومتری واقع در حوضه ی آبریز نازلوچای استفاده شد. پس از بررسی صحت داده ها و ایستگاه های منتخب، با استفاده از تبدیل موجک دابچیز نوع چهارم، سیگنال های داده های مربوط به آن آنالیز شد. در مدل سازی از 80 درصد داده ها برای آموزش و 20 درصد داده ها برای آزمون مدل ها استفاده شده است. ارزیابی عملکرد مدل های به کار رفته بر اساس آزمون های آماری مختلف، ضریب همبستگی، ریشه ی میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا انجام گرفت. نتایج بیان کننده ی عملکرد قابل قبول همه ی روش های منفرد و هیبریدی موجکی شبکه ی عصبی مصنوعی، سامانه ی استنتاجی عصبی فازی تطبیقی و برنامه ریزی بیان ژن برای مدل سازی میزان جامدات محلول در حوضه ی آبریز نازلوچای است؛ ولی به ترتیب اولویت WGEP، GEP، WANFIS، ANFIS-SC، WANN، ANFIS-GP و ANN عملکرد بهتری دارند. همچنین مدل هیبریدی برنامه ریزی بیان ژن موجکی با داشتن کمترین میزان RMSE به مقدار 078/21 بهترین عملکرد را در بین سایر مدل های منفرد و هیبریدی دارد.

منابع آب وجه مشترک اهداف و چالش های توسعه ی پایدار است و کمبود آن یکی از معضلات بزرگ چندبعدی قرن حاضر است که می تواند سرمنشأ بسیاری از تحولات مثبت و منفی جهان قرار گیرد. اخیراً لزوم ارائه ی شاخص های جامع و چندبعدی برای ارزیابی وضعیت موجود و پیش بینی وضعیت آینده ی منابع آب سطحی اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. به این منظور، شاخص فقر آب برای ارزیابی دسترسی به منابع آب ارائه شده است. در این پژوهش مقدار شاخص فقر آب با درنظرگرفتن معیارهای منابع، دسترسی، مصارف، محیط زیست و ظرفیت اجتماعی-اقتصادی در مقیاس زیرحوضه در استان اردبیل محاسبه شد. در ادامه، با رویکردهای مختلف وزن دهی (وزن یکسان به معیارها و هر بار تأکید بر یکی از معیارها در وزن دهی) مقدار شاخص فقر آب ارزیابی شد. سپس، حوضه های مختلف بر اساس وزن دهی های مختلف از نظر شاخص فقر آب اولویت بندی شدند. نتایج نشان داد محدوده ی تغییرات مقادیر شاخص فقر آب، در حالت های مختلف وزن دهی بین 22 تا 65 در حوضه های مطالعه شده متغیر است. در وزن دهی یکسان به معیارهای شاخص فقر آب، حوضه ی شمس آباد با مقدار 29 فقر آبی بیشتر و حوضه ی پل سلطان با مقدار 58 فقر آبی کمتری در مقایسه با دیگر حوضه های مطالعه شده در استان دارند. مقدار متوسط شاخص فقر آب برای کل حوضه های مطالعه شده در استان اردبیل 43 به دست آمد که طبق طبقه بندی مرکز اکولوژی و هیدرولوژی والینگفورد، فقر آبی شدیدی دار د. شاخص فقر آب نشان دهنده ی تأثیر ترکیبی عوامل مؤثر بر کمبود و تنش منابع آبی است که امکان اولویت بندی و تدوین نسخه های مدیریتی برای مناطق مختلف را فراهم می کند. باید توجه داشت که تعیین و تحلیل شدت کمبود و تنش منابع آب در مناطق مختلف بر اساس شرایط منابع آب منطقه ی بررسی شده، قابلیت محاسبه ی شاخص، وجود داده ها و نوع معیارهای انتخابی متفاوت خواهد بود.

تحلیل دست اندرکاران سازمانی، از جمله الزامات مطالعات طرح های مدیریت یکپارچه و مشارکتی منابع آب است. هدف این تحقیق، بهره گیری از الگوی تحلیل شبکه ای برای شناخت کارکرد و موقعیت سازمان های مرتبط با سطح اجرایی مدیریت منابع آب در دشت گرمسار و تحلیل قابلیت های این شبکه برای ایجاد و استقرار نظام یکپارچه و مشارکتی منابع آب است. در این زمینه، تعداد 29 سازمان به عنوان مرز شبکه شناسایی شدند. این سازمان ها بر اساس کارکرد و موقعیتی که در شبکه ی مدیریت منابع آب دارند به سه زیرگروه توسعه ای، حفاظتی و واسطه ای تقسیم شدند. همچنین میزان انسجام و پایداری این شبکه بر اساس شاخص های سطح کلان شبکه شامل اندازه، تراکم، تمرکز، میزان دوسویگی پیوندها و شاخص های سطح میانی (زیرگروه ها) شبکه شامل مرکز-پیرامون و شاخص E-I، بررسی شده است. بر اساس نتایج شاخص ها در سطح کلان شبکه میزان تراکم پیوند تبادل اطلاعات و همکاری در حد ضعیف هستند و توزیع مناسبی بین زیرگروه ها ندارد. دوسویگی پیوندهای شبکه 48/50 درصد و کوتاه ترین فاصله ی میان دو کنشگر در این شبکه 815/1 است. بر این اساس، حدود نیمی از روابط یک سویه است و سرعت گردش اطلاعات در این شبکه در حد متوسط تا پایین است. بر اساس نتایج شاخص های سطح میانی شبکه میزان تراکم کنشگران مرکزی 2/82 درصد و تراکم بین کنشگران پیرامونی 6/5 درصد است. نتایج به دست آمده ضرورت کاهش تمرکز در شبکه و تقویت روابط کنشگران واسطه ای و پیرامونی برای دستیابی به مدیریت یکپارچه و مشارکتی منابع آب را تأکید می کند.

در این پژوهش، الگوریتم خفاش به عنوان الگوریتمی مبتنی بر سرعت و مکان خفاش ها در بهینه سازی پارامترهای مدل غیرخطی ماسکینگام برای روندیابی سیلاب استفاده شده است. به منظور بررسی کارایی این الگوریتم، مطالعه ی موردی سیل ویلسون و همچنین یک سیل تاریخی از منطقه ی لیقوان به منظور روندیابی سیلاب و محاسبه ی پارامترهای مدل ماسکینگام انتخاب شد. مجموع مربعات انحرافات و مجموع قدر مطلق انحرافات بین دبی های روندیابی شده و مشاهداتی، به عنوان توابع هدف در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج به دست آمده از روندیابی سیل ویلسون با استفاده از الگوریتم خفاش، مقادیر این توابع هدف به ترتیب برابر 14/35 و 76/22 مترمکعب بر ثانیه است. نتایج روندیابی سیل لیقوان با الگوریتم خفاش نیز نشان داد مجموع مربعات انحرافات، مجموع قدر مطلق انحرافات و تفاوت بین دبی های اوج مشاهداتی و روندیابی شده به ترتیب برابر 24/7، 23/6 و صفر متر مکعب بر ثانیه است. در تحقیق حاضر، عملکرد الگوریتم خفاش با الگوریتم های تکاملی نظیر الگوریتم ژنتیک، ازدحام ذرات و هارمونی مقایسه شد. نتایج بیان کننده ی برتری روش خفاش برای محاسبه ی دقیق پارامترهای مدل ماسکینگام و پیش بینی دقیق سیلاب است. بنابراین، از دستاوردهای تحقیق حاضر می توان به معرفی روش الگوریتم خفاش برای حل مسائل مرتبط با هیدرولوژی و مدیریت منابع آب اشاره داشت به گونه ای که در بسیاری از این مسائل با توابع هدف غیرخطی و قیود پیچیده مواجهیم که الگوریتم یادشده پاسخ های با کیفیت در کمترین زمان ممکن را دارد.

تغییر اقلیم با تغییر در چرخه ی هیدرولوژی، جریان خروجی از حوضه را تحت تأثیر قرار می دهد. دانستن میزان تغییرات احتمالی در مقادیر بارش و رواناب خروجی حوضه به برنامه ریزی و مدیریت بهتر منابع آب کمک خواهد کرد. تغییرات بارش ناشی از تغییر اقلیم با مدل های گردش عمومی جوّ تحت سناریوهای مختلف شبیه سازی می شود. بررسی تغییرات رواناب به کاربرد مدل های بارش رواناب نیاز دارد. هدف از این پژوهش، مدل سازی جریان خروجی بخشی از حوضه ی کارون، که از تغییر اقلیم به وجود آمده، است. بنابراین، دما و بارش حوضه ی آبخیز کارون بزرگ برای سال های 2011 تا 2030 و 2046 تا 2065، با استفاده از دو مدل گردش عمومی جوّ و فرایند کوچک مقیاس سازی تحت دو سناریوی A2 و B1 شبیه سازی شد. سپس جریان خروجی سه زیرحوضه ی اندیمشک، اهواز و یاسوج به وسیله ی مدل بارش رواناب IHACRES و با استفاده از مقادیر بارش و دمای پیش بینی شده تحت دو سناریوی A2 و B1 شبیه سازی شد. مقایسه ها نشان داد در دوره های آتی تحت هر دو سناریو، مقادیر بارش، بیشترین و کمترین دما افزایش خواهند داشت. نتایج شبیه سازی رواناب نیز نشان داد در حوضه های مطالعه شده میزان رواناب دوره های آتی تحت هر دو سناریو، در فصل های بهار و تابستان، کاهش و در پاییز و زمستان، افزایش خواهد یافت.

این پژوهش با هدف بررسی ویژگی های فیزیکوشیمیایی، هیدروژئوشیمیایی، رخساره های هیدروشیمیایی، تعادل ترمودینامیکی، مکانیسم های کنترل کننده ی وضعیت شیمیایی آب هفت چشمه و 15 چاه محدوده ی دریاچه ی زریوار بر اساس 15 متغیر کیفیت آب طی سال های 1377 تا 1392 و همچنین مقایسه ی کیفیت آب چشمه ها و چاه ها و تغییرات فصلی آنها انجام شد. تحلیل ها و مقایسات آماری بر اساس نمودارهای پایپر، شولر، دورو، لودویگ-لنگلایر، ویلکوکس و گیبس، نسبت های یونی مختلف، شاخص های اشباع و آزمون های ویلکاکسون و من-ویتنی انجام گرفت. یون های فراوان شامل بی کربنات، کلسیم و منیزیم است که دلیل آن انحلال سنگ های کربناته در منطقه ی تغذیه ی آب های زیرزمینی است. نسبت کلسیم به منیزیم در آب همه ی چشمه ها و چاه ها به دلیل انحلال کانی های سیلیکاته بین دو تا نُه، سختی آب بیشتر از 300 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم یا به بیانی خیلی سخت بود. دو رخساره ی هیدروشیمیایی اصلی شامل کلسیم-منیزیم-بی کربنات و کلسیم-منیزیم-بی کربنات-سولفات بود که نتیجه ی فرایندهای تغییردهنده ی شیمی آب طی مسیر جریان و سنگ شناسی تشکیلات زمین شناسی زیرین منطقه است. نسبت های یونی Mg/Ca در برابر Cl و نمودارهای گیبس بیان می کند که اهمیت فراوان مکانیسم های تعامل سنگ و آب، تبادل کاتیونی و انحلال کانی های کربنات و سیلیکات در تعیین کیفیت شیمیایی آب چشمه ها و چاه های منطقه بود.

در مطالعه ی حاضر تغییرات ماهانه ی کمیت و کیفیت رواناب تحت تأثیر استفاده ی تلفیقی از کود ورمی کمپوست و کود شیمیایی اوره در شمال ایران بررسی شد. بدین منظور 18 کرت 5 ×1 متر روی اراضی کشاورزی با شیب 14 درصد تحت شرایط بارش طبیعی در سال 1393 به مدت پنج ماه برای اندازه گیری رواناب نصب شدند. در مجموع رواناب های به دست آمده از 12 رگبار از دی ماه 1393تا اردیبهشت 1394 بررسی شد. تیمارهای بررسی شده شامل تیمار شاهد (بدون کود آلی و شیمیایی)، 100 درصد ورمی کمپوست، 100 درصد کود شیمیایی اوره، 100 درصد ورمی کمپوست + 50 درصد کود شیمیایی اوره، 75 درصد ورمی کمپوست + 50 درصد کود شیمیایی اوره، 50 درصد ورمی کمپوست + 50 درصد کود شیمیایی اوره است. نتایج نشان داد پارامترهای تولید رسوب، غلظت نیترات، EC و pH رواناب تحت تأثیر تیمارهای تلفیقی ورمی کمپوست و کود اوره قرار نگرفته است، اما استفاده از ورمی کمپوست به کاهش معنا دار حجم رواناب در سطح اطمینان 99 درصد در ماه نخست آزمایش منجر شده است. در مجموع، نتایج نشان دهنده ی اثرگذاری مثبت ورمی کمپوست بر کمیت رواناب است، اما این اثرگذاری بر مدیریت کمیت و کیفیت رواناب در اراضی شیب دار محدود بوده است.

امروزه یکی از دغدغه های مهم در بسیاری از کشورهای جهان، تأمین آب به منظور توسعه ی پایدار است. برای مدیریت مؤثر منابع آب زیرزمینی به منظور توسعه ی پایدار از یک سو به ابزار مناسب برای مدل سازی و از سوی دیگر به معیاری برای محاسبه ی پایداری نیاز است. این تحقیق وضعیت پایداری آبخوان با استفاده از مدل ترکیبی را که شامل مدل هیدرولوژیکی SWAT، مدل جریان آب زیرزمینی MODFLOW و مدل انتقال آلاینده MT3DMS می شود، در حوضه ی مطالعاتی اصفهان برخوار بررسی می کند. خروجی مدل SWAT به عنوان ورودی مدل MODFLOW و خروجی مدل MODFLOW به عنوان ورودی مدل MT3DMS استفاده می شود. ارتفاع و غلظت آب در هر سلول مدل کمی و کیفی (MODFLOW و MT3DMS) به عنوان ورودی MATLAB برای محاسبه ی شاخص پایداری (با استفاده از سه معیار عملکرد اطمینان پذیری، برگشت پذیری و آسیب پذیری) تحت سه سناریوی مدیریتی (ادامه ی برداشت روند فعلی، افزایش 30 درصدی برداشت از آبخوان و کاهش 30 درصدی برداشت از آبخوان) استفاده می شود. نتایج نشان دهنده ی شاخص پایداری طی دوره ی شبیه سازی برابر 052/0 و به ترتیب تحت سناریوی اول، دوم و سوم برابر 040/0، 033/0 و 050/0 است. نتایج نشان می دهد با کاهش 30 درصدی بهره برداری از آبخوان، شاخص پایداری کمی و کیفی آبخوان در بیشتر نقاط به طور شایان توجهی بهبود خواهد یافت.

با توجه به افزایش جمعیت و توسعه ی فعالیت های کشاورزی و معدنی در دشت ورزقان که سبب افزایش مقادیر نیترات تا پنج برابر استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO) شده، ارزیابی آسیب پذیری و حفاظت از منابع آب زیرزمینی در این منطقه اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، آسیب پذیری آبخوان چندگانه ی دشت ورزقان در برابر آلودگی به کمک روش DRASTIC در محیط ArcGIS بررسی شده و بهینه سازی روش DRASTIC با استفاده از مدل ANN صورت گرفته است. برای اجرای روش DRASTIC از پارامترهای مؤثر در ارزیابی آسیب پذیری سفره ی آب زیرزمینی شامل عمق سطح ایستابی، تغذیه ی خالص، جنس محیط آبخوان، نوع خاک، شیب توپوگرافی، مواد تشکیل دهنده ی ناحیه ی غیراشباع و هدایت هیدرولیکی استفاده شده که به صورت هفت لایه ی جداگانه برای آبخوان آزاد و تحت فشار تهیه و بعد از رتبه دهی و وزن دهی و تلفیق این هفت لایه شاخص DRASTIC محاسبه شد که براساس نتایج به دست آمده شاخص DRASTIC برای آبخوان آزاد 92-164 و برای آبخوان تحت فشار 48-93 برآورد شد. به منظور بهینه سازی روش DRASTIC، از مدل شبکه ی عصبی مصنوعی استفاده و به این منظور داده های ورودی )پارامترهای (DRASTIC و خروجی (شاخص آسیب پذیری) و مقادیر نیترات مربوط به آن به دو دسته ی آموزش و آزمایش تقسیم شد و پس از آموزش مدل، با استفاده از مقادیر نیترات نتایج مدل در مرحله ی آزمایش ارزیابی شد. نتایج نشان داد مدل شبکه ی عصبی مصنوعی به کار گرفته شده، قابلیت بهبود نتایج روش DRASTICاولیه را دارد. برای صحت سنجی نتایج روش کلاسیک و مدل هوش مصنوعی استفاده شده در این پژوهش، از داده های غلظت نیترات و ضریب همبستگی آن با شاخص آسیب پذیری در منطقه استفاده شد. مدل ANN با داشتن ضریب تعیین (R2) و شاخص همبستگی (CI) بیشتر نسبت به روش DRASTIC و همچنین توانایی ارزیابی یکپارچه ی آبخوان چندگانه و حذف خطای نظر کارشناسی اعمال شده در روش کلاسیک، روش بهتری برای ارزیابی آسیب پذیری آبخوان چندگانه ی دشت ورزقان است.

هدف از این تحقیق، تعیین راهبرد برتر برای احیای یک رودخانه ی فصلی شهری است. برای تعیین راهبردها و معیارهای تأثیرگذار از جلسات توفان فکری و روش SWOT استفاده شده است. سپس، راهبردها با استفاده از مدل هیبریدی تحلیل سلسله مراتبی و شباهت به گزینه ی ایده آل اصلاح شده رتبه بندی شده و راهبرد برتر انتخاب شد. در این پژوهش دو هدف اساسی احیای رودخانه ی فصلی یعنی «احیای کمی و کیفی جریان آب پایه و تغذیه ی آبخوان آن» و «ایمن سازی و کاهش خطر سیلاب» به صورت مجزا در نظر گرفته شد. نتایج تحقیق نشان داد بهترین راهبرد برای احیای رودخانه های شهری و فصلی با هدف احیای کمی و کیفی جریان آب پایه و تغذیه ی آبخوان، راهبرد «تعادل بخشی منابع و مصارف آب رودخانه و آبخوان» است. از طرف دیگر، در هدف ایمن سازی و مدیریت سیلاب تنها راه حل مدیریتی مطرح شده در بین گزینه های موجود یعنی راهبرد «مدیریت سیلاب دشت شامل کنترل توسعه و ساخت» به عنوان راهبرد برتر شناخته شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد در احیای رودخانه ی فصلی شهری راهبردهای مدیریتی جایگاه بالاتری را نسبت به راهبردهای سازه ای از آن خود کرده اند؛ همچنین از چارچوب پیشنهادی این تحقیق می توان در مدیریت راهبردی احیای رودخانه های شهری و فصلی دیگر استفاده کرد.

آنالیز حساسیت ابزار مناسبی برای نمایش اختلاف خروجی ها درنتیجه ی تغییر در پارامترهای مدل است. از کاربردهای این نوع تحلیل یافتن پارامترهای حساس برای کالیبره کردن و شناسایی ورودی های مهم در سیستم است. هدف از این پژوهش، تحلیل حساسیت پارامترهای مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS(SMA)4. 2 و بررسی واسنجی پارامترهای مدل SMA (احتساب کننده ی رطوبت خاک) به عنوان بخشی از مدل HEC-HMS است. در تحقیق حاضر ضمن واسنجی و اعتبار سنجی مدل HEC-HMS(SMA) حساسیت دستی و خودکار پارامترهای مدل در حوضه ی آبخیز بهشت آباد تحلیل شده است. برای شبیه سازی از آمار دبی، بارش، دما و تبخیر و تعرق ایستگاه بهشت آباد طی دوره ی آماری 1998 تا 2015 به صورت آمار روزانه استفاده شد، از داده های 13 سال این بازه ی زمانی برای واسنجی و از چهار سال آخر برای اعتبارسنجی استفاده شد. نتایج واسنجی و اعتبارسنجی داده ها به ترتیب مقدار ضریب راندمان و ریشه ی میانگین مربعات خطا 696/0، (m3/s) 2/13 برای واسنجی و مقدار ضریب راندمان و ریشه ی میانگین مربعات خطا 63/0، (m3/s)7 برای اعتبار سنجی به دست آمده، تحلیل حساسیت خودکار با نرم افزار HEC-HMS4. 2 صورت گرفت. طبق نتایج پارامترهای ذخیره ی خاک، ذخیره ی کششی و ثابت افت بیشترین حساسیت را در واسنجی مدل داشتند که اهمیت این عوامل را در فرایند مدل سازی پیوسته در حوضه ی مد نظر نشان می دهد.

امواج ناشی از باد به دلیل انرژی و تأثیر زیاد بر فعالیت های دریایی، اهمیت زیادی دارند. با توجه به اثرگذاری امواج دریا بر فعالیت های دریایی، تأثیر عوامل مختلف بر این متغیر در منطقه ی چابهار بررسی شد. در این پژوهش از روش الگوریتم جست وجوی گرگ (WSA) برای پیش بینی ارتفاع موج در دو بازه ی زمانی ساعتی و روزانه، استفاده شده است. به این منظور از اطلاعات ارتفاع امواج طی سال های آماری 1386 تا 1390، برای پیش بینی روزانه و آمار ماه های بهمن و اسفند 1385 برای پیش بینی ساعتی استفاده شد. نتایج به دست آمده از الگوریتم WSA با نتایج الگوریتم های ژنتیک (GA) و جست وجوی هارمونی (HS) مقایسه شد. نتایج نشان داد الگوریتم جست وجوی گرگ در هر دو بازه ی ساعتی و روزانه عملکرد بهتری داشته است، به طوری که ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، شاخص توافق ویلموت (d) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) به ترتیب برابر 9497/0، 0704/0، 987/0 و 0483/0 برای پیش بینی ساعتی و 8558/0، 1742/0، 9599/0 و 1138/0 برای بازه ی روزانه به دست آمد. مقایسه ی نتایج به دست آمده، بیان کننده ی عملکرد مناسب الگوریتم جست وجوی گرگ در پیش بینی ارتفاع موج برای این منطقه بوده است.

هدف از انجام این پژوهش، برآورد تبخیر و تعرق واقعی دشت سیستان با استفاده از فناوری سنجش از راه دور و تصاویر ماهواره ای سنجنده ی مودیس و بررسی کارایی مدل بیلان انرژی سطحی SEBS در برآورد تبخیر و تعرق واقعی روی محدوده ی مطالعه شده است. برای این منظور شارهای سطحی بیلان انرژی برای هر پیکسل تصویر محاسبه و مقدار تبخیر و تعرق واقعی به صورت باقی مانده ی معادله ی توازن انرژی در سطح برآورد شد. سپس نتایج برآورد شده با نتایج اطلاعات زمینی دو نقطه شامل ایستگاه های سینوپتیک زهک و ایستگاه مخزن چاه نیمه ی 1 مقایسه شد. نتایج نشان داد مطابق نقشه ی توزیع مکانی تبخیر تعرق لحظه ای، بیشترین میزان تبخیر برای سطح پیکره های آبی از جمله مخازن چاه نیمه و قسمتی از تالاب هامون است. این میزان برابر 13/1 میلی متر بر ساعت است. مناطق کشاورزی دشت سیستان نیز با داشتن توزیع میزان تبخیر بین 5/0 تا 1 سهم زیادی در تبخیر-تعرق منطقه دارد. مقایسه و ارزیابی نتایج مدل SEBS با دو نقطه ی زمینی با معیارهایی مانند میانگین درصد اختلاف مطلق، ریشه ی میانگین مربع اختلافات و معیار ضریب همبستگی نشان می دهد مدل SEBS عملکرد خوبی در سطح زمین و آب دارد.

شناخت روند پارامترهای کیفی آب و عوامل مؤثر بر تغییرات آن، همانند آنالیز کمی منابع آب، از ملزومات مدیریت پایدار و تأمین سلامت حوضه های آبخیز است. با توجه به اهمیت منابع آب سطحی برای مصارف مختلف در حوضه ی آبخیز هراز، ضروری است تا درک صحیحی از کیفیت این منابع و شناخت عوامل تأثیرگذار بر آن صورت گیرد. به این منظور برای ارزیابی کیفیت آب سطحی رودخانه ی هراز، داده های 12 متغیر کیفیت آب به همراه پارامترهای هیدرو اقلیمی با استفاده از آزمون ناپارامتریک من-کندال (Mann-Kendall) طی دوره ی آماری 1370-1394 آنالیز شدند. برای تعیین آثار احتمالی تغییرات کاربری اراضی، این تغییرات نیز با استفاده از GIS برای سال های 1370، 1385 و 1394 ارزیابی شدند. نتایج نشان داد بیشتر سری های زمانی کیفیت آب روند افزایشی معنا داری طی دوره داشته اند که بیان کننده ی کاهش شدید کیفیت آب رودخانه ی هراز است. با توجه به نتایج آزمون من-کندال (آنالیز روند پارامترهای هیدرو اقلیمی، تعیین نقطه ی تغییر ناگهانی، آنالیز همبستگی کندال) و همچنین روند تغییرات کاربری اراضی، نتیجه گرفته شد که هر دو عوامل اقلیمی و تغییرات کاربری اراضی می توانند در کاهش کیفیت منابع آب تأثیرگذار باشند به طوری که افزایش دما و کاهش بارندگی از یک طرف می تواند به کاهش پارامترهایی نظیر کلسیم، بی کربنات و سختی کل (TH) منجر شود و از طرف دیگر، این تغییرات به همراه تغییرات کاربری اراضی می تواند دلیل اصلی افزایش بیشتر سری های زمانی مانند کل مواد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، سدیم، کلرید، نسبت جذب سدیم (SAR) و غیره باشد.

این پژوهش با هدف پایش و شناسایی وضعیت رسوب معلق و عناصر سنگین حمل شده در قسمتی از رودخانه ی دز پایین تر از سد دز تا محل اتصال شطیط و سهم جریانات ورودی از دو سرشاخه ی آن در استان خوزستان انجام گرفت. در مجموع، 38 نمونه در سه زمان شامل یک دوره ی کم آبی و دو رویداد سیلاب از ایستگاه های دوکوهه روی بالارود، دهنوباقر روی کهنک و دزفول و حرمله روی دز برداشت شد. پس از جدا کردن رسوب، تعدادی از نمونه ها به آزمایشگاه ارسال و عناصر سنگین با استفاده از دستگاه پلاسمای جفتی انتقالی اندازه گیری شد. نتایج بیان کننده ی آن است که هیچ یک از عناصر از دیدگاه کشاورزی آلاینده نیست؛ ولی از دیدگاه حفاظت محیط زیست، نمونه های رسوب معلق آنالیز شده از نظر سه فلز سنگین کروم، کبالت و نیکل به ترتیب با دامنه ی مقادیر 88 96، 20 22 و 76 91 قسمت در میلیون آلودگی داشتند. غلظت عناصر سنگین یادشده در ایستگاه پایاب حرمله بیش از سرشاخه ها بود که احتمالاً ناشی از ترسیب ذرات درشت تر رسوب بوده است. به عنوان نتیجه ی کلی می توان گفت که رسوب معلق بازه های بین ایستگاه دوکوهه تا حرمله و دهنوباقر تا حرمله از نظر سه فلز یادشده آلوده بوده اند.

پژوهش حاضر با هدف انتخاب بهترین تابع توزیع آماری برای دبی های حداکثر سالانه در استان های جنوبی کشور ایران (سیستان و بلوچستان، فارس، کرمان، بوشهر و هرمزگان) از داده های روزانه ی دبی 108 ایستگاه هیدرومتری (طول دوره ی آماری 1362 1391) استفاده و داده های یادشده با 65 تابع توزیع آماری موجود برازش داده شد و پس از انجام آزمون های نکویی برازش با استفاده از محاسبات آماری، بهترین تابع توزیع آماری برای دبی های حداکثر سالانه تعیین شد و در نهایت مقادیر بزرگی دبی با دوره ی بازگشت های مختلف محاسبه و با نتایج به دست آمده از توابع توزیع مرسوم شامل لوگ پیرسون سه پارامتره، لوگ نرمال سه پارامتره و توزیع ویکبای مقایسه شد. نتایج نشان داد در همه ی استان های جنوبی کشور، تابع توزیع ویکبای با 2/43 درصد رتبه ی اول، تابع توزیع لوگ پیرسون سه پارامتره با فراوانی 6/13 درصد رتبه ی دوم و توزیع آماری لوگ نرمال سه پارامتره با فراوانی 5/6 درصد رتبه ی سوم بهترین توزیع آماری را به خود اختصاص داده اند. شاخص میانگین خطای اریب (MBE) در برآورد دبی حداکثر سالانه نشان داد در دوره ی بازگشت های 2، 5 و 10 ساله ی توزیع آماری ویکبای و در دوره ی بازگشت های 25، 50 و 100 ساله ی توزیع آماری لوگ پیرسون سه پارامتره برآورد بهتری داشته است. همچنین با مقایسه ی شاخص جذر میانگین مربع خطا (RMSE) و متوسط قدر مطلق درصد خطا (MAPE) در دو توزیع آماری ویکبای و لوگ پیرسون سه پارامتره مشخص شد که در دوره ی بازگشت های مختلف توزیع آماری ویکبای برآورد بهتری از لحاظ این شاخص داشته است. بنابراین، در مناطق جنوبی کشور، کاربرد توزیع ویکبای در تحلیل فراوانی وقوع سیلاب به منظور پیش بینی دقیق تر مقادیر دبی حداکثر سالانه در دوره ی بازگشت های مختلف، می تواند راهگشا باشد.

دراین مقاله روابط جدیدی برای مدل سازی تحلیلی پاسخ جریان آب زیرزمینی در آبخوان نشتی ساحلی به نوسانات جزر و مد به روش جداسازی متغیرها و تبدیل فوریهارائه شده است. نتایج محاسبات حل تحلیلی ارائه شده در این تحقیق نشان می دهد تأثیر جزر و مد در فواصل نزدیک به ساحل بیشتر است و با دور شدن از ساحل، مقدار نوسانات سطح آب زیرزمینی کمتر می شود. با توجه به بررسی انجام شده، افزایش مقدار قابلیت انتقال سبب افزایش هد هیدرولیکی سطح آب زیرزمینی می شود. این تغییرات مادامی که قابلیت انتقال کمتر از است، محسوس تر است اما با چند برابر شدن مقدار قابلیت انتقال، میزان افزایش هد هیدرولیکی سطح آب زیرزمینی کمتر است. همچنین با افزایش مقدار تغذیه ی هد سطح آب زیرزمینی افزایش می یابد. تأثیر افزایش مقدار قابلیت انتقال و تغذیه بر افزایش هد هیدرولیکی در فواصل نزدیک به ساحل کمتر و در اواسط مسیر در فاصله ی 30 تا 75 متری از مرز جزر و مدی بیشتر است. علاوه بر این ها، نتایج مدل سازی روابط جدید ارائه شده در این تحقیق با نتایج مدل نرم افزار مادفلو مقایسه شد. این مقایسه نشان داد حل تحلیلی ارائه شده در این پژوهش بسیار کارآمد است.

یکی از مسائل مهم در زمینه ی مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی، شناسایی پتانسیل این منابع به منظور برنامه ریزی و تصمیم گیری صحیح درباره ی بهره برداری از آنهاست. هدف این پژوهش، پتانسیل سنجی منابع آب زیرزمینی با رویکردی ترکیبی به الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) و سیستم اطلاعات مکانی (GIS) در دشت مهران است. به این منظور و برای شناسایی پتانسیل منابع آب زیرزمینی در این منطقه، 13 فاکتور مختلف تأثیرگذار بر میزان نفوذ آب در داخل زمین و تشکیل منابع آب زیرزمینی شامل شیب، ارتفاع، تراکم زهکشی، تراکم خطواره، نقشه ی T، نقشه ی K، نقشه ی Recharge، نقشه ی کاربری زمین، نقشه ی سنگ شناسی، نقشه ی Sy، نقشه ی عمق آب زیرزمینی، نقشه ی تراکم چاه و نقشه ی هم کلر، شناسایی و نقشه ی آنها تهیه و طبقه بندی شد. سپس، با استفاده از الگوریتم PSO، هر یک از نقشه ها وزن دهی و پس از آن با استفاده از روش همپوشانی وزن دار در محیط GIS با یکدیگر ترکیب شدند و در انتها، دو نقشه ی نهایی پتانسیل آب زیرزمینی، یک بار در حالتی که معادله ی بهینه سازی برابر با نقشه ی تراکم چاه قرار گرفت (PSO_chah) و بار دیگر برای حالتی که معادله ی بهینه سازی برابر نقشه ی آبدهی ویژه قرار گرفت (PSO_Sy)، به دست آمد. در این زمینه، نقشه ی PSO_chah، 56/2 درصد از منطقه و نقشه ی PSO_Sy، 40/2 درصد از منطقه را به عنوان مناطق با پتانسیل بسیار زیاد از نظر منابع آب زیرزمینی مشخص کردند.

مدل های توزیعی فیزیکی در شبیه سازی فرایندهای رواناب سطحی در حوضه هایی با شرایط پیچیده ی فیزیکی به جواب هایی با اعتمادپذیری بیشتر منجر می شوند. در این مطالعه مدل سازی فرایند بارش رواناب در حوضه ی آبریز کوهستانی زیارت با استفاده از مدل توزیعی فیزیکی GSSHA بررسی شده است. به این منظور نقشه های مدل رقوم ارتفاعی، نوع خاک و کاربری اراضی تهیه شده و سه رویداد برای واسنجی و دو رویداد برای صحت سنجی در نظر گرفته شد. معیارهای دقت برازش نش ساتکلیف (NSE)، درصد خطای برآورد حجم (PEV)، درصد خطای برآورد دبی اوج (PETP) و درصد خطای برآورد زمان دبی اوج (PEP) و معیار بصری برای تحلیل نتایج استفاده شد. میانه ی معیارهای PEV، PEP و PETP در مراحل واسنجی و صحت سنجی به ترتیب 3/25 و 5/61، 5/5 و 8/11 و 8/4 و 0 بوده که نشان دهنده ی کم برآوردی حجم، دقت مناسب در دبی اوج و دقت بسیار خوب در زمان دبی اوج است. نیز بررسی بصری هیدروگراف های شبیه سازی و معیار NSE تأیید کننده ی دقت مدل در شبیه سازی شکل هیدروگراف رواناب است. نتایج نشان می دهد اگر چه پارامتر رطوبت اولیه ی خاک در مرحله ی صحت سنجی بر اساس یک تخمین اولیه در نظر گرفته شده، در مجموع دقت مدل در برآورد مشخصه های رواناب مناسب است.

پدیده ی تغییر اقلیم آب و هوایی موجب تکرار حوادث غیرمترقبه نظیر خشکسالی و سیل می شود و خسار ت های بسیاری به زندگی انسان و اکوسیستم های طبیعی وارد می کند. هدف از این پژوهش، حفظ پایداری حوضه ی سد دویرج شهرستان دهلران در سناریوهای واداشت تابشی در برابر حوادث تغییر اقلیم است. دوره ی مشاهداتی در این پژوهش (1987 2015) و دوره ی آتی (2016 2044) است. به این منظور از ترکیب وزنی پنج مدل گزارش پنجم (AR5) تحت سناریوی rcp8. 5 برای ارزیابی تغییرات بارش و دما در دوره ی آتی استفاده شد. از روش وزن دهی MOTP برای کاهش عدم قطعیت مدل های GCM استفاده شد و ریزمقیاس سازی به روش عامل تغییر انجام شد. پایش خشکسالی هواشناسی در بازه های ماهانه، فصلی و سالانه با روش زنجیره ی مارکوف و شاخص های خشکسالی SIAP, SPI, Z scoreو BMDI و تحلیل فراوانی محاسبه شد. نتایج بیان کننده ی افزایش میانگین درازمدت بارش و دمای ماهانه به میزان 14 درصد و 2/1 درجه ی سانتی گراد نسبت به دوره ی پایه است. تحلیل عدم قطعیت بارش ها با زنجیره ی مارکوف احتمال وقوع ماه بدون بارش بعد از ماه بدون بارش دیگر در فصول زمستان، بهار و پاییز به ترتیب 56، 63 و 52 درصد است و احتمال وقوع بارش بعد از یک ماه خشک در فصول یادشده به ترتیب 44، 35 و 47 درصد است نیز بیشترین احتمال وقوع ماه های با بارش، مربوط به ماه آوریل است. بر اساس تحلیل نمایه های خشکسالی سال 2017-2018 نسبت به سال 2016-2017 مرطوب تر و در کل دوره ی آتی سال های 2024-2025 و 2025-2026 مرطوب ترین سال ها بر اساس این پژوهش اند. تحلیل فراوانی بارش حوضه ی سد دویرج بارش با دوره ی بازگشت 50 سال را 61/727 میلی متر در یک سال برآورد کرده است.

برگشت تراز آب زیرزمینی به تراز مطلوب با استفاده از راهکارهای تعادل بخشی از اهداف اصلی سیاست گذاران آب کشور است. یکی از راهکارهای طرح یادشده، تغذیه ی مصنوعی است که به منظور کمی کردن میزان اثربخشی آن، با استفاده از شاخص های پایداری در آبخوان ارزیابی شد. برای نخستین بار پایداری سیستم آب زیرزمینی، با استفاده از ترکیب سه شاخص اعتمادپذیری، آسیب پذیری و مطلوبیت و با درنظرگرفتن اثر سناریوی تغذیه ی مصنوعی ارزیابی شد. به این منظور با استفاده از مدل MODFLOW اثر تغذیه ی مصنوعی شوراب سیوجان بر وضعیت آبخوان بیرجند طی یک دوره ی نُه ساله شبیه سازی و پیش بینی وضعیت آبخوان تا افق 1404 در شرایط نرمال اقلیمی در سه سناریوی برداشت آب انجام گرفت. نتایج شبیه سازی نشان داد سیستم آبخوان در بخش انتهایی، که چاه مشاهده ای خوسف قرار دارد، با توجه به مسیر حرکت تغذیه ی آب زیرزمینی، اختلاف کم بین تراز مطلوب و تراز آب زیرزمینی و ضخامت کم ناحیه ی اشباع، بیشترین پایداری را به میزان 55 درصد داشته است. بررسی شاخص ها در منطقه تحت تأثیر تغذیه ی مصنوعی در آبخوان نشان می دهد اجرای طرح تغذیه ی مصنوعی توانسته بین 21 تا 25 درصد با توجه به سناریوی کاهش، ثابت بودن برداشت و افزایش برداشت مقدار شاخص پایداری سیستم را بهبود دهد. شاخص ارائه شده در این تحقیق با توجه به قابلیت توزیعی بودن و امکان بررسی اثر سناریوهای مختلف، می تواند در سایر آبخوان ها و در تصمیم گیری به کار برده شود.

حفظ محیط زیست و پایان پذیر بودن منابع فسیلی برای تولید انرژی، توجه بشر را به استفاده از منابع جایگزین و تجدیدپذیر معطوف کرده است. از این رو، توسعه ی نیروگاه های برقابی از جمله راهکارهای به کار گرفته شده در کشورهای مختلف است. با توجه به تقسیم بندی نیروگاه های برقابی به کوچک و بزرگ مقیاس، بررسی عوامل اقتصادی و ملاحظات محیط زیستی تأثیر زیادی در انتخاب مقیاس بهینه ی نیروگاه های برقابی دارند. در این مطالعه از روش تحلیلی و بررسی تطبیقی برای تعیین آثار اقتصادی و محیط زیستی احداث نیروگاه های برقابی کوچک و مقایسه ی آنها با نیروگاه های برقابی بزرگ استفاده شده است. نتایج بیان کننده ی آن است که نیروگاه های برقابی کوچک علاوه بر امکان بهره برداری از کمترین پتانسیل آبی، از نظر اقتصادی و محیط زیستی نیز نسبت به نیروگاه های برقابی بزرگ مقیاس برتری دارند. برخی از مزیت های مهم نیروگاه های برقابی کوچک که سبب تمایز آنها از نیروگاه های برقابی بزرگ و توسعه ی آنها شده است، عبارت اند از: کم بودن هزینه های سرمایه گذاری، کوتاهی زمان ساخت، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، پراکندگی مناسب واحدها، ظرفیت مناسب انتقال فناوری و قابلیت سرمایه گذاری توسط بخش خصوصی. این مزیت ها موجب شده است که به نیروگاه های برقابی کوچک به عنوان جایگزین مناسبی برای نیروگاه های برقابی بزرگ توجه شود.