علی محمد آخوندعلی

 حرکت به سمت پیشرفت و رشد مصرف آب که ساده¬ترین راه تامین آن رودخانه¬ها هستند مقارن باهم و در تعارض با آبی می-باشد که اکوسیستم¬ها برای ادامه حیات خود بدان نیازمندند. این امر مختص به ایران نبوده و در دیگر نقاط عالم شاهد هرچه عمیق¬تر شدن این شکاف می¬باشیم اگرچه در کشورهای درحال‌توسعه با وسعت و شدت بیشتری خود را نشان می‌دهد. به‌منظور کمتر شدن فاصله بین این دو، برآورد و تخصیص نیاز آب زیست‌محیطی اکوسیستم¬ها به‌عنوان موثرترین رویکرد برای جلوگیری از اثرات منفی تنظیم جریان‌های سطحی بر اکوسیستم ها ضروری به نظر می‌رسد. جریان‌های زیست‌محیطی شرایط نگهداری مجموعه¬ای از زیستگاه¬های آبی را فراهم می‌کنند. روش‌های مختلفی برای محاسبه جریان زیست‌محیطی وجود دارد که در تحقیق حاضر از4 روش تنانت، منحنی تداوم جریان، شیب منحنی و حداکثر انحنا به منظور محاسبه و ارزیابی دبی زیست محیطی رودخانه دز در بازه بند انحرافی دز تا بندقیر استفاده‌شده است.
به منظور مقایسه این روش ها، تحلیل فراوانی خشکسالی برای دبی های حداقل سالانه جریان طبیعی رودخانه دز صورت گرفت. در نهایت روش حداکثر انحنا به‌عنوان روش مناسب برای بدست آوردن نیاز زیست محیطی رودخانه دز انتخاب گردید و مقدار بدست آمده از این روش به عنوان دبی حداقل زیست محیطی رودخانه دز معادل 100 مترمکعب بر ثانیه پیشنهاد شد. بر طبق نتایج به‌دست‌آمده و مقایسه آن با دبی متوسط سالانه عبوری از ایستگاه های مورد مطالعه می توان دریافت که از سال 86 به بعد جریان رودخانه قادر به تامین دبی موردنیاز اکوسیستم برای ادامه حیات نبوده و محیط‌زیست منطقه در وضعیت بحرانی قرار دارد.

 سد گتوند علیا یکی از بزرگترین سدهای ایران است که بر رودخانه کارون در جنوب غربی ایران ساخته شده است. این سد آخرین سد قابل احداث بر رودخانه کارون قبل از ورود به دشت خوزستان در منطقه گتوند است. یکی از سازند¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬هایی که رودخانه کارون در محدوده حد فاصل سد گدارلندر تا بند تنظیمی گتوند از آن عبور کرده، سازند گچساران می¬باشد. تماس آب با سازند گچساران، کیفیت آب رودخانه و مخزن را تحت تاثیر قرار داده است. با توجه به توسعه زمین¬های کشاورزی در دشت¬های پایین دست مخزن این سد از سال¬های قبل از آبگیری و تخلیه برخی زه¬آب¬های شور شده این مناطق به داخل رودخانه کارون در بازه مورد مطالعه (ایستگاه-های هیدرومتری سوسن تا فارسیات)، سهم و نقش آلایندگی زه¬آب¬های مذکور و آب¬های شور تخلیه شده از مخزن سد گتوند بعد از آبگیری مبهم می¬باشد. هدف از تحقیق جاری تعیین حتی¬المقدور نقش آلایندگی این دو بخش از منابع آلاینده می¬باشد. با توجه به اهمیت موضوع در این تحقیق به بررسی روند تغییرات دبی، هدایت الکتریکی و کل مواد جامد محلول در 9 ایستگاه هیدرومتری منطقه مورد مطالعه با استفاده از آزمون¬های ناپارامتری من – کندال و پتیت در دوره آماری 1395-1380 پرداخته شد. با توجه به نتایج آزمون پتیت، بازه 16 ساله مورد نظر به دو زیر بازه 1386-1380 و 1395-1387 تقسیم گردید. نتایج حاکی از رخ دادن شکست از سال 1386 در همه پارامتر¬ها می¬باشد. افزایش هدایت الکتریکی و کل مواد جامد محلول و کاهش دبی پس از نقطه شکست، از نتایج آزمون پتیت در این تحقیق می¬باشد. در تبیین نقطه شکست و تغییر در وقوع داده¬ها با استفاده از شاخص SDI به بررسی خشکسالی هیدرولوژیک در منطقه پرداخته شد. نتایج نشان داد که افزایش هدایت الکتریکی در رودخانه کارون در سال¬های اخیر امری انکار ناپذیر است، از طرفی علت اصلی این امر، وقوع خشکسالی هیدرولوژیک مصنوعی در منطقه از سال آبی 1387- 1386 تا هم اکنون می¬باشد. این خشکسالی می¬تواند ناشی از دلایلی چون وقوع خشکسالی هواشناسی، آبگیری سدهای بالادست و در نهایت انتقال آب بین حوضه ای و برداشت از سرشاخه¬ها برای مصارفی چون گسترش کشاورزی و صنایع آب بر در استان¬های مقصد باشد. در سال-های پس از آبگیری سد گتوند علیا (90-95) هدایت الکتریکی آب در کلیه ایستگاه¬های پایین دست سد گتوند، از متوسط دوره زمانی خشکسالی قبل از آن (87-89) کمتر بوده است.

 با آغاز انقلاب صنعتی، افزایش انتشار دی ¬اکسید کربن، متان و دیگر گازهای گلخانه ای باعث آشفتگی شرایط اقلیمی میانگین در سطوح جهانی و محلی بوده است. در مطالعات تغییر اقلیم، پیش¬بینی¬های اقلیم آینده توسط مدل¬های گردش عمومی جو (OAGCM) و تحت سناریوهای انتشار گازهای گلخانه¬ای انجام می¬شود؛ اما خروجی¬های گردش عمومی جو که پارامترهای بزرگ¬مقیاس و در ابعاد چند ده¬هزار کیلومتر مربع¬ اند، فاقد دقت مکانی و زمانی مناسب جهت استفاده در مطالعات ناحیه¬ای می¬باشند. به ¬این منظور از مدل¬های ریزمقیاس¬نمایی جهت کاربردی نمودن مطالعات تغییر اقلیم استفاده می¬گردد. علاوه بر این با توجه به عدم قطعیت بالای ریز مقیاس نمایی آماری نمی توان این عدم قطعیت را در نظر نگرفت و به همین منظور به کار بردن چندین روش ریز مقیاس نمایی پیشنهاد می شود. لذا برای حصول این منظور در این پژوهش از داده های مدل عمومی جو OAGCM و دو سناریوی A2 و B1 مربوط به آنها استفاده شده است. این داده ها توسط یک مدل ریز مقیاس سازی آماری (LARS-WG) ، یک مدل ریز مقیاس سازی رگرسیونی چند متغییره ( SDSM )و یک مدل ریز مقیاس سازی زمانی عامل متغییر ( CF ) ریز مقیاس نمایی گردیده اند. نتایج بررسی حاکی از آن است که از جهت مقایسه ای سه مدل، نمی توان بطور کلی یک مدل را بر دیگری ارجح دانست؛ زیرا کارکردهای یک مدل برای پارامترهای اقلیمی گوناگون، دارای تفاوت در نتایج و عملکرد می باشد. در صورت نیاز به انتخاب برتری یک مدل نسبت به باقی، می توان گفت که برای پارامترهای دمایی، مدل SDSM دارای نتایج بهتری بوده است. در مورد پارامتر بارش، مدل لارس دارای عملکرد بهتری بوده است.

ایران با توجه به اقلیم خشک و نیمه خشکی که داراست با متوسط بارش سالیانه کمتر از یک سوم متوسط بارش سالیانه جهانی، در بسیاری از مناطق خود با کمبود منابع آبی مواجه است. از این رو بهره برداری بهینه از منابع آب موجود، امری مهم به شمار می رود. در این پژوهش برای بهره برداری بهینه از سیستم های منابع آب حوضه مارون تا تالاب شادگان از روش شبیه سازی-بهینه سازی با تلفیق مدل شبیه ساز WEAP و الگوریتم بهینه سازی چندهدفهMOPSO) PSO) استفاده گردید. از سد مارون برای آبرسانی به چهار دشت بهبهان، جایزان-فجر ، رامشیر و شادگان استفاده می شود که دو دشت رامشیر و شادگان در پایین دست تلاقی با رودخانه الله قرار دارند که به همین دلیل علاوه بر سد مارون، سد جره نیز مدل گردید. پس از ورود اطلاعات به مدل شبیه ساز، واسنجی مدل در محدوده سد مارون برای یک دوره 13 ساله از سال های آبی 81-1380 تا 93-1392 و برای سد جره برای یک دوره 4 ساله از سال آبی 90-1389 تا 93-1392 صورت گرفت. پس از واسنجی و اطمینان از دقت مدل، چهار سناریو برای 20 سال آینده تعریف گردید که شامل سناریوی بهینه نیز می شد. در سناریوی مرجع فرض بر ادامه شرایط موجود در سال های آتی بود. در سناریوی دوم که توسعه اراضی نامیده شد شرایط منطقه در 20 سال آینده با وجود توسعه اراضی مدل گردید. سپس مدل برای سناریوی توسعه به مدل بهینه ساز متصل گردید.در مدل بهینه ساز دو تابع هدف در نظر گرفته شد به این صورت که تابع هدف اول حداکثر سازی درصد تامین نیاز تمام مصارف در ماه های مختلف در مقابل تابع هدف دوم یعنی حداقل نمودن میزان تخطی از ظرفیت بهره‌برداری مخزن قرار گرفت. با توجه به اندازه جمعیت 240 و اجرای مدل MOPSO برای 400 تکرار، در مدت 14 روز و 10 ساعت و 47 دقیقه جواب های نزدیک به بهینه حاصل شد.در انتها سناریوی دیگری با فرض افزایش راندمان با وجود شرایط حاصل از سناریوی بهینه تعریف گردید. نتایج حاصل از اجرای مدل برای هر کدام از سناریوها استخراج و با هم مقایسه گردید. نتایج نشان داد که در آینده فشار بر روی منابع آبی افزایش می یابد که با توسعه اراضی و افزایش مقدار نیازها این فشار بیشتر خواهد شد. در سناریوی توسعه اراضی در بسیاری از سال های خشک و در تمامی شش سال آخر برنامه ریزی در اکثر مصارف، درصد تامین نیاز در سه تا هشت ماه خشک متوالی برابر صفر و در بقیه سال های کم آب، در این ماه ها کمتر از پنج درصد بود. در ادامه با اجرای مدل برای سناریوی بهینه مشاهده گردید که با اعمال سیاست بهره برداری بهینه درصد تامین نیاز در این ماه ها به مقدار 28 تا 60 درصد خواهد رسید. و به طور کلی میانگین درصد تامین نیازها نسبت به سناریوی توسعه اراضی افزایش خواهد یافت به طوریکه به طور متوسط در بعضی از ماه ها و برای برخی از نیازها تا حدود 16 درصد افزایش در درصد تامین نیاز مشاهده گردید.درصد اطمینان پذیری برخی از نیازهای کشاورزی و حقابه سنتی در این سناریو مقداری کاهش داشت که این امر به دلیل سیاستی است که در بهینه سازی در نظر گرفته شد تا اینکه تمامی نیازها در ماه های مختلف تامین شوند و نیازی بدون تامین نماند. در ضمن اطمینان پذیری نیازهای زیست محیطی رودخانه جراحی و برقابی مارون در این سناریو نسبت به سناریوی توسعه اراضی به ترتیب حدود 3 و 6 درصد افزایش یافت. هم چنین نتایج نشان داد با افزایش راندمان در سناریوی چهارم در شرایط بهره برداری بهینه درصد تامین نیازها و اطمینان پذیری آن ها افزایش خواهد یافت به طوری که درصد تامین نیازها به طور متوسط در بیشتر از 6 ماه از سال به بالغ بر 90 درصد خواهد رسید و به طور متوسط در برخی از ماه ها و برای برخی از نیازها نسبت به سناریوی بهینه تا حدود 12 درصد افزایش خواهد یافت که در نتیجه آن در مصرف منابع موجود صرفه جویی خواهد شد. این پژوهش نشان داد استفاده از راهکار این تحقیق منجر به مدیریت بهتر مخزن و کاهش شدت شکست در تامین مصارف مختلف در ماههای کم آب خواهد شد.

 توسعه روش‏های برآورد فراوانی منطقه‏ای سیلاب در مناطق فاقد ایستگاه‏های اندازه‏گیری یکی از اولین اهداف اصلی در مسایل روز هیدرولوژی می‏باشد. ارزیابی فراوانی سیلاب در این حوضه‏ها، معمولاً توسط ایجاد روابط مناسب آماری (مدل‏ها) بین سیلاب و ویژگی‏های فیزیکی حوضه انجام می‏گیرد. تاکنون معادلات متعددی در زمینه برآورد دبی سیلاب در مناطق مختلف از جمله حوضه کرخه ارایه شده ولی با توجه به پیچیدگی این پدیده، روابط موجود نتوانسته‏اند دبی سیلاب طراحی را با دقت مناسب شبیه‏سازی کنند. بر همین اساس در این پژوهش علاوه بر روش رگرسیونی که در گذشته استفاده می‏شد، از مدل شبکه‏های عصبی مصنوعی و همچنین الگوریتم طبقه‏بندی درختی استفاده شده‏است. این مدل‏ها در واقع از نوع مدل‏های هوش‏مصنوعی هستند که در پی ایجاد رابطه بین ورودی‏ها و خروجی هستند‏. این وضعیت در واقع مشابهت این مدل‏ها را با روابط رگرسیونی می‏رساند، با این تفاوت که قابلیت انعطاف آنها در تنظیم وزن‏ها بیشتر بوده و لذا به عنوان جایگزین برای رگرسیون‏های چند متغیره استفاده می‏شود. منطقه مورد پژوهش، در نواحی غرب ایران قرار دارد که شامل 32 ایستگاه هیدرومتری همگن می‏باشد. از ایستگاه‏های همگن موجود،27 ایستگاه برای واسنجی (ایجاد مدل) و 5 ایستگاه برای صحت سنجی مدل‏های ایجاد شده، مورد استفاده قرار گرفت، برای حصول به مدل واحد، دوره بازگشت به عنوان عامل مستقل در مدل در نظر گرفته شد.
برای دست‏یابی به بهترین ساختار مدل‏های شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم طبقه بندی درختی و مدل رگرسیونی از ترکیبات مختلف پارامترهای فیزیوگرافی به همراه دوره ‏بازگشت به‏عنوان ورودی استفاده شد. بدین ترتیب بهترین ساختار در هریک از مدل‏ها بدست آمد و در ادامه به مقایسه معیارهای ارزیابی مدل‏های پرداخته شد. نتایج نشان داد که از نظر دقت پیش‏بینی، مدل‏های هوشمند (شبکه عصبی مصنوعی و درخت تصمیم‏گیری ) نسبت به مدل رگرسیونی در تمام دوره بازگشت‏ها و همچنین در تمام دبی سیلاب‏ها از مطابقت بالاتری با دبی سیلاب واقعی برخوردار می¬باشد. هرچند مدل شبکه عصبی مصنوعی مطابقت بالاتری با دبی سیلاب واقعی دارند ولی بدلیل اینکه، مدل درخت تصمیم‏گیری قادر است پیش‏بینی‏های خود را در قالب فرمول ارایه کند، نسبت به مدل شبکه عصبی مصنوعی کاربردی‏تر می‏باشد و می‏توان با جایگذاری مشخصات فیزیوگرافی و دوره بازگشت مدنظر برای زیر حوضه‏هایی فاقد ایستگاه، دبی سیلاب را برآورد نمود.

  به دلیل وسعت زیاد حوضه های آبریز و محدودیت های اقتصادی و اجرایی، احیاء آبریزها از دیدگاه کنترل سیل در یک پروژه واحد نه تنها عملی نیست، بلکه ممکن است اثرات معکوس داشته باشد. با توجه به این که در اغلب حوضه¬های آبریز کشور، وقوع سیل و خسارت¬های ناشی از آن روند افزایشی دارد، تعیین مناطق مولد سیل و اولویت¬بندی زیرحوضه¬ها برای اجرای پروژه¬های کنترل سیلاب و مدیریت جامع آبریزها از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این پژوهش، با تلفیق ArcGIS و HEC-HMS، میزان مشارکت زیرحوضه¬های حوضه آبریز امامه در سیل خروجی کل حوضه برای دوره بازگشت¬های مختلف تعیین شده است. حوضه مورد مطالعه در شمال شرق تهران و در دامنه های جنوبی البرز مرکزی واقع شده و در بین حوضه های اصلی شش گانه ایران در حوضه آبریز مرکزی قرار دارد. برای رسیدن به اهداف پژوهش از روش تکرار حذف انفرادی زیر حوضه¬ها از مدل بارش- رواناب استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می¬دهد که میزان مشارکت زیرحوضه¬ها در دبی خروجی کل حوضه تنها تحت تاثیر مساحت و دبی اوج زیرحوضه نیست و اثر متقابل عواملی همچون موقعیت مکانی زیرحوضه¬ها، فاصله تا خروجی، ضریب CN، همزمانی دبی اوج زیرحوضه¬ها و نقش روندیابی در رودخانه اصلی نیز تاثیر بسزایی در سیل¬خیز بودن زیر حوضه¬ها دارند. بر این اساس، زیرحوضه¬های واقع در بالادست و میانه¬ حوضه بیشترین سهم را در دبی اوج خروجی به خود اختصاص داده¬اند. بنابراین توصیه می¬شود عملیات اصلاحی و کنترل سیلاب در این مناطق متمرکز شده و از اجرای این اقدامات در پایین¬دست حوضه خودداری شود. همچنین اولویت¬بندی سیل¬خیزی زیرحوضه¬ها در دوره¬ بازگشت¬های مختلف تغییر می¬کند. در واقع رفتار هیدرولوژیکی حوضه برای بارندگی¬های مختلف متفاوت است.

ایران از کشورهای خشک و نیمه‌خشک محسوب می‌شود. این خشکی به‌وضوح بر شرایط زندگی مردم به‌ویژه مردم جنوب‌غرب، جنوب و شرق کشور اثر گذاشته است. در این مناطق بارندگی کم است و دارای زمستان‌های کوتاه و معتدل و تابستان‌های طولانی و گرم هستند. در چنین شرایطی بعید نیست که هرچند سال یک‌بار پدیده خشک‌سالی و کمبود آب شیرین اتفاق افتد. لذا مطالعه و بررسی روش‌هایی که این کمبود را برطرف می‌کند، اهمیت می‌یابد. ساختار مدل فیزیکی-هیدرولوژیکی ساخته‌شده بر اساس آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی است که هم به‌صورت خورشیدی و هم با اتصال به منبع انرژی (الکتریکی) فرایند تبخیر و تقطیر را انجام می‌دهد. روش کار به این صورت است که ابتدا آب را تا حجم موردنظر پر می‌کنیم سپس آب توسط انرژی گرمایی حاصل از خورشید یا منبع الکتریکی شروع به گرم شدن می‌کند. وقتی به نقطه‌جوش رسید قطرات آب جداشده به سقف مدل برخورد کرده و در اثر شیب موجود وارد کالکتور می‌شوند. آب جمع‌آوری‌شده توسط لوله‌ای به ظرفی در خارج از مدل انتقال می‌یابد. نتایج نشان داد استفاده از انرژی خورشیدی با ارتفاع کمتر آب در تشت(6 سانتی متر)، راندمان بالاتری دارد و بیشترین میزان خروجی آب، در شش ساعت آزمایش خورشیدی، 1000 میلی‌لیتر به دست آمد که هنگامی رخ داد که ارتفاع آب در تشت 6 سانتی‌متر بود. همچنین در آزمایش‌هایی که به کمک انرژی الکتریکی انجام شد بیشترین خروجی طبق انتظار مربوط به دمای 100 درجه سانتی‌گراد بود که 3430 میلی‌لیتر بدست آمد اما بالاترین راندمان، 90 درصد بود که در دمای 85 درجه سانتی‌گراد ثبت گردید.

 خاک و آب از مهم‌ترین منابع طبیعی هر کشور و از مهم‌ترین نیازهای اولیه حیات می‌باشند، به‌طوری که توسعه شهرها و فرهنگ‌ها به آن وابسته است. فرسایش خاک و درنتیجه تولید رسوب، عاملی است که این منابع ارزشمند را با خطر روبرو می‌کند. عدم وجود آمار و اطلاعات کافی درزمینهٔ فرسایش خاک و تولید رسوب در بسیاری از حوزه‌های آبخیز کشور، کاربرد روش‌های تجربی مناسب را در برآورد فرسایش و رسوب الزامی می‌نماید. مروری بر تحقیقات گذشته نشان می‌دهد. در این پژوهش با هدف تعیین بهترین مدل از بین مدل‌های تجربی MPSIAC، FSM، EPM و FAO جهت تخمین میزان رسوب و شدت فرسایش منطقه استفاده شد و همچنین از 15 بند سنگی- ملاتی متوالی واقع در منطقه جهت اندازه گیری میزان فرسایش منطقه و مقایسه با میزان برآوردی توسط مدل ها استفاده شد. نتایج حاصل نشان دهنده ی برتری مدل MPSIAC نسبت به سایر مدل ها در برآورد میزان فرسایش است. همچنین تمامی مدل ها میزان فرسایش را در منطقه شدید پیش بینی کردند که نسبت به میزان رسوبات اندازه گیری شده پشت بندها برآوردی درست می باشد. در این پژوهش میزان براورد تولید رسوب کل توسط مدل MPSIAC برابر 81/2439، میزان تولید رسوب توسط مدل EPM برابر 891/1016 و میزان تولید رسوب در مدل FSM برابر 2855 متر مکعب بر سال می باشد که بطور مشخص مدل MPSIAC دارای برآورد نزدیکتری نسبت به دو مدل دیگر با توجه به 2076 میزان رسوبات برداشتی پشت بندها دارد. میزان خطای نسبی مدل MPSIAC برابر 17% بدست آمد که از بقیه مدل ها کمتر بود.

معیار طراحی در بسیاری از طرح‌های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی، پارامترهای حجم و حداکثر دبی رواناب است. در طراحی برخی سامانه‌های آبی هیدروگراف رواناب نیز مورد نیاز است. علی‌الخصوص در طرح‌های کنترل سیلاب هیدروگراف رواناب مورد نیاز می‌باشد. تعمیم اطلاعات دردسترس حوضه‌های دارای آمار به حوضه‌های بدون آمار نیاز به تحقیق و بررسی کامل از تغییرات مکانی ‌این عوامل و ارتباط آن‌ها به ویژگی‌های ثابت و پایدارحوضه‌ها دارد تا بتوان براساسآن‌هادرحوضه‌های بدون آمار که دستیابی به این پارامترها میسر نیست برآوردی از آن‌ها داشت. حوضه¬های کارستی تاثیر مهمی در نفوذ بیشتر آب سطحی و تغذیه آب‌های زیرزمینی دارند و به این دلیل تخمین هیدروگراف سیلاب در این حوضه¬ها دارای پیچیدگی بیشتری می¬باشد. در این پژوهش با هدف تعیین دقت چند تئوری بارش-رواناب، مدل شبکه عصبی مصنوعی ژئومورفولوژیکی(GANN) و مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژی ((GIUH مورد استفاده قرار گرفت. شرایط محیطی حوضه و نحوه ارتباط آب‌های زیرزمینی با رودخانه نقش مهمی در انتخاب روش مناسب جداسازی جریان‌پایه از هیدروگراف سیل دارد. با ارزیابی دو روش خط مستقیم و فیلتر دیجیتال بازگشتی بر مبنای ایزوتوپ‌های پایدار(فیلتر-ایزوتوپ) گام مهمی در شناخت بیشتر ارتباط آب‌های زیرزمینی و آب‌های سطحی در حوضه ابوالعباس برداشته شد. در راستای تطبیق مدل‌ها با شرایط کارستی حوضه روش‌ فیلتر-ایزوتوپ مورد ارزیابی قرار گرفت، همچنین دو روش برآورد بارش مازاد تلفات اولیه-پیوسته و تلفات اولیه-نسبی استفاده شد که مجموعاً هر مدل در 4 حالت‌ مختلف مدل‌سازی شد. بررسی نتایج مدل GIUH بیانگر برتری حالت ترکیبی GIUH-D1C(مدل با برآورد بارش مازاد به روش تلفات اولیه-نسبی و تفکیک جریان‌پایه به‌روش فیلتر-ایزوتوپ) نسبت به دیگر حالات ترکیبی می‌باشد. همچنین نتایج ارزیابی مدل GANN در کلیه حالات، همبستگی بسیار خوب و معیار ریشه میانگین مربعات خطا بسیار کم نشان داد و نسبت به مدل GIUH، در شبیه‌سازی هیدروگراف سیلاب پاسخ بهتری ارائه کرد.

 تغییرات اقلیم حتی در سطح محدود به عنوان یک عضو فراگیر و مهم اکوسیستم می¬تواند سایر اجزا نظیر منابع آب، کشاورزی و غیره را به درجات مختلف تحت تاثیر خود قرار دهد. این در حالی است که تغییر اقلیم بیش¬ترین تاثیر منفی خود را در کشورهای فقیر و در حال توسعه نشان می دهد زیرا این کشورها در مقایسه با دیگر کشورها در تعامل بیشتری با آب و هوا بوده و حیات آن¬ها محدود به منابع طبیعی و کشاورزی است. اولین گام در راستای آشکارسازی و چگونگی تغییر اقلیم بررسی ناهنجاری و نوسانات ایجاد شده در پارامترهای اقلیمی منطقه مورد مطالعه می¬باشد. با توجه به اهمیت این موضوع در این تحقیق به بررسی روند تغییرات پارامترهای اقلیمی دما، بارندگی و درصد رطوبت نسبی در مقیاس¬های زمانی فصلی (بهار، تابستان، پاییز و زمستان) و سالانه در 37 ایستگاه سینوپتیک کشور با استفاده از آزمون¬های آماری ناپارامتریک من-کندال، تخمین¬گر شیب سن و پتیت در دوره¬ی آماری 2010-1961 پرداخته شد. با توجه به نتایج آزمون پتیت و بررسی دقیق¬تر تغییرات، بازه¬ی 50 ساله مورد نظر به دو زیر بازه¬ی 1985-1961 و 2010-1986 تقسیم گردید. در نهایت نتایج حاصل از آماره¬های آزمون¬ها با توجه به مقیاس¬های زمانی مختلف در سطح اطمینان 95 درصد با استفاده از روش درون¬یابی عکس فاصله به صورت نقشه¬های پهنه¬بندی تهیه شد. به طور کلی در بازه¬ی 50 ساله نتایج حاکی از روند افزایشی دما و روند کاهشی بارندگی و درصد رطوبت نسبی در اکثریت نقاط کشور می¬باشد. در کل کشور به غیر از ایستگاه¬های مرتفع و کوهستانی شهرکرد، خرم¬آباد و سقز روند افزایشی دما مشاهده شد که بیشترین افزایش معنی¬دار دما در سطح اطمینان 95درصد در ایستگاه¬های مشهد، زاهدان، زابل، بم، یزد، بابلسر، کرمانشاه، آبادان، خوی و تبریز به میزان 03/0 درجه¬ی سانتیگراد رخ داده است. روند کاهش بارندگی خصوصا در نیمه¬ی شرقی، غرب و شمال غرب کشور مشاهده گردید که بیشترین کاهش بارندگی معنی¬دار در سطح اطمینان 95 درصد در منطقه¬ی شمال غرب و در حدود 2/3 میلی متر می¬باشد. روند کاهش درصد رطوبت نسبی در اغلب نواحی به غیر از قسمتی از ناحیه¬ی شمال غرب و جنوب دریای خزر مشاهده شد که بیشترین کاهش درصد رطوبت نسبی معنی¬دار در سطح اطمینان 95 درصد در ایستگاه¬های آبادان، زاهدان و کرمانشاه و در حدود 09/0 درصد می¬باشد.

از آن‌جایی که مقدار تبخیر در کشورهای خشک و نیمه‌خشک بسیار زیاد می‌باشد، برآورد و پیش‌بینی نرخ تبخیر از مخازن سدها در مدیریت این منبع آبی بزرگ راهگشا می‌باشد. از طرفی گرمایش جهانی ناشی از افزایش گازهای گلخانه می‌تواند باعث شود که تبخیر منابع آبی افزایش یابد. لذا در این تحقیق به بررسی اثر تغییر اقلیم بر تبخیر از مخزن سد دز پرداخته شده است. ابتدا با استفاده از اطلاعات موجود هواشناسی و هیدرولوژی و با بهره گرفتن از روش بیلان انرژی، میزان تبخیر مرجع محاسبه گردید سپس با استفاده از معیارهای ارزیابی، با مقایسه میزان تبخیر حاصل‌شده از فرمول‌های تجربی و روش بیلان انرژی بهترین فرمول برآورد تبخیر در منطقه مورد نظر مشخص گردید. با استفاده از خروجی‌های مدل‌های AOGCMs به بررسی تبخیر در محل سد دز در دوره آتی 2044-2020 پرداخته شد. همچنین به منظور در نظر گرفتن عدم قطعیت این مدل‌ها از خروجی ده مدل گردش عمومی جو تحت سه سناریوی انتشار گازهای گلخانه (B1، A2، A1B) استفاده شد. در نهایت عدم قطعیت این مدل‌ها با استفاده از برآوردگر کرنل برای نتایج مربوط به تبخیر از مخزن سد دز در آینده در سه سطح احتمال 10%، 50% و 90% بیان گردید. از آنجا که خروجی مدل‌های AOGCMs دارای مقیاس بزرگ می‌باشند، برای استفاده از آن‌ها در مقیاس منطقه‌ای از مدل LARS-WG استفاده شد. نتایج نشان داد از بین روش‌های مورد بررسی، روش پریستلی-تیلور بهترین تخمین تبخیر را ارائه می‌دهد و همچنین مشخص گردید اثر تغییر اقلیم در ماه‌های مختلف متفاوت است اما به طور کلی میزان تبخیر در تمام ماه‌ها به جز ماه‌های اکتبر، نوامبر و دسامبر افزایش خواهد یافت. همچنین بیش‌ترین میزان افزایش تبخیر در ماه می با احتمال وقوع 90 درصد مربوط به سناریوی انتشار A1B و بیش‌ترین میزان کاهش تبخیر مربوط به ماه مارس با احتمال وقوع 10 درصد تحت سناریوی انتشار B1 می-باشد.
 

اصلاح و طراحی یک شبکه‌ باران‌سنجی به منظور افزایش دقت در تخمین مقادیر بارش، نیازمند یافتن موقعیت بهینه‌ ایستگاه‌های باران‌سنجی می‌باشد. بیشتر خطاهای تخمین بارش، ناشی از موقعیت باران‌سنج‌ها می‌باشد که طراحی بهینه شبکه‌ باران‌سنجی می‌تواند خطاهای مرتبط با اندازه‌گیری بارش را کاهش دهد. در این تحقیق به منظور بهینه‌سازی شبکه ایستگاه‌های باران‌سنجی حوضه آبریز بختگان- مهارلو از روشهای زمین آماری کریجینگ و کوکریجینگ استفاده گردید. پس از تعیین بهترین مدل نیم‌تغییرنما و بهترین روش زمین‌آماری، در مرحله اول، باران‌سنج‌هایی که به کمک سایر باران‌سنج‌های شبکه، تخمین مقدار بارندگی در آنها با دقت کافی امکان‌پذیر بود، مشخص گردید. در مرحله دوم، با استفاده از ارزیابی میزان خطای تخمین شبکه باقیمانده از مرحله اول، نقاطی که ایجاد باران سنج جدید در آنها مورد نیاز بود مشخص شد. در نهایت تعداد 7 ایستگاه باران‌سنج غیرضروری در شبکه مشخص گردید و 5 باران‌سنج جدید به شبکه اضافه شد.

رواناب ناشی از بارندگی در مناطق شهری و به تبع آن آب¬گرفتگی معابر و وقوع سیلاب، یکی از مشکلات عمده ی این جوامع می باشد. گسترش شهرها و تبدیل اراضی نفوذپذیر به نفوذناپذیر موجب افزایش حجم و شدت سیلاب های شهری شده است. سیلاب شهری با توجه به حجم نسبتاً زیاد خود، می تواند به عنوان یک منبع تامین آب برای مصارف گوناگون در نظر گرفته شود. بنابراین در راستای مدیریت سیلاب شهری، جهت طراحی و بهینه سازی شبکه های جمع آوری آب های سطحی و فاضلاب و نیز احیای سیلاب های شهری و استفاده مجدد از آن ها، تعیین میزان رواناب و سیلاب ناشی از آن اهمیت دارد. علی رغم مجزا بودن شبکه فاضلاب شهر اهواز، به دلیل عدم وجود سیستم جمع آوری آب های سطحی در منطقه، بخش اعظم آب باران نیز به شبکه فاضلاب نفوذ می کند و این شبکه به عنوان انتقال دهنده اصلی رواناب ها در نظر گرفته می شود. این تحقیق با هدف تخمین رواناب حاصل از باران طی دوره های بازگشت مختلف در منطقه زیتون کارمندی شهر اهواز، بررسی عملکرد شبکه جمع آوری فاضلاب منطقه در انتقال رواناب تولید شده و تعیین نقاط بحرانی شبکه از نظر پس زدگی، انجام شده است. به منظور شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب و ارزیابی سیستم جمع آوری فاضلاب از مدل SWMM، استفاده شد. دوره های بازگشت 2، 5 و 10 سال با توجه به ویژگی های منطقه مورد مطالعه و براساس آیین نامه های موجود، انتخاب گردید. حساسیت پارامترهای موثر بر دبی اوج رواناب، بررسی شد. علی رغم عدم وجود ایستگاه هیدرومتری در منطقه مورد مطالعه، تلاش شده که اطلاعات لازم جهت تایید نتایج مدل، تا حد ممکن براساس اندازه گیری ها و مشاهدات واقعی استخراج گردد. نتایج حاصل بیانگر ورود دبی باران به میزان قابل توجه (بین 5 تا 13 برابر دبی فاضلاب در دوره بازگشت های مختلف) به داخل شبکه جمع آوری فاضلاب منطقه مورد مطالعه می باشد. این شبکه در تمامی دوره های بازگشت مورد بررسی و در تداوم های مختلف، تنها قادر است کمتر از 50 درصد رواناب های حاصل از بارندگی را عبور دهد. وضعیت شبکه فاضلاب و تاسیسات دفع آب های سطحی در منطقه زیتون کارمندی، بحرانی ارزیابی شده و نیاز به بهسازی و بازسازی فوری دارد. نتایج به دست آمده از این پژوهش، می توانند در طراحی سیستم های دفع آب های سطحی، بهینه سازی سیستم جمع آوری فاضلاب با در نظر گرفتن ورود رواناب حاصل از باران و مدیریت رواناب های شهری در منطقه زیتون کارمندی مورد استفاده قرار گیرند.

 چکیده
با توجه به محدود بودن منابع آب شیرین در جهان ونیازهای نامحدود بشری به آب شیرین واز طرفی عوامل مختلف طبیعی و انسانی در چند دهه اخیر در بیشتردشت های کشوراز جمله استان لرستان ودشت حاصل خیز الشتر با افت سطح ایستابی مواجه گردیده است.در این تحقیق به منظور تعیین تغییرات سطح ایستابی آبخوان دشت الشتر در بازه 10ساله (1391-1381) از روش سنتی تیسن، روش کریجینگ وروش کوکریجینگ مورد ارزیابی قرار گرفته است. ونتایج حاصل از این تحقیق نشان داده است که روش کو کریجینگ معمولی مدل نمایی بدلیل پایین بودن مقدار RMSE= 0.540 به عنوان دقیق ترین و بهترین روش انتخاب گردیده است در این تحقیق با بررسی نقشه های پهنه بندی تغییرات ذخیره( )به روش کوکریجینگ نشان داده است که درسال های آبی (82-81)، (84-83)، (85-84)، (89-88) بیلان دشت مثبت و در سال های آبی(83-82)، (86-85)، (87-86)، (88-87)، (90-89) و (91-90)بیلان دشت منفی بوده است ومیزان کسری ذخیره مخزن آبخوان دشت6/15میلیون متر مکعب بوده است و سال آبی(87-86) بیشترین کسری آبخوان را در بازه 10 ساله را نشان داده است که علل منفی شدن بیلان آب زیر زمینی دشت الشتر به تفکیک 61 درصد مدیریت ناصحیح تخصیص منابع آب زیرزمینی،5/20درصد برداشت بیش از حد مجاز چاه های کشاورزی و 5/18 درصد توزیع وپراکنش نامناسب زمانی ومکانی بارش بوده است .یک راهکار جهت جبران کسری آبخوان دشت الشتر این است که به میزان 2درصد ازمتوسط آبدهی دشت و یاساعت کارکرد سالیانه چاه ها درطول سال کسر گردد که درصورت تداوم این روند بیلان دشت الشتر پس از مدتی تعادل خود را بدست خواهدآورد.

شهر اهواز یکی از شهرهای آلوده ایران و جهان، همواره در کانون توجهات قرار داشته است. این شهر که مرکز استان خوزستان نیز می¬باشد در دهه¬های اخیر شاهد گسترش صنایع بدون توجه به اصل توسعه پایدار بوده است. در این میان رودخانه کارون به عنوان اصلی¬ترین شریان حیاتی منطقه و با عبور از شهر اهواز از اهمیت به سزایی برخوردار است. این رودخانه که در گذشته نه چندان دور محل عبور کشتی¬ها بوده به عللی از جمله احداث سدهای متوالی در بالادست این رود، برداشت آب از بالادست برای تامین نیازهای دیگر مناطق ایران، قرار گرفتن صنایع مختلف در کنار این رود و تخلیه انواع فاضلاب به آن، امروزه شاهد شرایط وخیمی است، بطوریکه امروزه عمق این رود به یک متر با غلظت بالای آلاینده¬ها رسیده است. در این مطالعه سعی ¬شده روشی برای مدیریت کیفی آب¬های سطحی که در معرض پساب¬ها و فاضلاب¬های مختلف صنعتی، شهری و ... قرار دارند، ارائه گردد. در این پژوهش با در نظر گرفتن پارامترهای کیفی و با استفاده از مدل QUAL2K و با در نظر گرفتن استانداردهای کیفی آب و کاربری تعریف شده به ارزیابی توان خودپالایی این رود پرداخته شده است. از این رو چهار پارامتر BOD، DO، نیترات و کلیفرم کل به عنوان پارامترهای شاخص برای ارزیابی ظرفیت خودپالایی رودخانه انتخاب شد. سپس مدل برای داده¬های شش ماه اول سال 1391 کالیبره شد و صحت¬سنجی آن با داده¬های سه ماه زمستان 1391 و در نهایت اعتبارسنجی آن با داده¬های بهار 1392 انجام شد، سپس مدل برای اتخاذ تصمیمات مدیریتی برای شرایط بحرانی بکار گرفته شد. خوشبختانه برای پارامتر DOو نیترات، رودخانه از لحاظ کیفی در شرایط مناسبی می¬باشد. برای پارامتر BODشرایط رودخانه مناسب نمی¬باشد اما با تعریف سناریوهای مدیریتی این مشکل برطرف شده و برای پارامتر کلیفرم وضعیت بسیار وخیم است، بطوریکه با حذف تمام بار آلودگی در دو بازه¬ی اول و کاهش بار کلیفرم در بازه¬ی سوم به اهداف کیفی آب دست پیدا خواهیم کرد. هشت سناریو برای مدیریت کیفی آب تعریف شد که دو سناریو ناکارآمد توصیف شد. شش سناریو باقی¬مانده مورد ارزیابی قرار گرفت و در نهایت سناریو پنجم به عنوان بهترین سناریو معرفی شده است.

منابع آب زیرزمینی بعد از یخچالهای طبیعی، بزرگترین منبع آب شیرین جهان می باشد، از این رو مدیریت و استفاده صحیح از این منابع از اهمیت ویژه برخوردار است. همچنین اطلاع از وضع آب های زیرزمینی در دوره های آتی و تاثیر تغییر اقلیم بر آن ها ضروری می باشد. با توجه به اهمیت بالای دشت دزفول- اندیمشک (متشکل از 5 دشت کوچکتر) به عنوان قطب کشاورزی استان خوزستان، در این تحقیق به بررسی اثر تغییر اقلیم بر منابع آب زیرزمینی پرداخته شد. ابتدا با توجه به شرایط هیدروژئولوژیکی دشت، مدل آب زیرزمینی آبخوان تهیه و پس از اطمینان از صحت مدل، با استفاده از خروجی مدل های گردش عمومی جو (AOGCM) به بررسی وضعیت آب زیرزمینی در دوره ی آتی (2044-2020) پرداخته شد. به منظور در نظر گرفتن عدم قطعیت مدل های AOGCM، از خروجی 15 مدل گردش عمومی جو تحت سه سناریوی مختلف انتشار گازهای گلخانه ای (A2، A1B و B1) استفاده شد. در نهایت عدم قطعیت این مدل ها با استفاده از برآوردگر کرنل برای نتایج مربوط به تغذیه ی آب زیرزمینی در آینده بصورت احتمالاتی بیان شد. از آنجایی که خروجی مدل های AOGCM دارای مقیاس بزرگ می باشند، برای استفاده از آن ها در مقیاس منطقه ای از مدل LARS-WG جهت ریزمقیاس نمایی استفاده شد. نتایج نشان داد که درصد تاثیر اجزای بیلان آب زیرزمینی در بخش های مختلف دشت متفاوت می باشد. با توجه به عدم وجود شبکه ی آبیاری در دشت لور، اثر تغییر اقلیم بر تغذیه ی این دشت بسیار بیشتر از سایر دشت ها است. همچنین نتایج نشان داد که وقوع بارش در آینده از پاییز به فصل تابستان شیفت پیدا می کند و به همین دلیل میزان تغذیه ی آب زیرزمینی نیز در ماه آگوست افزایش چشمگیری می یابد. بطور کلی با در نظر گرفتن عدم قطعیت مدل های AOGCM در کلیه ی سطوح ریسک در فصل بهار و همچنین ماه اکتبر، کاهش تغذیه وجود دارد.