درخت حوزه‌های تخصصی

توفان های تندری از فراوان ترین و شدیدترین مخاطرات آب و هوایی هستند که به دلیل همراهی با رعد و برق، باد شدید، و تگرگ و بارش های شدید موجب خسارات زیادی در سراسر دنیا می شوند؛ بنابراین، شناخت فراوانی، احتمال وقوع، و دوره بازگشت این توفان ها می تواند کمک فراوانی در جهت کاهش خسارات کند. هدف از این پژوهش مدل سازی فضایی- زمانی احتمال وقوع روزهای همراه با رعد و برق در شمال غرب ایران در ماه های آوریل، می، ژوئن، و ژوئیه با استفاده از مدل زنجیره مارکف است. بدین منظور، از کُدهای مربوط به توفان تندری (95 99) در 19 ایستگاه سینوپتیک منطقه در دوره آماری شانزده ساله (2000 2015) استفاده شد. ماتریس فراوانی، ماتریس احتمال انتقال، و ماتریس پایا محاسبه شد و در نهایت توزیع فضایی احتمال وقوع و دوره بازگشت رعد و برق ها ترسیم شد. نتایج نشان می دهد احتمال وقوع رعد و برق های دو و سه روزه در شمال شرقی و جنوب منطقه مورد مطالعه کم است؛ ولی در بخش های مرکزی و شمال غربی بیشتر است. به ازای افزایش طول دوره رعد و برقی، دوره بازگشت آن به صورت تصاعدی افزایش می یابد. توزیع فضایی ماتریس پایا نیز نشان می دهد که احتمال وقوع رعد و برق در مناطق جنوبی و شمال شرقی کمتر است و مناطق مرکزی، شمالی، و شمال غربی بیشترین احتمال وقوع رعد و برق در بلندمدت را دارند.

تصاویر سنجش از دور ابزاری مناسب جهت برآورد عمق در مناطق ساحلی است. در این پژوهش، به منظور مطالعه مناطق کم عمق ساحلی، از تصاویر لندست-8 و داده های هیدروگرافی که با روش اکوساندر جمع آوری شده استفاده شده است. هدف از این پژوهش، عمق سنجی از نواحی جنوب شرقی ساحل دریای خزر از طریق آموزش شبکه عصبی است. تصحیح اتمسفری Dark Object Subtract (DOS) ، تصحیح رادیومتریکی (تبدیل درجات روشنایی به بازتاب)، تصحیح درخشندگی خورشید و در نهایت ماسک کردن مناطق آبی از مناطق خشکی، از جمله پیش پردازش های لازم است که بر روی باندهای آبی ساحلی، آبی، سبز و قرمز تصویر لندست-8 اعمال شده است. در این پژوهش برآورد عمق از طریق شبکه عصبی در دو حالت بررسی گردد. در حالت اول، هر یک از چهار باند به عنوان داده های ورودی و داده های عمق متناظر با هر یک از این پیکسل ها به عنوان هدف به شبکه عصبی معرفی گردید. و در حالت دوم، داده های عمق به روش میانگین فازی، به شش کلاس تقسیم بندی شدند و اطلاعات هر کلاس بصورت جداگانه به شبکه ارائه شد. در هر دو حالت مورد بررسی، سهم داده های آموزشی، داده های اعتبارسنجی و داده های آزمون از داده های ورودی به ترتیب 60 درصد، 10 درصد و 30 درصد می باشد. نتایج حاصل از شبکه عصبی نشان می دهد که دقت عمق برآورد شده در کلاسه های مختلف، متفاوت است و بیشترین دقت ( RMSE =0.11 و 0.90   R2 = ) و کمترین دقت ( RMSE =0.11 و 0.67   R2 = ) به ترتیب به محدوده عمق های 97/3- تا 1/3- و 48/4- تا 4- اختصاص دارد. در حالیکه عمق برآورد شده از داده های کل (کلاسه بندی نشده) معادل    R2 = 0.94 و  RMSE =0.16 متر بدست آمد. از این رو، با آموزش شبکه عصبی می توان به برآورد عمق از نواحی کم عمق ساحلی با دقت بالا پرداخت.  

در این پژوهش برای شناخت تأثیر رشته کوه زاگرس در تغییرات چرخند هایی که از غرب وارد ایران می شوند از رویکرد محیطی به گردشی استفاده شد. بدین منظور، داده های سیزده ایستگاه سینوپتیک غرب ایران و داده های ساعتی ERA-Interim با تفکیک مکانی 125/0×125/0 درجه، طی سال های 1984 2013 دریافت شد. با این رویکرد، 203 روز بارش فراگیر شناسایی شد. با اعمال تکنیک تحلیل عاملی بر روی داده های تراز دریای متناظر با این روزها، عامل دوم بیشترین پراش بارش های حاصل از چرخند را توجیه می کند. روزهای چهاردهم تا هجدهم آپریل 2003، که بیشترین همبستگی را با سایر روزهای این عامل دارد، الگوی نماینده انتخاب شد. در این الگو، چرخند ِ رسیده به کوه های زاگرس از زمان شکل گیری تا زمان رسیدن بر روی عراق و ادغام با سامانه سودانی، به لحاظ دینامیکی، تقویت می شود. به هنگام نزدیک شدن به زاگرس، از تاوایی مثبت و سرعت قائم هوا کاسته می شود؛ اما با عبور از زاگرس بر تاوایی مثبت آن افزوده می شود. رابطه چرخند تقویت شده با منطقه واگرایی ترازهای میانی وردسپهر در همه مراحل مشاهده شد. زاگرس نخست باعث تضعیف و دوقطبی شدن چرخند می شود. سپس، با دور شدن از کوهستان، چرخند مجدداً تقویت می شود. این چرخند ها را چرخند زاگرسی می توان نامید.

آمایش سرزمین پایدار سازوکارِ تنظیم سیاست های کاربری اراضی و بهبود شرایط فیزیکی و مکانی است و می تواند برای استفاده بهینه و حفاظت بلندمدت منابع طبیعی نقش ایفا کند. از طرفی، به کارگیری مدل های بهینه سازی امری ضروری است؛ زیرا دارای تعامل با اهداف چندگانه، حالت فضایی، منطقه تحقیقاتی بزرگ، الزامات کارایی و تأثیرات آن هاست. بنابراین، الگوریتم های فراابتکاری ابزار کارآمدی برای حل مشکلات پیچیده فضایی شناخته شده است و قابلیت ارائه فناوری بالا و قابل اعتماد برای حل مسائل بهینه سازی غیرخطی را داراست. در این پژوهش، از الگوریتم جست وجوی گرانشی (GSA) به منظور به گزینی کاربری کشاورزی در حوضه آبخیز بیرجند استفاده شده است. در این الگوریتم، بر اساس توابع برازش، اهدافی نظیر بیشینه کردن تناسب محیطی، بوم شناختی، فشردگی و سیمای سرزمین، و کمینه کردن تغییرات کاربری با قیودی مانند محدودیت توسعه فضایی و میزان تقاضا مناسب ترین مکان ها انتخاب شد. همچنین، به منظور ارزیابی کارایی الگوریتم GSA  در به گزینی اراضی کشاورزی آینده، نتایج حاصل با الگوریتم تخصیص چندهدفه سرزمین (MOLA) مقایسه شد. یافته های حاصل از مقایسه بصری، پارامترهای آماری، و تحلیل سنجه های سیمای سرزمین حاکی از کارایی و برتری نسبی نتایج الگوریتم GSA نسبت به MOLA است، که این مناطق بیشتر در حال حاضر دارای کاربری مرتع کم تراکم و اراضی دیم هستند.

تراکم زهکشی یک شاخص مهم هیدروژئومورفولوژی در تعیین چگونگی فرآیندهای رواناب سطحی، ش دت س یلاب و میزان فرسایش خاک م ی باشد. حوضه ی بهرستاق ی کی از زیرحوضه های رودخانه ی هراز است که شرایط زمین شناسی و توپوگرافی متنوع و جریانات سطحی زیاد در آن موجب فرسایش خاک و تخریب مراتع و باغ ها در منطقه می شود. هدف از این پژوهش بررسی اثر عوامل زمین شناسی و توپوگرافی در میزان تراکم زهکشی و تعیین تفاوت آن در متغیرهای مورد مطالعه است. برای این منظور ابتدا نقشه ی آبراهه های حوضه با استفاده از DEM منطقه تهیه شد. سپس ویژگی های زمین شناسی و توپوگرافی منطقه شامل لایه های جنس سنگ، طب قات ارتفاع، شیب و جهت دام نه مدنظر قرار گرفته و در محیط ArcGIS طبقه بندی و با شبکه آبراهه ها به عنوان متغیر وابسته همپوشانی شد. بر این اساس مجموع طول آبراهه ها در واحد سطح هر یک از عوامل محاسبه و تراکم زهکشی به دست آمد. برای تحلیل داده ها از آزمون آماری آنالیز واریانس یک طرفه (ANOVA) استفاده گردید. نتایج آزمون آماری نشان دهنده ی رابطه ی معنی دار جنس سنگ و شیب با میزان تراکم زهکشی به ترتیب در سطح اطمینان 95 و 99 درصد است، اما میزان تراکم زهکشی در طبقات ارتفاعی و جهت دامنه در منطقه تفاوت مشخص و معنی داری نداشته است. سازند ملافیر کرتاسه  (km)با میانگین تراکم 79/8 و طبقه شیب 30-20 درصد با میانگین تراکم 7/10 بیشترین حساسیت را نشان داده اند. با دانستن این ارتباط می توان از این متغیرها در برنامه های مدیریت شبکه زهکشی و کنترل شدت فرسایش نیز استفاده نمود.

مطالعه ی وضعیت خشک سالی به عنوان نوعی مخاطره ی طبیعی به منظور تخفیف اثرات آن، اهمیت زیادی دارد. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات مکانی و زمانی خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژیک در حوضه ی آبخیز کارون شمالی است. بنابراین با استفاده از اطلاعات هواشناسی و ه یدرولوژی کی و با اس تفاده از شاخص های: DI، Zscore، SRI، SDI، SWI و GRI رخدادهای خشک سالی تعیین شد. سپس بر اساس اطلاعات به دست آمده از این شاخص ها، پهنه بندی شدت خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژی با روش کریجینگ و IDW (با توان 1، 2، 3 و 4) انجام شد. نتایج نشان داد که خشکسالی هواشناسی در حوضه ی آبخیز کارون شمالی در سال آبی 87-86 بیشترین شدت را داشته است خشکسالی آب های سطحی در همان سال و هم زمان با شروع خشک سالی هواشناسی در حوضه اتفاق افتاده است اما در سال آبی بعد غالب است. خشکسالی آب های زیرزمینی نیز در سال 88-87 شدیدتر است. از این نظر خشکسالی آب زیرزمینی نسبت به خشکسالی هواشناسی با یک سال تأخیر رخ داده است. نتایج پهنه بندی حاکی از آن است که روش زمین آماری کریجینگ با مدل های گوسی و نمایی از توانایی بالایی در پهنه بندی خشکسالی برخوردار است. همچنین نقشه ی حاصل نشان می دهد بخش شرقی حوضه نسبت به بخش های دیگر بارش کمتری دریافت کرده است. از پهنه بندی خشک سالی آب زیرزمینی نیز این نتیجه به دست می آید که بخش های شرقی دشت های حوضه از خشکسالی شدیدتری برخوردارند؛ و به طور کلی خشکسالی هیدرولوژیکی در حوضه ی آبخیز کارون شمالی در پهنه ی جنوب و جنوب شرقی شدت بیشتری دارد.

Introduction There are many models for flood prediction that are based on different conceptual bases. The standard SCS-CN method was developed in 1954 and it is documented in Section 4 of the National Engineering Handbook (NEH-4) published by Soil Conservation Service (now called the Natural Resources Conservation Service), U.S. Department of Agriculture in 1956. The document has been revised several times. It is one of the most popular methods for computing the volume of surface runoff for a given rainfall event from small agricultural, forest, and urban watersheds. The method is simple, easy to understand, and useful for ungauged watersheds. The method accounts for major runoff producing watershed characteristics, viz., soil type, land use/treatment, surface condition, and antecedent moisture condition.  Recent researches focus on the improvement of this model and improve its efficiency but it is necessary to evaluate the improved models for Iran's watersheds. The purpose of this study was the comparison of standard SCS-CN and developed three parameter Mishra-Singh models for flood hydrograph and peak estimation using data of five watersheds in Golestan Province. Methodology Study Area and Used Data Five watersheds (including Galikesh, Tamer, Kechik, Vatana, and Nodeh) located in Golestan Province were considered to evaluate different models for flood hydrograph estimation. The characteristics of the selected watersheds are different. For Tamer, Galikesh, Kechik, Nodeh, and Vatana watersheds, the areas are equal to (1527, 401, 36, 790 and 11 km2), the parameters are (289, 139, 26, 208 and 20 km), the mean altitudes are (1131, 1358, 928, 1540 and 899 m), the mean slope of the watersheds are (19, 27, 19, 28 and 33%), the length of the main channels are (94, 58, 10, 66 and 8 km), and the number of rainfall-runoff events are (10, 13, 3, 9, and 4 cases). Descriptions of Models The standard curve number (SCS-CN) model was based on the following basic equations:       (1)       (2) P is total rainfall, Q is excess rainfall, CN is curve number, Ia is initial abstraction, and S is maximum retention. Using the concept of the degree of saturation (C=Sr), where C is the runoff coefficient (= )), Mishra and Singh (2002) and Mishra et al. (2006) modified the original SCS-CN model after the introduction of antecedent moisture Mas:                                (3) The relationships developed by Mishra et al. (2006) for Mare:                                         (4)   (5)   P5 is prior 5-day rainfall depth. Three model accuracy criteria including root mean square error (RMSE), Nash-Sutcliff efficiency (NSE) and percentage error in peak (PEP) were applied to compare the results of models (Adib et al., 2010-2011). Results There were 39 rainfall-runoff events, of which 25 and 14 events were respectively selected for the calibration and validation steps. The parameters of investigated models for different events and watersheds and related model accuracy criteria were calculated. The root mean square error (RMSE) and Nash-Sutcliff efficiency (NSE) criteria can be used for the analysis of the flood hydrograph simulation while percentage error in peak (PEP) criteria is suitable for the analysis of the flood peak discharge simulation. In the Gallikesh watershed, for the developed three parameter Mishra-Singh and standard SCS-CN models, the RMSE criteria values were (16, 11.05, 2.8, and 10.63) and (17.94, 14 , 6.56 and 13.56), the values of NSE values were (-0.88, -84.44, -0.9 and -4.77) and (-1.37-, -1.38, -9.7, and -8.4), and the PEP values were (0.4, -1.4, 0.55, -0.3) and (0.24, -2.11, -1.39 and -0.62). For the Nodeh watershed in different events, the RMSE criteria values were (13.22, 23.57, 79.53 and 68.15) and (11.83, 22.74, 88.96 and 69.92), the NSE values were (-6.88, -2.7, -0.17 and -66) and (-5.31, -2.46, -0.46 and -69.5), and the values of PEP were (-1.19, -1.98, 0.83, -2.48) and (-1,-2.4, 0.99 and -2.57) for the developed three parameter Mishra-Singh and standard SCS-CN models were calculated. In the Tamer watershed for two models of developed three parameter Mishra-Singh and standard SCS-CN, the values of different criteria estimated as the RMSE criteria values were (13.04, 26.85, 5.9 and 19.26) and (12.04, 92.62, 5.26 and 48.81), the values of NSE criteria were (-0.92, -20.3, -4.9 and -0.14) and (-0.73, -252.5, -3.75 and -6.37), and the PEP criteria values were (0.52, -0.2, -0.8, and 0.62) and (0.62, -5.14, -0.74 and 1.09). In Vatana and Kechik watersheds for the developed three parameter Mishra-Singh model different criteria were calculated as the RMSE values (2.5) and (1.5), the NSE criteria values (0.51) and (-0.07), the PEP criteria values (0.45) and (-0.3). However, in these two watersheds for the SCS-CN standard model, the RMSE criteria values were (4.8) and (2.91), the NSE criteria values were (-0.82) and (-2.93) and the PEP criteria values were (0.95) and (0.6). Discussion and Conclusion The values of root mean square error (RMSE), Nash-Sutcliff efficiency (NSE) showed that the developed three parameter Mishra-Singh model improved the accuracy of the flood hydrograph estimation relative to the standard SCS-CN model for 71% of the studied events and the difference between two models for remaining 29% event was negligible. Also, the values of percentage error in peak (PEP) revealed that the three parameter Mishra-Singh model led to a decline equal to 78% in flood peak estimation in comparison with standard SCS-CN model application. In addition, the standard SCS-CN and the three parameter Mishra-Singh models were respectively 64% of and 57% of the studied cases. In this study, the accuracy of the standard SCS-CN andthedeveloped three parameter Mishra-Singh models compared the flood hydrograph and peak estimation considering data of five watersheds in Golestan Province. The investigation of the model accuracy criteria revealed that the developed model led to a considerable improvement of flood estimation in studied watersheds. 

هدف از انجام این پژوهش ارائه روش ترکیبی بیزین رگرسیون لجستیک و مقایسه کارایی آن با روش رگرسیون لجستیک به منظور تهیه نقشه پیش بینی مکانی وقوع حرکت های توده ای در استان کردستان می باشد. در ابتدا، بر اساس مرور منابع 18 عامل تأثیرگذار بر وقوع حرکت های توده ای شامل: درجه شیب، جهت شیب، ارتفاع، انحنای معمولی شیب، انحنای عرضی شیب، انحنای طولی شیب، شاخص توان حمل جریان، شاخص نمناکی توپوگرافی، شاخص طول و زاویه شیب، لیتولوژی، بارش، کاربری ارضی، فاصله از گسل، تراکم گسل، فاصله از رودخانه، تراکم رودخانه، فاصله از جاده و تراکم جاده انتخاب شدند. سپس، در روش رگرسیون لجستیک (LR) بر اساس سطح معنی داری آماری 7 عامل و در روش بیزین لجستیک رگرسیون (BLR) بر اساس شاخصInformation Gain Ratio، 11 عامل به عنوان عوامل مؤثر انتخاب و جهتمدل سازی به کار گرفته شدند. ارزیابی مدل ها (داده های تعلیمی و داده های تست) توسط معیارهایSpecificity،Sensitivity،Accuracy، درصد مساحت زیر منحنیROC و ریشه میانگین مربعات خطا انجام شدند. نتایج ارزیابی مدل های مورد استفاده در این تحقیق نشان داد که اختلاف معنی داری در سطح 95 درصد بین کارایی و نقشه های پیش بینی مکانی تهیه شده برای مناطق حساس به وقوع حرکت های توده ای خاک با روش هایBLR وLR مشاهده نشد و می توان از مدلBLR نیز به مانند مدلLR به عنوان یک مدل معیار استفاده نمود. لذا با روشLR حدود 26 درصد از مساحت استان کردستان در معرض حساسیت زیاد و خیلی زیاد به وقوع حرکت های توده ای(54 درصد مجموع حرکتهای توده ای) قرار دارد و با روشBLR حدود 33 درصد از مساحت استان کردستان در معرض حساسیت زیاد و خیلی زیاد به وقوع حرکت های توده ای (64 درصد مجموع حرکتهای توده ای) قرار دارد که نواحی غرب استان دارای پتانسیل بیشتری هستند.

هدف از این مطالعه تحلیل تغییرات درون دهه ای روند و الگوی فضایی بارش های سالانه و فصلی نیمه غربی ایران است. به این منظور داده های روزانه بارش دوره 2015-1986 (طی سه دهه) مورد بررسی قرار گرفت. برای واکاوی تغییرات درون دهه ای بارش از تحلیل الگوی خودهمبستگی فضایی آماره عمومی G* و به منظور بررسی روند تغییرات از تحلیل رگرسیون، آزمون من کندال استفاده شده است. در انجام محاسبات از امکانات برنامه نویسی Matlab و برای عملیات ترسیمی از نرم افزارهای Surfer و GIS بهره گرفته شد. نتایج حاصل از این مطالعه بیانگر این است که الگوهای خوشه ای مثبت بارش در مقیاس سالانه بیشتر در امتداد کوههای زاگرس و بخش هایی از غرب منطقه مورد مطالعه می باشد. در مقیاس فصلی الگوی خودهمبستگی فضایی بارش در فصل پاییز و زمستان تقریبا از الگوی سالانه پیروی کرده، در حالی که در فصل بهار الگوی فضایی مثبت بارش بیشتر در بخش های شمالی منطقه مورد مطالعه مشاهده شده است. نتایج حاصل از تغییرات درون دهه ای الگوهای خودهمبستگی فضایی مثبت بارش نیمه غربی ایران نشان می دهد به سمت دوره های اخیر به استثنای فصل زمستان که روند افزایشی نامحسوسی تجربه کرده، در مقیاس سالانه، فصل بهار و پاییز از گستره مکانی الگوی خودهمبستگی فضایی مثبت بارش کاسته شده است. درحالیکه الگوهای خودهمبستگی فضایی منفی بارش در مقیاس سالانه و فصلی روند کاهشی را تجربه کرده است. با این وجود به جز دوره ی دوم، الگوی فضایی بارش در منطقه مورد مطالعه تغییرات مکانی قابل توجهی نداشته است. نتایج حاصل از تحلیل روند بیانگر این است که در مقیاس سالانه و فصل زمستان اکثر مناطق نیمه غربی کشور از روند کاهشی برخوردار بوده است. در فصل بهار و پاییز با وجود اینکه در منطقه روند افزایشی بارش مشاهده شده ، اما در سطح 95 درصد اطمینان معنی دار نبوده است.

بررسی خصوصیات هیدروژئوشیمیایی چشمه ها در لندفرم های کارستی زاگرس می تواند راهنمای مناسبی برای تعیین میزان تکامل و توسعه ی کارست و مدیریت منابع آب این مناطق باشد. هدف این پژوهش مقایسه ی توسعه یافتگی کارست به کمک ویژگی های هیدروژئوشیمیایی چشمه های کارستی توده ی شاهو در زاگرس رورانده و آبخوان اسلام آباد در محدوده ی زاگرس چین خورده است. ابتدا با استفاده از نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی، ژئومورفولوژی و مطالعات میدانی لندفرم های کارستی مناطق مورد مطالعه شناسایی شد. سپس 17 نمونه آب از چشمه های دائمی منطقه در فصل تر (اردیبهشت ماه 96) برداشت و در آزمایشگاه شیمی دانشگاه رازی تجزیه گردید. وضعیت هیدروژئوشیمیایی چشمه های فوق با استفاده از روش تحلیل مولفه های اصلی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور شناسایی فرآیندهای ژئوشیمیایی حاکم بر آبخوان ها، نمودارهای ترکیبی، نسبت های یونی و اندیس های اشباع کلسیت، دولومیت و ژیپس نمونه ها مورد ارزیابی قرار گرفت و جهت صحت سنجی داده ها از نمودار MRDS استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که سیستم کارستی آبخوان شاهو نسبت به آبخوان اسلام آباد توسعه یافته تر است. رخساره ی کلسیتی،  نسبت بالای Ca2+  به Mg2+  و پایین بودن شاخص اشباع دولومیت در شاهو که بیانگر خلوص بالای آهک است و بالا بودن نسبت دبی حداکثر به حداقل، که بیانگر تراکم بیشتر مجاری باز و وجود جریان مجرایی- انتشاری (آشفته- خطی) در آبخوان شاهو است نیز تایید کننده مطلب است. در مقابل، پایین بودن نسبت Ca2+ به Mg2+  در آبخوان اسلام آباد و بالا بودن شاخص اشباع دولومیت، مبین دولومیتی بودن کارست در این محدوده است. پایین بودن نسبت دبی حداکثر به حداقل در چشمه های محدوده ی اسلام آباد نیز نشان دهند ه ی وجود جریان انتشاری در آبخوان های این محدوده و عدم توسعه ی کامل کارست است.

در این پژوهش به بررسی تغییرات زمانی و مکانی سطح آب زیرزمینی دشت اصفهان - برخوار، نجف آباد، و چادگان در دوره آماری بیست و پنج ساله (1990 2015) و ارتباط آن با تغییرپذیری بارندگی سالانه پرداخته شد. روند نوسانات سطح آب زیرزمینی در مقیاسِ ماهانه، فصلی، و سالانه با استفاده از آزمون ناپارامتری من- کندال و تخمینگر شیب سن محاسبه شد. سپس، هیدروگراف معرف آبخوان در هر دشت تهیه شد. نقشه های پهنه بندی سطح آب زیرزمینی با استفاده از روش کریجینگ در هر سال از دوره مورد مطالعه ترسیم و نقشه هم افت سطح آب زیرزمینی تهیه شد. نتایج نشان داد به طور کلی در همه دشت ها و در بیشتر پیزومترها روند تغییرات سطح آب زیرزمینی کاهشی است. متوسط افت سطح ایستابی در دشت های اصفهان - برخوار، نجف آباد، و چادگان به ترتیب 468/0، 12/1، و 638/0 متر در سال است. روند کلی هیدروگراف معرف آب زیرزمینی در هر دشت نزولی و بیانگر بروز افت مداوم و کاهش ذخایر مخازن آب زیرزمینی است. با توجه به فقدان روند معنی دار در بارش بیشتر ایستگاه های منطقه مورد مطالعه و وجود همبستگی پایین بین بارش و افت سطح آب زیرزمینی، می توان گفت که علت عمده کاهش ذخایر آبی مربوط به عوامل انسانی است.

کرایوپدیمنت و کرایوپلانیشن دو لندفرم مرتبط با قلمروهای مورفوژنتیک جنب یخچالی اند که تحت تأثیر فرایندهای یخبندان و ذوب یخ به وجود می آیند. در این پژوهش به نحوه شکل گیری و توسعه این عوارض در حوضه آبریز تنگ چنار (جنوب شهر مهریز) در ایران مرکزی پرداخته شده است. کرایوپلانیشن ها به شکل تراس های پلکانی بر روی برخی دامنه های منطقه مورد مطالعه با عرض 5 تا 100 متر و در ارتفاع بالای 2000 متر با شیب کمتر از 5 درجه قابل مشاهده اند. کرایوپدیمنت، از نظر مورفولوژی، نوعی پدیمنت اما با ژنتیک متفاوت و غیر جریانی است که بر اثر تخریب فیزیکی سنگ های دانه ای، گرانیت، و کنگلومرای حاشیه درّه و توسعه جانبی درّه ایجاد شده است. نتایج نشان می دهد که عوامل فرسایشی جنب یخچالی مانند تخریب سنگ ها به شکل فیزیکی و انتقال آن ها به شکل خزش یخی، پف کردگی سطح زمین بر اثر یخ، حرکات توده ای قشر سطحی ذوب شده، فرسایش ریلی، ایجاد و توسعه آبراهه های کوچک ناشی از ذوب یخ، و در نهایت فراسایی دامنه ها در به وجودآوردن این عارضه ها نقش داشته اند. بر مبنای نقشه هم دمای گذشته، این لندفرم ها در دوره پلیستوسن تحت قلمرو جنب یخچالی ایجاد شده اند و بر اساس نقشه هم دمای حداقل دوره سرد سال در حال حاضر این عارضه ها هنوز در حال توسعه اند.

هدف از این پژوهش پایشِ دمایِ هوا با رهیافتی آماری بر اساس برون داد پایگاه داده بازواکاوی شده (ECMWF) نسخه ERA Interim برای دوره زمانی 1979 2015 با تفکیک مکانی 125/0×125/0 درجه قوسی و هم سنجی آن با پایگاه ملی اسفزاری و پیمونگاه های همدید کشور است. از سنجه های RMSE و R2 برای اعتبارسنجی نتایج و از بُعد فرکتالی برای دگردیسی زمانی استفاده شد. نتایج اعتبارسنجی پایگاه ECMWF نشان دهنده توانایی و دقت زیاد آن در برآورد دمای هوا بوده است. هم سنجی پایگاه ECMWF با پایگاه ملی اسفزاری و پیمونگاه های همدید از نتایج مطلوبی برخوردار است؛ این نتایج در شش ماهه دوم یا نیمه گرم سال، به سبب تباین کمتر دمایی، از نتایج بسیار مطلوب تری برخوردار است. بُعد فرکتالی دما در دوره گرم سال (دارای دگرگونی کوتاه مدت) افزایش یافته و در دوره سرد سال (دارای دگرگونی بلندمدت) کاهش یافته است. توزیع فضایی دمای هوا نشان داد در ایجاد الگوی دمای هوا در بام ایران عامل عرض جغرافیایی بیشترین نقش را ایفا می کند. کانون گرم ترین نواحی در مناطقِ کویر لوت، جنوب شرق، و نوار جنوب کشور است. مناطق خنک و سرد نیز منطبق بر نواحی مرتفع و پیکر بندی ناهمواری های بام ایران است.

نظریه آشوب ابزاری مناسب برای تحلیل داده های دبی جریان رودخانه ها درنظر گرفته می شود. به دلیل ماهیت دینامیک و غیرخطی جریان رودخانه ها، یکی از چالش های مهمْ تشخیص رفتار جریان در مقیاس های زمانی مختلف است. در تحقیق حاضر، به منظور بررسی آشوب پذیری دبی جریان رودخانه کارون در سه مقیاس زمانی روزانه، ماهانه، و فصلی، از آمار 45ساله (1346- 1390) ایستگاه هیدرومتری ملّاثانی استفاده شده است. برای تعیین آشوبناکی جریان، سه روش 1. بازسازی فضای فاز؛ 2. بُعد همبستگی؛ 3. بزرگ ترین نمای لیاپانوف به کار رفته است. به منظور برآورد دو پارامتر زمان تأخیر و بُعد محاط، از روش میانگین اطلاعات متقابل و روش نزدیک ترین همسایه کاذب استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که در مقیاس ماهانه، به دلیل بُعد همبستگی غیرصحیح (704/2)، دبی جریان رودخانه آشوبناک و پیش بینی شدنی است. مقادیر بزرگ ترین نمای لیاپانوف برای مقیاس های روزانه، ماهانه، و فصلی به ترتیب 0017/0، 0093/0، و 0334/0 به دست آمده است. مثبت بودن این مقادیر نیز نشان دهنده آشوب و حساسیت نسبت به شرایط اولیه سیستم است. در مقیاس های روزانه و فصلی، روند تغییرات بُعد همبستگی در برابر بُعد محاط نشان داد که رفتار جریان تصادفی است و بنابراین جریان رودخانه پیش بینی نشدنی است.

رودخانه ها تحت تأثیر پدیده فرسایش و رسوب گذاری دست خوش تغییرات گوناگونی می شوند؛ از آن جمله می توان اشاره کرد به: تغییر راستا؛ جابه جایی های عرضی و طولی؛ تغییر تراز بستر؛ تغییر دانه بندی؛ و دگرگونی ویژگی های هندسی مسیر. هدف از این مطالعه تعیین محدوده فرسایش و رسوب گذاری در ارتباط با سرعت جریان و پخش آلودگی در ساحل اروندرود با استفاده از مدل کوهیرنس و GIS است. در این تحقیق از مدل سه بُعدی و هیدرودینامیکی کوهیرنس برای شبیه سازی سرعت جریان استفاده شده است که معادله پیوستگی، معادلات ناویراستوکس در سه بُعد، و معادله های انتقال شوری و دما به روش جداسازی حل می شوند. شرایط مرزی اعمال شده شامل تغییرات دما، شوری، و دبی برای مرز باز رودخانه و تغییرات دما و شوری و اعمال مؤلفه های جزرومدی M2، S2، O1، و K1 برای مرز باز دریا در مدل به کار گرفته می شود. با توجه به مقاطع عرضی و خروجی سرعت جریان از مدل کوهیرنس، پهنه تحت پوشش بیشترین آلودگی منطبق با سرعت جریان آب کمتر و رسوب گذاری بیشتر است. همچنین، در مقطع دهانه رودخانه میانگین سرعت در وسط رودخانه بیشتر و در دو طرف ساحل رودخانه کمتر است؛ در نتیجه، در دو ساحل ایران و عراق رسوب گذاری بیشتر و فرسایش کمتری انجام گرفته است.

برای مطالعه اثرات اقلیم و تغییرات آن بر تولید محصولات کشاورزی، از تلفیق مدل های گردش عمومی جو و مدل های آب و هوا-محصول استفاده می شود. در این پژوهش ضرایب مدل APSIM برای شبیه سازی عملکرد و مراحل فنولوژی کلزا واسنجی شد و به منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم از فراسنج های اقلیمی ریز مقیاس شده مدل دینامیکی NOAA-GFDL استفاده شد. نتایج نشان دهنده آن است که با سناریوی RCP8.5 مدت زمان مراحل فنولوژیکی سبزکردن، گُل دهی، غلاف بندی، و رسیدن و با سناریوی RCP4.5 مراحل گُل دهی و غلاف بندی کاهش خواهد داشت و بیشترین میزان کاهش در دوره گُل دهی با سناریوی RCP8.5 دیده می شود. با این سناریو دوره رزت 10 روز و با سناریوی RCP4.5 این دوره 9 روز طولانی تر خواهد شد. پیش بینی می شود میانگین عملکرد کلزا با هر دو سناریوی مورد مطالعه تا 6/18درصد افزایش یابد. چشم انداز افزایش عملکرد کلزا در استان چهارمحال و بختیاری بیانگر آن است که این منطقه تا افق 2030 از استعداد مطلوبی در کشت و توسعه این محصول برخوردار خواهد بود.

در این پژوهش جهت شناسایی موثرترین الگوی رودباد موجد بارش های فراگیر ایران در طی دوره آماری 1971 تا 2008 ، از رویکرد گردشی به محیطی استفاده گردید. بدین منظور ابتدا یک تحلیل عاملی با رویکرد مولفه مبنا بر روی داده های سرعت باد تراز 300 هکتوپاسکال برای ساعت 12 گرینویج از داده های بازکاوی شده مرکز پیش بینی جوی ایالات متحده آمریکا (NCEP/ NCAR) انجام شد. تحلیل ها نشان داد که 8   مولفه اصلی قادر به تبیین  85% از پراش داده ها می باشند. سپس با اعمال تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی با روش وارد بر روی نمرات   8  مولفه مذکور در طی 3098 روز تحت مطالعه، هشت الگوی غالب رودباد بر روی ایران شناسایی شد. سپس برای هر یک از الگوها با استفاده از همبستگی درون گروهی یک روز با بیشترین همبستگی به عنوان روز نماینده آن الگو انتخاب شد. در مرحله بعد جهت تشخیص موثرترین الگوی رودباد منجر به بارش، مقدار بارش 31 ایستگاه سینوپتیک مرکز استان ها به همراه نقشه های ارتفاع ژئوپتانسیل، امگا، 1000، و 500 هکتوپاسکالی و نقشه همگرایی شار  رطوبت  برای  ترازهای 700 و 850 هکتوپاسکالی هر یک از روزهای نماینده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در الگوی چهارم استقرار رودباد قوی با سرعت 65 متر در ثانیه در تراز 300 هکتوپاسکال در جنوب ایران به همراه تشکیل ناوه سرد چالی بر روی دریای خزر شرایط را برای همگرایی سطوح پایین تر اتمسفر ایران مهیاتر کرده،  نفوذ رطوبت از دریای مدیترانه به همراه شرایط ناپایداری حاصل از اتمسفرسطوح بالایی، باعث ریزش باران فراگیر در ایران شده است.

الگوی شبکه زهکشی از بارزترین لندفرم های سطح زمین محسوب می گردد که تحت تاثیر فرآیندهای دامنه ای شکل می گیرند و گسترش مکانی این عارضه به میزان عملکرد این فرآیندها بستگی دارد. هدف از این پژوهش قابلیت سنجی داده های فرکانس پایین راداری در استخراج الگوی زهکشی دامنه ها در نواحی فشرده جنگلی می باشد، بدین منظور به ارزیابی مقایسه ای مدل های رقومی ارتفاعیASTER،SRTM و مدل رقومی ارتفاعی حاصل از داده های فرکانس پایین راداریPALSAR در استخراج شبکه های زهکشی پرداخته شده است. ابتدا مدل های رقومی ارتفاعی در محیطArchydro اصلاح و شبکه های زهکشی در محیطArcGIS10.2 استخراج گردید. جهت استخراج شبکه های زهکشی از آستانه های سلولی ۱۰۰، ۵۰۰، ۱۰۰۰ و ۲۰۰۰ استفاده گردید. طبق نتایج مدل رقومی ارتفاعی داده های فرکانس پایین راداریPALSAR با آستانه سلولی ۱۰۰ با استخراج ۸۰۲۵۳۲۶ متر آبراهه بهترین دقت را نسبت به مدل های رقومی و آستانه های سلولی دیگر داشته است. نتایج بررسی تراکم زهکشی نیز نشان داد که در مدل رقومی ارتفاعی حاصل از داده های راداریPALSAR ۷۱/ ۱۰۲۶ کیلومتر مربع (۸۳/۷۰ درصد) از منطقه مطالعاتی در طبقه تراکم خیلی زیاد ( بیش از ۸) قرار گرفته است که این موضوع بیانگر کارایی بالاتر مدل رقومی ارتفاعی حاصل از داده های فرکانس پایین راداریPALSAR در استخراج شبکه های زهکشی می باشد. نتایج بررسی تراکم زهکشی استخراج شده در مناطق جنگلی فشرده نشان داد که از کل مساحت ۰۶/۷۱۷ کیلومتر مربع جنگل های فشرده در منطقه، بر اساس نتایج حاصل از مدل رقومی ارتفاعی فرکانس پایین راداری، ۶۲/۷۳ درصد (۹۷/۵۲۰ کیلومتر مربع) از مساحت جنگل های فشرده در کلاس تراکم زهکشی بسیار بالا (بالاتر از ۸) قرار گرفته است در حالی این مساحت در مدل رقومیASTER، تنها ۰۳۳/۰ درصد (۲۴۰/۰ کیلومتر مربع) و در مدل رقومی ارتفاعیSRTM، ۶۷۲/۰ درصد (۸۲۷/۴ کیلومتر مربع) می باشد که این موضوع نشانگر توانایی داده های فرکانس پایین راداری در نفوذ از مناطق جنگلی و استخراج شبکه های زهکشی زیر جنگل با دقت بالا می باشد.<br /> <em> </em>

مورفومتری رویکرد جدیدی در بررسی و تحلیل های کمی لندفرم های ژئومورفولوژیکی محسوب می گردد. مورفومتری پروفیل طولی دره های کوهستانی، نشان از رفتار فرمی و فرآیندهای حاکم بر آنها داشته و شاخص های کمّی می تواند در جهت تحلیل های فرم- فرآیند و تفسیر وضعیّت تکامل و تحوّل واحدهای ناهمواری مورد استفاده قرار گیرد. در این پژوهش از 13 دره کوهستانی سهند واقع در شمال غرب ایران استفاده شد که از نظر لیتولوژیکی شرایط همگن و متقارنی را دارا است. شاخص های مورفومتریکی در 3 سطح پائین، میانی و بالا(تخّصصی) تبیین، و در محیط پایتون  برنامه نویسی گردید. 5 شاخص مورفومتریکی سطح پائین (ژئومتریک، توپولوژیک)، 20 شاخص مورفومتریکی سطح میانی(آماری، توپوگرافیک) و 4 شاخص سطح بالا (نسبت طول دو بعدی به سه بعدی، شاخص درصد تقعّر پروفیلی، شاخص تقعّر و تحدّب، شاخص نسبت برجستگی ارتفاعی) مورد استفاه قرار گرفت. نتایج نشان داد که دره های واقع بر دامنه های شمال و شمال شرقی سهند از تکامل پروفیل طولی متفاوتی نسبت به دامنه های جنوب تا جنوب غربی برخوردارند،که حاکی از تفاوت در سیستم های اقلیمی، فرسایشی و نیز رژیم های رطوبتی - حرارتی متفاوت در این دو جناح از ارتفاعات سهند است. در انتها تمامی شاخص های مورفومتریکی در محیط برنامه نویسی پایتون، برنامه نویسی و واسط گرافیکی کاربر  با استفاده از کتابخانه Tkinter طراحی و نرم افزار گرافیکی Longi-Profile Analyzer V.1 تهیه و ارائه شد.