درخت حوزه‌های تخصصی

در یک حوزه آبریز بین وقایع هیدرولوژیکی نظیر جریان های سیلابی با ساختار ژئومورفولوژیکی حاکم بر آن ارتباط منطقی وجود دارد. هدف این تحقیق محاسبه دبی اوج هیدروگراف و وضعیت انتقال و رسوب با استفاده از دو مدل GIUH و WinTR-55 در حوزه آبخیز سنقر از زیرحوزه های کرخه است . ابتدا حوزه به 8 زیر حوزه و چهار Reach تقسیم و سپس پارامترهای از قبیل مساحت، نسبت انشعاب، نسبت طول، سرعت جریان، عرض کف آبراهه، شیب آبراهه، جنس و طول مسیرجریان، ضریب زبری مانینگ، شیب کناره ها و مقاطع آبراهه، نوع جریانات، بارندگی 24 ساعته در هر زیر حوزه تعیین و مقادیر دبی اوج هیدروگراف محاسبه گردید. نتایج نشان داد که مقادیر دبی اوج محاسباتی توسط مدل GIUH به میزان 52/6 درصد بیشتر از مقادیر دبی اوج محاسباتی توسط مدل WinTR-55 می باشد. نتایج نشان داد که در زیرحوزه های S1 و S2 S6 و S8 بعلت کوهستانی بودن و افزایش شیب و سرعت جریان، ظرفیت انتقال رسوب بالا رفته و فرسایش فعال می باشد. در زیرحوزه های S3 و S4 و S5 S7 به دلیل شیب کم و کاهش سرعت جریان ظرفیت انتقال پایین و رسوبگذاری اتفاق افتاده است. همچنین مقادیر RMSE و R2 محاسبه شده برای هر دو مدل نشان داد که مدل WinTR-55 نسبت به مدل GIUH دقت و کارایی بالاتری در برآورد دبی اوج حوزه دارد.

رودخانه ها سیستم های طبیعی پیچیده ای هستند که طبقه بندی آنها می تواند درک بهتری از مطالعه فرآیندها و اشکال رودخانه فراهم آورد. رودخانه ها از نظر شکل کانال و میزان پویایی بسیار متعدد هستند. هدف از این مطالعه ارزیابی شرایط هیدروژئومورفولوژی رودخانه ی طالقان واقع در استان البرز با استفاده از شاخص کیفی مورفولوژیک (MQI) می باشد. در این روش عوامل مؤثر شامل دخالت های انسانی، پوشش گیاهی و پیوستگی فرآیندهای رودخانه ای می باشد. به این منظور 6 بازه در بالادست رودخانه ی طالقان مشخص شد و با استفاده از تصاویر ماهواره ای و بازدیدهای میدانی میزان MQI برای هر بازه ی مشخص گردید. برای ارزیابی کیفیت مورفولوژیک بازه های رودخانه سه جنبه ی پیوستگی فرآیندهای رودخانه ای (طولی و عرضی)، شرایط مورفولوژیکی کانال، شکل مقطع عرضی و رسوبات بستر و پوشش گیاهی مورد توجه قرار گرفت، که این جنبه ها در قالب سه مؤلفه عملکردهای ژئومورفولوژیک، فرایندها و اشکال رودخانه ای (F)، مصنوعی (A) و تعدیل های کانال (CA) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بازه ی شماره ی 1 با محدوده ی امتیاز 71/0در طبقه خوب قرار گرفت که از دلایل آن دخالت های کم انسانی و واقع بودن در بالادست رودخانه بوده است. اما بازه های 2، 3 ، 5 و 6 به ترتیب با امتیاز های 58/0، 54/0، 59/0و 61/0 در طبقه متوسط قرار می گیرند که این بازه ها نسبت به بازه ی 1 میزان دخالت های انسانی در آنها بیشتر بوده است و در بازه ی 4 امتیاز MQI 49/0 می باشد که در طبقه ی ضعیف قرار می گیرد که دلیل آن دخالت های انسانی از جمله برداشت شن و ماسه و سازه هایی مانند پل می باشد. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که مدل MQI جهت طبقه بندی رودخانه در دامنه ی جنوبی البرز مناسب است.

پژوهش حاضر با هدف تجزیه و تحلیل و شناسایی نقاط داغ وقوع زمین لغزش با استفاده از آمار مکانی و الگوریتم Getis-Ord در حوزه آبریز قرناوه استان گلستان برنامه ریزی شده است. در این راستا، فراوانی وقوع زمین لغزش براساس طبقات شیب، جهت جغرافیایی، کاربری اراضی، نوع خاک و انواع ویژگی های پهنه های لغزشی مورد تحلیل قرار گرفته است. در تعیین نقاط داغ و مناطق بحرانی، معیارهای مساحت، طول، عرض، عمق و ارتفاع پرتگاه مبنای تحلیل های مکانی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که نقاط داغ وقوع زمین لغزش در محدوده شرقی منطقه مطالعاتی قرار گرفته اند که در طبقات ارتفاعی بالا، کاربری اراضی مرتعی و شیب بالا واقع شده است. براساس یافته های پژوهش، اراضی مرتعی و جنگلی، خاک های بادی-یخچالی لسی و طبقه شیب 50 تا 75 درصد و جهت جغرافیایی شمالی بیش ترین تعداد وقوع زمین لغزش را به خود اختصاص داده اند. هم چنین، نقاط وقوع زمین لغزش غیرمعنی دار از نظر آماری با استفاده از روش Getis-Ord و براساس معیار مساحت زمین لغزش در مناطق میانی و پایین دست حوزه آبریز مورد مطالعه قرار دارد. تعیین نقاط بحرانی وقوع زمین لغزش و نیز تعیین عوامل مؤثر بر آن از طریق تحلیل نقشه های مکانی در بستر GIS امکان تعیین آستانه های موثر بر وقوع زمین لغزش را فراهم می نماید. تجزیه و تحلیل نقاط بحرانی وقوع زمین لغزش می تواند به عنوان مبنای برنامه ریزی مکانی، شناسایی مناطق بحرانی و کاهش خطر مدنظر قرار گیرد. رویکرد مورد استفاده در ارزیابی خودهمبستگی مکانی مخاطرات طبیعی کاربرد دارد و در تلفیق با پهنه های مستعد خطرات چندگانه محیطی می تواند مبنای پیش بینی شدت خطر و خسارت در آینده قرار گیرد.

شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در یک حوضه از نقطه نظر درک بهتر مسائل هیدرولوژیکی، مدیریت منابع آب، مهندسی رودخانه، سازه های کنترل سیل و ذخیره سیلاب اهمیت ویژه ای دارد. برآورد بارش- رواناب با مدل های هیدرولوژیکی توزیعی و با استفاده از تکنیک سامانه اطلاعات جغرافیایی به صورت گسترده امکان پذیر، کاربردی و متداول شده است. مدل  وتسپا  یک مدل شبکه ای و توزیعی شبیه سازی رواناب و بیلان آبی است که در پایه زمانی متفاوت ساعتی یا روزانه اجرا می شود. در این تحقیق اقدام به شبیه سازی جریان با استفاده از مدل وتسپا  در حوضه آبریز قورچای شده است. این حوضه (به عنوان یکی از زیرحوضه های گرگانرود) با مساحت 254 کیلومتر مربع در جنوب شهرستان رامیان در استان گلستان قرار دارد. داده های مورد استفاده مدل وتسپا نقشه های کاربری اراضی، بافت خاک، مدل رقومی ارتفاعی، داده های بارش، تبخیر، دما و دبی جریان (برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل) می باشد. پس از آماده سازی داده های مورد نیاز مدل اجرا و واسنجی 11 پارامتر با دو روش دستی و خودکار برای 7 سال ابتدای دوره ی آماری و اعتبارسنجی مدل برای دوره  5 سال انجام  شد. نتایج ارزیابی مدل، صحت شبیه سازی دبی جریان و تطابق بسیار خوب بین داده های شبیه سازی شده و مشاهداتی را براساس معیار نش- ساتکلیف 21/67 درصد در دوره ی واسنجی و 34/76 درصد در دوره اعتبارسنجی نشان می دهد. همچنین ضریب رواناب محاسبه شده  توسط مدل وتسپا  برای کل حوضه  31/28درصد بوده که در مقایسه با ضریب رواناب مشاهداتی12/30 درصد  نشان دهنده ی شبیه سازی خوب مدل  است. نتایج نشان می دهد مدل در وضعیت و شرایط واقعی مکانی بر اساس 3 نقشه توپوگرافی، کاربری و نوع خاک قادر به در نظر گرفتن بارش، رطوبت پیشین و فرآیندهای تولید رواناب می باشد که باعث می شود مدل مقادیر جریان های زیاد و روند هیدرولوژیکی عمومی را به خوبی به دست آورد.

سیل به عنوان یک مخاطره طبیعی از عوامل مختلف طبیعی و انسانی ناشی می گردد. بدون شک میزان تأثیرگذاری این عوامل بر بروز سیل یکسان نیست و شناسایی میزان اثرگذاری و وزن هر یک از پارامترهای تأثیرگذار بر سیل از ضروریات است. این تحقیق میزان اثرگذاری عوامل طبیعی ایجاد سیلاب ازجمله اقلیم (شدت، مدت و احتمال وقوع بارش و مانند آن) و دیگر پارامترهای هیدرولوژیکی مؤثر بر آن را شناسایی کرده و به تشخیص مناطق پرخطر و سیل خیز در سطح استان همدان پرداخته است. مدل انتخابی برای این تحقیق مدل آنتروپی شانون (روش ترکیبی داده ای – کارشناسی) است که بر اساس داده های اقلیمی، هیدرولوژی و توپوگرافی توأم با نظریات کارشناسی اقدام به وزن دهی به عوامل طبیعی مؤثر در بروز سیلاب شده است. بر این اساس بیشترین وزن را حداکثر 24 ساعته بارش داشته است. نتایج نشان می دهد این پارامتر مؤثرترین عامل طبیعی ایجادکننده سیل در استان همدان است. عوامل پوشش گیاهی، زمان ذوب برف، شیب حوزه، جنس زمین وضریب گراولیوس به ترتیب بیشترین اوزان را به خود اختصاص داده اند. بر اساس اوزان نهایی نقشه خطر با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی ترسیم شد که نشان می دهد مناطق با خطرپذیری بسیار زیاد در مناطق مرکزی و جنوبی استان واقع شده است. بیشتر شهرستان های استان در مناطق با خطرپذیری زیاد قرار گرفته اند. بر این اساس در شهرستان ها مناطق آسیب پذیر بیشتر در حریم سیلابی رودخانه ها واقع شده است.

هدف پژوهش حاضر ارزیابی و پهنه بندی مناطق مستعد سیلاب ناگهانی در حوضه براساس خصوصیات فیزیوگرافیک با بهره گیری از مدل شاخص پتانسیل سیلاب ناگهانی تصحیح شده (MFFPI) است. ابتدا بوسیله پارامترهای شیب ، تراکم جریان ، بافت خاک ، انحنای دامنه، کاربری اراضی و نفوذپذیری زمین و از طریق وزن دهی لایه ها، نقشه پتانسیل سیلاب ناگهانی تهیه شد. براساس نقشه اولیه پهنه بندی سیلاب استخراج شده، مناطق با پتانسیل خطر زیاد و متوسط به ترتیب 45/26 و 83/20 درصد از مساحت حوضه را در برگرفته اند. مناطق با خطر خیلی کم و کم سیلاب ناگهانی منطبق بر کوهستان و تپه های منطقه با درصد های 66/14 و 61/20 است. سپس بین پارامترها و نقشه پتانسیل سیلاب ناگهانی آزمون همبستگی اسپیرمن و رگرسیون خطی چند متغیره برقرار گردید که نتایج نشان داد که سه پارامتر شیب، کاربری اراضی و بافت خاک بیشترین تاثیر را دارند و لذا پارامتر های کم تاثیر در مرحله دوم حذف شدند و با پارامتر های تاثیر گذار نقشه نهایی پتانسیل سیلاب ناگهانی تهیه شد که نشان می دهد، مناطق با پتانسیل خطر خیلی کم از 66/14 درصد در نقشه اولیه پهنه بندی سیلاب به 81/22 درصد افزایش پیدا کرده است که عموما ارتفاعات حوضه را شامل می شود و مناطق با خطر زیاد و خیلی زیاد ( 84/25 و 85/20 درصد)، منطبق بر بستر اصلی رودخانه اوجان چای و مناطق هموار اطراف و دشت های رسوبی است.

پیش بینی تغییرات بارش در مناطق پربارش ایران، نظیر استان گیلان، برای مدیریت منابع آبی و کاهش مخاطرات طبیعی نظیر سیل بسیار حائز اهمیت است. هدف اصلی این مطالعه، ارزیابی عملکرد هفت مدل مختلف CMIP6 در پیش بینی تغییرات بارش در سه ایستگاه آستارا، بندر انزلی و رشت طی دوره زمانی 1987 تا 2014 (دوره پایه) و پیش بینی آن از سال 2024 تا سال 2050 است. در این پژوهش از روش اصلاح بایاس خطی برای بهبود دقت پیش بینی ها و از سه سناریویSSP1-2.6 ، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 برای شبیه سازی تغییرات اقلیمی استفاده شده است. شاخص های آماری نظیر RMSE، PBIAS و R² برای ارزیابی دقت مدل ها به کار گرفته شده اند. علاوه بر این، تحلیل پایداری مدل به روش Sobol و شاخص حساسیت Monte Carlo برای بررسی پایداری و حساسیت مدل ها به تغییرات پارامتریک مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاصل از اصلاح بایاس خطی نشان داد که مدل ACCESS-ESM1-5 با ضریب تعیین (R²) بالای 99/0، میانگین خطای مطلق (MAE) کمتر از 2 میلی متر و درصد اریبی (PBIAS) نزدیک به صفر، بهترین عملکرد را در هر سه ایستگاه آستارا، بندر انزلی و رشت دارد. این مدل توانست تغییرات ماهانه و فصلی بارش را با دقت بالاتری نسبت به سایر مدل ها شبیه سازی کند. پیش بینی بارش نشان داد که بر اساس سناریوی SSP5-8.5، از سال 2024 تا سال 2050، بارش در ماه های دسامبر و ژانویه در بندر انزلی و رشت به ترتیب به میزان 22% و 25% افزایش و در ماه های ژوئیه و اوت در هر سه ایستگاه مورد مطالعه بین 12% تا 20% کاهش خواهد یافت. در مجموع، استفاده از روش اصلاح بایاس خطی همراه با مدل ACCESS-ESM1-5 می تواند دقت پیش بینی تغییرات اقلیمی را در ایستگاه های پربارش مورد مطالعه و ایستگاه های مشابه آنها بهبود بخشد.

محدودیت پتانسیل آب زیرزمینی در آبخوان آبرفتی دشت اردبیل و عدم توجه به میزان برداشت مجاز و توسعه ی روز افزون مصارف کشاورزی، شرب، صنعت، بهره برداری ناموزون و نامتناجس، عدم جایگزینی آن از طریق ریزش های جوی به دلیل مواجه شدن با سال های کم آبی و خشک، موجب گردیده که آبخوان دشت اردبیل با افت سطح و در نتیجه کاهش حجم مخزن مواجه شود. این پژوهش با هدف بررسی عوامل مؤثر بر افت و تغییرات سطح آب های زیرزمینی دشت اردبیل در دو مقطع زمانی 1995 تا 2005 و 2005 تا 2015 انجام گرفت. برای انجام پژوهش حاضر، از داده های بارش ماهانه ایستگاه های هواشناسی اردبیل، نیارق، نمین، آبی بیگلو، هیر، سامیان واقع در داخل دشت اردبیل در طول آماری 20 ساله (1995-2015) و داده های ماهانه ارتفاع سطح ایستابی تعداد 24 حلقه چاه پیزومتری برای دشت انتخاب شد. برای تهیه ی نقشه ی کاربری اراضی در دو دوره ی زمانی، تصاویر سنجنده های OLI و TM ماهواره لندست مربوط به خرداد ماه 1993، 2005 و 2015 استفاده شد. نتایج بررسی تغییرات سطح کاربری اراضی در طول سال های 1993، 2005 و 2015 در دشت اردبیل نشان داد کاربری های زراعت آبی به ترتیب با 26/48156، 66/50678 و 68/58356 هکتار بیشترین سطح و پهنه ی آبی به ترتیب با 75/168، 65/88 و 95/380 هکتار کمترین سطح را داشتند که نشان از دخالت بالای اراضی کشاورزی در افت سطح ایستابی اراضی کشاورزی در دشت اردبیل می باشد. در نهایت بررسی روند تغییرات چاه های پیژومتری نشان داد در دشت اردبیل حداکثر تراز سطح ایستابی (1437 متر) مربوط به قسمت های جنوب دشت اطراف اراضی-نوشهر-کرگان و حداقل تراز (1300 متر) مربوط به اطراف روستای خلیفه لو شیخ می باشد. مطابق با نقشه ی پراکنش چاه ها، بیشترین تراکم چاه ها در منطقه ی شرقی و مرکزی دشت بوده است.

روش هایی که برای شناسایی، تفکیک و اولویت بندی مناطق سیل خیز به کار گرفته شده است، اغلب کل حوضه آبخیز را به صورت یکپارچه در نظر گرفته و یا به صورت منطق ه ای و بدون در نظر گرفتن مرزهای فیزیکی حوضه ها و یا زیرحوضه ها انجام ش ده است. حوضه زرچشمه هونجان در استان اصفهان و ش هرستان ش هرضا واقع گردیده است که هر ساله سیل های مخرب به بخش های وسیعی از زمین ها و باغات حاشیه رودخانه آسیب وارد می کند. شناسایی و پیش بینی حجم سیلاب این زیرحوضه که بدون شک زمین های پایین دست را متأثر می کند و مشخص نمودن اولویت و حساسیت زیرحوضه های آن برای اجرای برنامه های کنترل سیل امری لازم و ضروری است. در این پژوهش از روش شبیه سازی هیدرولوژیکی توسط نرم افزار HEC-HMS برای بازسازی مدل حوضه و بررسی و روند یابی هیدروگراف های سیل در آن و نیز برای تحلیل حساسیت دبی سیلابی حوضه نسبت به تغییر سه پارامتر قابل مدیریت ژئومورفولوژی در سیلاب شامل: CN، شیب و مساحت در هریک از زیرحوضه ها و در گستره منطقی خود استفاده شده است. محاسبات حاصل از این تحقیق نشان می دهد، نحوه مشارکت زیرحوضه ها در سیل خروجی، لزوماً متناسب با دبی اوج زیرحوضه ها نبوده و زیرحوضه های با دبی اوج بیشتر، ضرورتا تأثیر بیشتری در سیل خروجی حوضه ندارد. لذا برای هرگونه عملیات کنترل سیل و یا کاهش دبی اوج در خروجی حوضه، باید ن حوه تأثیر هر یک از زیرحوضه ها را پس از رون دیابی آن ها در آبراهه های اصلی تعیین کرد و سپس با توجه به سهمی که در ایجاد سیل خروجی به عهده دارند، آنها را تفکیک و اولویت بندی ن مود. با اجرای روش حذف انفرادی زیرحوضه ها در مدل حوضه زرچشمه هون جان توس ط نرم افزار HEC-HMS مشخص گردید، زیرحوضه S13 بیشترین اثر کاهشی و زیر حوضه S3 کمترین اثر کاهشی روی دبی اوج خروجی حوضه دارد. همچنین افزایش CN در زیرحوضه های S13-S5-S11-S12-S10-S15-S6 موجب افزایش دبی اوج شده است و در سایر زیرحوضه ها تأثیر معکوس داشته است. زیرحوضه های S12-S13-S5-S10 نسبت به تغییر مس احت حساسیت ب یشتری از خ ود ن شان دادن د. ه مچنین اف زایش ش یب در زی رحوض ه های S2,S4,S5,S7,S10,S12,S13,S15,S16,S17,S21,S22,S24 در افزایش دبی اوج خروجی تأثیر مستقیم داشته و در سایر زیرحوضه ها تأثیرمعکوس داشته است.

یکی از مسائل مطرح در هیدرولوژی یک منطقه تولید رواناب و مساله سیل خیزی است. لندفرم ها با توجه به مورفومتری که دارند نقش مهمی را در ایجاد رواناب و سیل خیزی ایفا می کنند. در این پژوهش با استفاده از استخراج لندفرم ها و لایه های کاربری زمین، پوشش گیاهی، جنس سازندها، بارش و کاربری زمین اقدام به پهنه بندی سیل خیزی در دامنه های شمالی سبلان شده است تا از این طریق اثرات مورفومتری لندفرم ها در هیدرولوژی منطقه بررسی شود. برای استخراج لندفرم ها از روش شی گرا در محیط نرم افزار Ecognition استفاده شد. ترکیب این لایه با لایه های کاربری زمین، تراکم پوشش گیاهی، جنس سازندها، بارندگی و تراکم شبکه ی آبراهه با استفاده از روش منطق فازی صورت گرفت و نقشه ی پهنه بندی پتانسیل سیل خیزی برای منطقه به دست آمد. نتایج کار نشان داد در بین 14 لندفرم استخراج شده برای منطقه سه لندفرم دره های کوچک کوهستانی، شانه خط الراس و دامنه ی مستقیم، بیشترین تأثیر را در سیل خیزی دارند و به ترتیب  3/67 ، 9/62 و 2/53 درصد از سطح آنها به عنوان زمین های با سیل خیزی زیاد و خیلی زیاد پهنه بندی شده است. در مقابل لندفرم های از نوع دشتی و چاله ها به صورت مناطق کم خطر از نظر سیل خیزی پهنه بندی شداند. با توجه به نتایج به دست آمده از پژوهش می توان گفت تولید رواناب و سیل خیزی در سطح زمین به شدت تحت تأثیر مورفومتری لندفرم ها قرار دارد که در کنار سایر پارمترهای محیطی می تواند در مطالعه هیدرولوژی مناطق بسیار مفید باشد.

ارتقاء اطلاعات کمی به بهبود پیش بینی پارامتر های برف کمک می کند. تاکنون تعاملات بین اندازه ی پیکسل به صورت محدود بررسی شده است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر قدرت تفکیک مکانی بر روی پیش بینی عمق برف از طریق آزمون تجربی روابط بین مدل های رقومی ارتفاع و پارامترهای مؤثر در مدل سازی عمق معادل برف با قدرت تفکیک مختلف و با استفاده از مدل رگرسیون چندمتغیره می باشد. به همین منظور ابتدا با استفاده از روش هایپرکیوب محل 100 نقطه مشخص و طی یک عملیات صحرایی داده های عمق برف در نقاط مورد نظر و همچنین در 195 نقطه دیگر به صورت سیستماتیک و با نمونه بردار مدل فدرال برداشت گردید.. سپس یک مدل رقومی ارتفاع 10 متری به عنوان مبنا انتخاب گردید و از مدل رقومی ارتفاع مبنا تعداد 25 پارامتر مرفومتری استخراج و به عنوان ورودی شبکه ی عصبی ان تخاب و با استفاده از آنالیز حساسیت مهم ترین پارامترهای تأث یرگذار در مدل سازی ع مق برف مشخص شد. در مرحله ی بعد با استفاده از مدل رقومی ارتفاع مبنا 9 مدل رقومی ارتفاعی با اندازه ی پیکسل متفاوت استخراج گردید. سپس در ادامه پارامترهای مؤثر در عمق برف با استفاده از 10 مدل رقومی ارتفاع استخراج و بین آن ها و عمق برف نمونه برداری شده یک رابطه ی رگرسیونی ایجاد و عمق برف محاسبه گردید. جهت ارزیابی دقت مدل ها از پارامترهای RMSE، NMSE، MSE و MAE استفاده و در نهایت مدل رقومی ارتفاع 150 متر با مقادیر به ترتیب 75/24، 350/0، 975/612 و 97/18 بهترین مدل رقومی ارتفاع جهت مدل سازی عمق برف انتخاب گردید. این مسأله می تواند در کاهش هزینه ها و افزایش دقت برآورد عمق برف کمک بسیاری نماید.

مدلسازی صحیح فرآیند بارش-رواناب به دلیل گستردگی عوامل موثر بر بارش و رواناب یکی از پیچیدگی های علم هیدرولوژی است. هدف از این پژوهش استفاده از روش های پیش پردازش زمانی از جمله رف ع نویز موجکی و تبدیل موجک برای پیش بینی سری های زمانی ماهانه رواناب در دشت اردبیل می باشد. ش بیه س ازی ب ارش – روان اب ب ا اس تفاده از مدل جعب ه س یاه شبکه عصبی مصنوعی برای سه ترکیب داده های بارش و رواناب دشت اردبیل انج ام گردید. ترکیب اول و دوم داده ها از داده های خود ایستگاه در زمان های گذشته استفاده می کند و ترکیب سوم داده ها از داده های ایستگاه های بالادست (ایستگاه های گیلانده و کوزه تپراقی) برای پیش بینی رواناب خروجی دشت (ایستگاه سامیان) استفاده می کند. نتایج نشان داد ک ه اعم ال روش های پیش پردازش زمانی رف ع نویز م وجکی و استفاده از تبدیل موجک در ش بیه س ازی بارش-رواناب ب ا مدل شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب بطور متوسط باع ث بهب ود 4 و 39 درصدی در مرحل ه آزمایش مدل شده است.

در حال حاضر تغییر اقلیم موجب بر هم خوردن چرخه ی هیدرولوژیکی زمین به ویژه توزیع زمانی و مکانی آن شده است، لذا بررسی و پیش بینی تغییرات آن بسیار مهم می باشد. در مطالعه ی حاضر اثر تغییر اقلیم بر میزان بارش، دما و رواناب در سه زیرحوضه از حو ضه ی آبخیز همدان- بهار مورد بررسی قرار گرفت. از مدل WETSPASS، جهت برآورد رواناب و از مدل LARS-WG به منظور پیش بینی متغیرهای اقلیمی در طی ۲۰۴۳ - ۲۰۱۴ استفاده شد. نتایج نشان داد مدلHadCM3  با بیشترین ضریب وزنی و کمترین خطا بیشترین کارایی را در شبیه سازی بارش و دما برای منطقه ی مطالعاتی دارد. طبق نتایج ریزمقیاس نمایی، در دوره ی آتی میانگین دمای حداقل و حداکثر به ترتیب حدود 22/1 و 9/0 درجه سانتی گراد افزایش و مجموع بارش حدود ۸ درصد کاهش می یابد. نتایج بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر هیدرولوژی آینده ی حوضه نشان داد، حجم رواناب برای هر سه زیرحوضه تحت سناریو ی A2 کاهش و تحت سناریو ی  B1برای زیرحوضه ی شماره ی ۱ و ۲ کاهش و برای زیر حوضه  ۳ افزایش خواهد یافت. مجموع رواناب ورودی به دشت تحت سناریو A2، ۳۶درصد کاهش و تحت سناریو B1، ۸ درصد افزایش خواهد یافت، که تغییرات سیستم منابع آب حوضه را تحت تأثیر قرار خواهد داد. نکته ی قابل توجه کاهش بارش در فصول زمستان و بهار و بر هم خوردن توزیع زمانی بارش و افزایش دما است،که همراه با تغییر کاربری اراضی می تواند تأثیر منفی قابل توجهی در آینده مدیریت منابع آب داشته باشد. بنابراین پیشنهاد می شود، در برنامه ریزی آینده منابع آب مورد توجه واقع شود.  

آتش سوزی مزارع یکی از عوامل اصلی آلودگی هوا در مناطق کشاورزی محسوب می شود که اثرات زیست محیطی و بهداشتی جدی به دنبال دارد. این پژوهش با بهره گیری از تصاویر ماهواره ای لندست، مودیس و سنتینل 5 به بررسی آلودگی ناشی از این پدیده در استان مازندران پرداخته است. ابتدا شاخص NDVI برای شناسایی پوشش گیاهی استفاده شد و با حذف جنگل ها، مناطق کشاورزی مشخص گردید. سپس، مناطق سوخته شده طی سال های 2022 تا 2024 با استفاده از شاخص آتش سوزی مودیس شناسایی شدند. صحت نتایج با تصاویر واقعی مودیس تأیید شد و داده های AOD،AAI  و کربن مونوکسید از ماهواره های مودیس و سنتینل 5 استخراج گردید. همچنین، با داده های ایستگاه فتح تهران و اطلاعات ماهواره ای، مدلی رگرسیونی برای برآورد آلودگی در مزارع شهرهای بابل، آمل و فریدون کنار طراحی و نمودارهای روزانه و ماهانه AQI این شهرها برای سال 2022 رسم گردید. نتایج نشان داد که نواحی شرقی استان، شامل بابل، آمل، قائمشهر و ساری، بیشترین میزان آتش سوزی مزارع را داشته است، که با تصاویر ماهواره ای تأیید شد. نقشه آلودگی نشان داد که مناطق ساحلی و جاده های اصلی بیشترین آلودگی را تجربه کردند. تحلیل داده ها رابطه ای معنادار با ضریب تعیین 75/0 بین داده های واقعی و ماهواره ای را نشان داد. شاخص AQI پس از برداشت برنج، به بیش از 120 رسید. بر اساس این یافته ها، پیشنهاد می شود به جای سوزاندن، از روش های جایگزین مدیریت بقایای کشاورزی مانند تبدیل کاه و کلش به بیوچار استفاده شود.

رودخانه ی فاروب رومان با طولی نزدیک به ۱۹ کیلومتر در شمال شرق نیشابور قرار دارد و جزو رودخانه های دائمی است. این پژوهش با هدف بررسی رسوبات این رودخانه از جهت بافت، رخساره و روند ریزشوندگی آنها انجام یافته است. ابتدا به منظور بررسی پارامترهای رسوبی، تعداد ۵۵ نمونه رسوب از کانال اصلی برداشت شد. سپس با آنالیز و محاسبه ی  جورشدگی، کج شدگی و کشیدگی آنها، جورشدگی بین بد تا بسیار بد، کج شدگی مثبت و کشیدگی پهن تا متوسط به دست آمد. این رودخانه دارای بار بستر گراولی است و چهار ناپیوستگی رسوبی و پنج پیوستگی رسوبی در آن تشخیص داده شده است. فرم بیشتر دانه های این رودخانه در محدوده ی بسیار تیغه ای قرار دارد و بیشتر رسوبات آن در محدوده ی گراول هستند. بررسی رخساره های این رودخانه نشان می دهد که در رودخانه ی مذکور سه دسته رخساره، شامل رخساره های گراولی (Gci ,Gmm ,Gmg ,Gh) و ماسه ای (Sh) و گلی (Fm) وجود دارد. رخساره های موجود در چهار عنصر ساختاری کانال (CH)، جریان گراویته ای (SG)، بار گراولی و اشکال لایه ای (GB) و رسوبات ریز خارج از کانال (FF) شکل گرفته اند. بر اساس نتایج حاصل، مدل رسوبی رودخانه فاروب رومان، رودخانه ای بریده بریده با بار بستر گراولی است.

برای بررسی کیفیت آب های زیرزمینی  شهرستان ارومیه تعداد 15 نمونه از آب چشمه های مختلف در کل گستره ی مطالعاتی برداشت گردید. اندازه گیری غلظت کاتیون ها و آنیون های اصلی (HCO3, Cl, SO4, Mg, Ca, Na, K) و برخی خواص آب همچون EC،  pHو TDS به صورت برجا در محل نمونه برداری و با استفاده از دستگاه های قابل حمل اندازه گیری شد. بررسی نمودارهای دایره ای نشان داد که ژیپس موجود در واحد آبرفت های جوان سبب بالا رفتن جزئی مقدار SO4 و EC در نمونه های موجود در حوضه ی آبگیر این واحد شده است و همچنین وجود مارن های موجود در منطقه باعث افزایش مقدار  Naدر برخی از نمونه ها شده است. تیپ غالب نمونه های آب زیرزمینی منطقه، بیکربناته و کلسیک بوده و فرآیندهایی چون تعویض یونی (به علت حضور کانی های رسی)، هوازدگی و انحلال سازند های آهکی و دولومیتی موجود در منطقه عوامل اصلی کنترل کننده ی شیمی آب چشمه های موردمطالعه بوده است، همچنین مشخص گردید که بخش اعظمی از تغذیه ی آب چشمه ها از واحدهای زمین شناسی مشابه (آهک های پرمین و واحدهای تخریبی میوسن) صورت می گیرد که ازنظر کشاورزی مناسب بوده و اکثریت نمونه ها برای شرب از کیفیت خوب برخوردار هستند. بالاترین همبستگی بین سولفات و TDS با 84 درصد است که نشان دهنده ی شوری نسبی در برخی نمونه ها تحت تأثیر این یون بوده و همبستگی کلسیم و بی کربنات نشان از منشاء ناشی از انحلال آهک و دولومیت است.

روش انگشت نگاری رسوب بر پایه ی ردیاب های ژئوشیمیایی، آلی، نسبت های ایزوتوپی و نیز استفاده از مدل های ترکیبی مختلف باعث شناخت سهم منابع مختلف رسوب در یک ناحیه می شود. در تحقیق حاضر با استفاده از ترکیب بهینه ی ردیاب های آلی و نسبت های ایزوتوپی اقدام به تفکیک منابع مختلف فرسایش، تولید رسوب و سپس تعیین سهم این منابع با استفاده از مدل های کالینز (Collins)، کالینز اصلاح شده (M Collins)، موتا (Motha)، لاندور (Landwehr) و اسلاتری (Slattery) در دو واحد سازندها و کابری های اراضی بر پایه ی بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و سپس تهیه ی نقشه ی سهم مناطق مختلف (زیرحوضه ها) در سامانه ی اطلاعات جغرافیایی شد. برای تعیین بهترین مدل در این باره از شاخص های GOF و  MEاستفاده شد. عناصر کربن، مس، تیتانیوم، سیلیکون و عناصر استرانسیوم، تیتانیوم، مس، نسبت ایزوتوپی نئودیمیوم 144/143 به عنوان ردیاب های تفکیک کننده ی کاربری ها و سازندها شناخته شدند. مدل های ترکیبی کالینز اصلاح شده (MCollins) در واحد کاربری اراضی و کالینز (Collins) در واحد سازندها با شاخص های GOF، 95/99% و 996/99%  و ضریب کارآیی 16/99% و 977/99% به عنوان بهترین مدل ها انتخاب شدند. بیشترین سهم در فرسایش و رسوب حوضه ی مربوط به اراضی مرتعی و سازند آسماری به ترتیب با 65% و 5/56% می باشد. زیرحوضه های شماره ی 6 و 5 به ترتیب با 11/59% و 7/58% بیشترین و زیرحوضه ی شماره 31  با 54/7% کمترین سهم را بر فرسایش و رسوب حوضه داشتند.

بهینه سازی شبکه ی پایش، یک فرآیند برای داشتن بهترین ترکیب در بین ایستگاه های موجود، افزودن ایستگاه های جدید و یا بازطراحی شبکه ی پایش براساس اهداف از پیش تعیین شده است. پژوهش حاضر به توسعه ی یک مدل بهینه شبکه ی پایش با دو هدف بیشینه بودن مقدار آنتروپی در ایستگاه های پایش و کمینه کردن هزینه های پایش تراز آب زیرزمینی پرداخته است. در این پژوهش از داده های 29 ایستگاه موجود برای بهینه سازی شبکه ی پایش تراز آب زیرزمینی در دشت سیلاخور واقع در استان لرستان استفاده شده است. در گام نخست با بهره گیری از روش آنتروپی، مقدار آنتروپی در هر یک از 29 ایستگاه شبکه تعیین می گردد. پس از آن مقدار آنتروپی به دست آمده برای هر یک از ایستگاه ها با مقدار آنتروپی سری زمانی بارش مقایسه شد و بر مبنای تغذیه ی آبخوان و مطابقت مقادیر آنتروپی ایستگاه های بهینه از میان شبکه ی موجود تعیین شد. در گام بعدی درونیابی مکانی داده ها با بهره گیری از روش کریجینگ بیزین تجربی (EBK) در نرم افزار ArcGIS انجام شد و نتایج حاصل از  چهار مدل نیم تغییرنمای متفاوت ارزیابی شد. نتایج به دست آمده از پژوهش کفایت یک شبکه با 11 ایستگاه را از میان 29 ایستگاه پایش برای آبخوان دشت سیلاخور مناسب می داند. شبکه ی پایش بهینه به دست آمده در مقایسه با شبکه ی مشاهداتی موجود توانسته است تعداد ایستگاه های پایش را به میزان 62 درصد کاهش داده و توزیع مکانی ایستگاه ها را نیز بهبود ببخشد. در بهترین حالت اجرای مدل، بالاترین مقدار جذر میانگین خطا (RMSE) برای مدل واریوگرام K-BesselDetrended با مقدار 87/20 متر است که نسب به سه مدل دیگر نیم تغییرنما نتایج بهتری دارد.

دمدیریت مناسب منابع آب زیرزمینی برای شناخت پتانسیل های بالای منابع اب زیرزمینی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از مدل نسبت فراوانی تلاش گردیده تا مناطق با پتانسیل بالای آب زیرزمینی حوضه آبخیز صوفی چای مشخص گردد. از فاکتورهای موثر هیدروژئولوژیکی در وقوع آب زیرزمینی شامل : ارتفاع، شیب، توپوگرافی، تراکم رودخانه ها، تراکم خطواره ها، زمین شناسی، خاک شناسی و کاربری اراضی می باشد. در این مدل ، ابتداچاه های با آبدهی بالای11لیتر بر ثانیه از حوضه مورد مطالعه استخراج گردید. سپس70 درصد چاه برای مرحله مدل سازی(تعداد6981عدد) و 30 درصد چاه برای مرحله صحت سنجی(تعداد2992 عدد) به صورت تصادفی انتخاب گردید. با استفاده از GIS تحلیل های لازم بر روی فاکتورها و نقشه ها صورت گرفت و نقشه ها همپوشانی شدند. در نهایت با استفاده از خروجی مدل ،نقشه پتانسیل منابع آب زیرزمینی ایجاد گردید. جهت صحت سنجی و ارزیابی نقشه های پتانسیل آب زیرزمینی از منحنی ROC استفاده گردیده شد . مساحتی از حوزه که زیرخط منحنی قرارگرفته نتایج رضایت بخشی از این مدل را ارائه داده است. بدین صورت نواحی که در بخش پتانسیل بالای آب زیرزمینی قرار گرفته اند دارای بیش از 90 % چاه های منطقه را شامل شده است. همچنین نتایج این منحنی نشان داد که 7/80 درصد این مدل کارایی خوبی در پتانسیل منابع آب زیرزمینی منطقه دارد. بر این اساس با استفاده از این مدل درصد مساحت ها به این صورت می باشد: 63درصد از مناطق کم ، 18 درصد متوسط ،12 درصد خوب و 7 درصد خیلی خوب می باشد.

تغییر کاربری اراضی یک چالش هیدرولوژیک در آبخیزداری شهری است که با تأثیر بر رواناب سطحی روش های مدیریت مناب ع آب را تغییر م ی دهد. تکنیک های سنجش از دور و استفاده از تصاویر ماهواره ای می تواند به بهبود و تسریع در مطالعات منابع طبیعی و مدیریت حوزه های شهری بیانجامد. در این تحقیق رابطه ی مقادیر گسترش شهری و رواناب حوزه با استفاده از مدل سازی هیدرولوژیک، سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور بررسی شد. ابتدا برای تهیه ی نقشه ی کاربری اراضی شهرستان اسدآباد از داده های رقومی سنجنده های TM و ETM+ ماهواره ی لندست های 5 و 7 ماه اردیبهشت در سال های 1992، 2002، 2014 استفاده شد. برای طبقه بن دی نظارت شده از روش حداک ثر احتمال و برای برآورد رواناب سطحی، روش سرویس حفاظت منابع ملی  (NRCS-CN)استفاده شد. سپس نقشه های کاربری اراضی، شماره منحنی و ارتفاع رواناب محاسبه و ترسیم شد. نتایج نشان داد که با افزایش مساحت کاربری شهری از سال 1992 تا 2014 به میزان 95/4  درصد و تغییرات رواناب سطحی تا 8/15 درصد افزایش داشته است. که حجمی معادل 350 مترمکعب خواهد بود که این حجم رواناب در یک شهر کوچک قابل ملاحظه و بعضاً خطرناک است.