درخت حوزه‌های تخصصی

ﻧﺎﭘﺎیﺪاری داﻣﻨﻪﻫﺎی ﻃﺒیﻌی یکی از ﭘﺪیﺪهﻫﺎی زﻣیﻦﺷﻨﺎﺳی و ریﺨﺖﺷﻨﺎﺳی اﺳﺖ ک ﻪ در ﺗﻐیی ﺮ ﺷ کﻞ ﺳ ﻄﺢ زﻣیﻦ ﻧﻘﺶ ﻣؤﺛﺮی دارد و زﻣﺎﻧی کﻪ ﻓﻌﺎﻟیﺖﻫﺎی اﻧﺴﺎﻧی را ﺗﺤﺖ ﺗأﺛیﺮ ﻗﺮار دﻫﺪ، ﻣیﺗﻮاﻧﺪ ﺑ ﻪ ﭘﺪی ﺪه ای ﺧﻄ ﺮﻧ ﺎک ﺗﺒﺪیﻞ شود؛ لذا مطالعه ی حرکات توده ای حوضه ی آبریز علی آباد هوراند در این تحقیق مورد عمل قرار گرفت. داده های مورد استفاده شامل نقشه های توپوگرافی 1:50000 و زمین شناسی 1:100000 و لایه ی Dem 30 متر و تصویر ماهواره ای لندست8 سنجنده Oli است و از ابزارهای رایانه ای Arc Map10.1 و SPSS16 بهره گرفته شد. مراحل تحقیق بدین شرح می باشدکه ابتدا 9 متغیر مستقل مؤثر بر ریزش توسط متخصصین امر وزن دهی شد و با پیمایش منطقه نیز ریزش های سنگی که 90 مورد مشاهده گردید, ثبت شده و تبدیل به لایه ی ریزش سنگی به عنوان متغیر وابسته شد. با تحلیل رگرسیونی تأثیر متغیرهای مستقل با وزن های داده شده بر متغیر وابسته مورد آزمون قرار گرفته و بعد از تأیید تأثیر متغیرهای مستقل بر متغیر وابسته, پهنه بندی خطر ریزش سنگی تهیه شد و دوباره با ریزش های ثبت شده از حوضه همپوشانی گردید و نتایج نشان داد که 3/33 درصد از ریزش های سنگی در محدوده خطر خیلی زیاد, 7/27درصد در محدوه خطر زیاد, 7/27درصد در محدوده خطر متوسط و ۷/۷ درصد در محدوده خطر کم و ۳/۳ درصد در محدوده خطر خیلی کم اتفاق افتاده است.

هدف از این بررسی، تحلیل روند تغییرات تدریجی و سریع دبی جریان  و بار رسوب  رودخانه ی مردق چای واقع در استان آذربایجان شرقی می باشد. در این راستا با استفاده از روش های ناپارامتری، داده های دبی و رسوب ایستگاه هیدرومتری قشلاق امیر در سه مقیاس زمانی سالانه، فصلی و ماهانه بررسی شده است. آزمون من-کندال اصلاح شده جهت تحلیل روند تغییرات تدریجی دبی و رسوب و آزمون تخمین گر شیب سِن برای تخمین شیب خط روند مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین از آزمون ناپارامتری پتیت برای بررسی تغییرات ناگهانی (سریع) سری زمانی دبی و رسوب رودخانه استفاده شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد دبی سالانه، ماهانه و دبی فصل بهار، تابستان و زمستان دارای روند کاهشی معنی دار در سطح 5 درصد می باشد. داده های بار رسوب سالیانه و تمام فصول در ایستگاه مردق چای نیز دارای روند کاهشی معنی دار در سطح 5 درصد می باشد. همچنین روند کاهشی معنی دار رسوب در تمام ماه ها به جز ما ه های March، April و October وجود دارد. نتایج آزمون پتیت نشان می دهد. میانگین دبی سالانه در بازه ی زمانی بعد از نقطه شکست (1998) به اندازه ی 45 درصد نسبت به بازه ی زمانی قبل از نقطه شکست کاهش داشته است. همچنین میانگین رسوب سالانه در بازه ی زمانی بعد از نقطه شکست (1996) حدود 52 درصد نسبت به بازه ی زمانی قبل از آن کاهش یافته است. بر این اساس لازم است تا مدیران با اتخاذ استراتژی های مناسب به مدیریت منابع آب حوضه در زمان های آتی بپردازند چرا که کاهش دبی، پیامدهای جبران ناپذیر زیست محیطی در داخل حوضه بوجود خواهد آورد.

بررسی و شناخت تغییرات اقلیمی رخ داده در نواحی مختلف می تواند شناختی از تغییرات اقلیمی محتمل در آین ده را به دست دهد. یکی از راه های شناخت تغییرات احتمالی عناصر اقلیمی در آینده استفاده از مدل های اقلیمی موجود و ریز مقیاس نمایی آنهاست. در این پژوهش بارش و رواناب حوضه ی آبریز رود زرد، ریزمقیاس نمایی و برای دوره ی 2100-2006 شبیه سازی گردید. برای این منظور از سناریوهای RCP خروجی مدل CanESM2 استفاده شد. دوره ی پایه ی مورد استفاده برای این کار 2005-1976 می باشد. برای ریزمقیاس نمایی بارش و رواناب حوضه ی آبریز رود زرد از داده های بارش روزانه ایستگاه باغملک و رواناب ایستگاه ماشین و روش شبکه ی عصبی مصنوعی بهره گرفته شد. با استفاده از روش حذف پس رونده، متغیرهای میانگین فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و میانگین دما در ارتفاع نزدیک سطح زمین به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده انتخاب شد. راستی آزمایی الگو با نمایه های  و  انجام پذیرفت. در نهایت، معماری شبکه با الگوریتم قانون پسرو بیزی و با سه لایه ی پنهان به عنوان شبکه ی بهینه انتخاب شد. نتایج نشان دهنده ی روند کاهشی بارش سالانه برآورد شده در 95 سال آی نده بر اساس هر سه سناریو می باشد. همچنین افزایش بارش در ماه های فصل گرم و کاهش بارش در ماه های فصل سرد مورد انتظار است. به عبارت دیگر می توان افزایش بارش های محلی (احتمالاً همرفتی) ناشی از افزایش دما در دوره های آینده را محتمل دانست. رواناب حاصل از بارش نیز در ماه های سرد، کاهش و در ماه های گرم با صرف نظر از تأثیر دما و پوشش گیاهی، افزایش را تجربه خواهد کرد.

آلودگی منابع آب زیرزمینی به علت نفوذ آلاینده ها از سطح زمین به سامانه آب زیرزمینی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک که با کمبود کمی و کیفی منابع آب روبه رو هستند، یکی از معضلات جدی به شمار می آید. بنابراین ارزیابی آسیب پذیری آب زیرزمینی به منظور شناسایی مناطق دارای پتانسیل بالای آلودگی برای مدیریت منابع آب زیرزمینی امری ضروری است. در این پژوهش آسیب پذیری آبخوان دشت کرمانشاه در برابر آلودگی با استفاده از روش دراستیک مورد بررسی قرار گرفت. در مدل دراستیک هفت متغیر مؤثر در آسیب پذیری که شامل عمق سطح ایستابی، تغذیه ی خالص، محیط آبخوان، محیط خاک، توپوگرافی، محیط غیراشباع و هدایت هیدرولیکی است، به صورت هفت لایه ی رستری تهیه و پس از رتبه دهی و وزن دهی شاخص دراستیک تعیین، که مقدار آن ما بین 45 تا 115 حصول گردید. بنابراین هدف اصلی این پژوهش بهبود مدل دراستیک با استفاده از مدل بیان ژن که یکی از مدل های هوشمند که عملکرد خوبی را از خود نشان داده است و به صورت ترکیبی می تواند با مدل های دیگر هماهنگ شده و نتایج مورد پذیرشی را ارائه دهد استفاده گردید. بدین منظور متغیرهای دراستیک با طول دوره ی آماری 20 ساله (1378-1398) به عنوان ورودی مدل و غلظت نیترات به عنوان خروجی مدل تعریف شد. در مدل GEP داده ها به دو دسته آموزش و آزمایش تقسیم  و با استفاده از شاخص های آماریR2 ،NRMSE  و MAE نتایج شبیه سازی مدل بیان ژن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از توانایی بالای مدل در برآورد غلظت نیترات و بهبود مدل DRASTIC را داشت. برای صحت سنجی و بهبود مدل DRASTIC از روش امتیازبندی شاخص آماریR2  استفاده گردید. با حذف دو شاخص S و T فرمول اصلاح شده شاخص دراستیک بر پایه ی وزن ده ی به صورت (5D , 4R, 5A , 5I, 4C) حاصل گردید.

حرکات توده ای با توجه به ماهیت، تنوع و خطراتی که دارند، همواره مورد توجه پژوهشگران علوم مختلف بوده اند. مطالعات گسترده ای در زمینه ی شناخت عوامل مؤثر، پهنه بندی و مدل سازی این فرآیند صورت گرفته است، اما در زمینه ی کاربرد الگوریتم های داده کاوی مطالعات محدودی انجام شده است. لذا در این پژوهش با هدف استفاده از علم داده کاوی، زمین لغزش های جنوب شرق شهرستان نیشابور بررسی و نقشه ی پهنه بندی خطر با روش های آماری دو متغیره شامل ارزش اطلاعات و تراکم سطح تهیه شد. 15 لایه اطلاعاتی شامل ارتفاع از سطح دریا، شیب اراضی، جهت شیب، اقلیم، کاربری اراضی، خاک شناسی، پوشش گیاهی، زمین شناسی، میزان تبخیر، دما، بارش، تیپ اراضی، فاصله از جاده، فاصله از گسل و فاصله از آبراهه در محیط ArcGIS رقومی و با استفاده از الگوریتم های داده کاوی در نرم ا فزار R، بهترین الگوریتم و عوامل مؤثر شناسایی و معرفی ش دند. برطبق ن تایج این تحقیق، متغیرهای زمین شناسی، آب وهوا، جهت شیب، فاصله از جاده، ارتفاع، خاک شناسی و تیپ اراضی به عنوان مهم ترین عوامل وقوع زمین لغزش در نظر گرفته شد. همچنین نتایج حاکی از برتری الگوریتم جنگل تصادفی با دقت 92% بود. ن تایج ارزیابی ن قشه ی پهنه بندی نشان داد ب ه ترتیب 45/45% و 51/51% از حرکات توده ای مرحله ارزیابی، در پهنه با خطر زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته است و مابقی در پهنه های با خطر کمتر واقع شده اند. بنابراین نتایج بیانگر دقت مناسب مدل سازی است، اما در مقایسه ی دو روش آماری، روش تراکم سطح نسبت به روش ارزش اطلاعات برای منطقه ی مورد مطالعه مناسب تر معرفی شد.

تغییرات کاربری اراضی یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی در بیش تر حوضه های آبریز است. در این تحقیق تغییرات روند هیدرولوژیکی جریان با سناریو تغییر کاربری اراضی در حوضه آبریز اهل ایمان با مساحت 7771 هکتار واقع در قسمت غربی استان اردبیل مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور مدل هیدرولوژیکی SWAT برای منطقه مطالعاتی اجرا و با استفاده از الگوریتم SUFI2 واسنجی و اعتبارسنجی شد. نتایج مدل با استفاده از ضرایب آماری R2، NS و RMSE ارزیابی شد که در دوره واسنجی این ضرایب آماری به ترتیب 75/0، 71/0 و 31/0 و در دوره اعتبارسنجی به ترتیب 71/0، 68/0 و 18/0 به دست آمدند که ضرایب آماری به دست آمده در هر دو دوره نشان دهنده بالا بودن عملکرد مدل در منطقه مطالعاتی جهت شبیه سازی رواناب است. بنابراین با توجه به پتانسیل و مشخصات منطقه تأثیر سناریوهای تغییرکاربری اراضی دیم کم بازده به مرتع، تبدیل 50 درصد زراعت آبی به باغ و تبدیل 40 درصد کاربری مرتع به زراعت دیم دبی جریان ماهانه خروجی از حوضه آبریز اهل ایمان مطالعه شد. نتایج نشان دهنده کاهش دبی متوسط (17 درصد) در سناریوی اول و افزایش دبی متوسط (36 درصد) در سناریوی دوم است. افزایش دبی متوسط در سناریو دوم نشان دهنده کاهش ذخیره آب زیرزمینی در منطقه است.

آگاهی از تغییرات کاربری و پوشش سطح اراضی امری ضروری در برنامه ریزی صحیح در جهت توسعه پایدار به شمار می آید. امروزه فناوری های سنجش از دور به عنوان عنصر اصلی در پایش کاربری اراضی و تغییرات پوشش گیاهی مورد استفاده قرار می گیرد. پژوهش حاضر به منظور بررسی روند تغییرات کاربری اراضی با مقایسه روش های پیکسل پایه و شی گرا در تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه مردق چای با استفاده از تصاویر لندست در سال 2000 و 2020 انجام گرفت. برای مقایسه نتایج د ر هر د و روش از د اد ه های آموزشی یکسان برای طبقه بندی استفاد ه گرد ید. سپس روش های ارزیابی شامل صحت کلی و ضریب کاپای طبقه بندی استخراج و مشخص شد که نتیجه طبقه بندی به روش شی گرا با ضریب کاپا و صحت کلی به ترتیب برابر با 89/0 و 08/91 برای سال 2000 و 92/0 و 66/93 برای سال 2020 نسبت به روش پیکسل پایه نتایج بهتری ارائه می دهد. بر اساس نتایج حاصله از آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی، بیشترین میزان تغییر حادث شده مربوط به کاربری مرتع متراکم به مرتع متوسط با مقدار 448/35، کاربری خاک به مرتع متوسط با مقدار 686/27 و مرتع متوسط به مناطق مسکونی با مقدار 347/21 کیلومترمربع می باشد. همچنین کمترین تغییرات حادث شده مربوط به کاربری کوهستان به خاک با مقدار 015/0، مناطق مسکونی به مرتع متراکم با مقدار 023/0 و مرتع متراکم به خاک با مقدار 081/0 کیلومترمربع می باشد. آنچه که در نقشه ها بسیار واضح است کاهش بیش از حد مراتع و تبدیل آن به سایر کاربری ها می باشد.

افزایش تعداد احداث سدها در ایران، باعث تغییرات هیدرولوژیکی در اکوسیستم های رودخانه ای شده است. هدف پژوهش حاضر، بررسی تغییر شاخص های هیدرولوژیک جریان تحت تأثیر احداث سد در رودخانه های زرینه رود و ساروق چای در دوره ی آماری 1391-1334 می باشد. بنابراین ابتدا تعداد 18 شاخص هیدرولوژیک جریان در چهار گروه اصلی شامل جریان پیک، جریان حداقل، تداوم جریان و تغییرپذیری جریان مورد محاسبه قرار گرفت. پس از محاسبه ی مقادیر شاخص ها، درصد اختلاف آن ها در دوره های قبل و بعد از احداث سدها در هر ایستگاه هیدرومتری برآورد شد. سپس با استفاده از نمودار سه متغیره در نرم افزار Surfer تغییرات زمانی شاخص های هیدرولوژیک جریان به ازای مقادیر مختلف دبی ارزیابی شد. براساس نتایج، در ایستگاه ساری قامیش، شاخص های Min و Q10 با مقادیر عددی 42/287 و 57/45- درصد به ترتیب بیش ترین و کم ترین تغییرات را داشته اند. در ایستگاه میاندوآب شاخص Q95 تغییر افزایشی و شاخص Rate of falling سیر نزولی را نشان می دهند. با توجه به نتایج کمی مربوط به درصد اختلاف شاخص های هیدرولوژیک، سدهای احمدآباد، گوگردچی، نوروزلو و شهید کاظمی در جریان طبیعی رودخانه های زرینه رود و ساروق چای اثرگذار بوده است و باعث تغییر شاخص ها در دوره های مورد مطالعه شده است.

مسئله فرسایش خاک و تخریب زمین یکی از مهم ترین مسائل در علوم طبیعی است که ارزیابی پیامدهای زیست محیطی و اقتصادی آن به داده های کمی نیاز دارد. حوضه رودخانه قشلاق در استان کردستان برای مطالعه چنین مخاطره ای انتخاب شد زیرا این حوضه در یک اقلیم نیمه خشک قرارگرفته و لیتولوژی آن اغلب شیل (سازند سنندج) است. جهت تحقیق در این زمینه شاخه های از رودخانه که آبراهه های آن ها دارای  رتبه سه و بیشتر، بر اساس روش استرالر بودند و مستقیماً وارد شاخه اصلی می شدند به عنوان زیر حوضه برای محاسبه شاخص ها ترسیم گردید. 47 زیر حوضه، محدوده حوضه قشلاق را پوشش داد. تعداد 16شاخص ژئومورفولوژیکی برای تعیین وضعیت فرسایش حوضه محاسبه و به عنوان لایه ورودی در نظر گرفته شد. سپس، نتایج این شاخص ها توسط چهار مدل تصمیم چند معیاره TOPSIS ، VIKOR ، SAW و CF ادغام گردید. در هر چهار مورد، زیر حوضه های شمالی به عنوان مناطقی با حساسیت کم و بسیار کم در برابر فرسایش طبقه بندی شدند. این حوضه ها اغلب دارای سنگ های آتش فشانی هستند. در یک دید کلی ، طبق هر چهار مدل بکار رفته ، زیر حوضه های  که لیتولوژی غالب آن ها  شیلی است، در طبقات فرسایشی متوسط تا بسیار زیاد قرار گرفتند. بر این اساس چنین استنباط شد که لیتولوژی تأثیر زیادی بر روی میزان فرسایش در حوضه آبریز قشلاق دارد.  همچنین روش VIKOR، به دلیل ضریب تنوع بیشتر، از دقت بیشتری نسبت به بقیه روش ها برخوردار است.

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.

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.