فرسایش خاک و پدیده سیل خیزی از پدیده های مخرب حوضه های آبخیز می باشند. کنترل این پدیده های مخرب مستلزم شناخت عوامل موثر در ایجاد آن ها می باشد. از آن جایی که تغییر شیب، شدت بارش و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک تاثیر قابل توجهی بر میزان تولید رواناب و رسوب می گذارد، بررسی تغییرات رواناب تولیدی، آستانه شروع رواناب و تولید رسوب در شیب و شدت های بارش مختلف برای شناخت چگونگی کنترل فرسایش خاک و سیل خیزی امری ضروری است. این پژوهش به منظور بررسی نقش خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، شدت بارش و شیب دامنه بر واکنش هیدرولوژی و فرسایشی خاک در حوضه آبخیز کچیک در شرق استان گلستان با سازند غالب لسی صورت گرفته است. بدین منظور در دو کاربری زراعت و آیش سه طبقه شیب 0-12، 12-23 و بیشتر از 23درصد تعیین شد. سپس در هر کاربری و به طور کاملا تصادفی مبادرت به اندازه گیری میزان رواناب، رسوب و آستانه شروع رواناب در دو شدت مختلف و 6 تکرار به وسیله باران ساز با تداوم بارش 30 دقیقه گردید و همزمان نمونه برداری خاک نیز انجام شد. نتایج نشان داد که هیچ یک از متغیرهای رواناب، رسوب و آستانه شروع رواناب تفاوت معنی داری در شیب های مورد مطالعه ندارند. شدت بارش در هر دو کاربری رواناب های متفاوتی ایجاد کرده است. این تحقیق نشان داد که در کاربری زراعت بترتیب 5 و 7/6 برابر رواناب و رسوب بیشتری نسبت به کاربری آیش تولید شده است. طبق نتایج، خصوصیاتی از خاک که پایداری ساختمان خاک را تحت تاثیر قرار می دهند از عوامل اصلی موثر در واکنش هیدرولوژی و فرسایش خاک می باشند. همچنین درصد پوشش گیاهی عامل اصلی کنترل کننده فرسایش و رواناب در کاربری آیش بوده است. بنابراین تناوب زراعی شرایط سطحی خاک را بهبود می بخشد.

مخازن سدها نقش بسیار مهمی در سامانه های منابع ?ب دارند. با توجه به تغییرات مکانی و زمانی رسوب معلق در عملیات اصلاح و مدیریت رودخانه، این تحقیق، جهت برآورد بار رسوب معلق با استفاده از سه روش آماری: رگرسیون خطی، رگرسیون غیرخطی، شبکه عصبی و تابع انتقال و همچنین بررسی تغییرات مکانی آن، در پنج ایستگاه هیدرومتری و رسوب سنجی حوزه آبخیز گاماسیاب، انجام گرفت. در ابتدا برای خطی کردن رابطه بین دبی جریان و رسوب معلق با استفاده از منحنی سنجه رسوب، از داده ها لگاریتم گرفته شد، سپس مدل رگرسیون خطی بر داده ها برازش شد. پس از انجام آنالیز رگرسیون خطی، آنالیز رگرسیون غیر خطی نیز بر روی سری داده های دبی جریان و بار رسوب معلق انجام شد. دومین مدل جهت برآورد رسوب معلق ، در این مطالعه مدل شبکه عصبی بود. از آنجا که در دو روش مذکور، زمان ثبت داده های دبی جریان و بار رسوب در نظر گرفته نمی شود، در این مطالعه جهت بررسی تغییرات زمانی بار رسوب معلق از منحنی های پشتیبان زمانی منحنی سنجه رسوب و مدل تابع انتقال استفاده شد. منحنی های پشتیبان زمانی منحنی سنجه رسوب، چگونگی رفتار زمانی منحنی های سنجه رسوب را ارزیابی می کنند. اما مدل تابع انتقال نه تنها برای بررسی تغییرات زمانی رسوب معلق، بلکه جهت پیش بینی بار رسوب معلق نیز مورد استفاده قرار می گیرد. در نهایت نتایج حاصل از اعتبار سنجی مدل ها، نشان داد که مدل تابع انتقال با مجموع مربعات خطای 00003/0، 42/5، 24/3، 44/5 و 92/5 به ترتیب در ایستگاه های سنگ سوراخ، جعفرآباد، وسج، بیهان و مرویل، در مقایسه با سایر مدل های به کار رفته در این مطالعه از عملکرد بالاتری برخوردار است. همچنین نتایج حاصل از بررسی تغییرات میزان بار رسوب معلق بین ایستگاه های مورد مطالعه در این مطالعه، نشان داد که حداقل و حداکثر میزان بار رسوب به ترتیب در ایستگاه های سنگ سوراخ و وسج وجود دارد و بیشتر تغییرات میزان بار رسوب معلق بین ایستگاه های مذکور، در دبی های پائین رخ داده است.

آنالیز فرآیندهای ایستا در قلمرو(دامنه طیفی) بر توزیع های طیفی بنا شده است . اما برای فرآیندهای غیرایستای هارمونیک ساز(harmonizable) ، زوج (f, ) که f یک اندازه برداری (vector measure) و یک اندازه بورل می باشد ، به عنوان مشخصه های طیفی ارائه می شود. در این پایان نامه یک روش طبیعی برای ساختن نمایش طیفی ارائه می شود که این روش برای فرآیندهای مرتبه دوم (second order processes) و فرآیندهای پایدار (stable processes) نیز به کار می رود. و همچنین زوج طیفی و دامنه طیفی برای فرایندهای همبسته متناوب (periodically correlated processes) کاملا" مشخص می گردد و شیوه ای برای شبیه سازی فرآیندهای همبسته متناوب ارائه می شود.