نام پژوهشگر: علیرضا فرید حسینی

کاربرد زیرسامانه تحلیل سیستمِ weap در سیستم های پشتیبانی تصمیم (dss) (مطالعه موردی: قسمتی از حوضه کشف رود)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد 1389
  حامد گازرانی   محمدباقر شریفی

مدل مدیریت و ارزیابی آبی (weap) برای برنامه ریزی منابع آب توسعه داده شده است. مزیت اصلی weap، در رویکرد یکپارچه در شبیه سازی سیستم های آبی و جهت گیری آن در راستای سیاست ها می باشد. این مدل در معادلات خود، مسائل مربوط به نیاز (الگوهای مصرف آب، راندمان تجهیزات، استفاده مجدد، هزینه ها و تخصیص) را هم گام با مسائل مربوط به منابع (جریان های سطحی، آب های زیرزمینی، مخازن و انتقال های آب) لحاظ کرده است. از منظر یک ابزار پیش بینی، weap تقاضاها، مقادیر عرضه، جریان ها، مقادیر ذخیره، تولید آلودگی احتمالی و تصفیه آب را شبیه سازی می کند. به عنوان یک ابزار برای تحلیل سیاست های گوناگون نیز weap محدوده وسیعی از گزینه های مدیریتی و نیز مرتبط با مسائل توسعه منابع آبی را ارزیابی می کند. در این تحقیق قسمتی از بالادست حوضه رودخانه کشف رود که شامل 8 زیرحوضه می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. تعدادی از این زیرحوضه ها عبارتند از سرآسیاب، گلمکان، دولت آباد و امام زاده رادکان. این زیر حوضه ها از جهاتی مانند عرضه و تقاضاهای موجود در بخش کشاورزی، روستایی، شهری، صنعتی و دامداری بررسی شده و نیز اطلاعات مربوط به رواناب ها و بارندگی ها در مدیریت حوضه ی رودخانه ای لحاظ گردیده است. مدل مذکور برای سال آبی 1381 مورد عملیات واسنجی و در سال های آبی 1382 و 1383 مورد عملیات اعتبارسنجی قرار گرفته است. آن گاه با در نظر گرفتن اقدامات احتمالی موثر بر وضعیت منابع آبی منطقه و نیز بررسی راهکارهای عملی ممکن در این زمینه، مبادرت به تدوین و گسترش پیشنهادات و راهکارهایی در قالب سناریوهای مختلف برای یک دوره میان مدت 15 ساله (1405-1390) شده است. در انتها نتایج این سناریوها بر اساس شاخص های مختلف (شامل اعتماد پذیری ، اعتمادپذیری کمی (درصد تامین تقاضا )، برگشت پذیری و بهبود سطح آب زیرزمینی) مقایسه شده، پیشنهادها و راهکارهایی برای هر چه بهتر برآورده کردن نیازهای آبی در این حوضه ها در آینده ارائه گردیده است.

پیش بینی رواناب در حوضه آبریز کامه با اجرای مدل kineros2 از طریق ابزار agwa-gis
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1390
  بهاره نام آور   سید مجید هاشمی نیا

چکیده مدل فیزیکی رواناب– فرسایش تحت عنوان kineros2 به منظور شبیه سازی رواناب در حوضه کامه واقع در شهرستان تربت حیدریه با اقلیمی نیمه خشک و مساحتی معادل 52 کیلومترمربع، تحت ابزار میانجی agwa در سیستم اطلاعات جغرافیایی gis به کار رفته است. در این مطالعه شبیه سازی براساس داده های بارش- رواناب اندازه گیری شده از یک ایستگاه باران سنجی و یک ایستگاه هیدرومتری واقع در حوضه برای سه واقعه بارندگی انجام شد. آنالیز حساسیت مدل بر اساس توزیع زمانی رواناب نسبت به مقادیر دبی اوج، حجم جریان و زمان رسیدن به جریان اوج بر روی نتایج شبیه سازی دو بارندگی انجام شده است. بر طبق نتایج حاصل، دبی اوج و حجم جریان بیشترین حساسیت را نسبت به پارامتر درصد اشباع اولیه خاک نشان دادند. ضریب زبری سطح نیز موثرترین پارامتر بر زمان اوج جریان بود. به منظور ارزیابی مدل شاخص های ارزیابی برای بهترین برآورد حاصل از فرآیند واسنجی در هر سه بارندگی محاسبه شدند. در بدترین حالت مقدار ضریب رگرسیون و ضریب نش ساتکلیف ( و ) به ترتیب 79/0 و 75/0 به دست آمد. از مقایسه نتایج شبیه سازی شده و اندازه گیری شده نتیجه می شود که مدل kineros2 شکل هیدروگراف و دبی اوج را نسبتاً خوب شبیه سازی کرده است. بنابراین می توان این مدل را برای شبیه سازی رواناب در حوضه نیمه خشک و فاقد آمار کامه با دقت مشخصی به کار برد. ضمناً توانایی برآورد رسوب در مدل به کار گرفته شد ولی به دلیل عدم وجود آمار رسوب، واسنجی ممکن نگردید.

بازنگری مطالعات هیدرولوژیکی سد شهید یعقوبی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1389
  مهیار ناصری مقدم   بیژن قهرمان

چکیده این پژوهش با هدف بازنگری مطالعات هیدرولوژیکی سد شهید یعقوبی و بررسی موفقیت یا شکست احتمالی آن در برآورده کردن اهداف مورد انتظار طراحان و مدیران انجام شد. بدین منظور صحت مطالعات هیدرولوژی انجام شده، دوره های خشکسالی ممتد، اثر برداشت آب در حوضه ی آبریز بالادست سد بر وضعیت کنونی سد بررسی گردید. عملکرد سد در شرایط فعلی و در سناریوهای مختلف طرح شده، با استفاده از شاخص های عملکرد سد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده ی عدم موفقیت سد در برآورده کردن انتظارات به چند دلیل است. خطاهای انسانی مانند خطا در محاسبه ی مقادیر بارندگی، خطا در انتخاب دوره ی آماری مناسب و عدم توجه به تاثیر دوره های خشکسالی که باعث برآورد بیشینه ی آورد سالانه ی رودخانه ی کال سالار در طولانی مدت شده است. خشکسالی های اخیر و برداشت غیرمجاز آب در حوضه ی آبریز واقع در بالادست سد که نشان دهنده ی عدم مدیریت مناسب در حوضه ی آبریز بالادست سد است از عوامل دیگر کم آبی سد هستند. همچنین مقادیر شاخص های عملکرد سد شامل شاخص های اعتمادپذیری زمانی، اعتمادپذیری حجمی، برگشت پذیری و، آسیب پذیری به ترتیب 1، 0.277، 0.11 و 0.97 بدست آمد که نشان دهنده ی عملکرد ضعیف مخزن است. مقدار شاخص پایداری سد 0.0003 بوده که نشان دهنده ی شکست سد در برآورده ساختن انتظارات است. در نهایت نیز با استفاده از شاخص های عملکرد سد، سطح کشت بهینه ی پایین دست سد به میزان 1600 هکتار تعیین شد. کلید واژه ها: بازنگری، سد شهید یعقوبی، شاخص های عملکرد مخزن، هیدرولوژی.

شبیه سازی و ریز مقیاس کردن رویدادهای حدی آب و هوایی با استفاده از مدل ریز مقیاس نمایی آماری (sdsm) (مطالعه موردی: حوضه کشف رود)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1391
  منصوره کوهی   علیرضا فرید حسینی

بر طبق گزارش های ipcc? فراوانی و شدت رویدادهای حدی آب و هوایی تحت شرایط تغییر اقلیم افزایش یافته بطوری که افزایش گاز های گلخانه ای و گرمایش زمین به شکل افزایش شدت، فراوانی و سهم رویدادهای حدی تجلی پیدا کرده است. تغییرات پیش بینی شده ی رویدادهای حدی در نتیجه تغییر اقلیم و گرمایش جهانی در ارزیابی اثرات بالقوه تغییر اقلیم بر بخش های مختلف مانند آب، کشاورزی و مدیریت آب های سطحی شهری اهمیت زیادی دارد. لذا در این پژوهش با هدف ارایه ی دورنمایی از وضعیت آتی رویدادهای حدی دما و بارش با استفاده از خروجی های مدل hadcm3، در گام اول، توانمندی sdsm در ریزمقیاس کردن میانگین و نمایه های حدی دو متغیر دمای بیشینه و بارش روزانه در سطح حوضه کشف رود مورد بررسی قرار گرفت. در گام بعدی، سناریوهای اقلیمی دو متغیر و نمایه های حدی آن ها تحت دو سناریوی انتشار تولید شد. داده های استفاده شده برای ارزیابی مدل شامل متغیرهای بزرگ مقیاس جوی بدست آمده از داده های بازتحلیل روزانه ncep (2001-1961 م.)، برونداد میانگین روزانه مدل اقلیمی hadcm3 تحت دو سناریوی a2 ?و b2 (2099-1961م.) و میانگین ناحیه ای بارش و دمای بیشینه این حوضه به ترتیب طی دوره آماری2001-1969 و 2000-1972میلادی بود. برای تحلیل رویدادهای حدی دما از نمایه های بیشینه مطلق دمای بیشینه(t-max) ، صدک نودم (آستانه روز داغ یا txq90) و تعداد روزهای داغ (pot30°c) و برای متغیر بارش علاوه بر بیشینه بارش، از صدک نودم (?آستانه بارش سنگین یا pq90 )، درصد سهم بارش سنگین از کل میزان بارش (pfl90) و بیشینه تعداد روز خشک متوالی (pxcdd) استفاده شد. نتایج نشان داد که میانگین دمای بیشینه به طور معنی داری طی سه دوره ی آتی نسبت به دوره پایه افزایش خواهد داشت که بیشترین مقدار متعلق به دوره 2080 و تحت سناریوی a2 می باشد. قابل ملاحظه ترین تغییر در نمایه تعداد روزهای داغ (تابستانی)، علاوه بر دو دوره اول، در دوره 2080 مشاهده می شود که هم در مقیاس سالانه و هم در فصل پاییز تفاوت زیادی با دوره پایه (در دو سناریو) خواهد داشت. میانگین بارش ماهانه نسبت به دوره ی پایه کاهش نشان می دهد که بیشترین میزان کاهش بارش در دوره ی آخر قرن بیست و یکم و به میزان 5/5- درصد تحت سناریوی a2 خواهد بود اما کاهش بارش در سه دوره معنی دار نخواهد بود. مشهودترین تفاوت در نتایج دو سناریو و در نمایه های حدی بارش، در فصل تابستان در دوره ی 2020 با بیشترین افزایش در مجموع بارش، بیشینه بارش و نمایه ی حدی سهم بارش سنگین در سناریوی a2 بدست آمد. بر این اساس، طی دوره های آتی حوضه کشف رود شاهد افزایش دمای بیشینه خواهد بود که بیشترین مقدار تغییر متعلق به ماه های پاییز و زمستان خواهد بود. همچنین افزایش تعداد روزهای تابستانی بویژه طی دوره آخر قرن بیست و یکم قابل ملاحظه می باشد. علیرغم کاهش بارش، نمایه های حدی مرتبط با بارش طی دوره 2020 تحت سناریوی a2 افزایش یافته اند. این امر بویژه طی ماه های گرم سال نشان از وقوع سیل های مخرب تر خواهد داشت.

مقایسه مدل های epm و csy در برآورد فرسایش آبی در حوضه های آبریز با استفاده از gis (مطالعه موردی: حوضه آبریز شیرین دره)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1391
  فرید فریدانی بردسکن   علیرضا فرید حسینی

درمیان فرایند های تخریب زمین، فرسایش خاک مهم ترین تهدید برای منابع آب و خاک در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود. این تحقیق به منظور مقایسه روش پتانسیل فرسایش (epm) و روش هیدروفیزیکی (csy) در تولید نقشه های پتانسیل فرسایش و بار رسوب در موقعیت حوضه آبریز شیرین دره (منطقه ای نیمه خشک در شمال شرقی ایران) با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) انجام شد. داده هایی که در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفتند از نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی، پوشش گیاهی، داده های هواشناسی و عکس های لندست etm+ به دست آمدند. سنجش به صورت فاکتور های طبقه بندی شده در روش epm و csy انجام شد. از سیستم اطلاعات جغرافیایی برای تولید نقشه های شدت فرسایش و بار رسوب به صورت رستری کمک گرفته شد. ارزیابی های انجام شده بر روی داده های خروجی دو روش epm وcsy نشان داد که وضعیت فرسایش برآورد شده برای منطقه مورد مطالعه، با نقشه تشخیص جهانی تخریب خاک (glasod) هماهنگی دارد. بر اساس نتایج این تحقیق، مناطق شمالی و جنوب شرقی حوضه دارای بیشترین میزان فرسایش پذیری و رسوب خیزی هستند. بنابراین پیشنهاد می شود در این مناطق عملیات آبخیزداری و حفاظت خاک انجام شود.

بررسی پدیده سیل گیری با استفاده از ویژگی های ژئومورفولوژی و هیدروژئومورفولوژی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی 1391
  زینب ملایی   حسین انصاری

سیلاب های مخروط افکنه ای خطرناک تر از سیلاب های رودخانه ای هستند زیرا مسیر جریان بر روی آن ها غیر قابل پیش بینی است. هر نقطه روی مخروط افکنه فعال احتمال دارد در معرض خطر سیلاب قرار گیرد. بنابراین خطرات سیل روی مخروط افکنه با پدیده جابجایی جریان روی آن ادغام شده و تخمین توزیع مکانی مخاطره را مشکل می سازد. در چنین شرایطی روش های مرسوم برآورد مخاطره سیل (مانند hec-ras)، بدون بکارگیری روش های مناسب دیگر، منجر به تخمین غیر دقیق خسارات ناشی از سیل به خصوص بر روی مخروط افکنه های توسعه یافته (شهری) خواهد شد. ستاد مدیریت بحران امریکا (fema)برای تهیه نقشه های ریسک سیل در مخروط افکنه ها روشی را طراحی کرده است که شامل 3 مرحله می باشد. این پژوهش در جنوب دشت چناران (واقع در استان خراسان رضوی) روش fema را بر روی مخروط افکنه فریزی به بکار بسته است. در گام یک لندفرم های مخروط افکنه شناسایی شدند. در گام دوم مناطق فعال بر روی مخروط از مناطق غیر فعال مجزا شدند. در مرحله سوم مناطق مخاطره سیل بر روی مخروط افکنه پهنه بندی شدند. برای این گام ازسه راهکار به شرح ذیل استفاده شد: 1.مدل سازی با fan program، 2.مدل سازی هیدرولیکی جریان با (hec-ras) و 3.استفاده از اطلاعات ریخت شناسینقشه های ریسک سیل مستخرج از هرکدام از این راهکارها با یکدیگر مقایسه گردیدند. مقایسه ها یک سری تناقض هایی را بین این نقشه ها نشان دادکه در انتها این تناقض ها مورد بحث قرار گرفتند. در هر حال بهبود نتایج نیازمند مطالعات بیشتر بر روی مخروط افکنه های دیگر و احتمالا بومی سازی روش مزبور می باشد.

مدل سازی زمانی- مکانی عملکرد گندم دیم با تدوین مدل هیدرولوژیکی سطح زمین و شاخص تنش گیاهی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1391
  محمد صادق sadegh   سید محمد موسوی بایگی

در مدل سازی عملکرد گندم دیم همواره مدل هایی بر پایه روش های رگرسیونی و توابع تجربی با در نظر گرفتن عوامل موثر مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفته است. حال آنکه در بسیاری از موارد استفاده از رگرسیون کلاسیک در مدل سازی عملکرد دیم عملا غیر علمی می باشد. چرا که دقت در اندازه گیری متغیر ها از پیش فرض های رگرسیون کلاسیک می باشد. از آنجا که کشت دیم معمولا در مناطقی صورت می گیرد که داده های دقیقی از آن مناطق در دسترس نمی باشد، نمی توان به نتایج مدل های رگرسیونی اعتماد کرد. برای مثال یکی از مهمترین پارامتر های موثر در عملکرد نهایی محصول دیم بارندگی می باشد که معمولابا استفاده از روش های درون یابی بدست می آیند. مطالعات نشان می دهد که روش های درون یابی در تخمین بارندگی دارای دقت کمی می باشند که می تواند باعث عدم دقت نتایج مدل سازی عملکرد محصول شود. از طرف دیگر، تلفیق عوامل موثر بر کشت دیم و قرار دادن آنها در کنار یکدیگر بدون در نظر گرفتن اثرات متقابل، نمی تواند نتیجه مطلوبی را به همراه داشته باشد. چراکه تغییر یک متغیر مانند بارندگی می تواند باعث تغییر سایر متغیر های موثر از جمله رطوبت خاک، رطوبت نسبی، دما و ... شود که مدل رگرسیونی با ضرایب ثابت نمی تواند آن توجیه نماید. در این پژوهش، به منظور افزایش دقت داده های بارندگی به عنوان مهمترین پارامتر در عملکرد محصول دیم، خروجی مدل های تخمین بارش بر مبنای داده های سنجش از دور بجای روش های درون یابی مورد استفاده قرار گرفت. برای ارزیابی مدل های تخمین بارندگی، مطالعه ای در منطقه خراسان شمالی صورت پذیرفت. نتایج آنالیز آماری، همبستگی بیشتر خروجی مدل های بارندگی(persiann و trmm) را با داده های بارندگی ایستگاه نسبت به روش های درون یابی نشان داد. همچنین به منظور مدل سازی عملکرد دیم، بجای تلفیق مستقیم عوامل موثر در عملکرد محصول، از شاخص تنش گیاهی بر مبنای نسبت تعرق واقعی به پتانسیل که نشان دهنده میزان تنش وارده بر گیاه می باشد، استفاده شد. شاخص apt (نسبت تعرق واقعی به پتانسیل) که در بر گیرنده تمامی عوامل موثر بر عملکرد نهایی محصول دیم می باشد می تواند به خوبی در مدل سازی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین استفاده از تعرق واقعی برای مدل سازی عملکرد محصول دیم باعث می شود تا تلفیق عوامل موثر از حالت روابط تجربی در مدل های رگرسیونی خارج شده و مبنای فیزیکی داشته باشد. این امر با بکار گیری مدل سطح زمین (lsm) به منظور تخمین تبخیر و تعرق واقعی صورت پذیرفت. در این مطالعه مدل هیدرولوژیکی sets تدوین و برای تخمین تبخیر و تعرق واقعی بر مبنای روابط فیزیکی و فیزیولوژیکی مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش حوضه آبریز indus واقع در پاکستان به منظور بررسی اهمیت استفاده از مدل های هیدرولوژیکی در تخمین تبخیر و تعرق واقعی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که هیدرولوژی زیر سطحی اهمیت زیادی در تخمین تبخیر و تعرق داشته و عدم در نظر گرفتن آن در روش های دیگر می تواند باعث بیش و یا کم برآورد نمودن تبخیر و تعرق واقعی شود. در نهایت با استفاده از خروجی های مدل sets، شاخص apt برای ایستگاه های مورد مطالعه در شمال شرق ایران محاسبه گردید. سپس با استفاده از روش تابع متعامد تجربی (eof) و رگرسیون فازی مدل عملکرد گیاهی برای هر ایستگاه بدست آمد. نتایج مدل سازی عملکرد گندم دیم نشان داد که با دقت قابل قبولی می توان از شاخص apt برای مدل سازی عملکرد گندم دیم استفاده کرد. به طوری که در اکثر موارد 50 درصد عملکرد واقعی به خوبی تخمین زده شده و در بهترین پیش بینی در ایستگاه گناباد تا 72 درصد نتایج با مشاهدات منطبق بوده است. در این پژوهش با افزایش دقت تخمین بارندگی و تعرق واقعی و استفاده از شاخص تنش گیاهی تا حدودی نواقص مدل سازی های گذشته برطرف گردید.

مدیریت بهم پیوسته منابع آب دشت مشهد-چناران با استفاده از مدل weap
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1392
  سمیه آقایی   علیرضا فرید حسینی

در همه ی شاخه های مدیریتی، همواره در انجام پروژه ها و طرح ها، عوامل و گزینه های مرتبط زیادی دخیل هستند. مدیریت خوب در طرح ها مستلزم بکار گیری و استفاده از تمامی عوامل یا حتی الامکان عوامل موثرتر و مهم تر، و نیز بررسی و ارزیابی آنها برای انتخاب طرح ها است. می توان گفت اکثر نقاط دنیا با مشکلات کمبود منابع آب شیرین مواجه هستند.دشت مشهد بزرگترین زیرحوضه ی، حوضه آبریز کشف رود می باشد که با بحران جدی کمبود آب مواجه است.بزرگترین مصرف کننده در این دشت بخش کشاورزی و شرب می باشد. هدف از این بررسی راهکارهای مدیریتی مصرف آب آبیاری و شرب مشهد و تاثیر آن بر منابع آب دشت مشهد در آینده است. برای این کار از مدل شبیه سازی weap استفاده گردیده است. weap یک ابزار برای تحلیل سیاست های گوناگون و ارزیابی گزینه های مدیریتی و توسعه منابع آبی می باشد. برای شبیه سازی هیدرولوژیکی حوضه از میان روش های شبیه سازی بارش-رواناب، روش فائو انتخاب گردید. این مدل برای یک دوره 3ساله (2004 تا 2006) واسنجی و برای یک دوره (2007 تا 2009) مورد عملیات اعتبارسنجی قرار گرفت. آنگاه با در نظر گرفتن اقدامات احتمالی موثر بر وضعیت منابع آبی منطقه و راهکارهای عملی ممکن در این زمینه، مبادرت به تدوین و گسترش پیشنهادات و راهکارهایی در قالب سناریوهای مختلف برای یک دوره 26ساله شده است. سناریوی مرجع، سناریویی می باشد که شرایط فعلی حوضه را بدون اعمال هیج گونه تغییری در تامین نیازها در آینده با روند کنونی شبیه سازی می کند. سناریوی تامین نیاز آب شرب مشهد با اعمال اینکه در آینده از سد ارداک ، سد دوستی و کوههای هزار مسجد صورت گیرد باعث افزایش ذخیره آب زیرزمینی در حدود 700 میلیون متر مکعب نسبت سناریوهای مرجع می گردد. هم چنین با اعمال افزایش راندمان کشاورزی به 60، 70 و 80 درصد خواهیم دید که مقدار سطح آب زیرزمینی در طول دوره شبیه سازی 2/30، 5/26، 6/23 افت خواهد نمود. با اجرای سناریوی عدم رشد در مقادیر نیاز کشاورزی سالانه تقاضای آب کشاورزی 184 میلیون مترمکعب کاهش خواهد یافت. با توجه نتایجی که از سناریوهای ترکیبی به دست آورده شد بهترین سناریو از ترکیب سناریوهای تامین آب شرب و افزایش راندمان و سطح ثابت زیرکشت می باشد که مقدار افت آب زیرزمینی را به 17 متر در کل دوره شبیه سازی رسانده و باعث ذخیره ی آب زیرزمینی به میزان 4942 میلیون مترمکعب شده است.

ارزیابی تاثیر تغییرات در مدیریت تامین و تقاضا بر منابع آب حوضه آبریز رودخانه اترک بااستفاده از مدل vensim
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1392
  زهره کوماسی زاده   کامران داوری

در این پژوهش از مدل مفهومی dpsir به عنوان یک چارچوب تحلیلی در زمینه ارزیابی مسائل منابع آب حوضه آبریز اترک استفاده شده است. مدل dpsir بواسطه بررسی نیروهای محرک و فشارهای وارده بر محیط، وضعیت به وجود آمده و اثرات آن برای ارزیابی یکپارچه مشکلات حوضه آبریز اترک مورد استفاده قرار گرفته است. بر اساس مفاهیم تبیین شده در این تحقیق، پرداختن به مفهوم توسعه پایدار نیازمند به کارگیری نگرشی سیستمیک و به هم پیوسته می باشد. این تحقیق در پی آن است که بگوید : چگونه می توان در تحلیل مسائل در مقیاس حوضه آبریز بخش های مختلف اقتصادی – اجتماعی آن را با مولفه های طبیعی پیوند داد! لذا پس از ارزیابی وضع موجود بر اساس تفکر سیستمیک، در قالب چارچوب علت و معلولی در جهت درک تغییرات،روندها و تحلیل مشکلات و شناسایی مسائل کلیدی گام برداشته شده است.، در گام بعد به مدل سازی سیستم پیچیده ی حوضه آبریز اترک با نرم افزار vensim پرداخت گردیده است. در ادامه پس از صحت سنجی مدل، مبتنی بر ارزیابی وضع موجود سناریوهای مدیریت تقاضا تبیین گشته، چرا که مدیریت تقاضا آب و راهکار های آن همراه تلفیق با مدیریت عرضه آب می تواند گامی موثر در جهت تطابق بیشتر تقاضای آب با عرضه آن باشد هدف اصلی مدیریت تلفیقی این است که به واسطه مدیریت تلفیقی آب، توسعه پایدار، کارآمد و عادلانه منابع آب حاصل شود. بنابراین مبانی مدیریت تلفیقی بر پایه ترکیب پذیری مدیریت تأمین با مدیریت تقاضا استوار بوده که جنبه های زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی را درنظر می گیرد

بهبنه سازی عوامل موثر بر تولید محصولات کشاورزی با مدنظر قرار دادن ارزش اقتصادی آب مطالعه موردی تولیدات زراعی شرق مازندران
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1392
  سحر محمدآذری   علیرضا فرید حسینی

در این مطالعه به منظور ایجاد بستری جهت مصرف بهینه آب و صرفه جویی در مصرف و کاهش تقاضا برای آب ارزش اقتصادی آب در شهرستان های شرق استان مازندران برای سه محصول گندم، جو و برنج که بیشترین سطح زیر کشت آبی را دارا هستند برآورد شد. نتیجه به دست آمده نشان دهنده این مسئله است که بهایی که کشاورزان منطقه به ازای آب مصرفی پرداخت می کنند بسیار کمتر از ارزش واقعی آب بوده و عملا موجب مصرف بی رویه و افزایش تقاضا در این منطقه شده است. در ادامه از مدل برنامه ریزی خطی با هدف حداکثر نمودن سود حاصل از تولید این سه محصول و تعیین سطح زیر کشت بهینه برای آن ها استفاده شد که نتایج نشان می دهد با حل مدل برنامه ریزی خطی و مد نظر قرار دادن ارزش اقتصادی آب در روند محاسبات حداکثرسودی که به عنوان تابع هدف تعریف شده است برابر با 309 میلیارد ریال در سال زراعی 1389-1388 می باشد و محصولات گندم و جو از الگوی کشت حذف شده و محصول برنج بیشترین سطح زیر کشت بهینه را به خود اختصاص داده و در واقع بیشترین میزان سود را برای کشاورزان منطقه در پی خواهد داشت.

ارزیابی استراتژی های مدیریت آبیاری در بهره وری آب گیاه ذرت با استفاده از مدل های ceres-maize و aquacrop
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1392
  زینب یوسفی تلابنی   علیرضا فرید حسینی

در جهان امروز، چالش بزرگ در بخش کشاورزی، تولید غذای بیش تر با آب کمتر است که از طریق افزایش بهره وری آب نباتات زراعی حاصل می گردد. در پژوهش حاضر، به منظور بررسی بهره وری آب ذرت دانه ای سینگل کراس 704 با مدل های ceres-maize و aquacrop، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 1389 در شهرستان لاهیجان انجام گردید. تیمارها شامل سه سطح آبیاری ( دیم، دور آبیاری 6 روز و دور آبیاری 12 روز) به عنوان فاکتور اصلی و کود نیتروژن در پنج سطح (60،0، 120،180 و 240 کیلوگرم در هکتار) به عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شدند. با توجه به اینکه پژوهش حاضر، اولین کار با مدل برای گیاه ذرت در استان گیلان می باشد، ابتدا مدل های مذکور با پارامترهای گیاهی (عملکرد دانه و بیوماس کل) برای تیمارهای با دور آبیاری 6 روز مورد واسنجی قرار گرفتند و پس از آن اعتبارسنجی مدل ها برای سایر تیمارها صورت گرفت. نتایج واسنجی و اعتبارسنجی نشان داد، دو مدل با 20>rmsen>10 توانایی خوبی برای شبیه سازی عملکرد دانه دارند. هم چنین با توجه شاخص rmsen، مدل ها دارای توانایی خوبی در شبیه سازی بیوماس کل در مرحله ی واسنجی و توانایی نسبتاً خوبی (30>rmsen>20) در مرحله ی اعتبارسنجی هستند. شاخص توافق ویلموت نزدیک به یک نیز، سازگاری بالای بین مقادیر واقعی و شبیه سازی شده عملکرد دانه و بیوماس کل را نشان داد. با استفاده از عملکرد دانه اندازه گیری شده و اجزای بیلان آب شبیه سازی شده با مدل های ceres-maize و aquacrop، بهره وری آب مبتنی بر تبخیر و تعرق و آب کاربردی (wpet و p+wpi) محاسبه شد. بررسی مولفه های بیلان آب شبیه-سازی شده با مدل ها نشان داد آبیاری با تناوب 6 روز دارای بیش ترین مقدار رواناب و نفوذ عمقی نسبت به سایر تیمارها می باشد. حداکثر مقدار wpet در دور آبیاری 6 و 12 روز و کود نیتروژن 180 کیلوگرم در هکتار با دو مدل ceres-maize و aquacrop به ترتیب معادل (36/1، 63/1) و (34/1، 73/1) کیلوگرم بر مترمکعب تخمین زده شد. حداکثر p+wpi واقعی و تخمین زده شده با مدل ها ceres-maize و aquacrop به ترتیب برابر با 95/2 ، 85/ 2 و 57/3 کیلوگرم بر مترمکعب تحت تیمارهای دیم و کودهای 180و 240 کیلوگرم بدست آمد. با توجه به اینکه بهترین مدیریت، زمانی حاصل می شود که علاوه بر بهرهوری، عملکرد نیز به حداکثر مقدار خود برسد لذا نتایج بدست آمده با دو مدل ceres-maize و aquacrop نشان می دهند مدیریت آبیاری با تناوب 12 روز و مقدار کود نیتروژن 180 کیلوگرم در هکتار به علت دارا بودن مناسب ترین مقدار اجزای بهره وری آب و هم چنین حداکثر عملکرد دانه در منطقه مورد مطالعه، بهترین گزینه برای اعمال مدیریت آبیاری و کود نیتروژن می باشد.

برآورد دمای هوا در شمال شرق ایران با استفاده از داده های سنجنده مودیس
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1392
  نسیمه جناتیان قادیکلایی   حسین ثنایی نژاد

دمای هوا از مهم ترین متغیرهای هواشناسی بوده که در مطالعات مختلف از جمله پیش بینی وضع هوا، بررسی های زیست محیطی، تبخیر-تعرق و غیره کابرد فراوان دارد. با توجه به این که پارامترهای مختلفی از جمله بازه زمانی، نوع پوشش سطح، وضعیت اقلیمی و فصول بر دمای هوا تاثیر گذارند، این متغیر دارای الگوهای زمانی و مکانی متفاوتی می باشد. شناخت این الگوها در مکان های مختلف مستلزم وجود داده های اندازه گیری شده می باشد که کمبود ایستگاه های اندازه گیری و نقطه ای بودن این داده ها محدودیت هایی را برای بررسی پیوسته این تغییرات به وجود می آورد. استفاده از داده های سنجش از دور علاوه بر رفع مشکل کمبود دادهای ایستگاهی، می تواند داده هایی بصورت پیوسته در اختیار محققان قرار دهد. در برخی مطالعات تلاش شده است تا با کمک تصاویر ماهواره ای، دمای حداکثر، حداقل و میانگین هوا استخراج گردد، که خطای برآورد آن ها در حدود 2-3 درجه سلیسیوس است، در حالی که دقت قابل قبول برای این داده ها به طور کلی در حدود 1-2 درجه سلسیوس در نظر گرفته شده است. هدف اصلی در این مطالعه برآورد دمای حداکثر بر اساس دمای سطح زمین ( ts)با استفاده از تصاویر سنجنده مودیس و بر مبنای روشهای آماری می باشد. بدین منظور دو مدل آماری شامل مدل رگرسیونی ساده و چند متغیره خطی، ارائه گردید . مطالعه در منطقه شمال شرق ایران با استفاده از داده های 20ایستگاه هواشناسی که در استان های;خراسان شمالی، جنوبی، رضوی; سمنان، کرمان و یزدواقع شده اند و داده های نرده ای سطح زمین از سنجنده مودیس .بدین منظور 9 مدل آماری شامل مدل رگرسیونی ساده و چند متغیره خطی، اریه گردید . مطالعه در منطقه شرق ایران با استفاده از داده های ایستگاه های هواشناسی 6 استان خراسان شمالی، جنوبی، رضوی سمنان، کرمان و یزد و داده های نرده ای سطح زمین از سنجنده مودیس در سال 2000-2005 صورت پذیرفت. در مرحله واسنجی مقادیرmbe و rmseو r2 مدل ها به ترتیب تقریبا کم تراز 01/0،حدود4تا5و حدود 8/0 به دست آمده اند.و در مرحله اعتبارسنجی این مقادیربه ترتیب کمتر از8/2، بین 4تا6 و بالای 7/0 به دست آمد.

تهیه مدل کمی آب های زیر زمینی با استفاده از نرم افزار gms (مطالعه موردی: آبخانه دشت قوچان)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1392
  یحیی مازاده   کامران داوری

چکیده در دهه های اخیر بکارگیری کامپیوتر در مطالعات منابع آب با استفاده از مدلهای ریاضی آب های زیرزمینی، خصوصاً در مباحث مدیریت منابع آب و همچنین پیش بینی وضعیت آب زیرزمینی توسعه زیادی پیدا کرده است. از آنجا که در مدل های ریاضی می توان با تغییر ورودی ها و پارامترهای مختلف، نتایج حاصل در سیستم را مشاهده نمود، لذا می توان از این گونه مدل ها به عنوان ابزاری مفید در جهت شناسایی سیستم هیدروژئولوژیکی، مشاهده عکس العمل آبخانه نسبت به تغییر تنش های وارده و انتخاب گزینه های مختلف مدیریتی استفاده نمود. محدوده مطالعاتی قوچان- شیروان یکی از زیرحوضه های حوضه آبریز اترک می باشد که در جنوب شرقی استان خراسان شمالی واقع شده است. بررسی هیدروگراف واحد دشت قوچان نشان می دهد که افت متوسط سالیانه سطح آب زیرزمینی در دشت قوچان 76/0 متر بوده و از محدوده های ممنوعه بحرانی می باشد. در این تحقیق داده های لازم برای مدلسازی آبخوان آماده و صحت سنجی گردیده و مدل مفهومی مناسبی از آبخانه تدوین گردید. سپس شبیه سازی آبخوان دشت قوچان برای حالت ماندگار با استفاده از مدل رایانه ای gms.7.1 انجام گرفت. با توجه به تعداد چاه های مشاهده ای در دشت (23 حلقه) و کشیدگی آبخانه و نبود اطلاعات کافی نظیر ضرائب هیدرودینامیکی، وضعیت سنگ کف و غیره، با این وجود نتایج مدلسازی نشان داد که مدل به خوبی توانسته است تغییرات سطح آب زیرزمینی را شبیه سازی کند. تصحیح سنگ کف، ضرایب آب برگشتی از چاه ها میزان تغذیه آبخانه، میزان هدایت هیدرولیکی از نتایج مدلسازی آبخانه می باشد. همچنین بررسی آنالیز حساسیت نشان داد که مدل نسبت به هدایت هیدرولیکی و سپس سنگ کف حساسیت بیشتری دارد.

بررسی و برآورد رسوب رودخانه با استفاده از مدل hec-ras4.0 (مطالعه موردی رودخانه چالوس)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1392
  میثم فرجی تبار   کاظم اسماعیلی

رواناب سطحی و جریان آب در رودخانه ها همواره با فرسایش خاک و حمل مواد رسوبی توام می باشد. این مواد در هر جا که موقعیت ایجاب کند ته نشین می شوند. اطلاع از چگونگی فرسایش و توانایی حمل رسوب در آبراهه های مختلف از جمله مواردی است که در هر طرح مهندسی رودخانه و هیدرولوژی باید مورد نظر قرار گیرد.تجزیه و تحلیل و پیش بینی میزان فرسایش و رسوب گذاری در رودخانه ها از مهم ترین مباحث هیدرولیک رسوب و مهندسی رودخانه می باشد.از بین روش های مختلف برای بررسی این پدیده استفاده از مدل های ریاضی به دلیل قابلیت های نسبی زیاد،سادگی اجرا و هزینه اندک،مناسب و مقرون به صرفه می باشد.طول رودخانه مورد نظر در این تحقیق 25 کیلومتر و مساحت حوضه آبریز آن 1544 کیلومتر مربع می باشد.نظر به اینکه مدل هیدرولیکی hec-ras 4.0 دارای قابلیت های خوبی برای تحلیل هیدرولیکی جریان و رسوب می باشد،در این پژوهش بر اساس داده های اندازه گیری شده رسوب و دبی جریان در ایستگاه های هیدرومتری موجود،مقاطع مورد نیاز و .... در بازه ای به طول 25 کیلومتر رودخانه چالوس از ایستگاه هیدرومتری معین دره تا ایستگاه هیدرومتری پل ذغال به سمت پایین دست،با استفاده از مدل شبیه سازی شده و تغییرات فرسایش و رسوب مورد بررسی قرار گرفته،آورد رسوب برای دوره آماری 27 ساله نشان داد میزان آورد رسوب معلق برای ایستگاه پل ذغال196824/3 تن در سال می باشد.نتایج نشان داد در مدل hec-ras 4.0 معادله انتقال رسوب ایکر-وایت بیشترین تطابق را با واقعیت داشته و می تواند برای پیش بینی روند رودخانه مورد استفاده قرار گیرد.در پایان حساسیت مدل نسبت به ضریب زبری، دمای آب و منحنی سنجه مورد بررسی قرار گرفت.

مقایسه الگوریتم های sebal و s-sebi در برآورد تبخیر – تعرق در دشت نیشابور با استفاده از تصاویر سنجنده modis
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1393
  محمدرضا آزاد مرزآبادی   بیژن قهرمان

با توجه به محدود بودن منابع آب در کشور، مدیریت منابع آب به عنوان راهکاری مناسب برای حل بحران ضروری هست. برای مدیریت صحیح و علمی منابع آب نیاز به فهم بهتر و دانستن مجموعه پیچیده¬ تعاملات مرتبط با آب در بیلان آب یک حوضه است. تبخیر-تعرق یکی از اجزای مهم بیلان آب هست که اندازه گیری مقدار واقعی آن مشکل است و روش های تعیین آن محدود می باشند. در این تحقیق سعی شد تا با استفاده از روش سنجش ازدور و با به کارگیری الگوریتم هایsebal و s-sebi برآورد دقیقی از تبخیر- تعرق واقعی در مقیاس حوضه- سال به دست آید. جهت انجام این پژوهش سال آبی 92-91 انتخاب شد و داده های ایستگاه های هواشناسی بر مبنای این سال آبی گردآوری گردید. مقایسه نتایج روزانه و ماهانه الگوریتم¬های sebal و s-sebi از بیش برآورد الگوریتم s-sebi حکایت می¬کند. همچنین نتایج روزانه روش سال در روزهای 8 و 23 بهمن در ابتدا کمی غیرمنطقی بودند؛ ولی در روزهای مذکور اختلاف دمای فاحشی در تمامی ایستگاه¬های منطقه، نسبت به روزهای قبل ثبت شده بود. با مقایسه نتایج الگوریتم¬های استفاده شده با نتایج مدل هیدرولوژیکی swat، اختلاف معنی داری در نتایج مشاهده شد، که این به دلیل عدم قطعیت زیاد مدل swat بوده و از تفاوت ساختار مدل¬های sebal، s-sebi و swat نشأت می-گیرد.

بررسی تاثیر دوره های تر و خشک بر چند پارامتر کیفی آب های سطحی مطالعه موردی(حوضه آبریز بازفت)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی 1393
  زینب دهقانی   سید حسین ثنایی نژاد

خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژی می تواند تغییراتی در جریان رودخانه، رسوب و کیفیت آب داشته باشد.تحقیق حاضر در خصوص تاثیر خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژی در سه پارامتر کیفی آب(ec، sar، tds) است. حوضه مَرغَک در استان چهارمحال و بختیاری به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. داده های باران سنجی و آب سنجی این حوضه شامل دو ایستگاه باران سنج و یک ایستگاه آب سنج به مدت 40 سال(1348-1388) استخراج و تحلیل شده اند.ابتدا غربال داده ها انجام و صحت آنها تایید شد. سپس هفت قانون احتمالی مناسب( لوگ نرمال دو و سه پارامتری، گامبل نوع 1، حدی تعمیم یافته، پارتو تعمیم یافته و گامای دو و سه پارامتری) بر داده های بارش و روان آب سالانه برازش و تحلیل فراوانی شد. روش های برآورد متنوع(گشتاورهای معمولی، وزن دار ، خطی و تعمیم یافته، حداکثر درست نمایی و آنتروپی) برای دقت بیشتر در تحلیل فراوانی گنجانیده شد.توزیع برتر انتخاب و به نرمال استاندارد تبدیل شد. سپس سال های خشک ،تر و نرمال بارش و روان آب بدست آمد. 327 نمونه دبی-کیفیت آب در دسترس بود. داده ها غربال و رگرسیون بین دبی و sar،ec،tdsدر فضای تمام لگاریتمی(تبدیل به خطی) انجام شد. الگوها اسیب شناسی و در نهایت برای سه حالت خشک، نرمال و تر رگرسیون ها بدست آمدند. شیب و عرض از مبدا رگرسیون ها در سه حالت فوق متفاوت بودند. که نشان از تاثیر سال های خشک، نرمال و تر در کیفیت آب رودخانه است. رگرسیون موهومی معنی دار بودن این تفاوت را نشان داد البته تفاوت خیلی شدید نبود.علت یابی با تحقیقات میدانی و زمین شناسی انجام شد. توسعه شهری، کشاورزی و صنعت در این حوضه قابل ملاحظه نیست. اما قسمتی از ساختارهای زمین شناسی می تواند علت تغییر کیفیت آب در سال های خشک، نرمال و تر باشد.