آب یکی از مهمترین عوامل محدود کننده توسعه کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. استفاده بی رویه از منابع آب و خشکسالی های اخیر باعث مشکلات زیادی در مدیریت منابع آب شده است. برای جلوگیری و خروج از بحران آب نیاز به مدیریت مناسب کشاورزی و منابع آب است. یکی از پارامترهای مهم در این راستا، تعیین تبخیر و تعرق (et) محصولات کشاورزی می باشد. تبخیر و تعرق (et) که شامل تبخیر آب از سطح خاک و تعرق پوشش گیاهی می باشد یک عنصر کلیدی در مدیریت منابع آب، به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. تبخیر و تعرق تابعی از ویژگی های خاک، شرایط آب و هوایی، کاربری اراضی، وضعیت گیاهی و توپوگرافی منطقه است که تعدادی از این پارامترها در زمان و مکان متغیر هستند و تخمین و یا تعیین این پارامترها در یک منطقه مشکل میباشد. روش های مرسوم اندازه گیری تبخیر و تعرق از سطح زمین (نسبت باون ، همبستگی ادی و لایسیمتر) برای کاربرد پیوسته در فاصله های مناسب در منطقه، بسیار پرخرج و وقت گیر است. همچنین چون این اندازه گیری ها نقطه ای بوده، به خاطر شرایط متغیر آب و هوایی و طبیعت پویای فرآیند انتقال آب-گرما، قابل تعمیم به حوضههای بزرگ نمی باشد. در حال حاضر، روش های سنجش از دور تنها راه برای به دست آوردن متغیرهای مختلف در مقیاس های زمانی و مکانی مورد نیاز به منظور برآورد تبخیر و تعرق هستند. با توجه به تغییرات مکانی پارامترهای هواشناسی و نتیجتا تبخیر و تعرق، استفاده از روشهایی از جمله روشهای مبتنی بر سنجش از دور که این تغییرات را در نظر می گیرند مطلوب است. اگر چه الگوریتم های سنجش از دور بسیاری جهت برآورد تبخیر و تعرق وجود دارد اما الگوریتمهای کلاسیک سنجش از دوری برای مقیاس های متوسط و ماکرو مناسب نیستند. در نتیجه استفاده از الگوریتمهای پیشرفته تری از قبیل sebal و sebs برای نواحی وسیع و ناهمگن ضروری است. اساس این تکنیک ها معادله بیلان (توازن) انرژی می باشد. قبل از توصیه این روشها به برنامه ریزان بخش منابع آب بایستی امکانپذیری استفاده از این روش ها در منطقه مورد بررسی قرار گیرد. اهداف این مطالعه عبارتست از ارزیابی دقت تبخیر وتعرق روزانه حاصل از الگوریتم های sebal و sebs در مقایسه با نتایج لایسیمتری و برآورد تبخیر و تعرق منطقه ای در سطح دشت بوده است. بر ای این منظور تبخیر و تعرق ذرت با استفاده از 4 تصویر ماهواره ای landsat tm، در سال 2010 با هر دو الگوریتم sebal و sebs برآورد گردید. همزمان در این منطقه تبخیر و تعرق ذرت در یک لایسیمتر اندازه گیری گردید. مقایسه بین مقادیر تخمین زده شده بوسیله الگوریتم های سنجش از دور sebal و sebs در مقابل اندازه گیری های لایسیمتری نشان می دهد که مقادیر تخمین زده شده بوسیله این الگوریتم ها موافقت خوبی وجود دارد. حداکثر تفاوت تبخیر و تعرق محاسبه شده با الگوریتم های sebal و sebs در مقابل مقادیر اندازه گیری شده با لایسیمتر به ترتیب در حدود 79/9 و 56/4 درصد بوده است. در ادامه میزان تبخیر و تعرق با هر دو الگوریتم در سطح منطقه مورد مطالعه برای هر 4 تاریخ با هر دو الگوریتم برآورد گردید.

در این تحقیق برای مقایسه ی کارآیی مدل های بارش- رواناب hec-hms، gatarsو swat در حوضه رودخانه مرگ در استان کرمانشاه ابتدا برای مدل swat پارامترهای اقلیمی شامل: بارش، دمای حداکثر و حداقل، سرعت باد، تبخیر و تعرق، تابش خورشیدی در ایستگاههای کرمانشاه، روانسر، اسلام آبادو ماهیدشت در دوره آماری 1999-1990 مورد بررسی قرار گرفت. برای مدل gatars داده های رسوب، داده های دمای متوسط روزانه و دبی در دو ایستگاه ماهیدشت و خرس آباد در دوره آماری 1377-1387 از سازمان هواشناسی استان کرمانشاه اخذ گردید. برای مدل hec-hms آمار و اطلاعات مربوط به بارش متوسط تاریخ 29/8/1373لغایت 12/9/1373از اداره هواشناسی استان کرمانشاه اخذ گردید و سپس کار برآورد توسط هر سه مدل به انجام رسید. نتایج مطالعات نشان داد که مدل gatars برآورد خوبی از رسوب را در حوضه مرگ نشان می دهد. اما برای برآورد رواناب توسط این مدل، باید سری زمانی رسوب به صورت ساعتی و همچنین دبی معادل با این سری زمانی وجود داشته باشد. در مدل swat ، ضریبd تفاوت بین مقادیر مشاهده ای و شبیه سازی شده را در یک دوره زمانی خاص نشان می دهد. درصد تفاوت که بر این اساس در یک دوره زمانی 120 ماه محاسبه شد، نشان داد که پیش بینی مدل بالاتر از میزان واقعی است. مقدار ضریب ns مدل نیز موید همین امر بود. در مرحله کالیبره نیز مقدار ضریب d در یک دوره زمانی36 ماهه، نشان دهنده پیش بینی بیشتر مدل بود. در مدل hec-hms با مقایسه هیدروگراف های مشاهده شده وشبیه سازی شده، تفاوت بین این دو هیدروگراف چه از نظر ابعاد و چه از نظر مقدار دبی اوج، قابل مشاهده است. در مرحله کالیبره هیدروگراف های شبیه سازی شده و هیدروگراف های مشاهداتی در ایستگاه های آب سنجی حوضه، تفاوت قابل ملاحظه ای در دبی اوج و حجم سیلاب مشاهده گردید. بنابراین این سه مدل کارایی مناسبی برای شبیه سازی بارش-رواناب در حوضه مرگ ندارند.

امروزه gis بطور گسترده در علوم مختلف کاربرد پیدا کرده است. خصوصا در رشته هایی که از داده های مکانی و زمانی در سطوح بالا استفاده می نمایند. از جمله این علوم می توان به مطالعات منابع آب اشاره نمود که مستقیما به داده های مکانی و زمانی و لایه های مختلف اطلاعاتی وابسته است. در بخش هیدرولوژی و اختصاصا بررسی سیلاب یک حوضه نقش عوامل مختلف هیدرولوژیکی حوضه مانند مشخصات فیزیکی حوضه و آبراهه، نوع خاک، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و غیره بسیار حائز اهمیت است. نکته دیگر اینکه بررسی تاثیر همزمان این عوامل بر مقدار و زمان دبی پیک در خروجی حوضه با استفاده از برنامه های الحاقی مختلفی که در محیط gis ارائه شده موجب افزایش دقت و صرفه جوئی در زمان می گردد. برنامه الحاقی hec-geohms این توانائی را دارد که مشخصات فیزیکی حوضه و آبراهه را تعیین و یک مدل خروجی جهت استفاده در برنامه hec-hms ایجاد نماید. در این تحقیق ابتدا با استفاده از نقشه رقومی منطقه، یک لایه رقومی از مشخصات فیزیکی و هیدرولوژیکی حوضه هلشی که از زیرحوضه های محدوده ماهیدشت (مِرِگ) می باشد، توسط برنامه الحاقی hec-geohms استخراج شده است. به منظور شناخت نواحی موثر در تولید رواناب، حوضه به چند زیرحوضه تقسیم شده و با نصب اشل در محل خروجی آنها اقدام به ثبت رواناب ایجاد شده از بارش های منطقه گردید. نتیجه اینکه در بارش های اتفاق افتاده از ابتدای سال 89 تا اردیبهشت 90 فقط در دو زیرحوضه رواناب تشکیل شده است. در این تحقیق 7 واقعه بارش و رواناب در حد فاصل فروردین 1386 تا اردیبهشت سال 1390 مورد بررسی قرار گرفت. از این تعداد بطور تصادفی 4 واقعه انتخاب و در برنامه hec-hms مورد شبیه سازی قرار گرفت. در مدل حوضه، تلفات بارش از روش شماره منحنی scs و تبدیل بارش به رواناب از روش هیدروگراف واحد scs و جریان پایه با روش مقدار ثابت ماهانه و در بخش مدل هواشناسی، بارش با استفاده از روش هیتوگراف مشخص شده توسط کاربر، انتخاب و شبیه سازی بارش- رواناب حوضه انجام شده است. پس از کالیبراسیون مدل با استفاده از تابع هدف درصد خطا در دبی اوج، مقدار بهینه برازش تعیین و مقادیر بهینه شماره منحنی، تلفات اولیه بارش و زمان تاًخیر برآورد گردید. به منظور اعتبارسنجی مدل از دو واقعه بارش دیگر استفاده گردید که صحت مقادیر بهینه محاسبه شده در شبیه سازی این دو واقعه مورد تائید قرار گرفت. از نتایج حاصل از این تحقیق می توان به اهمیت مساحت موثر حوضه در تولید رواناب، لحاظ نمودن شرایط رطوبتی خاک در مقادیر cn، حساسیت بالای حوضه به تغییرات مقدار تلفات اولیه بارش از بین مقادیر بهینه شده در کالیبراسیون، دقت بالای دبی اوج شبیه سازی شده نسبت به حجم رواناب تولیدی اشاره نمود.

منابع آب زیرزمینی دومین منبع مهم آب شیرین موجود در جهان است. توسعه جمعیت، کشاورزی و صنعت سبب افزایش برداشت از این منابع شده و افت سطح آب زیرزمینی را به همراه داشته است. مطالعه حاضر با هدف مدلسازی و بررسی روند تغییرات آبخوان دشت ماهیدشت - سرفیروزآباد در استان کرمانشاه با استفاده از مدل modflow انجام گرفته است. مدلmodflow از جمله مدل هایی است که قابلیت بسیار بالایی در مطالعه آب های زیرزمینی دارد. این مدل به صورت نرم افزار modflow در بسته نرم افزاری gms قرار دارد. در این مطالعه بعد از شناسایی منطقه و ساخت مدل مفهومی در محیط نرم افزار arc gis 9.3 و وارد کردن مدل طراحی شده به نرم افزار gms 6.5 مدل ریاضی modflow به روش اتوماتیک تهیه گردید. ساختار مدل مفهومی آبخوان ماهیدشت شامل محدوده مدلسازی، توزیع اولیه پارامترهای هیدروژئولوژیکی مانند هدایت هیدرولیکی، تخلیه چاه های بهره برداری، قنوات و چشمه ها، میزان آب برگشتی ناشی از آبیاری، چاه های مشاهده ای، تغذیه ناشی از بارش منطقه، شرایط مرزی و میزان هدایت رودخانه می باشد. با طراحی مدل مفهومی و تبدیل آن به مدل modflow، مدل ایجاد شده در شرایط جریان ماندگار اجرا گردید. با اجرای مدل در شرایط جریان ماندگار هدایت هیدرولیکی آبخوان منطقه برآورد گردید و سپس با توجه به اینکه پارامتر بعدی مورد نیاز برای مدلسازی، تعیین آبدهی ویژه این آبخوان می باشد، با اجرای مدل در شرایط غیرماندگار، پارامتر آبدهی ویژه نیز تعیین گردید. میزان خطای محاسبه شده در حالت ماندگار با شاخص خطای جذر میانگین مربعات خطا (rmse) برابر با 56/3 و در شرایط غیرماندگار برابر با 2/4 می باشد، علاوه بر این میزان همبستگی بین مقادیر محاسبه شده و مشاهده شده نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده قابلیت بالای نرم افزار gms 6.5 در مدل کردن جریان آب زیرزمینی آبخوان دشت ماهیدشت - سرفیروزآباد براساس سناریوهای احتمالی با استفاده از مدل modflow بوده است که ضمن مدلسازی دشت و تعیین پارامترهای اساسی آبخوان به تحلیل حساسیت هر یک از پارامترهای آبخوان پرداخته است. نتایج حاصل از آنالیز حساسیت پذیری نشان دهنده حساسیت بالای پارامتر هدایت هیدرولیکی می باشد. علاوه بر این با انجام مرحله صحت سنجی مدل، صحت مدل برای مدلسازی آبخوان این دشت به اثبات رسیده که با اثبات صحت مدل ساخته شده شرایط جریان آب زیرزمینی برای سال های 1390، 1393 و 1396 نیز پیش بینی صورت گرفته است.

سیلاب به عنوان دومین بلای طبیعی در جهان که سالانه خسارت انسانی و مالی زیادی به بار می آورد، یکی از مباحث مهم در علم هیدرولوژی می باشد. در بررسی سیلاب یک حوزه آبخیز نقش عوامل مختلف هیدرولوژیکی حوضه مانند مشخصات فیزیکی آن، نوع خاک، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و غیره بسیار حائز اهمیت است. روند تغییرات کاربری اراضی ( تغییر در واکنش فیزیکی حوضه )، تغییر اقلیم و ایجاد تغییر در ورودی ( بارش ) به حوزه های آبخیز، به دنبال خود تغییر در خروجی حوضه ( بده جریان ) را هم از نظر حداکثر و هم از نظر حجم را به همراه خواهند داشت. برر سی این تغییرات در مسایل هیدرولوژیکی به ویژه طراحی ها، برنامه ریزی های منابع آب و پیش بینی شرایط برای آینده از یک طرف و تعمیم آن به نقاط فاقد آمار از طرف دیگر بسیار مهم می باشد. یکی از روش های دست یابی به نحوه و دامنه این تغییرات مدل سازی ( modeling ) می باشد. مدل سازی معمولا به وسیله نرم افزارهای توسعه یافته برای این منظور انجام می پذیرد. از جمله این مدل های نرم افزاری که کاربرد وسیعی در سطح جهان دارد، مدل hec-hms است؛ این مدل نسخه تعمیم یافته برنامه hec-1 بوده که برای استفاده در محیط ویندوز طراحی گردیده است. با پیشرفت های فنی و نرم افزاری و به کارگیری روش های جدیدتر مانند نرم افزار های سیستم اطلاعات جغرافیایی ( gis ) در علوم طبیعی و آب، این امکان ایجاد گردید تا مدل های شبیه ساز با مدل های اطلاعات جغرافیایی ادغام شده و مدل هایی موسوم به geo database را به وجود بیاورند. در این مدل ها استفاده از داده های زمانی و مکانی با توجه به مرجع زمینی آنها، افزایش دقت محاسبات و شبیه سازی را به دنبال خواهد داشت. شرکت esri در نرم افزار arcgis الحاقیه ای را اضافه نموده است که کاربر را قادر می سازد مدل hec-hms را در محیط arcgis اجرا نماید به همین دلیل این الحاقیه hec-geohms نام گرفته است. برنامه الحاقی hec-geohms این توانائی را دارد که مشخصات فیزیکی حوضه و آبراهه را تعیین و یک مدل خروجی جهت استفاده در برنامه hec-hms ایجاد نماید. هدف اصلی این تحقیق، استفاده از این نرم افزار برای بررسی روابط بارش- رواناب در حوضه روانسر به منظور بررسی تأثیرات تغییرکاربری اراضی بر رواناب تولیدی و دبی اوج سیلاب بود. بدین منظور، ابتدا یک دوره آماری 30 ساله از سال 1360 تا 1389 در نظر گرفته شد. از آنجا که بررسی های آماری بارندگی شروع خشک سالی های دو دهه اخیر را از اواسط دهه 70 شمسی نشان می داد، دوره آماری ذکر شده به دو زیر دوره داده های قبل از شروع خشک سالی ها و داده های بعد از شروع خشک سالی ها تقسیم شد. شبیه سازی های صورت گرفته برای هر یک از زیر دوره ها به تفکیک انجام شد. بدین ترتیب شبیه سازی در زیر دوره اول از سال 1360 تا 1376 با سه واقعه سیلاب و در زیر دوره دوم از سال 1377 تا 1389با دو واقعه سیلابی در محیط hec-hms صورت گرفت. بعد از واسنجی، با انتخاب یک واقعه سیلابی، برای هر دوره اعتبار یابی انجام شد. نتایج حاصل از اعتباریابی نشان داد که میزان برآورد دبی اوج و حجم در واقعه سال 1376، به ترتیب با 0/56 و 1/38 درصد خطا برآورد شده اند و این در حالیست که نتایج اعتبار یابی برای واقعه سال 1384، این فاکتورها را به ترتیتب با 0/63 و 0/9 درصدخطا محاسبه نموده اند. در ادامه با توجه به نقشه های کاربری اراضی، پوشش گیاهی و گروه های هیدرولوژیکی خاک متعلق به سال های 1364 و 1382 دو نقشه شماره منحنی تهیه شد که هرکدام از آن ها در یک زیر دوره آماری در فرآیند شبیه سازی بارش - رواناب مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاصل از تغییرات کاربری و پوشش گیاهی حاکی از آن است که میزان cn طی 18 سال ( فاصله زمانی بین دو نقشه cnتهیه شده ) روندی افزایشی داشته است؛ علیرغم افزایش مقدار شماره منحنی وزنی حوضه طی 18 سال، نتایج شبیه سازی کاهش پیک و حجم رواناب را نشان داد.. به منظور بررسی بیشتر این ناهم خوانی، با استفاده از دو واقعه اعتباریابی شده در دو دوره مختلف، مقایسه هایی بین شدت اثر تغییرات کاربری و تغییر اقلیم بر بده حداکثر رواناب تولیدی و حجم سیلاب صورت گرفت. نتایج نشان داد که اثر خشک سالی( فاکتور اقلیمی) روی رواناب تولیدی، خیلی بیشتر از اثر تغییر کاربری بوده است؛ به عنوان مثال در واقعه اعتباریابی شده زیر دوره اول (76 – 60 ) با بارش حدود 40 میلیمتر میزان دبی اوجی حدود 3 برابر دبی اوج در واقعه اعتباریابی شده زیر دوره دوم ( 89-77 ) با بارش حدود 80 میلیمتر ( افزایش حدود 100 درصد بارندگی نسبت به واقعه دوره اول) تولید نموده است؛ و این درحالی است که میزان شماره منحنی طی این دوره از82/6 به 87/2 افزایش یافته بود. به عنوان نتیجه می توان اظهار نمود که تأثیر تغییر کاربری اراضی در شرایطی که با تغییرات وسیع اقلیمی مواجه هستیم نمی تواند علت اصلی و اثر گذار بر تغییرات رواناب باشد؛پیشنهاد می گردد که با توجه به تغییرات اقلیمی و کاربری اراضی جداول محاسبه cn مورد بازنگری قرار گیرند. که این مهم نیازمند پژوهش های میدانی بیشتر در این راستا می باشد.

چکیده ندارد.