پدیده نشت در سد های خاکی فقط از جنبه محاسبه دبی نشت مطرح نمی باشد، بلکه در پایداری ساختمان سد نقش بنیادی دارد. دقت در آنالیز پایداری با محاسبات نشت ارتباط مستقیم دارد. به طور طبیعی در مسائل نشت پایدار و ناپایدار در سد های خاکی می توان سه ناحیه کاملاً اشباع، نیمه اشباع و ناحیه خشک را از هم تفکیک کرد. در این تحقیق تأثیر نفوذ پذیری ناحیه غیر اشباع در موقعیت خط نشت و دبی نشت به صورت عددی و آزمایشگاهی تحت شرایط پایدار و ناپایدار مورد بررسی قرار گرفته و سعی شده که تا حد ممکن اثرات و نقش عوامل مختلف موثر در میزان نفوذ پذیری در حل مسأله نشت از سد های خاکی مورد بررسی قرار گیرد. برای نیل به این هدف، یک مدل فیزیکی بصورت سد خاکی تیپ ساخته شد و تحت گرادیان های مختلف حرکت آب در بدنه آن تحت بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تأثیر پارامتر های دخیل در نفوذ پذیری، نفوذ پذیری مصالح بدنه سد و خصوصیات مختلف فیزیکی و مکانیکی موثر در آزمایشگاه به دقت تعیین شده و به کمک مدل های عددی موجود مقدار تأثیر هر پارامتر و نقش آن در روند پدیده نشت از بدنه سد مورد تحلیل قرار گرفت. از آنجا که توابع هدایت هیدرولیکی و منحنی مشخصه آب خاک، پارامتر های کلیدی در تحلیل عددی جریان آب در خاک های غیر اشباع می باشند. لذا هدف از تحقیق حاضر، معرفی بهترین مدل تخمین پارامتر های هیدرولیکی خاک در آنالیز تراوش به منظور تخمین دبی نشت و تعیین موقعیت خط تراوش بوده است. با مقایسه مدلسازی موقعیت سطح نشت با استفاده از 6 مدل موجود در نرم افزار retc و نتایج آزمایشگاهی، مدل vg, m=1-2/n & burdine conductivity به عنوان بهترین مدل تخمین پارامتر های هیدرولیکی خاک در آنالیز تراوش پایدار و گذرا انتخاب شد. همچنین مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی حاکی از آن است که قابلیت اعتماد و دقت مدل عددی seep/w برای آنالیز مسائل جریان تراوش در هر دو حالت اشباع و غیر اشباع مناسب بوده و می تواند سطح تراوش را در گذر زمان به دقت شبیه سازی کند. در نهایت مقایسه بین نتایج حاصل از مدلسازی و داده های ثبت شده در آزمایشگاه حاکی از آن است که در مواقعی که نفوذ پذیری ناحیه غیر اشباع تحت تأثیر فشار آب حفره ای در نظر گرفته شود، موقعیت سطح نشت با دقت بالایی مدل شده و مطابقت خوبی بین روش عددی و نتایج آزمایشگاهی وجود دارد.

شکست سد همواره به عنوان یک حادثه با مخاطرات فوق العاده تلقی شده و مطالعه آن در تحقیقات دانشگاهی، برنامه ریزی دولت و سرمایه گذاری در پایاب سدها اهمیت بسزایی دارد. در این پایان نامه شکست سد و انتشار موج ناشی از آن با استفاده از روش عددی حجم محدود به صورت دو بعدی قائم و سه بعدی شبیه سازی شده و نتایج حاصل از مدلسازی عددی با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفته است. مدلسازی شکست سد در دو حالت بستر خشک و بستر مرطوب انجام شده و برای اندازه های مختلف شبکه بندی، مدل های مختلف آشفتگی k-? standard، k-? rng، k-? realizable، rsm و?k- طرح های پیشرو مرتبه اول، پیشرو مرتبه دوم، quick و power law آزمون حساسیت صورت گرفته و در نهایت اندازه شبکه بندی متوسط، مدل آشفتگی k-? standard و طرح پیشروی مرتبه اول برای مدل به کار گرفته شده است. پس از انجام آزمون حساسیت و صحت سنجی مدل، مدلسازی برای شیب های بستر 0 و %1 و %2 و زبری های مختلف بستر با ضرایب 009/0، 015/0، 0185/0، 0198/0 انجام شده و نتایج مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مدل عددی مورد استفاده توانایی شبیه سازی شکست سد را در دو حالت بستر خشک و بستر مرطوب داشته و نتایج قابل قبولی را ارائه می نماید.

رودخانه ها علاوه بر تامین آب مورد نیاز بخش های مختلف، به عنوان یک مجرای طبیعی در انتقال پساب و فاضلاب عمل می کنند. با در نظر گرفتن اینکه اندازه گیری عوامل کیفی آب در رودخانه ها بسیار پر هزینه می باشد، می توان برای کاهش این هزینه ها از مدل سازی آن پارامترها بهره جست. با توجه به اهمیت رودخانه مهابادچای به عنوان منبع اصلی تامین کننده آب شرب بخشی از شهر مهاباد، آب کشاورزی مورد نیاز اراضی تحت پوشش و آب سد مخزنی مهابادچای، همچنین به عنوان یکی از ورودیهای مهم دریاچه ارومیه، مدلسازی کیفی این رودخانه از نظر برخی پارامترهای کیفی دارای اهمیت می باشد. در این تحقیق از مدل کیفی qual2k جهت شبیه سازی پارامترهای کیفی do، ph،bod، nh4، no3، p و alkدر طی یک سال و برای 4 ایستگاه پایش کیفی آب و نرم افزار wqi calculator جهت بررسی وضعیت کیفی آب در دو ایستگاه و برای دو فصل استفاده گردید. نتایج حاصل از نرم افزار بطور کلی نشانگر وضعیت کیفی نسبتا بد آب و نتایج حاصل از مدل برای پارامترهای ph، do و bod و ... رضایت بخش و تطابق خوبی بین داده های مشاهداتی و شبیه سازی شده مشاهده گردید و خصوصا برای پارامتر p به دلیل عدم دسترسی به داده های مورد نیاز بین داده های مشاهداتی و شبیه سازی شده تفاوت وجود دارد. لازم به ذکر است با فرض قرار دادن سرریز پیش از منابع آلاینده بهبود شرایط کیفی رودخانه در پارامتر do خود را نشان می دهد. مدل بطور کلی و تا حدود زیادی گویای شرایط واقعی رودخانه می باشد، که این امر نشان دهنده توانا بودن مدل qual2k در شبیه سازی پارامترهای کیفی است.

توجه به پدیده تغییر اقلیم و تأثیر آن بر منابع آب از اهمیت بالایی برخوردار می باشد که در کشورمان کمتر به آن پرداخته شده است و خشکسالی پدیده ای است که در هر منطقه و کشوری، چه دارای آب و هوای خشک باشد چه مرطوب، اتفاق می افتد و با خشکی و کم آبی فرق دارد، هرچند خشکسالی، شرایط خشکی (آب و هوا) و مسئله کم آبی را، حادتر می سازد. بنابراین پیش بینی شرایط اقلیمی در آینده و تأثیر آن بر خشکسالی و منابع آب، نقش بسزایی در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب خواهد داشت. با توجه به اینکه داده های تاریخی ثبت شده محدود بوده و به عنوان یک نمونه آماری کوچک از جامعه آماری بزرگ رخ داده در طول زمان مطرح می باشد، با تکیه بر آن ها نمی توان به نتایج مطمئن دست یافت. بنابراین استفاده از تکنیک تولید داده مصنوعی به منظور پیش بینی تغییر اقلیم و تحلیل و ارزیابی تأثیر آن بر خشکسالی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق تلاش شده است تأثیر پدیده تغییر اقلیم بر بارندگی حوضه آبریز دریاچه ارومیه و خشکسالی هواشناسی این منطقه ، با بکار گیری تکنیک تولید داده مصنوعی بررسی و ارزیابی گردد. به این منظور بعد از آنالیز اولیه داده های بارندگی، اقدام به تولید داده های سالیانه با استفاده از مدل ar(1) و توزیع آن به داده های ماهیانه بااستفاده از مدل والنسیا-شاکی گردید. به منظور ارزیابی تغییر اقلیم از خروجی مدل اتمسفر-اقیانوس گردش عمومی جو شامل مدل hadcm3 تحت سناریوی a2 استفاده شده است. یکی از مشکلات عمده در استفاده از خروجی مدل فوق، بزرگ بودن مقیاس مکانی سلول محاسباتی آن ها نسبت به منطقه مورد مطالعه می باشد. در این تحقیق از مدل ریاضی lars-wg برای کوچک مقیاس کردن بارندگی های روزانه، استفاده گردید. جهت کمی نمودن ویژگی های خشکسالی نیز از شاخص خشکسالی spi در مقیاس سالانه و متحرک 3، 6، 9، 12، 18، 24، 36 و 48 ماهه استفاده شد. نتایج نشان داد مدل های تولید داده های سالیانه و ماهیانه، خصوصیات آماری داده های ثبت شده را در حد قابل قبولی حفظ می کنند. در ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر میانگین بارندگی در ایستگاه های منطقه در دو دوره آینده با افزایش بارندگی در ماه های آذر و دی و کاهش بارندگی در فصل بهار روبرو خواهیم بود. با توجه به طبیعی بودن پدیده خشکسالی احتمالات دوره های خشکسالی و ترسالی از توزیع نرمال تبعیت می کنند ولی احتمالات بدست آمده با استفاده از داده های مصنوعی، بیشتر به توزیع نرمال نزدیک است. احتمال وقوع خشکسالی در ماه های گرم سال ازجمله تیر، مرداد و شهریور نسبت به سایر ماه های سال مقدار کمتری است همچنین ماه های گرم سال کمترین تأثیر را در خشکسالی سال موردنظر داشته اند و خشکسالی سالانه بیشتر تحت تأثیر ماه های فصل بهار و زمستان بوده است. تغییر اقلیم باعث تفاوت زیادی در الگوی بارش منطقه می باشد. همچنین براساس متوسط مقادیر شاخص spi تغییر اقلیم باعث کاهش بزرگی خشکسالی بوده که این کاهش در کلاس خشکسالی شدید بارزتر می باشد

خشکسالی ها پدیده های حدی هیدرولوژیک هستند که توسط فقدان طولانی مدت بارندگی بر روی یک منطقه وسیع مشخص می شوند و در هر وضعیت اقلیمی ممکن است رخ دهند. این پدیده اثرات قابل توجهی بر روی اقتصاد، محیط زیست و منابع آب دارد. بنابراین پیش بینی خشکسالی می تواند نقش مهمی در برنامه ریزی و مدیریت سیستم های منابع آب، بویژه در یک دوره خشک آب و هوایی داشته باشد.، از طرفی توجه به پدیده تغییر اقلیم و تاثیر آن بر منابع آب از اهمیت بالایی برخوردار می باشد که در کشورمان کمتر به آن پرداخته شده است. در این تحقیق به ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر روی شاخص های خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از تکنیک تولید داده مصنوعی و شبیه سازی مونت کارلو ، توسط مدل اقلیمی hadcm3 تحت سناریوی a2، و شاخص spi در دو مقیاس زمانی ثابت 12ماهه و متحرک 3، 6، 9، 12، 18، 24، 36، 48، ماهه برای دو دوره زمانی (2046-2011 میلادی) و (2089-2047 میلادی) پرداخته شد. بدین منظور بعد از آنالیز اولیه داده های دبی، اقدام به تولید داده های سالیانه توسط مدل ar(1) وتوزیع داده های ماهیانه با ستفاده از مدل والنسیا- شاکی گردید. سپس تأثیر طول دوره آماری در تحلیل خشکسالی ، ارزیابی عملکرد دوره های مختلف شاخص spi برای داده های تاریخی، تولیدی، شبیه سازی اول، شبیه سازی دوم و توزیع تئوری خشکسالی و بررسی پارامترهای خشکسالی برای سیستم های منفرد برای یک دوره 42ساله مورد بحث قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل های تولید داده های سالیانه و ماهیانه خصوصیات آماری داده های تاریخی را حفظ می کنند. در ارزایابی اثرات تغییر اقلیم برای پارامترهای مختلف ملاحظه گردید که در دوره های آتی تغییراتی خواهیم داشت، بطوریکه بیشترین تغییرات در ایستگاههای شرق دریاچه ارومیه مشاهده گردید.همچنین با توجه به طبیعی بودن فرایند خشکسالی ، مقادیر احتمالات دوره های تر سالی و خشکسالی بر اساس شاخص spi دارای توزیع تقریباً نرمالی بوده و تأثیر ماههای گرم و فصول گرم بر روی خشک شدن آب رودخانه های حوضه دریاچه ارومیه بیشتر از ماههای سرد و فصول سرد مشاهده گردید. پیش بینی می شود که با افزایش دوره های خشکسالی ، احتمال تجمعی عدم خشکسالی افزایش یافته، بطوریکه احتمال رویداد خشکسالی در منطقه برای داده های تولیدی و شبیه سازی شده با دوره پنج ساله وبیشتر در منطقه حدوداً نزدیک صفر پیش بینی می گردد.که این موضوع با تحلیل های هیدرولوژیکی مطابقت دارد. درنهایت نتایج حاصل از تحقیق بر اساس پارامترهای مختلف خشکسالی میزان تغییرات اقلیمی را در دو دوره آتی در حوضه دریاچه ارومیه را بترتیب،16 و 17 درصد را نشان داد.

امروزه لزوم حفظ و نگهداری از منابع آبی و بهره برداری هر چه بیشتر و علمی تر از آنها در فصول بارندگی بویژه در سالهای پرآبی که آبهای سطحی و سیلاب افزایش می یابند امری مسلم وضروری است. بنابراین جهت جلوگیری از هدر رفتن و بلااستفاده ماندن آنها، تخریب سازه های هیدرولیکی و تلفات جانی ناشی از وقوع سیلاب های پیش بینی نشده، طرح های علمی و پیشرفته ای وجود دارد که با توجه به امکانات موجود منطقه ای، می توان نسبت به تخمین سیلاب های هر منطقه اقدام نمود. یکی از طرح های کاربردی که در این زمینه مطرح می باشد تحلیل منطقه ای سیلاب است. روش تحلیل منطقه ای سیلاب یکی از روش-های متداول برای مدلبندی منطقه ای سیلاب بوده که بجای استفاده از آمار یک ایستگاه ، آمار و ویژگی های مجموعه ای از ایستگاه-ها مورد استفاده قرار می گیرد. در تحقیق حاضر دو روش از روش های مختلف مدل بندی منطقه ای سیلاب شامل روش رگرسیونی از نوع چند متغیره غیر خطی و شبکه های عصبی مصنوعی از نوع mlp و rbf در منطقه جنوب و غرب حوضه آبریز دریاچه ارومیه ، با بهره گیری از آمار دبی سیلاب لحظه ای سالانه 28 ایستگاه آبسنجی و ویژه گی های فیزیوگرافی و اقلیمی آنها بکار گرفته شد. نتایج حاصل از مدلبندی با همه روش ها نشان داد که در نظر گرفتن حالت همگن بندی منطقه برای مدل بندی سیلاب نسبت به حالت تفکیک منطقه به دو حوضه غرب و جنوب بهتر می باشد. مدلبندی با استفاده از مدل رگرسیون غیر خطی q_tr=??tr?^? ، که به عنوان بهترین مدل در نواحی همگن انتخاب شده بود انجام گرفت، پس از مدلبندی و تعیین موثرترین متغیرهای فیزیوگرافی و اقلیمی، شبکه های عصبی مصنوعی با این متغیرها به عنوان ورودی، مورد آموزش قرار گرفت. با ارزیابی دبی های سیلابی مشاهده ای و محاسباتی حاصل از همه روش ها با بهره گیری از آماره ضریب همبستگی(r)، مجذور میانگین مربع خطا(rmse) و میانگین خطای مطلق(mae) ، مشخص گردید که مدل رگرسیون چند متغیره غیر خطی مناسب نبوده و دارای خطای زیادی می باشد و شبکه عصبی نوع mlp با تفاوت جزئی نسبت به شبکه عصبی rbf دارای نتیجه بهتری می باشد و شبکه عصبی rbf درصورت وجود تعداد متغیرهای زیاد نتایج بهتری از mlp دارد. ولی در کل شبکه عصبی mlp عملکرد بهتری نسبت به روش رگرسیونی و شبکه عصبی rbf نشان داد.

چکیده امروزه در دنیا آب و منابع آب، یکی از پایه های اصلی توسعه پایدار بشمار می روند. زندگی بشر در کره زمین در گرو تامین آب مناسب از نظر کمی و کیفی قرار دارد. بدین منظور تحلیل پارامترهای جریان و کیفیت آب رودخانه های تامین کننده نیازهای شرب و آبیاری و پیش بینی و شبیه سازی این پارامترها حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق، کیفیت آب رودخانه های حوضه آبریز زرینه رود که یکی از پرآب ترین و بزرگترین رودخانه های کشور می باشد، بر اساس استاندارهای مختلف ایران و جهان و دیاگرام های شولر و ویل-کاکس از لحاظ مصارف مختلف شرب و کشاورزی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. که در اکثریت نقاط مورد مطالعه در حوضه آبریز مذکور کیفیت آب رودخانه ها از لحاظ شرب و کشاورزی مناسب و قابل استفاده می-باشد. جهت پیش بینی و مدلسازی پارامترهای کیفیت و جریان آب در رودخانه ها از روش های مختلف هوش مصنوعی، روش شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم های آموزشی مختلف پس انتشار خطای لونبرگ-مارگارت، گرادیان توام مقیاس شده، گرادیان توام فلتچر، الگوریتم متقاطع تک مرحله ای، و گرادیان کاهشی با نرخ آموزش تطبیقی و روش سامانه استنتاجی عصبی-فازی تطبیقی مبتنی بر مدل های افراز شبکه و دسته بندی تفریقی و همچنین برنامه ریزی بیان ژن استفاده شد. بدین منظور از داده های کیفیت آب با طول دوره آماری 18 ساله و داده های جریان ماهانه با طول دوره آماری 21 ساله استفاده گردید. ابتدا به دلیل تاثیر میزان جریان رودخانه بر روی پارامترهای کیفیت آب رودخانه، دوره مطالعاتی مذکور به دوره های کم آبی و پرآبی نیز تفکیک شده و در یک آنالیز اولیه آماری، پارامترهای موثر اصلی در تخمینtds و جریان در رودخانه ها تعیین و برای مدل بندی استفاده گردید. برای مدل بندی 75 درصد داده ها برای آموزش و 25 درصد برای ارزیابی مدل های شبیه سازی پارامترهای کیفیت آب و جریان رودخانه استفاده شده است. ارزیابی عملکرد مدل های به کار رفته بر اساس آزمون های آماری مختلف، ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا انجام گرفت. نتایج حاصل از هر دو مبحث مدلسازی کیفی و کمی، حاکی از عملکرد قابل قبول روش های هوش مصنوعی در دوره های مطالعاتی و شرایط مختلف می باشد. مقایسه عملکرد روش-های به کار گرفته شده، نشان داد که به ترتیب اولویت عملکرد روش های برنامه ریزی بیان ژن، عصبی-فازی تطبیقی مبتنی بر مدل دسته بندی تفریقی، عصبی-فازی تطبیقی مبتنی بر مدل افراز شبکه و شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم آموزشی لونبرگ مارگارت، جهت پیش بینی میزان جامدات محلول و جریان در رودخانه ها مناسب می باشد. از طرفی ارائه رابطه ریاضی حاکم بر مسئله توسط برنامه ریزی بیان ژن از جمله محسناتی است که این روش را از سایر روش های هوش مصنوعی متمایز می کند.

تخمین دقیق حجم رسوبات حمل شده به وسیله رودخانه ها و متعاقباً حجم رسوب ورودی به سدها در بسیاری از پروژه های کلان مدیریت منابع آب دارای اهمیت فراوان است. به منظور تخمین بار رسوبی ورودی روش های مختلفی از جمله روابط رگرسیونی در قالب معادلات منحنی سنجه به کار برده می شوند که نحوه استفاده و دقت آنها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. همچنین به دلیل هزینه بالای اندازه گیری مداوم رسوب حمل شده و پایش آن برآورد میزان رسوبات معلق در رودخانه ها معمولاً از طریق منحنی سنجه رسوب انجام می گیرد. عملیات هیدروگرافی سد بارون برای بررسی و تعیین دقیق حجم رسوبات انباشته شده و نحوه ی رسوب گذاری در مخزن تا کنون دو بار انجام گرفته است. لذا دسترسی به داده های هیدروگرافی اخیر سد مذکور زمینه بسیار مناسبی را برای بررسی عملکرد روشهای نظری تخمین و برآورد رسوب فراهم آورده است. تحلیل رسوب در مخازن سدها بر اساس چنین روش هایی همواره توأم با خطای نسبی بوده که این برآورد خطای نسبی به عنوان عدم قطعیت در علوم مهندسی شناخته می شود. منابع خطا یا عدم قطعیت در چنین تحلیلی می تواند ناشی از عدم امکان پیش بینی قطعی جریان ورودی، میزان رسوب، نوع رسوب، راندمان تله اندازی و ... باشد. وجود عدم قطعیت در برآورد پارامترها یا معیارهای طراحی سازه های آبی، از دلایل اصلی عدم موفقیت مورد انتظار چنین سیستم هایی بوده و به کمیت درآوردن منابع عدم قطعیت می تواند یک گام اولیه و اصلی در تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان در عملکرد یک سازه آبی باشد. از این رو تحقیق حاضر تلاشی درصدد ارزیابی روشهای مختلف منحنی سنجه از جمله usbr، متوسط دسته ها،fao-usbr ، متوسط دسته ها-fao، usbr فرگوسن، متوسط دسته ها فرگوسن و usbr با تفکیک ماههای خشک و تر بوده است، که برای نزدیک به 20 سال آماری بعد از بهره-برداری از سد در دو ایستگاه مزرعه و امامقلی واقع در بالادست سد بارون انجام شده است. همچنین در این تحقیق از روش شبیه سازی مونت کارلو و روش lhs جهت تعیین میزان عدم قطعیت رسوبات متراکم شده مخزن در طول زمان، در کل دوره آماری و دوره آماری خشک و تر استفاده شده است. در نهایت نتایج این تحقیق نشان دهنده عملکرد بهتر روشهای fao- متوسط دسته ها و فرگوسن-متوسط دسته ها و usbr با تفکیک دوره خشک و تر بوده است. همچنین نتایج نشان میدهد دبی سالیانه جریان و بار رسوب از مهم ترین فاکتورهای تعیین کننده عدم قطعیت حجم رسوبات سالانه مخزن می باشند.

با افزایش گرمایش جهانی و حادث شدن پدیده تغییر اقلیم، جهان با یک چالش جدید مواجه گردیده که تأثیرات مهمی بر منابع آب خواهد گذاشت. فرآیند طراحی سازه های آبی عموما? مبتنی بر داده های تاریخی می باشد، در حالی که این سازه ها برای آینده ساخته می شوند. پس طراحی و بهره-برداری از منابع آب بایستی مطابق با شرایط تغییر اقلیم باشد. در این مطالعه جهت ارائه منحنی فرمان سد ماکو، ابتدا مخزن با استفاده از روش spa اصلاح شده با درصد تقاضا های مختلف از متوسط جریان سالیانه رودخانه(maf) ، طراحی و حجم مفید مخزن تعیین گردید. سپس مدل الگوریتم ژنتیک(ga) جهت تعیین بهره برداری بهینه در محیط نرم افزار matlab13 تهیه و اجرا گردید. در ادامه جهت بررسی تغییر اقلیم با استفاده از مدل های نرم افزار lars-wg پیش بینی پارامتر های دمای حداقل، دمای حداکثر و بارش در دوره بیست ساله (2030-2011) انجام شد. نتایج مدل hadcm3 حاکی از افزایش دمای حداقل و حداکثر و کاهش میزان بارندگی در دوره آتی است. سپس با استفاده از خروجی سناریو های مدل hadcm3، مدل سازی بارش- رواناب با استفاده از شبکه عصبی، جهت پیش بینی رواناب در دوره آتی انجام شد. پس از طراحی مخزن با روش spa در دوره تغییر اقلیم، منحنی فرمان مخزن با مدل ga نیز ارائه گردید. در این مطالعه مدل ga در احتمال آمیزش برابر با 4/0، احتمال جهش برابر با 02/0 و اندازه جمعیت برابر با 250 بهترین عملکرد را داشته است. مقایسه نتایج روش spa و مدل ga در دوره های تاریخی و تغییر اقلیم، نشان می دهند که مقادیر رهاسازی دو روش با هم مشابه بوده اما مدل ga مقادیر بیشتری نسبت به روش spa برآورد می کند. همچنین مقادیر تابع هدف نشان می دهد که مدل ga در تقاضا های بزرگتر بهتر از تقاضا های پایین عمل کرده است. مقادیر ماکزیمم حجم ذخیره و مجموع مقادیر رهاسازی در حالت های مختلف دوره تاریخی بیشتر از دوره تغییر اقلیم می باشد. چرا که هر سه سناریوی مدل hadcm3 تقریبا? روند نزولی بارش را برای دوره 2030-2011 برآورد کردند و این امر با کاهش رواناب ورودی به مخزن، حجم ذخیره و میزان رهاسازی را تحت تأثیر قرار داده است.

شهرنشینی یکی از فرایند های رایج در اکثر نقاط جهان می باشد که در پی آن سطوح غیر قابل نفوذ جایگزین پوشش های گیاهی می شوند. این پدیده باعث افزایش بروز سیلاب های شهری می گردد. روش های جدید در مدیریت سیلاب شهری مبتنی بر کنترل منبع می باشند که به موجب آن سیستم های طراحی شهری متاثر از آب برای کاهش اثرات تغییرات کاربری اراضی و حفظ کیفیت آب پایین دست در سراسر حوضه های شهری گسترش پیدا می کنند. سیستم های متفاوت طراحی شهری متاثر از آب دارای کاربری ها و توابع هزینه ی بخصوصی می باشند. تحقیق حاضر با ارائه روشی قانونمند و نظام گرا به دنبال یافتن نقطه ی بهینه ی اقتصادی و کنترلی سیلاب شهری می باشد. بدین منظور یک مدل شبیه ساز-بهینه ساز کنترل سیلاب شهری توسعه داده شده است. برای توسعه ی مدل مذکور از مدل شبیه ساز music و روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک استفاده شده و دو مدل شبیه ساز و بهینه ساز در محیط برنامه نویسی متلب به یکدیگر متصل شده اند. مدل توسعه یافته، مدل شبیه ساز را قادر به شبیه سازی نقطه ی بهینه اقتصادی و کنترلی سیلاب شهری ساخته است. نتایج کاربری مدل شبیه ساز-بهینه ساز در بهینه سازی تمهیدات کنترلی سیلاب شهری در سه مطالعات موردی مختلف (ارومیه، و دو منطقه دیگر در کشور استرالیا) با مساحت های متفاوت نشان دادند که استفاده از تمهیدات کنترلی سیلاب باعث گیرش حداقل 45 درصدی از آلاینده ها گردیده است. همچنین مقدار کم ضریب تغییرات در هر سه مطالعه موردی و همچنین نتایج حاصل از اجراهای متعدد مدل بهینه ساز بازای سیاست تصادفی انتخاب والیدن نشان دهنده کارایی بالا و همگرایی بسیار مطلوبی مابین نتایح حاصل از مدل شبیه ساز-بیهنه ساز و جواب بهینه مطلق می باشد.

رودخانه ها یکی از اصلی ترین منابع آب شیرین جهت تأمین مصارف مختلف می باشند. در اغلب موارد رژیم جریان طبیعی رودخانه ها مطابق با رژیم تقاضای آب برای مصارف مختلف نبوده و لذا سیستم مخازن ذخیره برای کنترل و تنظیم رژیم جریان رودخانه ها طراحی و احداث می گردند. سیستم مخازن ذخیره در دو کلاس سیستم های منفرد و چندگانه به صورت تک منظوره (تأمین آب شرب) یا چند منظوره (تأمین آب شرب، آب کشاورزی و . . . ) طراحی و مورد بهره برداری قرار می گیرند. اغلب سیستم مخازن ذخیره برای سادگی و پرهیز از روش های محاسباتی پیچیده، به صورت سیستم های منفرد مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند، در حالی که چندین مخزن برای تأمین یک تقاضای مشترک مانند تأمین آب شرب شهر تهران لازم باشد، استفاده از روش های تحلیل مخازن ذخیره منفرد، بهینه شدن سیستم از جنبه های مختلف طراحی و بهره برداری از جمله کمینه کردن مجموع حجم ذخیره، کمینه کردن سرریز آب، بهینه کردن الگوی بهره برداری و ... دارای تردیدهای جدی بوده و ضرورت به کارگیری روش های تحلیل به صورت سیستم های چندگانه الویت بسیار بالایی را پیدا می کند. در این تحقیق سیستم مخازن ذخیره سه گانه کرج، لتیان و لار جهت تأمین آب شرب و کشاورزی شهر تهران با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو و روش بهینه سازی در دو حالت سیستم مخازن ذخیره منفرد و چندگانه جهت ارزیابی و مقایسه روش های مذکور مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور با استفاده از دو مدل استوکستیک توزیعی منفرد و چندگانه 1000 سری داده های جریان سالیانه و ماهیانه ورودی به مخازن ذخیره مذکور تولید و سپس سری جریان های ماهیانه تولید شده برای شبیه سازی سیستم مخازن ذخیره با استفاده از روش spa و برنامه ریزی خطی با اعمال شاخص های عملکرد مخزن (قابلیت اعتماد زمانی، برگشت پذیری و آسیب پذیری) در دو حالت سیستم منفرد و چندگانه مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج مطالعه نشان می دهد که عملکرد دو روش شبیه سازی spa و بهینه سازی در برآورد حجم ذخیره مورد نیاز سیستم مخازن منفرد کاملاً منطبق بر هم بوده و هر دو روش حجم ذخیره مورد نیاز را کمینه می کند. این درحالی است که روش spa دارای قابلیت بسیار بالاتری از جمله اعمال تلفات ناشی از تبخیر و شاخص های عملکرد مخزن در محاسبات می باشد. ضمناً مقایسه نتایج حاصل از تحلیل در دو حالت سیستم مخازن ذخیره منفرد و چندگانه بیانگر مزیت قابل توجه روش تحلیل به صورت چندگانه بوده، به طوری که حجم ذخیره مورد نیاز سیستم مخازن ذخیره تأمین آب شهر تهران برای تقاضاهای 30 و 70 درصد متوسط جریان سالیانه ورودی به سیستم به ترتیب 70 و 40 درصد کم تر از نتایج حاصل از تحلیل در حالت سیستم مخازن ذخیره منفرد می باشد. هم چنین نتایج بیانگر کاهش معنی دار میزان تلفات ناشی از تبخیر و دوره بحرانی در حالت تحلیل سیستم چندگانه نسبت به منفرد است.

مخازن ذخیره آبهای سطحی که برای کنترل و تنظیم جریان رودخانه ها طراحی شده و مورد بهره برداری قرار می¬گیرند، مهمترین اجزای سیستم های منابع آب شناخته می¬شوند . تغییرات اقلیمی نیز یکی از چالش های مهم فراروی بشریت است که سیستم های منابع آب از جمله مخازن ذخیره را تحت تأثیر قرار می¬دهد. تحلیل سیستم مخازن ذخیره یا با استفاده از داده های تاریخی انجام می گیرد یا با استفاده از داده های تولید شده به صورت مصنوعی انجام می¬پذیرد. هدف از انجام این پایان¬نامه، تعیین پاسخگویی سد مهاباد به نیازهای آبی پایین دست این سد با استفاده از داده های مصنوعی تولیدی با اعمال تغییرات اقلیمی پیش بینی شده توسط مدل های چرخه عمومی جو و بدون اعمال آن است. برای تولید داده های بارش ماهیانه مصنوعی از روش والنسیا- شاکی که یکی از مدل های موفق در تولید داده های ماهیانه بارش است، استفاده شده است. برای بررسی تغییرات اقلیمی در حوضه سد مهاباد، تغییرات متغیرهایی مانند بارش و دما از نتایج مدل¬های چرخه¬ی عمومی استخراج گردیده است. از نتایج این مدل-ها تحت 3 سناریوی a1b، a2 و b1 استفاده شده است. با توجه به کمبود اطلاعات برای مدل سازی هیدرولوژیکی این حوضه آبریز توسط مدل¬های هیدرولوژیکی، از روش شبکه های عصبی مصنوعی برای توسعه مدل بارش-رواناب در این حوضه استفاده شده است. در نهایت برای شبیه سازی مخزن از روش آنالیز رفتاری استفاده شده است. نتایج پایان نامه نشان می¬دهد دما در اثر تغییر اقلیم، در این حوضه آبریز، در بازه مطالعاتی 2030-2010 حدود یک درجه سانتیگراد افزایش خواهد داشت. بارش حوضه روند افزایشی خواهد داشت. رواناب ورودی به سد در شرایط تغییر اقلیم، دارای تغییرات کمی می باشد. به این صورت که رواناب فصل زمستان افزایش، فصل بهار و تابستان کاهش یافته و رواناب فصل پاییز تقریبا ثابت می¬ماند و در مجموع رواناب سالانه کاهش ¬می¬یابد. مطالعه سیستم مخزن مهاباد نشان می¬دهد عملکرد سیستم در شرایط اعمال تغییر اقلیم بر داده های تولیدی، در مقایسه با حالت عدم اعمال تغییر اقلیم کاهش خواهد یافت. این امر، لزوم برنامه ریزی صحیح برای مدیریت نیازها و تخصیصات منابع آب را در این حوضه تایید می¬کند.

در این مطالعه دو حالت ایستایی و تغییر اقلیم در سالهای آتی برای شرایط اقلیمی مورد نظر بوده و بدین منظور از مدل ریز مقیاس lars-wg برای تولید داده های هواشناسی در دوره زمانی 2011-2030 و 2046-2065 تحت سناریوهای مختلف تولید گازهای گلخانه ای استفاده شده است. جهت مدل بندی بهینه الگوی کشت برای صرفه جویی هر چه بیشتر آب مصرفی از برنامه ریزی خطی استفاده شده و سه مدل با توابع هدف زیر بدین منظور مورد استفاده قرار گرفته است: 1-بیشینه سازی عملکرد مالی 2-بیشینه سازی عملکرد تولید 3- بیشینه کردن عملکرد انرژی یا کالری. از سوی دیگر بهینه سازی با دو مدل با تابع هدف:1- حداقل سازی آب مجازی به ازای کالری و2- حداقل سازی آب مجازی به ازای قیمت محصولات صورت گرفت. استفاده از ترم کالری یا انرژی محصولات زراعی و باغی در بهینه کردن الگوی کشت برای اولین بار بعنوان نوآوری این تحقیق مطرح بوده و اخیرا استفاده از این ترم برای تامین غذای جمعیت رو به افزایش دنیا و با منابع آب محدود مورد توجه محققین و متخصصین نقاط مختلف دنیا قرار گرفته است. نتایج مطالعه نشان می دهد که در اثر تغییر اقلیم تحت سناریوی a2، دما در منطقه مطالعاتی دارای روند افزایشی بوده و در اثر آن نیاز آبی محصولات کشاورزی با حفظ دوره کشت فعلی حدود 25 الی 50 درصد افزایش خواهد یافت، بعنوان مثال در دشت ارومیه نیاز آبی محصولات یونجه، سیب و گردو به ترتیب 19، 22 و 32 درصد افزایش نشان می دهد. نتایج بهینه سازی الگوی کشت با استفاده از برنامه ریزی خطی و مدل lingo براساس مدل بندی های سه گانه 1-بیشینه کردن عملکرد مالی 2- بیشینه کردن عملکرد تولید با حداقل سازی آب مجازی 3- بیشینه کردن عملکرد انرژی نشان می دهد که میزان صرفه جویی به ترتیب حدود 929/2728 ،86/366 و 33/763 برآورد می کند و در بین مدل های سه گانه مذکور مدل بیشینه کردن عملکرد مالی، صرفه جویی آب مصرفی بیشتری در منطقه را برآورد می کند. همچنین بهینه سازی در دشت ارومیه بر اساس1-حداقل سازی آب مجازی انرژی و2- حداقل سازی بر اساس آب مجازی ریالی به ترتیب 23 % و 5/23 % صرفه جویی در مصرف آب داشته و افزایش عملکرد به ترتیب 25 % و 36 % و بیشترین صرفه جویی مربوط به دشت سلماس به میزان 5/25 % و عملکرد ریالی 38 % بوده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.