امروزه پدیده ی تغییر اقلیم به عنوان یک معضل جدی گریبان گیر کشورهای جهان شده است، به نظر می رسد که اکوسیستم ها به طور ویژه ای از این تغییرات آسیب بینند، از این رو مطالعه ی روند تغییرات متغیرهای اقلیمی در درازمدت اهمیت ویژه ای در بررسی های اقلیمی و پیش بینی آن در آینده خواهد داشت. پدیده ی بارش تابع عوامل زیادی می باشد که پیش بینی آن به روش های معمول آماری از دقت کمی برخوردار است. روش های مختلفی برای شبیه سازی متغیر های اقلیمی در دوره های آتی تحت تأثیر تغییر اقلیم وجود دارد که معتبرترین آن ها استفاده از داده های مدل گردش عمومی جو یا gcm (general circulation model) می باشد. مدل های gcm، تنها قادر به شبیه سازی این داده ها در سطوح بزرگ هستند. لذا جهت استفاده از این داده ها لازم است تا داده های gcm، توسط تکنیک های مختلف در سطوح ایستگاهی ریز مقیاس گردند. در این پژوهش با استفاده از خروجی های مدل hadcm3 تحت سناریوی a2 و از طریق مدل های ریزمقیاس کننده sdsm و شبکه عصبی مصنوعی، میزان بارندگی برای سه دوره (2039-2010)، (2069-2040) و (2099-2070) میلادی پیش بینی شد،در ادامه، با توجه به معیارهای آماری نتایج حاصل از دو مدل مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. یافته ها، بیانگر عملکرد بالاتر مدل شبکه عصبی در اکثر ایستگاه ها و کاهش بارندگی سالانه استان کرمان تا سال 2100 می باشد.

یکی از مهم ترین فاکتورها در محیط های بیابانی فرسایش توسط باد است. بادهای غالب می توانند تپه های ماسه ای را جابجا و تجمع آن ها را تحت تاثیر قرار دهند. هم چنین رژیم بادی مسیر حرکت تپه های ماسه ای را مشخص می کند. هدف از این تحقیق، مقایسه توان حمل ماسه در 7 منطقه مورد مطالعه با استفاده از مدل های حمل ماسه است. در این تحقیق تعداد21 نمونه ماسه از تپه هایی با مورفولوژی متفاوت در 7 منطقه سیستان برداشت و نمونه ها جهت محاسبه ی سرعت آستانه فرسایش بادی به روش bagnold تحت بررسی های فیزیکی (دانه بندی، چگالی سنجی و...) قرار گرفتند و سپس شاخص های آماری ذرات بر اساس منحنی های تجمعی و نرمال حاصل از گرانولومتری(اندازه قطر ذرات، قطر میانه، میانگین اندازه ذرات، جورشدگی، کج شدگی) به روش ترسیمی برای هر منطقه تعیین و برای آزمون نرمال بودن داده ها از آزمون کولموگراف- اسمیرنوف استفاده گردید و جهت تعیین بهترین رابطه ریاضی بین برخی خصوصیات فیزیکی ماسه ها و سرعت آستانه فرسایش از نرم افزار spss استفاده شد. جهت انجام این تحقیق، داده های مربوط به باد بین سال های 1992 تا 2003 مربوط به ایستگاه هواشناسی زابل و زهک برای بررسی پتانسیل حمل ماسه و بادهای فرساینده توسط روش های مختلف تجریه و تحلیل شدند. برای تجزیه وتحلیل داده ها از نرم افزارهای رایج همچون گلماسه نما و گلباد استفاده شد. سپس مبادرت به تعیین میزان دبی حمل ماسه توسط نرم افزار گلماسه نما که بر اساس معادله لیتو- لیتو می باشد شد و کلیه شاخص های فرایبرگر و دین در مورد حمل ماسه ها استخراج شد و در پایان به مقایسه مکانی و زمانی توان حمل ماسه در مناطق مورد مطالعه پرداخته شد. نتایج رابطه معنی داری بین وزن مخصوص و میانگین قطر ذرات با سرعت آستانه فرسایش در مناطق مورد مطالعه نشان داد. همچنین، تجزیه وتحلیل جزئیات حاصل از دانه بندی نتایج نشان داد که در میان مناطق مورد مطالعه، منطقه شیله به علت مسافت کمتر حمل ذرات و مرفولوژی خاص تپه ها (ورقه های ماسه ای) از درشترین ذرات و منطقه نیاتک به علت مسافت بیشتر حمل و مورفولوژی خاص تپه ها (عمدتا نبکا) از ریزتر ترین ذرات برخوردار و در نتیجه ماسه های نیاتک به سرعت آستانه کمتری(57/6) نسبت به ماسه های شیله با سرعت آستانه (86/8) برخوردار هستند. علاوه بر این، ماسه های بادی منطقه شیله بیشترین و ماسه های بادی منطقه نیاتک کمترین وزن مخصوص را دارا و سایر مناطق دارای سرعت آستانه، میانگین قطر ذرات، میانه قطر ذرات و وزن مخصوص متوسط می باشند که نهایتا تجزیه وتحلیل های آماری نشان داد که این مقادیر با سرعت های آستانه بدست آمده رابطه معنی داری را نشان می دهند. هم چنین نتایج حاصل از گلماسه های مناطق مورد مطالعه نشان داد که در میان این مناطق، منطقه نیاتک دارای بیشترین توان حمل ماسه و کمترین سرعت آستانه و منطقه کفتارگی دارای کمترین توان حمل ماسه و سرعت آستانه بالاتر می باشند و بیشترین زمان مهاجرت ماسه ها در این مناطق مربوط به فصل تابستان می باشد. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل گلباد نشان می دهند که جهت بادهای غالب از سمت شمال به سمت شمال غربی و بادهای توفان زا عموما از سمت شمال غربی می وزند و فراوانی بادهای کمتر از سرعت آستانه فرسایش از ایستگاه هواشناسی زابل و زهک به ترتیب 21/25 و 64/33 درصد است.

آبخوان دشت خاش در 40 کیلومتری جنوب کوه تفتان واقع شده و مهمترین منبع تأمین آب شهرستان خاش و روستاهای اطراف است. سازندهای زمین شناسی غالب در این منطقه qt2, qt1 و e21 می باشد، که بر کیفیت آب موثرند. در پژوهش حاضر به بررسی نقش سازند های زمین شناسی در کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت خاش پرداخته شده است. بدین منظور 15 حلقه چاه در محدوده ی سازندهای مختلف زمین شناسی جهت نمونه برداری در مهر ماه 1391 انتخاب و پارامترهای هدایت الکتریکی (ec)، اسیدیته (ph)، سختی کل (th)، باقیمانده مواد خشک (tds)، کاتیون ها و آنیون های اصلی (کلسیم (ca2+)، منیزیم (mg2+)، سدیم (na+)، پتاسیم (k+)، سولفات (so42-)، بی کربنات (hco3-) و کلر (cl-))، برای هر کدام از نمونه ها اندازه گیری گردید. همچنین جهت تعیین کیفیت منابع آب، شاخصه های کیفی با استفاده از مقادیر استاندارد به صورت نمودار و نقشه های هیدروژئوشیمیایی ترسیم شدند و با توجه به شرایط زمین شناسی و اقلیمی تأثیر سازندهای زمین شناسی بر روی آن با استفاده از تحلیل عاملی مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج حاصل از نرم افزار aqua chem نشان داد که تیپ آب های زیرزمینی دارای سه رخساره هیدروشیمیایی، سولفاته سدیم، بیکربنات سدیم و کلروسدیم است. غالب بودن غلظت کلر و سدیم در آنالیزهای انجام گرفته بر روی نمونه آب چاه ها نشان داد که سنگ های رسوبی مانند مارن (فلیش) و آهک نقش مهمتری در ترکیب آب چاه های منطقه داشتند. نتایج حاصل از تحلیل مولفه های اصلی (pca) عناصری چون کلر، سولفات، سدیم، منیزیم، پتاسیم و کلسیم به عنوان اولین مولفه اصلی، نشانگر غلبه سنگ های آندزیتی (آذرین) بر آب های زیرزمینی منطقه بود، را نشان داد. با استفاده از روش کریجینگ بهترین مدل برای پهنه ‍ بندی نقشه های ec, tds و ph مدل گوسین و برای th مدل کروی تشخیص داده شد.

پدیده بارش تابع عوامل زیادی می باشد که پیش بینی آن به روش های معمول آماری از دقت کمی برخوردار است. پیش بینی بارش با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و سیستم استنتاج فازی در سال های اخیر، توجه زیادی معطوف شده است. استان کردستان با مساحتی حدود 28203 کیلومتر مربع بین 34 درجه و 45 دقیقه تا 36 درجه و 28 دقیقه عرض شمالی و 42 درجه و 31 دقیقه تا 48 درجه و 16 دقیقه طول شرقی به دلیل ریزش جوی زیاد یکی از پرآب ترین استان های کشور به شمار می رود. در این پژوهش کارایی مدل شبکه عصبی مصنوعی و سیستم استنتاج فازی براساس داده های ماهانه دوره آماری موجود که 70 درصد برای آموزش و 30 درصد آن برای آزمایش از مدل شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با تابع محرک تاتژانت سیگموئید و الگوریتم لورنبرگ-مارکوات استفاده شده است. در ادامه با توجه به معیارهای آماری ضریب همبستگی و ضریب ناش بین داده های مشاهداتی و پیش بینی شده بطور مقایسه ای مورد ارزیابی قرار گرفته است که رطوبت نسبی و دما در تمامی ایستگاه ها بیشترین تأثیر را داشته است. یافته ها بیانگر عملکرد بالاتر شبکه عصبی مصنوعی نسبت به سیستم استنتاج فازی در پیش بینی بارش استان می باشد.

اساس آمایش سرزمین پهنه¬بندی ژئومورفولوژیک سطح زمین است که اولین مرحله آن تعیین پهنه¬های همگن سطح زمین از نظر خصوصیات ژئومورفولوژیک می¬باشد. پهنه¬هایی که از نظر ژئومورفولوژیک همگن هستند، می¬توانند با یک روش مدیریت شوند. پهنه¬بندی سطح زمین، تشخیص عوارض زمین به¬وسیله ویژگی¬های اساسی سطح مانند ارتفاع، شیب و جهت شیب می¬باشد در این تحقیق به پهنه¬بندی کمی سطح زمین با استفاده¬ی مدل-های بنیادی پرداخته شده که مدل¬های بنیادی به الگو¬هایی از سطح گفته می¬شود که دارای شکل خاصی مانند حالت کروی، خطی و یا پله ای هستند و با با تغییر ضرایب مربوط به آنها شکل کلی خود را حفظ نموده و تنها انحنا و شیب آنها در جهات مختلف تغییر می¬نماید. علت انتخاب این فرم¬ها این است که هر فرم خواص قابل پیش بینی از نظر جهت حرکت آب، قابلیت فرسایش دهندگی، کاهنده یا افزاینده بودن جریان، قابلیت جمع آوری آب را دارد.که این مدل¬های بنیادی با ابعاد پنجره های نه¬تایی در رتبه درجه¬ی دو در نرم افزار متلب به سطح زمین برازش داده و به منظور تعیین میزان برازش این مدل¬ها از پارمتر مجموع اختلاف مربعات استفاده شده است. علاوه بر این با استفاده از منطق فازی میزان مناسب بودن محدوده مورد مطالعه برای پخش سیلاب در پنج کلاس مختلف مشخص شد که مناسب ترین مناطق برای تغذیه در پایین دست مخروط¬ها و مناطق دشت مانند پایین دست مخروط افکنه¬ها در کلاس بسیار نا مناسب می¬باشند.

کاهش بارندگی، بهره¬برداری بی رویه از آب¬های زیرزمینی در مناطق ساحلی، موجب نفوذ آب شور به داخل آبخوان و تغییر کیفیت آب¬ها گردیده است. هدف از این مطالعه، ارزیابی نفوذ آب شور به سفره¬ ساحلی و مشخص کردن فرآیند¬های هیدروژئوشیمیایی غالب در آبخوان دیر-کنگان در استان بوشهر می¬باشد. پس انتخاب 13 حلقه چاه پیزومتریک با پراکنش مناسب ، پارامتر¬های ph و ec و غلظت آنیون و کاتیون¬های اصلی موجود در آب¬های زیرزمینی منطقه در آبان 1392 و اردیبهشت 1393 تعیین شد. سپس از طریق داده¬های هیدروژئوشیمیایی و نسبت¬های مختلف یونی ارزیابی نفوذ آب شور دریا به سفره زیرزمینی منطقه صورت گرفت. بررسی¬ها نشان می-دهد که تیپ آب¬های منطقه به¬طور عمده کلروسدیک، سولفاته سدیک و سولفاته کلسیک می¬باشد و هرچه فاصله از نوار ساحلی کمتر می¬شود، تیپ آب در اثر نفوذ آب شور کلروسدیک می¬گردد. غلظت و ترکیب یون¬های اصلی نشان¬دهنده نفوذ آب شور دریا به سفره ساحلی بوده، به¬طوری که مقایسه غلظت cl- و مقدار ec به¬عنوان یک ردیاب ساده و مناسب نشان می¬دهد که بین این دو پارامتر ارتباط مثبتی وجود دارد. هم چنین بالا بودن مقدار یون کلراید نسبت به مجموع یون¬های کربنات و بی¬کربنات (روش رول) در اکثر چاه¬های منطقه موید نفوذ آب شور دریا به سفره ساحلی است.

برای برآورد دبی اوج و ارتفاع رواناب در حوضه های آبخیز روش های تجربی و غیرمستقیم متعددی ابداع گردیده است. هر کدام دارای یکسری ضرایب منطقه ای خاص به خود بوده و تحت آن شرایط توسعه داده شده اند به این دلیل در سایر مناطق ممکن است غیرقابل استفاده بوده یا استفاده از آنها همراه با خطاهایی باشد. یکی از روش های تجربی که به صورت گسترده و جهانی مورد استفاده هیدرولوژیست ها و طراحان پروژه های منابع آب قرار گرفته روش شماره منحنی است که توسط سرویس حفاظت منابع طبیعی کشاورزی ایالات متحده پیشنهاد شده است. در این تحقیق روش شماره منحنی و استدلالی در حوضه آبخیز سرباز واقع در شهرستان سرباز مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت به این منظوردبی اوج سیل تعیین گردید. ابتدا از طریق جداول استاندارد و با توجه به عواملی نظیر پوشش گیاهی، نحوه استفاده از اراضی و گروه های هیدرولوژیک خاک، شماره منحنی حوضه محاسبه شد. روش دیگری که در این حوضه مورد آزمایش قرار گرفت روش تجربی استدلالی بود. برای مقایسه کارایی روش های یادشده، مقدار دبی اوج مشاهداتی به عنوان مبنا درنظر گرفته شد و مقدار دبی اوج برآورد شده و مقادیر درصد خطا نسبت به دبی اوج مشاهداتی مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت. نتایج نشان داد روش شماره منحنی دبی اوج را با دقت کمتر و خطای بسیار بالاتری نسبت به روش استدلالی برآورد می نماید.

دو عامل مهم تاثیر گذار بر رفتار هیدرولوژیک حوزه های بزرگ آبخیز، تغییر پذیری اقلیمی و تغییر کاربری اراضی می باشند. حوزه آبخیز مند سطح بسیار وسیعی از استان فارس را در بر گرفته و علاوه بر دارا بودن تغییر پذیری شدید مکانی و زمانی اقلیمی، همواره دست خوش تغییرات انسانی بوده است. به منظور مدیریت جامع این حوزه آبخیز درک رفتار هیدرولوژیک آن ضروری است. در این تحقیق با استفاده از آنالیز های آماری و رویکرد مدل سازی هیدرولیکی به بررسی اثرتغییر پذیری اقلیمی بر رفتار هیدرولوژیک حوزه آبخیز مند پرداخته شد. نتایج مطالعه نشان داد که بر خلاف بارندگی حوضه، رژیم جریان در آن تغییرات زیادی داشته است. اگرچه میانگین دمای سالانه و فصلی در این حوضه روند افزایشی دارد. بررسی ارتباط میان تغییر پذیری بارندگی و چرخش های بزرگ اتمسفری نیز حاکی از تاثیر بسیار کم این چرخش ها بر رژیم بارندگی است. بنابراین، نتایج بیانگر تاثیر ضعیف تغییر پذیری اقلیمی بر رفتار هیدرولوژیک این حوضه میباشد. نتایج مدل سازی هیدرولوژیکی نیز بر این واقعیت مدعا است زیرا که رواناب شبیه سازی شده تفاوت چشمگیری با رواناب مشاهده ای داشت. رودخانه قره آغاج در تابستان 1362، رودخانه مند در زمستان و بهار 1378 و رودخانه شور دهرم نیز در تمام فصل های سال 1372 یک کاهش شدید داشته است، در حالی که رژیم بارندگی فقط در زیر حوزه قره آغاج روند منفی و در سال 1374 افت شدیدی داشت. بیشترین همبستگی (41/0) را بارندگی سالانه زیرحوزه قره آغاج با الگوی انسو داشت که رقم بالایی به حساب نمی آید. نتایج مدلسازی هیدرولوژیکی نشان داد که تغییرات رژیم جریان بیشتر ناشی از تغییر کاربری اراضی بوده است تا تغییرپذیری اقلیمی زیرا که رواناب شبیه سازی شده تفاوت چشمگیری با رواناب مشاهده ای داشت.

فرسایش و رسوب¬گذاری، منجر به از دست رفتن خاک حاصل¬خیز کشاورزی و ایجاد خسارت¬های برون¬منطقه¬ای می¬گردد. هم¬چنین حمل رسوب روی شاخص¬های کیفی آب نیز موثر است، لذا برآورد مقدار رسوب در پروژه¬های حفاظت خاک، طراحی و اجرای سازه¬های آبی، و بهره¬برداری از منابع آب ضرورت دارد. برآورد رسوب معلق تابع عوامل زیادی است که ممکن است مدل کردن همه¬ی آن¬ها به صورت تحلیلی مشکل باشد بنابراین استفاده از تکنیک¬های هوش مصنوعی که توانایی قابل توجهی درشبیه¬سازی فرآیند¬های پیچیده دارند مفید به نظر می¬رسد. در پژوهش حاضر با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی، مدل های پرسپترون چند لایه(mlp) و رگرسیون عمومی(grnn) به تخمین رسوب معلق در ایستگاه هیدرومتری سد کارده واقع در خراسان رضوی پرداخته شد. شبکه های عصبی grnn اغلب به عنوان توابع تخمین استفاده می شوند. که شامل یک لایه radial basis و یک لایه خطی ویژه می باشد. شبکه پرسپترون چند لایه شامل سه لایه ی ورودی، مخفی و خروجی است که تعداد نرون های هر لایه به روش سعی و خطا مشخص می گردد. پس از کنترل داده ها،بررسی همگنی و نرمالیته داده ها از داده های دبی جریان، بارش، دبی روزقبل، بارش روزقبل متناظر با دبی رسوب به عنوان ورودی شبکه و از دبی رسوب برای محاسبه خروجی شبکه استفاده شد. مدل های مذکور فرآیند آموزش را طی کرده و طی این فرآیند وزن های شبکه بهینه شده و از شبکه ی آموزش دیده جهت برآورد رسوب معلق استفاده گردید، سپس با استفاده از شاخص های آماری به مقایسه مقادیر داده های برآوردی و واقعی و تعیین نقاط ضعف و قوت مدل در پیش بینی رسوب معلق پرداخته شد. در انتها مدل شبکه عصبی رگرسیون عمومی در برخی پارامتر های ورودی نسبت به شبکه عصبی پرسپترون با نتایج قابل قبول تری همراه بود.

دشت خاش از نظر اقلیمی جزء مناطق خشک ایران می¬باشد و در سال¬های اخیر متأثر از خشکسالی بوده است. این دشت در حوزه آبخیز خاش و در شرق کوه تفتان واقع شده است. برای انجام این تحقیق از اطلاعات پایه شامل مشخصات و موقعیت چاه¬ها و آمار کیفیت آب شامل آنیون¬ها، کاتیون¬ها، هدایت الکتریکی، سدیم قابل جذب، سختی کل و اسیدیته برای دوره آماری1381 تا 1391 استفاده گردید. از میان کل چاه¬های منطقه، تعداد 18 حلقه چاه به عنوان نمونه انتخاب گردید. این چاه¬ها کامل¬ترین چاه-ها از نظر داده¬های آماری کیفی و نوسانات سطح آب زیرزمینی می¬باشند. برای تعیین شروع و پایان دوره¬های خشکسالی از آمار بارندگی ایستگاه سینوپتیک خاش در دوره آماری 1365 تا 1392 و شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده (spi) استفاده شد. نتایج نشان داد که منطقه در سال¬های 1381، 1382 و 1383 به جز فصل زمستان، شرایط خیلی خشک و در سال¬های 1384 تا 1391 شرایط نسبتا نرمالی داشته است. بررسی همبستگی بین پارامترها نشان داد که پارامترهای ph،tds، na+، mg2+و- hco3 در دوره خشک و نرمال دارای اختلاف معنی¬دار بوده¬اند. در انتخاب بهترین روش تخمین پارامترهای کیفی آب زیرزمینی برای میانگین هر یک از پارامترهای شیمیایی طی سال¬های خشک و نرمال، چهار مدل برتر نیم تغیییرنمای کروی، نمایی، خطی و گوسین ارزیابی شد و بهترین روش¬های تخمین انتخاب و با استفاده از آن اقدام به تهیه نقشه¬های تغییرات پارامترهای شیمیایی آب زیرزمینی گردید. نقشه¬ها نشان دادند که از بین پارامترهای آماری مقدار k+، co32-، cl-، ph افزایش یافته است. آنالیز آماری داده¬های هیدروشیمی منابع آب نشان داد که در دوره نرمال بیشترین ضریب تغییرات مربوط به یون co32- وso42- و بعد از آن ca2+ و در دوره خشک مربوط به یون co32- ، k+ و بعد cl- بوده است. تعیین تیپ آب با استفاده از نمودار پایپر نشان داد که تیپ آب در دوره خشک کلروره سدیک ، بی¬کربنات سدیک و سولفاته سدیک و در دوره نرمال کلروره سدیک و بی¬کربنات سدیک بوده است. تعیین قابلیت مصرف آب¬های زیرزمینی دشت خاش با استفاده از دیاگرام شولر و ویلکوکس نشان داد که خشکسالی تأثیر چندانی روی کیفیت آب زیرزمینی برای کشاورزی و شرب نداشته است.