امروزه به علت افزایش جمعیت و کاهش بارندگی ها در مناطق اقلیمی خشک و نیمه خشک بهره برداری از منابع آب زیرزمینی جهت مصارف شرب و کشاورزی بسیار افزایش یافته است و وضعیت کسری مخزن و افت بحرانی سطح آب را در آبخوان ها شاهد هستیم. از طرفی حفظ و توسعه پایدار منابع آب زیرزمینی، نیازمند شناخت همه جانبه آبخوان و عکس العمل آبخوان در برابر تنش ها و تغییرات احتمالی است. امروزه این کار توسط مدل سازی آبخوان از جمله مدل سازی های ریاضی و رایانه ای به دلیل هزینه کمتر صورت می گیرد، که در این میان مدل modflow که براساس تفاضلات محدود کار می کند در سال 1988 در سازمان زمین شناسی ایالات متحده آمریکا (usgs) طراحی و انتشار یافت، بیش ترین مقبولیت را در میان مدل سازان دارد. در این مطالعه دشت تربت جام-فریمان واقع در حوضه آبریز قره قوم در استان خراسان رضوی که وضعیت آب زیرزمینی آن ممنوعه و بحرانی می باشد، توسط مدل modflow در نرم افزار pmwin مورد بررسی و شبیه سازی قرار گرفته است. برای تحلیل ابتدا مدل مفهومی آبخوان تهیه و بررسی گردید. بر اساس مدل مفهومی دشت تربت جام- فریمان، این دشت دارای یک لایه آبخوان آزاد با ضخامت متوسط 176 متر می باشد، که عامل اصلی برداشت از آبخوان چاه های کشاورزی و شرب در منطقه می باشند، بررسی سطح ایستابی در پیزومترهای مشاهداتی در دهه 80، بطور متوسط 54/1 متر افت سالیانه را در دشت نشان می دهد، بطوری که متوسط سطح ایستابی آبخوان از 42/941 متر در سال آبی 80-1379 به 07/926 متر در سال آبی 89-88 رسیده است. علاوه بر این مشاهده می شود که بیش ترین افت در محدوده پیزومتر احمدآباد (شماره 26) رخ داده است. واسنجی مدل در 8 دوره سه ماهه از مهر 1380 تا شهریور 1382 صورت پذیرفت و در ادامه صحت سنجی مدل برای سال آبی 88-87 در غالب 4 دوره سه ماهه و با توجه به جدیدترین آمار منابع آب صورت گرفت. بر اساس نتایج واسنجی مدل مقدار حداکثر، حداقل و متوسط ضریب هدایت هیدرولیکی در دشت به ترتیب 45، 12 و 7/24 متر بر روز می باشد و همچنین مقدار حداکثر، حداقل و متوسط آبدهی ویژه در دشت به ترتیب 16، 1/1 و 32/6 درصد می باشد. در نهایت مدل به منظور پیش-بینی، با سناریوهای کاهش تخلیه چاه ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می دهد با توجه به اینکه تنها منبع تخلیه، برداشت توسط چاه های کشاورزی و شرب می باشد، لذا در هر صورت باید از تخلیه چاه ها در دشت به خصوص اطراف شهرهای تربت جام و فریمان کاسته شود و بهترین راه حل پیشنهادی برای کاهش تخلیه، آشنایی کشاورزان با کشاورزی نوین و ارتقاء سطح اطلاعات آنان و اجرای سیستم-های آبیاری تحت فشار در منطقه می باشد، که با توجه به خرده مالکی بودن اکثریت کشاورزان نیازمند یکپارچه سازی اراضی و حمایت بیشتر دولت و برنامه ریزی های منظم تر می باشد.

تخلیه کننده های تحتانی در سد ها به منظور تخلیه مخزن، کنترل آبگیری اولیه مخزن، تأمین نیاز های آبی پایین دست و تخلیه سیلاب حین ساخت سد به کار می روند. جریان در تونل تخلیه کننده تحتانی توسط دریچه به دو جریان تحت فشار و جریان سطح آزاد تقسیم می شود. با باز شدن دریچه یک تخلیه کننده، جریانی با سرعت زیاد از زیر دریچه به پایین دست تونل منتقل می شود. بنابراین به منظور جلوگیری از فشار های منفی و پدیده کاویتاسیون، مجرای هوا بلافاصله بعد از دریچه نصب می شود. هدف اصلی از این تحقیق شبیه سازی جریان هیدرولیکی مجرای اصلی تخلیه کننده تحتانی سد رودبار لرستان و در نتیجه تعیین مقادیر فشار منفی، اندیس کاویتاسیون در مجرا و بررسی تشکیل امواج دم خروسی در تونل تخلیه کننده سد مذکور می باشد. به منظور مش بندی هندسه از نرم افزار gambit استفاده شده است. همچنین برای مدل سازی جریان آشفته از مدل آشفتگی k-? و مدل سازی جریان چند فازی از مدل های حجم سیال و اختلاط استفاده شده است. مقادیر پارامتر های مختلف جریان به ازای بازشدگی های مختلف دریچه 20 و 60 و 100 درصد با استفاده از مدل عددی به دست آمده است. نتایج حاصل از مقایسه مدل عددی و مدل فیزیکی در بازشدگی 100 درصد دریچه، مبین قابلیت بالای مدل عددی در پیش بینی شکل جریان، تعیین نقاط بحرانی، بدست آوردن پارامترهای مورد نیاز جریان و تحلیل جریان در مجاری تخلیه کننده تحتانی می باشد. علاوه بر این، نتایج نشان می دهد که مدل عددی می تواند شکل جریان باله ای روی جداره مجرا، طول جت پس از پله اول و دوم و دبی جریان را با دقت بالایی در مقایسه با مدل فیزیکی پیش بینی نماید. همچنین میزان هوادهی لازم، و نیز دبی هوای ورودی به تونل محاسبه و مورد مقایسه قرار گرفته است. با بررسی اندیس کاویتاسیون مشخص شد پایین دست دریچه در فاصله پله اول و دوم امکان رخداد کاویتاسیون وجود دارد؛ لذا بایستی از پوشش فولادی مناسب جهت حفاظت سطوح استفاده گردد.

درک پدیده های طبیعی که در اطراف بشر به وقوع می پیوندند از دیرباز دارای اهمیت زیادی بوده است. از این رو همواره محققان در تلاش بوده اند تا با یافتن قوانین حاکم بر این پدیده ها به کنترل آنها پرداخته و به نحو مطلوب از آنها در جهت رشد و توسعه ی زندگی بشر استفاده نمایند. یکی از این پدیده ها که پیچیدگی های خاصی نیز دارد پدیده ی رسوب و انتقال آن در رودخانه و دریا است. اطلاعات دقیق از فرسایش، انتقال و رسوب گذاری درکشور چندان زیاد نیست و در بسیاری از موارد، بین اندازه گیری ها و برآوردهای انجام شده نیز اختلاف زیادی مشاهده می شود. در هیدرولیک رودخانه و ژئومورفولوژی آن، بررسی ظرفیت حمل رسوب جریان و مکانیسم انتقال رسوب از اهمیت ویژه ای برخورداراست. با توجه به ویژگی های موجود در این دست مسائل، استفاده از روش های تحلیلی برای مطالعه این مسائل مشکل می باشد. بنابراین تنها راه حل، استفاده از روش های عددی است که هدف این تحقیق نیز، شبیه سازی انتقال رسوب در کف رودخانه به وسیله روش هیدرودینامیک ذرات هموار می باشد. ضمن معرفی معادلات حاکم بر جریان و انتقال رسوب کف رودخانه و نیروهای وارد بر ذرات رسوب و معرفی کامل روش i-sph و فرم اصلاح شده ی آن (m-i-sph)، نحوه ی اعمال شرایط مرزی، الگوریتم گسسته سازی معادلات حاکم به طور کامل شرح داده شده است و در نهایت روش mpm-i-sph به معنی روش m-i-sph چند فازه، برای حل مسائل مختلفی که در آن سیال و رسوب در اندرکنش می باشند معرفی گردیده است. به منظور بررسی دقت روش m-i-sph، شبیه سازی مسأله ی شکست سد که یک مثال متداول برای صحت سنجی مدل های عددی است مورد بررسی قرار گرفت و نتایج با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. در ادامه انتقال رسوب کف رودخانه و کانال شبیه سازی شد و دبی بار بستر با روشی مشابه آنچه که در کارهای آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفته محاسبه گردید، نتایج حاصل از این شبیه سازی با روش های مختلف تجربی و آزمایشگاهی مقایسه شد. مطابقت خوب نتایج مختلف به دست آمده با استفاده از روش mpm-i-sph با نتایج مختلف آزمایشگاهی و تجربی، بیانگر توانایی روش mpm-i- sphدر تحلیل مساله ی انتقال رسوب و مسائل مشابه است.

چکیده تغییرات اقلیم به عنوان یکی از مهم ترین معضلات قرن بیست ویکم، جامعه بشری را تحت تاثیر خود قرار داده است. پیامدهای ناشی از این پدیده اثرات مختلفی را در توسعه منابع آب و جنبه های مختلف زندگی بشر ایجاد می نماید که از مهم ترین آن ها می توان به تغییر توزیع زمانی و مکانی بارش و نوع آن، جریان های سطحی، تبخیر، تغذیه سفره های آب های زیرزمینی، کیفیت آب و افزایش سطح آب دریاها اشاره نمود که نهایتاً بر اسکان بشر، تولیدات کشاورزی و استفاده از انرژی تاثیر می گذارد. لذا شناخت جامع منابع آب و بهره برداری بهینه از آن به عنوان یکی از موثرترین عوامل رشد و توسعه اقتصادی–اجتماعی بشمار می آید. حوضه ی رودخانه فیروزآباد به دلیل وجود سد تنگاب در آن، به عنوان یک حوضه ی آبریز مهم در شهرستان فیروزآباد قلمداد می شود. از اینرو در این تحقیق سعی شده است اثر تغییرات اقلیم در دوره ی 2011-2030 میلادی با استفاده از خروجی های مدل های گردش عمومی جو مناسب با منطقه تحت سه سناریوی اقلیمی a2 و b1 و a1b بر روی تخصیص منابع آب حوضه بررسی شود. نتایج مدل ریز مقیاس نمایی sdsm در ایستگاه حنیفقان نشان دهنده کاهش بارندگی در ماه های آذر، اسفند و فروردین در دوره مورد نظر نسبت به دوره ی پایه(1971-2000) می-باشد. نتایج مدل ریز مقیاس نمایی lars-wg برای ایستگاه تنگاب نشان از افزایش بارش در ماه های دی و بهمن و کاهش در ماه های آذر و اسفند است، در تمامی ماه ها افزایش دما بر اساس تمامی مدل سناریوها حاصل شد. در مطالعه دبی آینده از چندین روش هوش مصنوعی استفاده شد و از مقایسه آن ها از طریق آزمون های آماری و گرافیکی، شبکه عصبی آموزش دیده با الکوریتم رقابت استعماری به عنوان بهترین روش انتخاب شد. نتایج بررسی رواناب آینده، کاهش رواناب بهاره را نشان می دهد، بیشترین عدم قطعیت در رواناب مربوط به ماه فروردین بود. جهت بررسی اثر تغییر اقلیم بر روی تخصیص آب سد تنگاب از مدل ارزیابی و برنامه ریزی آب(weap) استفاده شد. نتایج مدل weap برای نه سناریوی مختلف بررسی شد و به منظور سازگاری با شرایط کمبود و عدم تامین، یک سناریوی سازگاری تعریف شد و توانایی آن در مقابله با سناریوهای فرض شده، مورد ارزیابی قرار گرفت.

ﻫﺪف از ﭘﮋوﻫﺶ ﭘﯿﺶ رو، ﺑﺮرﺳﯽ و ﺿﻌﯿﺖ ﻣﻮﺟﻮد ﺣﻮزه درﯾﺎﭼﻪ اروﻣﯿﻪ ﺑﺎ ﺑﻬﺮه ﮔﯿﺮی از اﺳﻨﺎد و داده ﻫﺎی ﻣﯿﺪاﻧﯽ و ﮐﺘﺎﺑﺨﺎﻧﻪ ای ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﺪل ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در آن ﻣﺪل ﺗﺨﺼﯿﺺ ﻣﻨﺎﺑﻊ آب (uwap) ﺑﻪ درﯾﺎﭼﻪ اروﻣﯿﻪ اﺳﺖ ﮐﻪ رﻫﯿﺎﻓﺖ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ و ارزﺷﻤﻨﺪی ﺟﻬﺖ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ و ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻧﻈﺎم ﻣﻨﺪ رﻓﺘﺎرﻫﺎی رﻗﺎﺑﺘﯽ و ﻫﻤﮑﺎراﻧﻪ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ ﺣﺎﻟﺖ ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ورودی آب ﺑﻪ درﯾﺎﭼﻪ را در آﯾﻨﺪه درﺑﺎﭼﻪ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﻣﯽ دﻫﺪ در ﺗﺤﻘﯿﻖ ﺣﺎﺿﺮ ﺟﻬﺖ ﺑﺮرﺳﯽ ﻧﻬﺎﯾﯽ وﺿﻌﯿﺖ ﻣﺴﺎﺣﺖ درﯾﺎﭼﻪ اروﻣﯿﻪ از ﺑﺤﺚ ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻋﺪم ﻗﻄﻌﯿﺖ ﻧﯿﺰ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ ﺑﺪﯾﻦ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﮐﻪ اﺑﺘﺪا ﺑﺎ ﺗﻬﯿﻪ ﺧﺮوﺟﯽ از ﻣﺪل ﺗﺨﺼﯿﺺ ﻣﻨﺎﺑﻊ آب ﺑﻪ درﺑﺎﭼﻪ اروﻣﯿﻪ، ﺧﺮوﺟﯽ را ﺑﺮای ﺳﻪ اﺳﺘﺎن ﻣﻮﺟﻮد در ﺣﻮزه درﯾﺎﭼﻪ ﺷﺎﻣﻞ آذرﺑﺎﯾﺠﺎن ﺷﺮﻗﯽ و ﻏﺮﺑﯽ و اﺳﺘﺎن ﮐﺮدﺳﺘﺎن ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه و ﭘﺲ از ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻫﺎی ﻻزم از داده ﻫﺎی ﻓﻮق ورودی ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺷﺪه، آﻧﮕﺎه ﻣﺤﺘﻤﻞ ﺗﺮﯾﻦ ﺣﺎﻻت ﺑﺮای وﺿﻌﯿﺖ ﻣﻮﺟﻮد درﯾﺎﭼﻪ اروﻣﯿﻪ در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ اﺗﻨﺨﺎب ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻣﺪل ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ در ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﺧﺸﮏ ﺷﺪن ﺗﺪرﯾﺠﯽ درﯾﺎﭼﻪ اروﻣﯿﻪ ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﻋﻮاﻣﻞ ﻧﺤﻮه ﺗﺨﺼﯿﺺ ﻣﻨﺎﺑﻊ آب ﺑﻪ ﺑﺨﺶ ﻫﺎی ﮐﺸﺎورزی و ﺗﻐﯿﺮات اﻗﻠﯿﻤﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎ رﻋﺎﯾﺖ ﺣﻘﺎﺑﻪ ﻫﺎ در ﺳﻪ اﺳﺘﺎن ﺑﻪ ﺧﺼﻮص اﺳﺘﺎن ﻫﺎی آذرﺑﺎﯾﺠﺎن ﻏﺮﺑﯽ و ﺷﺮﻗﯽ ﻣﯽ ﺗﻮان ﺗﺎﺣﺪودی از ﺳﺮﻋﺖ رخ دادن اﯾﻦ ﭘﺪﯾﺪه ﻧﺎﮔﻮار ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﻧﻤﻮد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻧﺘﺎﯾﺞ، ﺣﮑﺎﯾﺖ از اﻫﻤﯿﺖ ﮐﻠﯿﺪی ﻧﺤﻮه ﺗﺨﺼﯿﺺ ﻣﻨﺎﺑﻊ آب ﺑﻪ درﯾﺎﭼﻪ و رﻋﺎﯾﺖ ﺣﻘﺎﺑﻪ ﻫﺎ ﺗﻮﺳﻂ ﮐﺸﺎورزان دارد ﮐﻪ اﯾﻨﮕﻮﻧﻪ ﻣﯿﺘﻮان از ﺳﯿﺮ ﻧﺰوﻟﯽ ﮐﺎﻫﺶ ﺣﺠﻢ آب درﯾﺎﭼﻪ و در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﺴﺎﺣﺖ آن ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﻧﻤﻮد.

اگرچه هندسه سرریز های پلکانی ساده است، با این وجود هیدرولیک حاکم بر این نوع سرریز ها دارای پیچیدگی بسیار زیادی است. از این رو طراحی ها بر اساس روابط تجربی ارائه شده توسط محققین (که در طول 30 سال گذشته به حداکثر خود رسیده است) در همه موارد قابل اطمینان نیستند و در طرح های بزرگ، ساخت یک مدل فیزیکی ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه در ابتدا یک مدل عددی از سرریز سد هرات (خوانسار یزد) تهیه شد و با مدل فیزیکی آن که دارای ارتفاع پله 3/1 متر است و در مرکز تحقیقات منابع آب ساخته شده است، موردمقایسه قرار گرفت و پس از صحت سنجی آن، سه مدل عددی با هندسه های متفاوت از پله ها ساخته شد. در این رابطه، مدل دو فازی mixture و مدل آشفتگی rng k-? استفاده شده است. این مقایسه، نشان دهنده انطباق قابل قبول نتایج مدل فیزیکی و مدل عددی می باشد.