علوم آب و خاک

در این مطالعه دقت مدل¬های  ANFISو ANFIS-PSO در برآورد ویژگی¬های پرش هیدرولیکی شامل نسبت اعماق مزدوج، طول نسبی، طول غلتاب نسبی و افت انرژی نسبی در یک حوضچه آرامش در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی ارزیابی شد. این ویژگی¬ها در حوضچه آزمایشگاهی با مقطع مستطیلی با 4 شیب معکوس، 4 قطر زبری بستر، 4 ارتفاع پله مثبت انتهایی، 3 عدد فرود و 4 دبی اندازه¬گیری شدند. میانگین پارامترهای آماری NRMSE، CRM و R2 برای برآورد ویژگی¬های پرش هیدرولیکی توسط مدل ANFIS، به‌ترتیب 0/059، 0/001- و 0/989 بدر این مطالعه دقت مدل¬های  ANFISو ANFIS-PSO در برآورد ویژگی¬های پرش هیدرولیکی شامل نسبت اعماق مزدوج، طول نسبی، طول غلتاب نسبی و افت انرژی نسبی در یک حوضچه آرامش در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی ارزیابی شد. این ویژگی¬ها در حوضچه آزمایشگاهی با مقطع مستطیلی با 4 شیب معکوس، 4 قطر زبری بستر، 4 ارتفاع پله مثبت انتهایی، 3 عدد فرود و 4 دبی اندازه¬گیری شدند. میانگین پارامترهای آماری NRMSE، CRM و R2 برای برآورد ویژگی¬های پرش هیدرولیکی توسط مدل ANFIS، به‌ترتیب 0/059، 0/001- و 0/989 بود. درحالی که مقادیر میانگین پارامترهای یادشده برای مدل ANFIS-PSO به‌ترتیب 0/185، 0/002 و 0/957 بود. نتایج حاصل نشان داد که این مدل¬ها قادرند ویژگی¬های پرش هیدرولیکی را با دقت بسیار زیاد برآورد نمایند. البته مدل ANFIS در برآورد نسبت اعماق مزدوج، طول پرش نسبی ، طول غلتاب نسبی و افت انرژی نسبی نسبت به مدل ANFIS-PSO اندکی دارای دقت بیشتری بود.ود. درحالی که مقادیر میانگین پارامترهای یادشده برای مدل ANFIS-PSO به‌ترتیب 0/185، 0/002 و 0/957 بود. نتایج حاصل نشان داد که این مدل¬ها قادرند ویژگی¬های پرش هیدرولیکی را با دقت بسیار زیاد برآورد نمایند. البته مدل ANFIS در برآورد نسبت اعماق مزدوج، طول پرش نسبی ، طول غلتاب نسبی و افت انرژی نسبی نسبت به مدل ANFIS-PSO اندکی دارای دقت بیشتری بود.

مدل‌های هیدرولوژیکی ابزاری سودمند در برنامه‌ریزی منابع آب به شمار می‌روند، اما عملکرد برخی از آنها در مقیاس منطقه‌ای رضایت‌بخش نبوده، چراکه این مدل‌ها مختص مقیاس مکانی خاصی بوده و از طرفی کمبود داده‌های ورودی نیز به‌عنوان یک عامل محدود‌کننده در مدل‌سازی عمل می‌کند. یکی از راه‌های غلبه بر این محدودیت، استفاده از یک مدل جامع انعطاف‌پذیر در حوضه‌های آبریز مختلف است. از آن‌جا که منابع آب سطحی و زیرزمینی در اکوسیستم‌های زیست‌محیطی دارای برهم‌کنشی پویا بوده و یک سامانه منابع آب ترکیبی را تشکیل می‌دهند، بنابراین، در این مطالعه کاربرد دو روش کلی به نام مدل‌های یکپارچه و نواحی جفت‌شده، جهت تلفیق مدل‌های آب سطحی و زیرزمینی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بررسی این روش‌ها نشان داد که تمرکز اصلی در اکثر مطالعات روی دو پارامتر تغذیه و تبخیر و تعرق و تلاش در راستای افزایش دقت مقادیر این دو مؤلفه در شبیه‌سازی است. نتایج حاصل مبـین ایـن نکتـه است که استفاده همزمان از دو مدل SWAT و MODFLOW برای شناخت شرایط هیدرولوژیکی در یک منطقه به خوبی توانسته است نقایص مرتبط با محدودیت‌های نیمه‌تـوزیعی و توزیعی بودن دو مدل را پوشش داده و جریان آب سطحی، زیرزمینی و ارتباط آبخوان- رودخانه را شبیه سازی نماید. این روش می‌تواند اطلاعات مفیدی را در مورد بیلان آبی حوضه فراهم کرده و به برنامه‌ریزی دقیق‌تر منابع آب کمک نماید.

اساس آمایش سرزمین پهنه‌بندی ژئومورفولوژیک سطح زمین است که بر مبنای خصوصیات ژئومورفولوژیک یکسان پهنه‌بندی تعیین می‌شود. پهنه‌هایی که از نظر ژئومورفولوژیک همگن هستند، می‌توانند با یک روش مدیریت شوند. پهنه‌بندی سطح زمین، تشخیص عوارض زمین به‌وسیله ویژگی‌های اساسی سطح مانند ارتفاع، شیب و جهت شیب است. در این مطالعه به‌منظور تشخیص محدوده‌های مناسب برای تغذیه مصنوعی در منطقه کوهستانی گهر و دشت گربایگان در استان فارس، از پهنه¬بندی کمّی سطح زمین با استفاده از ضرایب کمّی نسبت به سطح زمین استفاده گردیده است. پهنه‌بندی سطح زمین به روش کمّی با کمک ضرایب ایوانس- شری به دلیل تعیین و تفکیک دقیق تیپ‌ها، رخساره‌ها و عوارض سطحی زمین نقش مهمی در تعیین دقیق‌ترکاربری اراضی دارد. در این پژوهش از مدل‌های بنیادی شامل مدل‌های خطی، دایره‌ای و واگرا استفاده شده است که این مدل‌های بنیادی با ابعاد پنجره‌های نه¬تایی در رتبه درجه‌ دو در نرم‌افزار متلب به سطح زمین برازش داده و به‌منظور تعیین میزان برازش این مدل‌ها از پارامتر 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 طبق¬بندی شد که مناسب¬ترین و نامناسب¬ترین منطقه برای تغذیه به ترتیب امتیاز 20 و 0 دارا هستند. مناسب¬ترین مناطق برای تغذیه مصنوعی در پایین¬دست مخروط¬ها امتیاز 20 دارد و کلاس نامناسب مربوط به دشت¬های پایینی مخروط افکنه¬ها حداقل امتیاز در منطق فازی که معادل صفر است را دارد.

انتخاب راهبردهای بهینه عامل مؤثری در افزایش کارایی طرح‌های احیای اراضی است، از سوی دیگر روند بیابانی¬شدن اراضی، در طی فرآیند تخریب محیط زیست حاصل عملکرد و برهم¬کنش میان عوامل متعددی است که انتخاب راهکارهای مناسب را با اشکال مواجه می‌کند. بنابراین، این پژوهش با هدف ارائه راهبردهای بهینه به صورت نظام¬مند و در قالب یک روش تصمیم‌گیری گروهی در دشت یزد– خضرآباد انجام گرفت. به این منظور در ابتدا، راهبردهای مهم از روش دلفی رتبه‌بندی شد. سپس با در نظرگرفتن رأی تصمیم‌گیرندگان در رابطه با اولویت‌بندی راهبردها، رتبه‌بندی اولیه از راهبردها در قالب روش کوک و سیفورد (Cook-Seiford's Method)، شکل گرفت. در ادامه با برآورد فاصله خطی هر راهبرد و شکل‌گیری ماتریس فواصل، اولویت نهایی راهبردها از حل مسئله تخصیص حاصل شده مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته¬های پژوهش نشان داد که، راهبردهای جلوگیری از تغییر نامناسب کاربری اراضی (18A) و توسعه و احیاء پوشش گیاهی (23A) به‌ترتیب در رتبه اول و دوم باValue=1  وReduced Cost=0 ، به‌عنوان مهمترین راهبردهای مقابله با بیابان‌زایی، هستند. نتایج این پژوهش به مدیران مناطق بیابانی این امکان را می¬دهد که امکانات محدود را به شیوه¬های صحیح به کارگیرند تا از هدر رفتن سرمایه¬های ملی جلوگیری کنند.

این مطالعه با هدف بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تغییرات دما و بارش 4 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک مهم استان یزد (شامل یزد، بافق، مروست و رباط پشت بادام) صورت گرفته است. بر این اساس، ترکیبی از خروجی جدیدترین مدل‌های AOGCM ارائه ‌شده در گزارش ششم ارزیابی IPCC (CMIP6) مورد استفاده قرار گرفت. برای ترکیب این مدل‌ها، از روش وزن‌دهی بر اساس شاخص ترکیبی کلینگ-گوپتا (KGE) استفاده شد. پس از وزن‌دهی مدل‌ها، مقدار تغییرات ماهانه دما و بارش در هر ماه بر اساس سناریوهای انتشار SSP126، SSP245 و SSP585 محاسبه شده و با استفاده از مدل ریزمقیاس ‌نمایی LARS-WG، سری زمانی روزانه داده‌های دما و بارش ایستگاه‌های هواشناسی مختلف، استخراج شد. نتایج نشان داد که مدل‌های‌ CanESM5 و BCC-CSM2-MR، به‌ترتیب بیشترین توانایی را در شبیه‌سازی دما و بارش دوره تاریخی در تمامی ایستگاه‌های مختلف هواشناسی دارا هستند. همچنین نتایج نشان داد که در تمامی سناریوهای انتشار، دمای سالانه افزایش و بارندگی سالانه کاهش پیدا خواهد کرد. دمای سالانه این منطقه در ایستگاه‌های مختلف بین 0/2 تا 0/6 درجه سانتی‌گراد افزایش و بارش نیز بین 2/9 تا 13/7 درصد کاهش خواهد یافت. همچنین بیشترین میزان افزایش دما و کاهش بارندگی در این منطقه، به‌ترتیب در فصول بهار و فصل پاییز رخ خواهند داد.

روش شماره منحنی رواناب به‌طور گسترده‌ای جهت پیش‌بینی رواناب استفاده شده و در بسیاری از بسته‌های نرم‌افزاری محبوب برای مدل‌سازی گنجانده شده است؛ اما تا حد زیادی به خصوصیات گروه‌های هیدرولوژیکی خاک وابسته است. بنابراین، تلاش در جهت کاهش این اثر و استخراج اطلاعات خاک ضروری است. مطالعه حاضر به‌‌منظور ادغام منطق فازی برای استخراج شماره منحنی رواناب انجام شده است. برای دستیابی به این هدف مدل توزیعی جدیدی به نام CNS2 توسعه داده شده است. در بخش نخست، فرموله¬کردن و برنامه‌نویسی مدل CNS2‌ با استفاده از محیط زبان برنامه‌نویسی پایتون انجام شد، سپس مدل در حوزه آبخیز بهشت¬آباد اجرا شد. این مدل در گام زمانی ماهانه با شماره منحنی فازی و در نظرگرفتن فاکتور تعداد روزهای بارانی، ضریب مدیریت معادله جهانی فرسایش خاک،‌ شیب و ضریب تتای خاک، میزان تولید رواناب را در یک حوزه آبخیز شبیه‌سازی می‌نماید. نتایج بیانگر آن است که مدل با شاخص نش- ساتکلیف 0/6 و ضریب تبیین 0/63 در دورۀ واسنجی و شاخص نش 0/53 و ضریب تبیین 0/56 در دورۀ اعتبارسنجی، کارائی مناسب‌تری نسبت به روش سنتی شماره منحنی در شبیه‌سازی رواناب دارد. مزیت توزیعی¬بودن مدل امکان شناخت مناطق با تولید رواناب بیشتر را فراهم می‌آورد.

رواناب سطحی یکی از مهم‌ترین اجزای چرخه آب است که باعث افزایش فرسایش خاک و انتقال رسوب در رودخانه‌ها و همچنین کاهش کیفیت آب رودخانه‌ها است. بنابراین، پیش‌بینی دقیق پاسخ هیدرولوژیکی حوضه‌ها یکی از مراحل مهم در برنامه‌ریزی و مدیریت منطقه‌ای است. در این راستا، مدل‌سازی بارندگی- رواناب به پژوهشگران هیدرولوژی به‌ویژه در زمینه علوم مهندسی آب کمک می‌کند. بدین منظور، مطالعه حاضر به‌منظور تجزیه و تحلیل شبیه‌سازی بارندگی- رواناب در حوزه آبخیز گرگانرود واقع در شمال شرقی ایران با استفاده از مدل‌های AWBM،Sacramento ،SimHyd ، SMAR و Tank انجام شد. از بارندگی، تبخیر و تعرق و رواناب روزانه هفت ایستگاه هیدرومتری در دوره 2010-1970 و 2015-2011 به‌ترتیب برای واسنجی و اعتبارسنجی استفاده شد. فرایند واسنجی خودکار با استفاده از الگوریتم‌های جستجوی تکاملی ژنتیک و روش‌های SCE-UA، با استفاده از معیارهای ارزیابی ضرایب ناش- ساتکلیف (NSE) و ریشه دوم میانگین مربعات خطا (RMSE) انجام شد. نتایج نشان داد که در دوره اعتبارسنجی مدل SimHyd با ضریب ناش 0/66، مدل TANK با استفاده از الگوریتم ژنتیک و روش SCE-UA با ضریب ناش به‌ترتیب 0/67 و 0/66 و مدل Sacramento با روش الگوریتم ژنتیک و روش SCE-UA با ضریب ناش به‌ترتیب 0/52 و 0/55 بهترین عملکرد را دارند.

پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی تلفیق بخشی از اطلاعات استخراج¬شده برای پهنه‌بندی تخریب اراضی با استفاده از داده‌های زمینی و سنجش از دور در استان فارس صورت گرفته است. بدین¬منظور نقشه معیارهای پوشش گیاهی، تولید خالص اولیه، کاربری اراضی و شیب به‌ترتیب از طریق داده‌های سنجش از دور MOD13A3، MOD17A3 ، SRTMو Landsat TM؛ فرسایش آبی توسط مدل آیکونا (ICONA) و رواناب سطحی با استفاده از مدل SCS سال 2010 به‌دست آمد. معیار کارایی مصرف بارش نیز از نسبت تولید خالص اولیه به نقشه بارندگی مستخرج از ایستگاه‌های هواشناسی تولید شد و سپس نقشه تخریب اراضی منطقه با استفاده از روش هم‌پوشانی وزنی کلیه معیارها تهیه شد. مطابق مدل آیکونا 5/1، 9/05، 47/21، 27/91و 10/73 درصد از منطقه مطالعاتی به‌ترتیب در کلاس‌های فرسایش آبی خیلی‌کم، کم، متوسط، شدید و بسیار‌شدید قرار گرفت. هم‌پوشانی نقشه مدل آیکونا با نقشه معیارهای دیگر نشان داد که کلاس‌های تخریب خیلی‌زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی‌کم به‌ترتیب 1/3، 7/18، 70 ، 9/1 و 0/9 درصد از سطح استان را در بر‌ می‌گیرند. مطابق یافته‌ها، تلفیق سنجش از دور با مدل‌های آیکونا و SCS باعث ارتقاء قدرت شناسایی تخریب اراضی می شود.

با استفاده از ابزارهای گوناگون از جمله مدل‌های ریاضی‌، می‌توان با حداقل هزینه و زمان، تأثیر گزینه‌های مختلف مدیریتی را بر منابع آب یک منطقه و شرایط موجود ارزیابی و کاربردی‌ترین مورد را انتخاب کرد. در این پژوهش، با استفاده از داده‌های اقلیمی، هیدرولوژیک و هیدرومتری در حوضه آبریز ملایر، مدل هیدرولوژیک SWAT در بازه زمانی ۱۳۹۸-۱۳۸۸ اجرا و صحت‌سنجی مدل نهایی توسط  SWAT-CUP انجام شد. در راستای کاهش میزان عدم قطعیت در پارامترهای ورودی به مدل MODFLOW، با استفاده از مقدار تغذیه سطحی حاصل از اجرای مدل SWAT، مدل‌سازی کمّی آبخوان ملایر در نرم‌افزار GMS توسط مدل‌ MODFLOW با اطمینان بیشتری انجام شد. پس از شبیه‌سازی آبخوان ملایر در سال‌های ۱۳۹۷-۱۳۸۸ و صحت‌سنجی آن در سال آبی ۱۳۹۸-۱۳۹۷، مقادیر میانگین خطای مطلق (MAE) بین 0/35 تا 0/65 متر و جذر میانگین مربعات خطاها (RMSE) بین 0/62 تا 0/94 متر به‌دست آمد که با توجه به حدود سطوح آب محاسباتی و مشاهداتی برابر با 1650متر، قابل قبول به نظر می‌رسد. نتایج تغییرات سطح آب در چاه‌های مشاهده‌ای واقع در منطقه ملایر حاکی از آن است که تراز سطح آب زیرزمینی در محدوده آبخوان در دوره مطالعاتی ۱۰ ساله به‌طور میانگین 9/7 متر کاهش داشته است.

از آنجا که تغییر کاربری اراضی و همچنین تغییر متغیرهای اقلیمی از جمله افزایش دما بر بسیاری از فرایندهای طبیعی نظیر فرسایش خاک و تولید رسوب، سیلاب و تخریب خصوصیات فیزیکی و شمیایی خاک اثر می‌گذارد، بنابراین نیاز است تا جنبه‌های مختلف اثر این تغییرات، در مطالعات و تصمیم‌گیری‌ها مورد توجه قرار گیرد. در تحقیق حاضر به‌منظور آگاهی از میزان اثرگذاری تغییر اقلیم و شرایط مدیریت کشت بر میزان سیل‌خیزی، اقدام به آزمون و تحلیل سناریوهای منطقی بر اساس پیشینه حوزه آبخیز مروست با استفاده از مدل مفهومی SWAT شد. در این راستا پس از واسنجی مدل، اقدام به آزمون دو سناریوی مذکور شد. سناریوی اول در زمینه مدیریت زارعی و تبدیل باغات به اراضی کشاورزی و سناریوی دوم افزایش 0/5 درجه‌ای دما با ثابت فرض کردن سایر شرایط درنظر گرفته شده است. نتایج واسنجی و اعتبارسنجی مدل با آزمون نش- ساتکلیف به‌ترتیب 0/66 و 0/68 نشان از کارایی قابل قبول مدل در محدوده مورد مطالعه دارد. در ادامه نتایج به‌کارگیری دو سناریوی تغییر کاربری اراضی و گرمایش نشان از تأثیر 30 درصدی سناریوی اقلیمی با افزایش متوسط دبی ماهانه به‌میزان 3/72 مترمکعب بر ثانیه حاکی از افزایش سیل‌خیزی حوضه به‌ویژه در سال‌های اخیر دارد. از طرفی سناریوی تغییر کاربری اراضی باغی به کشاورزی در دو حالت 20 درصد و 50 درصد تغییر کاربری باعث افزایش متوسط دبی ماهانه به‌ترتیب به میزان 1/26 و 1/5 مترمکعب بر ثانیه و به‌عبارتی 10 و 12 درصد به سیل‌خیزی حوضه اضافه شد. نتایج حاکی از آن است که در مناطق مشابه منطقه مورد مطالعه که در منطقه اقلیمی خشک واقع شده است، افزایش احتمالی دما می‌تواند اثر قابل ملاحظه‌ای را بر سیل‌خیزی حوضه داشته باشد. البته تأثیر غیرمستقیم عامل انسانی نیز به‌صورت افزایش گازهای گلخانه‌ای بر افزایش سیل‌خیزی حوضه را نباید نادیده گرفت.

در سال‌های اخیر از روش‌های غیرمستقیم نظیر سنجش از دور و داده‌کاوی برای برآورد شوری خاک زمین‌های کشاورزی استفاده می‌شود. در این تحقیق، هدایت الکتریکی 94 نمونه خاک از 0 تا 100 سانتی‌متر با استفاده از تکنیک ابرمکعب در دشت ساوه، اندازه‌گیری شد. تعداد 23 نوع داده ورودی در قالب دو دسته توپوگرافی و طیفی استفاده شدند. پارامترهای سطح زمین مانند شاخص رطوبت توپوگرافیک (TWI)، شاخص طبقه‌بندی زمین برای مناطق پست (TCI)، شاخص قدرت جریان (STP)، مدل رقومی ارتفاع (DEM) و طول شیب (LS) با استفاده از نرم‌افزارهای Arc-GIS و SAGA به‌عنوان ورودی‌های توپوگرافی لحاظ شدند. همچنین شاخص‌های مکانی شوری و پوشش گیاهی از تصاویر لندست 8 استخراج شدند و به‌عنوان ورودی‌های طیفی درنظر گرفته شدند. به‌منظور مدل‌سازی شوری از شبکه عصبی GMDH با نسبت 70 درصد برای آموزش و 30 درصد برای صحت‌سنجی استفاده شد. نتایج اندازه‌گیری نشان داد مقادیر شوری خاک بین 0/1 تا 18 با میانگین 5 و انحراف معیار 4/7 دسی‌زیمنس بر متر بودند. نتایج مدل‌سازی نیز نشان داد پارامترهای آماری R2، MBE وNRMSE  در مرحله آموزش به‌ترتیب 0/80، 0/06 و 42/1 درصد بودند. همین مقادیر در مرحله صحت‌سنجی به‌ترتیب 0/79، 0/13 و 48/7 درصد بودند. بنابراین استفاده از شاخص‌های طیفی، توپوگرافی و شبکه عصبی GMDH، در مدل‌سازی شوری خاک، کارایی مناسبی دارد.

بخش کشاورزی به¬عنوان یکی از مهم‌ترین بخش‏های مصرف آب در پایداری سیستم‏های منابع آب کشور تأثیرگذار است. این مطالعه، با هدف تخمین برداشت آب از رودخانه‏ برای مصارف کشاورزی در محدوده مطالعاتی نوبران، واقع در حوضه آبریز دریاچه نمک، انجام شده است. تخمین میزان برداشت آب از رودخانه با استفاده از متغیرهای وابسته به فاکتورهای ریخت‌شناسی، هیدرولوژیکی، کاربری اراضی و ترکیبی از متغیرهای آن‌ها که با نمونه‏برداری میدانی جمع‏آوری شده است، انجام گرفت. همچنین، برای تخمین متغیر برداشت آب از رودخانه‌‏ها، روش‏های داده‌کاوی شامل سامانه استنتاجی فازی- عصبی تطبیقی (ANFIS)، روش گروهی مدل‌سازی داده‏ها (GMDH)، شبکه تابع پایه شعاعی (RBF) و مدل درخت تصمیم رگرسیونی (Rtree) به کار گرفته شد. در این مطالعه، مدل GMDH24 با سناریوی ترکیبی شامل متغیرهای عرض رودخانه، عمق رودخانه، حداقل جریان، حداکثر جریان، متوسط جریان، مساحت کشت شده زراعی و باغی به‌عنوان بهترین مدل برای برآورد متغیر برداشت آب از رودخانه‏ معرفی شد. مقدار RMSE برای سناریوی ترکیبی مدل GMDH24 به‌منظور تخمین برداشت آب در محدوده مطالعاتی نوبران 046/0 به‌دست آمد. نتایج حاکی از این است که عملکرد مدل GMDH24 در برآورد برداشت آب رودخانه‏ها برای مقادیر حداکثر بسیار قابل قبول و امیدوارکننده است. بنابراین، مدل‌سازی و شناسایی متغیرهای مختلف تأثیرگذار بر میزان بهینه برداشت آب از رودخانه‏ها جهت تأمین مصارف کشاورزی باعث دستیابی به اهداف مدیریت یکپارچه منابع آب (IWRM) می‌شود.

بارش یکی از عناصر اصلی چرخۀ هیدرواقلیمی کرۀ زمین است که چگونگی تغییرپذیری آن تابع روابط پیچیده و غیرخطی بین سامانۀ اقلیم و عوامل محیطی است. شناخت این روابط و انجام برنامه‌ریزی‌های محیطی بر مبنای آنها در حالت عادی امری دشوار بوده و در نتیجه طبقه‌بندی داده‌ها و تقسیم اطلاعات به دسته‌های متجانس و کوچک می‌تواند در این زمینه کمک‌کننده باشد. در پژوهش حاضر تلاش شد تا داده‌های بارش، ارتفاع‌، شیب‌، جهت دامنه‌ها و تراکم ایستگاهی برای 3423 ایستگاه همدید، اقلیم‌شناسی و باران‌سنجی ایران در دوره ی 1961-2015 به مدل‌های فازی (FCM) و شبکه عصبی خودسازمانده (SOM-ANN) وارد و ضمن انجام پهنه‌بندی بارشی– محیطی، خروجی‌های دو مدل از لحاظ دقت و کارایی مورد مقایسه قرار گیرد. نتایج حاصل از خروجی مدل‌ها، شرایط بارشی ایران را در ارتباط با عوامل محیطی به چهار پهنه تقسیم‌بندی کرده است. همچنین، بررسی شاخص‌های ارزیابی نشان داد هر دو مدل از دقت بالایی در امر طبقه‌بندی فراسنج بارش برخوردار هستند؛ با این حال مدل فازی از لحاظ دقت نتایج برتری نسبی به مدل شبکۀ عصبی دارد.

با توجه به آشکارشدن تغییرات اقلیمی در اکثر مناطق دنیا و اثر آن بر بخش‌های مختلف چرخه آب، آگاهی از وضعیت منابع آب به‌منظور مدیریت صحیح منابع و برنامه‌ریزی برای آینده ضروری است. از این‌رو مطالعات زیادی در مناطق مختلف با هدف تحلیل اثرات تغییر اقلیم بر فرآیند هیدرولوژیک در دوره‌های آتی انجام شده است. در مطالعه حاضر به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب سطحی با استفاده از مدل گردش عمومی جو (AOGCM) در شهرستان خمینی‌شهر پرداخته شد. برای این کار از شبیه‌سازی دمای حداکثر و حداقل و بارش دوره آتی (2049-2020) با استفاده از میانگین‌گیری وزنی از سه مدل با کمترین خطا برای هر یک از پارامترهای دمای حداقل و حداکثر و بارش، بر اساس سناریوی انتشار A2 و B1 (حالت بدبینانه و خوش‌بینانه) از مجموعه مدل‌های AOGCM-AR4 استفاده شد و به‌منظور ریزمقیاس‌نمایی، از مدل LARS-WG استفاده شد. به‌منظور پیش‌بینی رواناب نیز از نرم‌افزار HEC-HMS استفاده شد. نتایج به‌دست آمده ناشی از بررسی اثر تغییر اقلیم در دوره آتی (2049-2020) نسبت به دوره مشاهداتی (2000-1971)، در سناریو A2 برای دمای حداقل و حداکثر به‌ترتیب و به‌طور میانگین افزایش 1/1 و 1/6 درجه سانتی‌گراد و کاهش 17/8 درصدی بارش را نشان داد و در سناریو B1 نیز برای دمای حداقل و حداکثر به‌ترتیب و به‌طور میانگین افزایش 1/1 و 1/4 درجه سانتی‌گراد و کاهش 13 درصدی بارش به‌دست آمد. نتایج مربوط به رواناب در شش سناریوی موجود متفاوت بود، بدین صورت که بیشترین کاهش رواناب مربوط به سناریوی کاربری اراضی ثابت و سناریو A2 (کاهش 22/3 درصدی) و بیشترین افزایش مربوط به سناریوی افزایش 45 درصدی شهری و سناریوB1 (افزایش 5/8 درصدی) است. پس با توجه به اینکه در آینده بدون شک افزایش بافت شهری وجود خواهد داشت به همین دلیل حجم رواناب در آینده، قابل ملاحظه خواهد بود که از این حجم می‌توان برای تغذیه آب زیرزمینی و آبیاری باغات و فضای سبز شهرستان بهره برد.