علوم آب و خاک

---

در چند دهه گذشته، روابط گوناگونی برای تشریح عرض، و شیب رودخانه‌های پایدار با بستر شنی پیشنهاد شده است. در این مقاله، در مرحله نخست با بهره‌گیری از داده‌های موجود برای 280 رودخانه با بستر شنی، که در شرایط رژیم (پایداری) واقعند، 9 معادله گسترش یافته توسط بری، چانگ، هی و تورن، کلر هالز، نیل، پارکر و سایمونز و آلبرتسون، برای هر کدام از ویژگی‌های کانال پایدار، شامل عرض بالای کانال، عمق میانگین جریان و شیب بستر تحلیل آماری گردید. مقایسه انجام شده نشان داد که دبی جریان غالب و قطر میانگین ذره رسوب، برای پیش‌بینی ویژگی‌های هندسی کانال (عرض، عمق و به ویژه شیب) پارامترهای هیدرولیکی کافی نمی‌باشند. جستجو برای روابط پیجیده‌تر، با استفاده از پارامترهای اندازه‌گیری شده موجود، نشان داد که هیچ گونه اصلاحی در این زمینه میسر نبوده، و هر نوع بهبودی ناشی از وجود یک هم‌بستگی ساختگی است، که خود به دلیل حضور متغیر مشترک در هر دو سمت معادله گسترش یافته می‌باشد.

در مرحله دوم، اطلاعات 19 کانال آزمایشگاهی که توسط کرونوتو و گراف (13) و سانگ و همکاران (19)، و بر پایه‌ی تئوری لایه مرزی به دست آمده، مورد استفاده قرار گرفت. در واقع، کاربرد این تئوری به این مسئله بنیادی پاسخ خواهد داد که آیا متغیرهای شناخته شده موجود برای پیش‌بینی مقطع یک کانال پایدار کافی نیستند، و یا روش برآورد آنها مناسب نیست؟ بر پایه پژوهش حاضر، روش برآورد آنهاست که می‌بایست دگرگون شود. داده‌های آزمایشگاهی فوق امکان بهره‌گیری از پارامتر شیلدز را برای پیش‌بینی عمق جریان و شیب کانال فراهم می‌کند. در نتیجه، به کار بردن تئوری لایه مرزی، برای برآورد پارامتر شیلدز و پیش‌بینی پارامترهای یک کانال پایدار، قابل توصیه است.

---

برای انتخاب مناسب‌ترین معادله برآورد رسوب نیاز به ارزیابی و واسنجی آنها برای رودخانه مورد نظر می‌باشد. در این پژوهش ارزیابی معادله‌های برآورد بار رسوب در ایستگاه‌های اهواز از رودخانه کارون، بامدژ از رودخانه دز، پای پل از رودخانه کرخه و چم‌نظام از رودخانه مارون بررسی گردید. افزون بر معادله‌هایی که اخیراً ارائه شده، رایج‌ترین معادله‌های موجود در این پژوهش به کار رفت، که عبارتند از: میر-پیتر و مولر، انیشتین، بگنولد، انگلاند و هانسن، توفالتی، ایکرز و وایت، یانگ، وان ریجن، وایف، ساماگا و همکاران، بگ، و فاضل. به منظور محاسبه سریع دبی رسوب، از روش‌های فوق یک مدل کامپیوتری تهیه گردید. در مرحله بعد، 490 دوره داده اندازه‌گیری شده از این ایستگاه‌ها گردآوری شد. به دلیل هم‌زمان نبودن داده‌های دانه‌بندی بستر با داده‌های شرایط جریان در برخی از موارد، این داده‌ها با دبی که به صورت روزانه موجود بود، ارتباط داده شد و روابطی بین دانه‌بندی بستر و دبی به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که به طور کلی معادله‌هایی که مبتنی بر انرژی تبادلی جریان می‌باشند، با اصلاحاتی برای رودخانه‌های خوزستان مناسب‌ترند. از این معادلات، روش انگلاند و هانسن، جز برای ایستگاه چم‌نظام، در ایستگاه‌های دیگر تخمین‌های نسبتاً خوبی داشته است. میانگین نسبت بار رسوبی این روش برای رودخانه کارون 41/1، برای رودخانه کرخه 07/2 و برای رودخانه دز 85/1 است. هم‌چنین، انحراف از معیار نسبت مذکور برای این روش، در مقایسه با روش‌های دیگر، مقادیر بسیار کمتری می‌باشد. روش بگ نیز با کاربرد ضریب 1/0، جز برای ایستگاه چم‌نظام، در سه ایستگاه دیگر برآوردهای مناسبی داشته است. این روش نیز نتایجی مشابه روش انگلاند و هانسن داشته و دارای میانگین نسبت بار رسوبی 32/1 برای رودخانه دز، 91/0 برای رودخانه کرخه و 73/0 برای رودخانه کارون می‌باشد.

---

هم‌آوری ماهی شاه‌کولی، که یکی از ماهیان مورد پسند و اقتصادی در شمال ایران است، در حوضه رودخانه سفیدرود بررسی گردید. برای انجام این بررسی، 539 قطعه ماهی شاه‌کولی، از فروردین‌ماه تا مردادماه سال 1379، در ایستگاه‌های تعیین شده در طول مسیر رودخانه سفیدرود از مصب تا کیسم صید شد. از این تعداد، 71 قطعه ماهی تخم‌ریزی نکرده انتخاب، و پس از انجام زیست‌سنجی‌های اولیه، شماری زیرنمونه از بخش‌های مختلف تخمدان تهیه، و تعیین هم‌آوری مطلق به طریقه وزنی انجام پذیرفت. حداکثر و حداقل هم‌آوری مطلق به ترتیب 18860 و 2929 تخم مربوط به ماهیان هشت و سه ساله، و هم‌آوری نسبی 37± 132 و 72 تخم به ازای هر گرم از وزن بدن برآورد شد. روابط هم‌آوری مطلق با طول و وزن از نوع خطی بود، و ضریب هم‌بستگی و مقادیر عددی a، b و r محاسبه و نمودار رگرسیون رسم گردید. برای تعیین حدود محل‌های تخم‌ریزی طبیعی از شاخص گنادوسوماتیک و دسته‌بندی بر اساس دو عامل سن و ایستگاه‌های محل صید استفاده شد، و مشخص گردید که ماهیان سه ساله با توان تولید مثلی 05/17، نسبت به گروه‌های سنی دیگر از توانایی بیشتری برخوردارند. هم‌چنین، این شاخص نشان داد که ایستگاه‌های آستانه و کیسم به عنوان محل‌های تخم‌ریزی طبیعی این ماهیان محسوب می‌گردند.

---

در این پژوهش با در نظر گرفتن پارامترهای کلی همچون سرعت متوسط جریان در چند سطح مقطع از رودخانه گاماسیاب واقع در اطراف نهاوند، پارامترهای موضعی مانند سرعت متوسط نقطه‌ای در هر نیم‌رخ سرعت جریان و توزیع نیم‌رخ سرعت بر اساس تئوری لایه مرزی، مقاومت در برابر جریان و عوامل مؤثر بر آن، با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده برای جریان‌های یک‌نواخت و غیر یک‌نواخت بررسی شده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که هر گونه تغییر در شکل تابع لگاریتمی توزیع جهانی سرعت با منظور کردن فاکتور شکل سطح مقطع رودخانه و یا ضریب تعدیل زبری مواد بستر برای قطر مشخصه رودخانه تأثیری بر پیش‌بینی مقاومت در مقابل جریان ندارد. در حالی که ارائه مقدار ثابت لگاریتمی (عرض از مبدأ) معادله توزیع جهانی سرعت به صورت تابعی از پارامترهای عدد فرود و پارامتر شیلدز می‌تواند تا حدی برآورد مقاومت در برابر جریان را بهبود بخشد. هم‌چنین، در نظر گرفتن فاکتور شکل و ضریب تعدیل زبری در معادلات نمایی، پیش‌بینی مقاومت دربرابر جریان را بهبود نمی‌بخشد. از سوی دیگر، به کارگیری مشخصات لایه مرزی چون ضخامت و اندازه حرکت لایه مرزی در نیم‌رخ سرعت، خطر هم‌بستگی ساختگی را در معادله پیشنهادی برای مقاومت در برابر جریان منتفی می‌سازد. معادله پیشنهادی حاصل از اندازه‌گیری‌های نیم‌رخ سرعت جریان غیر یک‌نواخت در رودخانه گاماسیاب، نشان می‌دهد که عمق جریان آب، حداکثر سرعت جریان واقع در سطح آب و شیب خط انرژی از عوامل مؤثر بر مقاومت در برابر جریان می‌باشند.

---

یکی از روش‌های تحلیل منطقه‌ای جریان کم، استفاده از روش رگرسیون چندگانه برای به‌دست آوردن روابطی بین دبی جریان کم با دوره‌های بازگشت معین و ویژگی‌های حوضه آبخیز است، که در این پژوهش برای برآورد دبی جریان کم با دوره‌های بازگشت مختلف در حوضه آبریز مازندران از آن استفاده شد. پس از تحلیل فراوانی نقطه‌ای جریان کم برای 20 ایستگاه آب سنجی، آزمون همگنی انجام شد و دو ایستگاه غیر همگن شناخته شده و از محاسبات حذف گردیدند. روابط منطقه‌ای بین دبی جریان کم با دوره‌های بازگشت 2، 5، 10 و 20 سال و ویژگی‌های حوضه شامل مساحت حوضه، ارتفاع متوسط حوضه، حداقل ارتفاع حوضه، فاکتور شکل، طول شاخه اصلی رودخانه، طول شاخه اصلی رودخانه از مرکز ثقل تا نقطه خروجی حوضه، در صد مساحت جنگلی، میانگین بارش سالانه و شیب متوسط حوضه به مدل‌ها راه یافتند. در نهایت میانگین خطای نسبی مدل برای دوره‌های بازگشت 2، 5، 10 و 20 سال به ترتیب برابر1/41، 41/3، 45/0 و 2/47 درصد به‌دست آمده، که در مقایسه با ب دیگران، مدل‌ها از خطای کمتری برخودار بودند.

---

پژوهش حاضر، اجتماعات کفزیان و ساختار جمعیتی آنها را در بخشی از رودخانه چافرود مورد بررسی قرار داده و با توجه به عوامل آشفتگی‌زای محیطی به طبقه‌بندی و ارزیابی ایستگاه‌های مورد بررسی پرداخته است. در مجموع 8 ایستگاه مطالعاتی در مسیرحدود 9 کیلومتری رودخانه انتخاب و فون کفزیان بزرگ آن به‌صورت ماهانه توسط دستگاه سوربر و با 3 تکرار در هر ایستگاه نمونه‌برداری شد. نمونه‌های جمع آوری شده توسط فرمالین 4% تثبیت و در آزمایشگاه جدا سازی، شناسایی و شمارش گردید. 73 گروه از بی‌مهرگان کفزی دراین مدت شناسایی شد که در میان آنها لارو حشرات آبزی بیشترین تنوع و فراوانی را داشته‌اند. افراد متعلق به دو راسته Diptera و Ephemeroptera در همه ایستگاه‌ها جانداران غالب بوده‌اند. حداکثر فراوانی کل جانداران دراین مدت 2335 عدد در ایستگاه 2 و حداقل آن 1639 عدد در متر مربع در ایستگاه 4 بوده است. داده‌های مربوط به فراوانی کفزیان بزرگ به‌صورت سنجه‌های ساختار جمعیتی (Community structure metrics) شامل غنای کل، غنای EPT و نسبت فراوانی EPT به خانواده Chironomidae، خلاصه شد. در ضمن شاخص تنوع شانن- وینر (Shannon-Winner diversity index) و شاخص زیستی در سطح خانواده هیلسنهوف (Hilsenhoff family level biotic index) نیز در ایستگاه‌های مورد بررسی محاسبه شد. نتایج به‌ دست آمده از آنالیز خوشه‌ای و نیز طبقه‌بندی کیفی آب براساس شاخص زیستی هیلسنهوف، باهم مطابقت داشته و ایستگاه‌های تحت تأثیر عوامل آلاینده در یک گروه طبقه‌بندی شدند.

---

در این تحقیق توانایی مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی جهت شبیه سازی رفتار هیدرولوژیکی آب در حوزه‌های آبخیز مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی تحقیق بررسی کاربرد انواع مختلف شبکه‌های عصبی مصنوعی جهت شبیه سازی جریان در یک حوزه آبخیز با چند ایستگاه هیدرومتری و پیش بینی بهنگام جریان‌های سیلابی در پایین دست بوده است. منطقه مورد بررسی قسمت فوقانی رودخانه درونت (Derwent) می‌باشد که یکی از شاخه‌های اصلی رودخانه ترنت (Trent river)در ناحیه مرکزی انگلستان است. جریان سیلاب رودخانه 3، 6، 9 و 12 ساعت قبل از وقوع در محل ایستگاه هیدرومتری واتستندول (Whatstandwell) با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده در بالا دست پیش بینی گردیده است. سه نوع شبکه عصبی مختلف که عبارت‌اند از شبکه پرسپترون چند لایه(MLP network) ، شبکه برگشتی (Recurrent network)و شبکه برگشتی با تأخیر زمانی(Time lag recurrent network) به‌صورت جداگانه مورد استفاده و ارزیابی قرار گرفتند. هم‌چنین جهت بررسی تأثیر طول داده‌های ورودی در کارایی مدل‌های شبکه عصبی، شبیه سازی‌های مختلف با استفاده از داده‌های هیدرولوژیکی با طول و تعداد متفاوت مورد استفاده قرار گرفت. داده‌های با فاصله اندازه‌گیری 30 دقیقه‌ای با طول دوره‌های 1 ماه، 6 ماه و سه سال ( که تولید تعداد مشاهده‌های متفاوتی را می‌نماید) بدین منظور مورد استفاده واقع شد. براساس نتایج به‌دست آمده هرچند شبکه‌های عصبی مصنوعی به‌صورت عمومی و کلی کارایی مناسبی را در شبیه سازی و پیش بینی دبی جریان از خود نشان داده‌اند ولی نوع شبکه عصبی مصنوعی و نیز خصوصیات داده‌های ورودی مدل خصوصاً داده‌های آموزشی پارامترهای بسیار مهمی هستند که تأثیر عمده‌ای را روی خروجی‌های مدل دارند.

---

گیاه گز رودخانه‌ای در حاشیه رودخانه کارون رشد می‌کند. اندام بیرونی این گیاهان در زمان سیلابی باعث کاهش سرعت جریان و جلوگیری از فرسایش کناره‌ای می‌شود. اندازه‌گیری ضریب زیری گیاهان موجود در این سواحل و دشت‌های سیلابی و بررسی تأثیر آنها در کاهش سرعت و تنش برشی جریان از اهمیت خاصی برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از مدل آزمایشگاهی به بررسی ضریب زبری گیاه گز رودخانه‌ای پرداخته شده است. این گیاه در شرایط غیر مستغرق و زیر بحرانی در فلوم شیشه‌ای به طول 6/12، عرض5/0 و ارتفاع 6/0 متر بررسی شد. ارتفاع گیاهان در این تحقیق 35 سانتی‌متر بود و با آرایش طبیعی و تصادفی در بازه‌ای از فلوم ه طول 8/2 متر در کف فلوم قرار داده شدند. تعداد کل آزمایش‌ها در این تحقیق 22 عدد بود. با توجه به آزمایش‌های انجام شده روی مدل فیزیکی و نمودارهای به دست آمده می‌توان نتیجه گرفت که ضرایب زبری گیاهان تابعی از شرایط جریان نظیر سرعت، عمق و شعاع هیدرولیکی و هم‌چنین تابعی از نوع و میزان پوشش گیاهی است. هم‌چنین در شرایط نیمه مستغرق گیاهان، با تغییر سرعت، عمق، عدد رینولدز، عمق استغراق و حاصل‌ضرب سرعت در شعاع هیدرولیکی در شرایط طبیعی تراکم، ضرایب زبری دارسی- ویسباخ و مانینگ دارای تغییرات غیر خطی می‌باشد.

---

رودخانه‌ها به عنوان منبع اصلی تأمین آب مورد نیاز برای شرب و کشاورزی و صنعت از اهمیت زیادی برخوردارند؛ این مطلب لزوم مطالعه برای کنترل، بهبود و رفع مشکلات مربوط به رودخانه‌ها را به ویژه در مورد مسائل مربوط به کیفیت و آلودگی معلوم می‌سازد. برآورد رسوب معلق از جمله مواردی است که در این راستا مورد توجه واقع شده است. در این تحقیق انتقال رسوب معلق غیرچسبنده در رودخانه کرخه به کمک مدل عددی مطالعه شده است. معادلات هیدرودینامیکی سنت-ونانت و هم‌چنین معادله انتقال-پخش برای مدل‌سازی جریان و انتقال رسوب معلق مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در معادله انتقال-پخش علاوه بر انتخاب معادله مناسب برای برآورد رسوب معلق در حالت تعادلی، لازم است تا ضریب پخش مناسب برای رودخانه مورد مطالعه تعیین شود. در این تحقیق 5 معادله رسوب معلق و 6 معادله برای تعیین ضریب پخش انتخاب شد. تعداد 30 ترکیب از این معادلات تهیه و مدل نهایی برای هرکدام از این ترکیب‌ها جداگانه اجرا گردید. با مقایسه نتایج به‌دست آمده از مدل با داده‌های اندازه‌گیری شده در ایستگاه شاخص، عبدالخان، در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی ملاحظه شد که ترکیب معادله رسوب معلق فان رایان و معادله ضریب پخش فیشر نتایج مناسبی را ارائه می‌کنند. حداکثر درصد خطا در برآورد غلظت رسوب معلق در این حالت معادل 56/19 و 3/26، به‌ترتیب در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی بوده است.

---

  پیش­بینی میزان بار رسوب منتقل شده توسط رودخانه­ها، یکی از جنبه­های مهم مدیریت رودخانه­ها، مخازن سدها و به‌طور کلی پروژه­های آبی به‌شمار می­رود. در تحقیق حاضر به‌منظور پیش­بینی بار معلق رسوب رودخانه طالقان با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و شناسایی شبکه بهینه با بالاترین دقت، از 500 داده روزانه متغیرهای دبی روز مورد‌نظر، دبی یک روز قبل، اشل و وضعیت هیدروگراف (به‌ترتیب با میانگین ( m³/s ) 83/13، ( m³/s ) 42/15، ( cm )83/89 و036/0-) به‌عنوان ورودی مدل و 500 داده روزانه بار معلق رسوب متناظر، به‌عنوان خروجی مدل استفاده شد. داده­های مورد استفاده مربوط به بازه زمانی 1384- 1363، می­باشد. با ایجاد ترکیب­های متفاوتی از متغیرهای ورودی و هم‌چنین با تغییر تعداد نرون­های لایه پنهان و تابع آستانه، 80 شبکه عصبی متفاوت ایجاد شد، که با مقایسه دو پارامتر R^{2 و RMSE در مدل­های مختلف، دقت آنها بررسی شد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی با ساختار 1-9-3 و با ترکیب پارامتر­های ورودی شامل دبی روز مورد‌نظر، دبی یک روز قبل و اشل، با R2 و RMSE آزمون، به‌ترتیب97/0 و 068/0 دارای بالاترین دقت می­باشد. بر‌اساس نتایج حاصل از شبکه 1-9-3، میانگین داده­های رسوب مشاهداتی و پیش‌بینی شده توسط مدل بهینه (مربوط به بخش آزمون)، به‌ترتیب802/1122 و 924/ 1184 (تن در روز) می­باشد.}

---

فرسایش و رسوب‌گذاری به‌عنوان یک رفتار طبیعی رودخانه منجر به از دست رفتن خاک حاصلخیز و واردکردن خسارات جبران ناپذیر به طرح‌های عمرانی آب می‌گردد. از آنجایی که پدیده فرسایش و رسوب یکی از پیچیده‌ترین فرآیندهای طبیعی بوده و عوامل زیادی برآن تأثیر گذار می‌باشد، لذا شناخت کامل عوامل مؤثر بر این پدیده کاری بسیار مشکل است. این تحقیق با هدف بهینه‌سازی پارامترها و تعیین حساسیت آنها در تولید رسوب حوضه آبخیز دویرج در غرب ایران انجام شد. برای این منظور مدل نیمه‌توزیعی SWAT ، الگوریتم SUFI2 و آمار بار رسوب ماهانه سال‌های 1994 تا 2004 مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا مدل برای شبیه‌سازی جریان ماهانه اجرا گردید که براساس مقادیر شاخص‌های ارزیابی در مرحله واسنجی، عملکرد این مدل در شبیه‌سازی جریان ماهانه حوضه مورد مطالعه رضایت‌بخش می‌باشد. در مرحله بعد به‌منظور شبیه‌سازی بار رسوب ماهانه اقدام به اجرای مدل گردید، در اولین اجرای مدل ضرایب 2R ، NS و 2Br به‌ترتیب 43/0 ، 39/0 و 28/0 به‌دست آمد که نشان می‌دهد عملکرد آن با داده‌های پیش‌فرض رضایت‌بخش نیست. بنابراین با استفاده از الگوریتم SUFI2 و مدل‌سازی معکوس، مقادیر بهینه پارامترها تعیین و مدل با مقادیر جدید اجرا شد. براساس نتایج جدید، ضرایب 2R ، NS و 2Br به‌ترتیب 75/0 ، 73/0 و 65/0 به‌دست آمدند و عملکرد مدل بهبود و دقت آن در حد قابل قبول افزایش یافت. در گام بعد، اقدام به تعیین اهمیت پارامترها گردید که از میان 30 پارامتر بررسی شده، (CH_N2)، (USLE_K)، (USLE_P) و (OV_N) از پارامترهای بسیار مهم در تعیین میزان بار رسوب خروجی از حوضه شناخته شدند و از بین آنها عامل USLE_K به‌عنوان حساس‌ترین پارامتر تشخیص داده شد. نتایج این تحقیق می‌تواند در مدیریت مؤثرترین عوامل بر بار رسوب مورد استفاده قرار گیرد. همچنین تهیه مقادیر دقیق پارامترهای مؤثرتر در سایر مطالعات می‌تواند به بهبود نتایج شبیه‌سازی حوضه‌های مشابه کمک زیادی نماید.

---

یکی از چالش‌های عمده در مدیریت منابع آب، بهره‌برداری از این منابع در حوضه‌های آبریز مشترک مرزی می‌باشد. واقعیتی که هم‌اکنون کشور ایران در بهره‌برداری از رودخانه هیرمند سال‌ها است با آن مواجه می‌باشد. در چنین وضعیتی، کاربرد یک مدل مفهومی بارش- رواناب که بتواند سناریوهای مختلف مدیریتی را شبیه‌سازی کند، ابزار مناسبی خواهد بود. در این خصوص، مدل SWAT می‌تواند انتخاب مناسبی باشد. با این وجود، نیاز به داده‌های هواشناسی و رواناب مشاهداتی از موانع جدی در پیاده‌سازی چنین مدلی است. این مشکل به‌خصوص در مناطقی مثل افغانستان با زیرساخت‌های ضعیف دوچندان است. به‌همین دلیل، کاربرد آنها دارای مشکلات بیشتری خواهد بود. در مطالعه حاضر، به‌منظور بررسی توانایی مدل SWAT در شبیه‌سازی فرآیند بارش- رواناب در مناطق با کمبود داده، حوضه بالادست رودخانه هیرمند به‌عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شد. بدین‌منظور، داده‌های رواناب ایستگاه دهرآوود از سال 1969 تا 1979 و بعضی داده‌های هواشناسی تهیه و برای واسنجی و اعتبارسنجی شبیه‌سازی‌ها به‌کار گرفته شد. نتایج این بخش رضایت‌بخش بود، به‌طوری‌که در مرحله واسنجی و اعتبارسنجی، ضرایب 2R در خروجی حوضه به‌ترتیب 76/0 و 70/0 به‌دست آمد. نکته قابل توجه آنکه با توجه به برفی بودن حوضه، استفاده از امکانات Elevation-Band بخش برف مدل نیز تأثیر قابل ملاحظه‌ای در بهبود نتایج به‌خصوص دبی پایه داشت. علاوه بر ارزیابی قبل، نقشه برف استخراج شده از دو تصویر ماهواره‌ای لندست در ماه فوریه 1973 و 1977 زمانی که حوضه نسبتاً پوشیده از برف است، با نقشه برف تولید شده از مدل مقایسه شد که نتایح حاکی از اجرای خوب مدل بود، به‌طوری‌که ضریب 2R در این دو تاریخ به‌ترتیب 87/0 و 82/0 برآورد گردید.

---

مدل غیرخطی ماسکینگام روشی کارا در روندیابی سیلاب است، اما کارایی این روش تحت تأثیر سه پارامتر به‌کار رفته در آن است. در سال‌های اخیر، نتایج رضایت‌بخشی از استفاده الگوریتم‌های فراکاوشی در تعیین مقدار مناسب پارامترهای این مدل گزارش شده است. از این‌رو در این پژوهش به ارزیابی کارایی الگوریتم رقابت استعماری (ICA) در تخمین پارامترهای بهینه مدل غیرخطی ماسکینگام پرداخته شد. علاوه‌بر ICA، الگوریتم ژنتیک (GA) و بهینه‌سازی مجموعه ذرات(PSO)  نیز با هدف در دست بودن معیار برای قضاوت در مورد عملکرد ICA مورد استفاده قرار گرفتند. بدین‌منظور ابتدا ICA در روندیابی سیل ویلسون به‌کار گرفته شد؛ پس از آن روندیابی دو واقعه سیلاب مربوط به رودخانه دوآب صمصامی مورد بررسی قرار گرفت. در مورد سیل ویلسون که تابع هدف به‌صورت مجموع مربعات انحرافات (SSQ) دبی مشاهداتی و محاسباتی در نظر گرفته شد؛ مقدار تابع هدف حاصل از ICA، برابر 77/36 و مقدار تابع هدف حاصل از GA و PSO به‌ترتیب برابر 23/38 و 89/36 به‌دست آمد. در روندیابی دو سیل دیگر علاوه‌بر SSQ، تابع هدف دیگری به‌صورت مجموع قدر مطلق انحرافات (SAD) دبی مشاهداتی و محاسباتی نیز در نظر گرفته شد. در سیلاب اول براساس SSQ، GA بهترین عملکرد را از خود نشان داد ولی براساس SAD، ICA در رتبه نخست قرار گرفت. در مورد سیلاب دوم بر مبنای هر دو تابع هدف، ICA عملکرد بهتری داشته است. در این رابطه ICA نسبت به GA در تابع هدف SSQ، 9 درصد و در تابع هدف SAD، 08/0 درصد بهتر بوده است و نسبت‌به PSO، تابع هدف SSQ و SAD را به‌ترتیب 1/0 و 16/0 درصد بهبود داده است. با توجه به‌نتایج حاصل می‌توان گفت که الگوریتم ICA می‌تواند به‌عنوان یک روش مناسب به‌منظور تخمین پارامترهای مدل غیرخطی ماسکینگام مورد استفاده قرار گیرد.

---

در طول چند دهه اخیر، بخش جنوبی دریای مازندران با وقایع اقلیمی شدیدی مانند خشکسالی و سیل مواجه بوده است. آنالیز روند متغیرهای هیدرو اقلیمی با استفاده از آزمون غیر‌پارامتری من-کندال و آزمون رگرسیون برای حوضه نکارود در شمال ایران انجام شده است. روند خصوصیات جریان رودخانه و بارش شامل جریان ماکزیمم، جریان متوسط و شاخص‌های جریان کم در مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و سالانه از سال 1358 تا 1391 آنالیز شدند. نتایج آنالیز، کاهش تدریجی در بارش فصل زمستان،کاهش سالانه و همچنین کاهش بارش ماکزیمم روزانه همراه با افزایش روند در بارش ماکزیمم روزانه را نشان داد. برای متغیرهای هیدرولوژی، جریان کم هفت روزه در همه زیرحوضه‌ها در تابستان کاهش داشته است. جریان متوسط ماهانه و سالانه به‌ویژه در زمستان، در همه زیرحوضه‌ها روند کاهشی داشته اما جریان ماکزیمم سالانه از حوضه‌های بالادست تا پایین‌دست، روند افزایشی داشته است. تغییرات کاربری اراضی مانند شهرسازی و جنگل‌زدایی در طول 34 سال در حوضه‌های پایین‌دست، افزایش داشت. نتایج نشان داد که جریان‌های کم و جریان متوسط، به‌شدت تحت تأثیر تغییرات اقلیمی هستند. به‌طور کلی، از لحاظ هیدرولوژیکی نتایج نشان می‌دهد که منطقه مورد مطالعه با وقایع خشکسالی شدیدی مواجه می‌باشد. نتایج این تحقیق می‌تواند در پیش‌بینی خشکسالی‌های آتی، برنامه‌ریزی آبیاری و مدیریت منابع آب منطقه به‌کار گرفته شود.

---

از جمله روش‌های کنترل آب‌شستگی در اطراف تکیه‌گاه پل استفاده از سنگ‌چین در اطراف آن می‌باشد. در این مطالعه به‌منظور مقایسه پایداری سنگ‌چین‌ها در اطراف دو تکیه‌گاه پل با دو شکل متفاوت، آزمایش‌هایی در یک فلوم آزمایشگاهی با قوس 180 درجه از جنس پلاکسی گلاس انجام گرفت. در این تحقیق با قرار‌دادن دو تکیه‌گاه پل با دیواره عمودی بالدار و قائم از جنس پلکسی گلاس به‌همراه سنگ‌چین در اطراف آنها اقدام به انجام یک‌سری آزمایش گردید. آزمایش‌ها با استفاده از دو نوع سنگ‌چین با چگالی مختلف و با چهار قطر متفاوت در دبی ثابت در حالت آب زلال انجام شد. در هر آزمایش عمق جریان در شرایط آستانه حرکت اندازه‌گیری و سپس با استفاده از داده‌های به‌دست آمده عدد پایداری محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد در شرایط یکسان، پایداری سنگ‌چین‌ها در تکیه‌گاه بالدار بیشتر از تکیه‌گاه قائم می‌باشد. همچنین بالدار بودن تکیه‌گاه با زاویه 45 درجه به‌طور متوسط باعث افزایش 9 درصد پایداری سنگ‌چین ها در مقایسه با تکیه‌گاه قائم می‌شود. 

---

مهم‌ترین دلیل نگرانی، در خصوص پایداری پل‌ها، وقوع آبشستگی موضعی در اطراف آنهاست. از اینرو روش‌های مختلفی برای جلوگیری و یا کاهش عمق آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ارایه شده است. استفاده از آبشکن از جمله شیوه‌های نوین کنترل و کاهش آبشستگی موضعی می‌باشد. در مطالعه حاضر تأثیر استفاده از یک آبشکن نفوذناپذیر در کنترل آبشستگی موضعی اطراف پایه پل استوانه‌ای شکل مستقر در قوس یک کانال آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات برای آبشکن با سه زاویه قرارگیری 90، 50 و 120 درجه نسبت به کرانه پایین دست در سه دبی 47، 49 و 51 لیتر در ثانیه، در شرایط آب زلال انجام شد. نتایج حاصله نشان داد در کلیه نسبت‌های سرعت به‌سرعت بحرانی و همه زوایای قرارگیری آبشکن، آبشستگی در اطراف پایه پل نسبت به حالت شاهد کاهش می‌یابد. همچنین در همه نسبت‌های سرعت به سرعت بحرانی بهترین عملکرد مربوط به آبشکن عمودی می‌باشد و میانگین عملکرد آبشکن دافع نسبت به آبشکن جاذب بهتر و مطلوب‌تر است اما با افزایش دبی و به تبع آن نسبت سرعت به سرعت بحرانی از تأثیر آبشکن عمودی کاسته شد و در مقابل آن عملکرد آبشکن جاذب بهبود می‌یابد. بهترین عملکرد مربوط به آبشکن عمودی در نسبت سرعت به سرعت بحرانی برابر با 84/0، می‌باشد که موجب کاهش 42/71 درصدی آبشستگی در اطراف پایه پل می‌شود.

---

برای تعیین میزان تأثیر ریشه در افزایش مقاومت برشی خاک، بررسی سامانه ریشه و مقاومت کششی آنها ضروری است. هدف از انجام این تحقیق بررسی تأثیر شیب ساحل و جریان رودخانه بر سامانه ریشه درختان پده می‌باشد. در بازه نسبتاً مستقیمی،  تعداد 6 پایه درخت پده روی شیب ساحل رودخانه سیمره، انتخاب گردید. برای بررسی سیستم ریشه، از روش مقطع پروفیل دورانی استفاده شد. پیرامون هر درخت به چهار ناحیه بالادست و پایین‌دست در جهت شیب و جریان تقسیم گردید. تعداد و قطر ریشه‌ها در هر ناحیه اندازه‌گیری شد. نتایج تحقیق نشان داد که بیشترین تعداد ریشه‌ها در عمق 90 تا 100 سانتی‌متری قرار دارد. در جهت شیب 59 درصد و در جهت جریان 53 درصد تعداد ریشه‌ها در ناحیه بالایی قرار دارند. حدود 97 درصد تعداد ریشه‌ها قطری تا 20 میلی‌متر دارند. بیشترین تفاوت تعداد ریشه‌ها در نواحی بالایی و پایینی شیب و جریان،  مربوط به قطر‌های تا 5 میلی‌متر می‌باشد. این تفاوت درجهت شیب حدود 7/2 برابر بیشتر از جهت جریان می‌باشد. متوسط نسبت سطح مقطع ریشه برابر 26/0 درصد می‌باشد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که سامانه ریشه درختان پده روی ساحل رودخانه به‌صورت نامتقارن است. 

---

خشکسالی یک ناهنجاری‌ آب‌ و هوایی است که با کمبود (نبود) بارش و مُهیایی منابع‌ آب در پهنه‌ جغرافیایی بزرگ پیوند داشته و در طول دوره‌ قابل توجهی از زمان گسترش می‌یابد که می‌تواند بخش‌های مختلف از زندگی و محیط زیست را متأثر سازد. یکی از روش‌های خیلی رایج در ارزیابی و پایش خشکسالی، محاسبه‌ شاخص‌های خشکسالی می‌‌باشد. گسترش فضایی و زمانی و شدت(سختی) خشکسالی با استفاده از این شاخص‌ها مشخص می‌گردد. در این بررسی، شاخص تلفیقی خشکسالی(هیدرو- متئورولوژی) برای ارزیابی خشکسالی‌های آب شناختی و هواشناختی حوضه رودخانه سرباز در جنوب شرق ایران استفاده شده است. شاخص تلفیقی خشکسالی به‌طور جامع همه اشکال فیزیکی خشکسالی(هواشناختی، هیدرولوژیکی و کشاورزی) را از طریق انتخاب متغیرهای مرتبط به‌هر نوع خشکسالی شامل می‌شود. در این مورد، ارزش‌های ماهانه شاخص خشکسالی جریان رودخانه‌ای و شاخص بارش استاندارد شده برای چهار دوره مرجع مشابه تحت یک تحلیل مؤلفه مبنا قرار گرفته و براساس مؤلفه نخست آن، شاخص تلفیقی هیدرو- متئورولوژیکی ایجاد شده است. دوره مورد بررسی از سال آبی 61-1360 تا 90- 1389 شمسی و سرآغاز سال‌ آبی نیز از ماه مهر تعیین گردیده است. براساس نتایج شاخص تلفیقی خشکسالی، یک دوره بزرگ خشکسالی از سال‌آبی 79-1378 الی 85-1384 در جنوب‌شرق ایران حاکم بوده است که شدت آن در سال آبی 83-1382 فوق‌العاده خشک بوده است. روش‌شناسی شاخص تلفیقی خشکسالی، یک رویکرد عینی و واضح برای توصیف شدت خشکسالی فراهم‌ می‌کند. شاخص تلفیقی خشکسالی به‌خوبی قادر به نمایش رفتار خشکسالی‌های هیدرو- متئورولوژیکی محدوده مورد مطالعه بوده و به‌عنوان شاخص ترکیبی برای پایش و ارزیابی خشکسالی منطقه‌ای توصیه می‌گردد. در نهایت، حالت‌های خشکسالی هیدرو- متئورولوژیکی براساس آستانه‌های قراردادی منطقه‌ای استخراج و از طریق زنجیره مارکوف مدل‌سازی شده‌اند که اجازه می‌دهد تا برآورد فراوانی انتقال حالت خشکسالی انجام گیرد و پیش‌بینی حالت خشکسالی‌ آینده در زمان واقعی امکان‌پذیر گردد. ماتریس‌های ‌فراوانی انتقال حالت، ابزارهای اصلی برای پیش‌بینی حالت خشکسالی در زمان واقعی می‌باشند. نتایج اعتبارسنجی و انطباق پیش‌بینی‌ها با واقعیت‌ها بیانگر آن است که پیش‌بینی‌های انتقال حالت‌های خشکسالی آب‌شناختی در حوضه مورد مطالعه به‌روش زنجیره مارکوف دارای اعبتار می‌باشد.

---

آب به‌عنوان یک عامل محدود کننده در شکل‌دهی و تکوین فرهنگ و تمدن ایرانی، نقش تعیین کننده‌ای داشته است. با توجه به کمبود آب و تنوع مصرف‌کنندگان، بروز تعارض در حوضه رودخانه‌ها قابل پیش‌بینی است. حل تعارض، روش‌ها و فرآیندهایی مؤثر در تسهیل و پایان دادن مسالمت آمیز به یک تعارض از راه ارتباطات فعال درباره طرز تفکرشان و علل اختلافات و همچنین مداومت در مذاکره جمعی را شامل می‌شود. در حال‌ حاضر، رودخانه زاینده‌رود دچار کم‌آبی شدیدی شده است. هدف این بررسی، ارزیابی راه‌های حل تعارض رودخانه زاینده‌رود از دیدگاه کشاورزان و ذی‌مدخلان می‌باشد. جامعه آماری این مطالعه را کشاورزان حوضه زاینده‌رود در دو استان اصفهان و چهارمحال و بختیاری (ذی‌نفعان) و همچنین کارکنان معاونت حفاظت و بهره‌برداری آب منطقه‌ای و جهاد کشاوری دو استان (ذی‌مدخلان) تشکیل می‌دهند. حجم نمونه مورد بررسی کشاورزان با استفاده از اطلاعات به‌دست آمده از پیش‌آزمون و فرمول کوکران، 171 نفر تعیین گردید و ذی‌مدخلان تمام‌شماری شدند. داده‌های مورد نیاز از طریق مصاحبه حضوری و با استفاده از پرسشنامه ساخت‌یافته گردآوری شده، روایی صوری و پایایی آن نیز به‌ترتیب با استفاده از نظرات کارشناسان و ضریب آلفای کرونباخ (871/0) تأیید گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که مهم‌ترین عوامل به‌وجود آورنده تعارض رودخانه از نظر جامعه آماری پژوهش به‌ترتیب، کاهش بارش، افزایش استفاده آب در صنعت و افزایش مصارف سایر استان‌ها می‌باشد. همچنین، ایجاد شرایط بازگو کردن نظرات به‌صورت آزادانه، پادرمیانی و مذاکره مؤثرترین راه‌حل‌های تعارض از‌نظر جامعه آماری است. از سویی، در شرایط فعلی، کشاورزان (ذی‌نفعان) توسل به زور و ذی‌مدخلان مذاکره را مناسب‌ترین راه‌حل تعارض می‌دانند.

---

هدف از این پژوهش تعیین میزان مشارکت زیرحوضه‌ها از نقطه ‌نظر مساحت، دبی یک جریان رودخانه در سیل‌خیزی کل حوضه آبریز رودخانه خرسان در استان کهگیلویه و بویراحمد می‌باشد. برای این‌کار از مدل بارش- رواناب HEC-HMS برای شبیه‌سازی دبی رواناب 11 زیرحوضه استفاده به‌عمل آمد. اطلاعات ورودی این مدل با ابزار سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه شد. نتایج نشان داد که با تغییر در دوره بازگشت‌های مختلف، تغییر اندکی در اولویت‌بندی سیل‌خیزی زیرحوضه‌ها مشاهده می‌شود. به‌طوری‌که به‌ازای دوره بازگشت 2، 50 و 100 سال، سیل‌خیزترین زیرحوضه‌ها بدون تغییر و به‌ترتیب زیرحوضه‌های 1 تا 11 خواهند بود. سهم مشارکت از نقطه نظرمساحت و دبی جریان با هم متفاوت بود، به‌طوری‌که اثرمساحت بین 31/0 تا 03/1 درصد یعنی زیرحوضه 6 بالاترین رتبه و زیرحوضه 7 پائین‌ترین رتبه را داشتند. درحالی‌که از نقطه نظر دبی، اثر حذف زیرحوضه‌ها بین 2/51 تا 2/1004 درصد بود، یعنی زیرحوضه 6 کمترین دبی و زیرحوضه 11 بیشترین مقدار دبی را داشت.