اولویت‌بندی تخصیص بهینه آب مخازن ذخیره جریان سطحی برای مصارف مختلف (شرب، کشاورزی، صنعت، محیط‎زیست و ...) در مناطق خشک و نیمه­خشک مانند ایران به دلیل دامنه تغییرات و عدم قطعیت بالای جریان‏های ورودی به مخزن و وقوع خشکسالی‏های متناوب از اهمیت بالایی برخوردار می­باشد. بدین منظور روش سلسله مراتب فازی (FAHP) به‌عنوان یک روش فرمول‌بندی مناسب در اولویت‌بندی تخصیص آب در سیستم منابع آبی پیشنهاد و استفاده می‏شود. لذا در این مطالعه اولویت‌بندی تخصیص آب برای مصارف مختلف سد مخزنی شهرچای واقع در بالادست کلان‌شهر ارومیه، در یک مطالعه میدانی و با استفاده از روش سلسله مراتبی فازی انجام پذیرفته است. این مطالعه میدانی بر اساس پرسش‌نامه از متخصصان و صاحب‌نظران صنعت آب منطقه بوده و مدل تصمیم‏گیری بر اساس داده‏های میدانی در یک فرآیند سلسله مراتبی فازی به ازای عوامل مؤثر کمی و کیفی توسعه‌یافته است. در فرایند مذکور، سه معیار اصلی اقتصادی، اجتماعی و زیست‎محیطی و چهار زیرمعیار درآمد، سطح زیر کشت، اشتغال­زایی و جمعیت برای شش گزینه از آب‏بران کشاورزی، شرب، نیاز زیست‎محیطی دریاچه ارومیه، تغذیه آب زیرزمینی، صنعت و تفریحی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که معیار اقتصادی با وزن 47/0 نسبت به دو معیار اصلی دیگر بیشترین اهمیت را دارد. افزون بر آن تخصیص آب به بخش شرب شهری با وزن 33/0 در اولویت اول، کشاورزی، دریاچه ارومیه، صنعت، آب زیرزمینی و تفریحی به ترتیب در اولویت­های بعدی قرار گرفتند. نتایج مذکور نشان از وابستگی شدید اقتصاد منطقه به توسعه صنعت کشاورزی و تولیدات آن بوده و تأمین آب شرب و کشاورزی و همچنین دریاچه ارومیه به ترتیب جهت تأمین آسایش، نیاز اصلی فعالیت‏های اقتصادی و حفظ اکوسیستم منطقه دارای اولویت اصلی در برنامه‌ریزی و مدیریت سد شهرچای ارومیه هستند.

دریاچۀ ارومیه در سال‏های اخیر به‌دلیل کاهش جریانات ورودی آب از زیرحوضه‏های خود با کاهش شدید حجم آب مواجه شده است. یکی از دلایل خشکی مستمر این دریاچه تغییرات اقلیمی و پدیدۀ خشکسالی است. دو رودخانۀ زرینه‏رود و سیمینه‏رود از مهم‌ترین زیرحوضه‏های دریاچۀ ارومیه هستند و بیش از نیمی از ورودی آب دریاچه را تأمین می‌کنند. در این میان، شناخت ابعاد مختلف پدیدۀ خشکسالی و خصوصیات آماری آن مهم است و نخستین قدم در بررسی و مدیریت منابع آب حوضه و درک بهتر دلایل خشکی دریاچۀ ارومیه به‌شمار می‏آید. هدف از این پژوهش، بررسی رفتار اقلیمی حوضه‏های بررسی‌شده از دیدگاه خشکسالی هواشناسی طی چهار دهۀ گذشته است. در این تحقیق وضعیت خشکسالی در دو حوضۀ زرینه‏رود و سیمینه‏رود توسط شاخص بارش استاندارد‌شده، SPI با استفاده از داده‏های بارش ماهانۀ 31 ایستگاه در دورۀ آماری 1350ـ 1393 در مقیاس زمانی سالانه و ماهانه (یک تا 48 ماهه) بررسی شد. دوره‏های ترسالی و خشکسالی و همچنین مقادیر شاخص SPI در مقیاس‏های مختلف زمانی و به‌صورت منطقه‏ای استخراج شد. در نهایت، نقشۀ پهنه‏بندی شاخص بارش استانداردشده برای سال‏های واقع‌شده در دوره‏های مهم ترسالی و خشکسالی با استفاده از روش‏های زمین‌آماری (کریجینگ، کوکریجینگ و فاصلۀ معکوس) تهیه و ارزیابی شد. بررسی شاخص SPI طی چهار دهۀ گذشته، نشان می‏دهد به‌طور کلی زیرحوضه‏های جنوبی دریاچۀ ارومیه پس از تجربۀ دو دورۀ ترسالی و یک دورۀ خشکسالی، در 70‌ درصد سال‏ها در شرایط نرمال به‏سر برده‌اند. پس از وقوع خشکسالی متوالی طی دورۀ 1377ـ 1380 به‌رغم حاکمیت شرایط نرمال تا سال 1393، روند کاهشی تراز دریاچۀ ارومیه ادامه یافته است که نشان می‏دهد علاوه بر تأثیر شرایط اقلیمی و کاهش بارش‏ها، عوامل دیگری نظیر بهره‏برداری نامناسب و برداشت بیش از حد از منابع آبی در سال‏های اخیر عامل اصلی تشدید بحران در حوضۀ دریاچۀ ارومیه بوده است. مقایسه و ارزیابی روش‏های مختلف زمین‌آماری به‌منظور توزیع مکانی شاخص خشکسالی با استفاده از معیار RMSE نشان داد روش کریجینگ دقت زیادی برای پهنه‏بندی خشکسالی دارد.

یکی از عمده دلایل خشکی دریاچه ارومیه در سال­های اخیر، تغییرات اقلیمی و توسعه کشت محصولات با نیاز آبی بالا از جمله چغندرقند بوده است. حسابداری آب با ارائه تصویر روشن از آب مصرفی در مزرعه، قادر به تشخیص فرصت­های صرفه­جویی در مصرف آب می­باشد. بدین منظور اجزاء حسابداری آب و شاخص­های عملکرد بر اساس نتایج تحقیقاتی مزرعه آزمایشی چغندرقند در منطقه میاندواب با استفاده از مدل Aqua Crop استخراج و سیستم حسابداری بر اساس مدیریت کم آبیاری و دور آبیاری در چارچوب حسابداری آب در مقیاس مزرعه­ای پیاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده سهم بارش از جریان ورودی خالص در آبیاری کامل با نوبت هفت روز در حدود هشت درصد بود و با افزایش دور آبیاری و اعمال مقادیر بیشتر کم آبیاری به 14 درصد افزایش یافت. بررسی نشانگر سهم تخلیه از جریان ناخالص ورودی نشان داد در دور آبیاری کوتاه مقدار آن به یک نزدیک بوده و تقریبا تمام آب ورودی به مزرعه به مصرف (تخلیه) رسید و فرصتی برای صرفه­جویی در مصرف آب مهیا نگردید. همچنین افزایش دور آبیاری موجب افزایش نشانگر سهم تخلیه فرایندی از کل آب مصرفی شد که افزایش آن جزء اهداف مدیریت آب در مزرعه محسوب می­گردد و سهم تخلیه فرایندی را بهبود ­بخشد. بررسی شاخص­های بهره­وری مصرف آب نشان داد کم آبیاری بهبود شاخص­ها را به دنبال داشت ولی کارایی مصرف آب را کاهش داد چرا که در کم آبیاری نسبت تبخیر که جزو تلفات غیرفرایندی است افزایش چشمگیری پیدا می­کند لذا موفقیت در اتخاذ استراتژی کم آبیاری برای صرفه­جویی در مصرف آب مستلزم به کارگیری شیوه­های دیگر مدیریتی در مزرعه نظیر استفاده از خاکپوش­ها و آبیاری قطره­ای می­باشد که به تواند جزء تبخیر را که جزو تلفات غیرفرایندی و غیرمفید است تحت کنترل درآورد.

خشکسالی‌ها رویدادهای کرانه‌ای هستند که براساس تداوم در زمان و تاثیرات مکانی آن مشخص می‌شوند. بطورکلی خشکسالی‏های منطقه‌ای متاثر از گردش عمومی جو (در مقیاس بزرگ) و عوامل طبیعی منطقه‌ای شامل شرایط توپوگرافی، دریاچه‌های طبیعی، موقعیت نسبت به مرکز و مسیر جریان‌های آب و هوایی در جو (در مقیاس ریز) بوده و اثرات کاملأ همسانی در یک منطقه وسیع را نشان نمی‌دهند. لذا در این مطالعه توزیع احتمال توام بزرگی-مساحت تحت پوشش خشکسالی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه با استفاده از تکنیک توابع مفصل انجام پذیرفته و منحنی بزرگی-مساحت-فراوانی/احتمال خشکسالی (S-A-F) توسعه داده شده است. بدین منظور از سری داده‌های شاخص خشکسالی یکماهه SPI در 24 ایستگاه هواشناسی در محدوده مطالعاتی و 7 خانواده تابع مفصل شامل کلایتون، گامبل، فرانک، جو، گالامبوس، پلاکت و نرمال برای مدل‌سازی توزیع احتمال توام دو متغیر همبسته بزرگی و مساحت تحت پوشش خشکسالی استفاده شده است. عملکرد توابع مفصل هفتگانه مذکور براساس معیارهای آماری رایج مورد آزمون قرار گرفته و در نهایت بازای مناسب‌ترین تابع مفصل (مفصل فرانک)، دوره‏های بازگشت شرطی تعیین و منحنی S-A-F برای منطقه مطالعاتی استخراج شد. نتایج مطالعه نشان می‏دهد که رفتارهای کرانه‌ای اقلیمی (خشکسالی یا ترسالی) اکثریت محدوده مطالعاتی را تحت تاثیر قرار می‏دهند. درحالیکه رفتارهای نیمه یا شبه‏خشک دارای پوشش مساحت متفاوت با پراکندگی قابل توجه در محدوده مطالعاتی بوده و با افزایش بزرگی خشکسالی مساحت بیشتری از حوضه آبریز را در بر می‏گیرند. بطوریکه بعنوان مثال، بزرگی خشکسالی برای زمان برگشت 50 ساله با کمترین و بیشترین مقادیر در منطقه یعنی 42/0 و 0/1 بترتیب حدود 5 و 95 درصد مساحت محدوده مطالعاتی را پوشش می‏دهد.

مسئله بهره‌برداری از مخازن سدها به لحاظ تنوع تصمیم‌گیری و توابع هدف دارای پیچیدگی‌هایی است که گاهی اوقات حل آن ها با روش‌های بهینه سازی سنتی امکان‌پذیر نیست و نیازمند صرف وقت و هزینه بسیار است. بنابراین استفاده از ابزارهای نوین و روش‌های پیشرفته در حل این مسائل امری اجتناب ناپذیر می باشد. در این مقاله از یک نسخه ساده اصلاحی الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (SMPSO)، الگوریتم ژنتیک (GA) و یک الگوریتم هیبرید جدید به نام HGAPSO برای بهره برداری از مخزن سد دز با هدف تأمین آب استفاده گردید. الگوریتم HGAPSO بر مبنای ترکیبی بسیار ساده اما کارامد از دو الگوریتم GA و SMPSO می باشد که باعث شده است محدودیت هایی که هر کدام از این روش ها به تنهایی دارند کاهش یابد و در مقابل کارایی آن افزایش یابد. در این پژوهش از بین 40 سال آمار، داده های 5 سال ابتدایی (60 دوره ماهیانه) جریان ورودی به مخزن سد دز مورد استفاده قرار گرفت و پس از اعمال قیود در فرآیند بهینه سازی با استفاده از تابع پنالتی، برنامه مورد نظر برای 10 بار به صورت مستقل اجرا گردید. حداکثر تعداد تکرار برای هر بار اجرای برنامه 400 و تعداد جمعیت اولیه برای هر سه روش 100 انتخاب گردید. مقادیر میانگین تابع هدف برای الگوریتم های GA، SMPSO و HGAPSO به ترتیب 3457/1، 1581/1 و 9882/0 به دست آمد که HGAPSO با سرعت همگرایی بیشتری نسبت به دو روش GA و SMPSO در یافتن جواب بهینه تابع هدف عمل نمود. همچنین اختلاف بین نمودار میزان آب رها شده در برابر تقاضای ماهیانه با استفاده از روش HGAPSO بسیار کمتر از نمودارهای GA و SMPSO گردید. در نهایت نتایج نشان می دهد که HGAPSO در یافتن جواب بهینه نسبت به GA و PSO و سایر روش های پژوهش های پیشین موفق تر عمل نموده است.

روند تغییرات بارندگی در یک منطقه می تواند نقش بسزایی در تحلیل تغییرات زمانی و مکانی خشکسالی داشته باشد. در این مطالعه با استفاده از داده های بارندگی 39 ایستگاه سینوپتیک واقع در شمال غرب کشور (2010-1986)، ابتدا سری های زمانی دوره های خشکسالی و ترسالی بر اساس دو شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده (SPI) و ناهنجاری بارندگی (RAI) تعیین گردیده، سپس به بررسی روند تغییرات دوره های خشکسالی و ترسالی بر اساس سری مقادیر SPI و RAI با استفاده از آزمون ناپارامتریک من- کندال با حذف اثر معنی داری تمامی ضرایب خود همبستگی با تأخیرهای مختلف پرداخته شده است. نتایج علاوه بر تأکید حساسیت روش من- کندال به ضرایب خود همبستگی معنی دار با تأخیرهای مختلف در تعیین روند دوره‏های خشکسالی و ترسالی، بیانگر وجود روند منفی (نزولی) در اکثر ایستگاه ها و وجود روند منفی معنی دار (در سطح اطمینان 95%) در ایستگاه های غرب منطقه مطالعاتی می باشد. همچنین شیب خط روند در اکثر ایستگاه های مطالعاتی منفی بوده و بیشترین شیب منفی بر اساس شاخص های مذکور در ایستگاه مراغه مشاهده گردید. در نهایت، نتایج نشان داد که می توان از هر دو شاخص خشکسالی SPI و RAI صرفا برای تعیین روند تغییرات دوره های خشکسالی و ترسالی به دلیل همبستگی بالای دو شاخص خشکسالی فوق در ارزیابی و تعیین روند تغییرات خشکسالی و ترسالی، استفاده کرد.

سابقه و هدف: شاخص ردپای آب به عنوان یک شاخص جهانی نشان‌دهنده مقدار واقعی آب مصرفی بر اساس شرایط و اقلیم هر منطقه می‌باشد. این شاخص برای اولین بار توسط هواکسترا‌ (2002) معرفی گردید(7). بعد از آن این مفهوم به طور گسترده در جهان به کار گرفته شد (فرامرزی و همکاران، 2009؛ اخوان و همکاران، 2009؛ یو و همکاران، 2010؛ عربی و همکاران، 2012؛ گربنز لینز و همکاران، 2013؛ ژو و همکاران، 2015) (4، 1، 13، 3، 5، 11). هدف از این تحقیق نیز محاسبه ردپای آب محصولات عمده کشت شده در محدوده حوضه آبریز دریاچه ارومیه می‌باشد. در این فرآیند به منظور برنامه ریزی کلان و صحیح در بخش کشاورزی و حفظ منابع آب، دو جزء سبز و آبی تفکیک گردیدند. مواد و روش ها: جهت بررسی ردپای آب محصولات در قسمت‌های مختلف حوضه دریاچه ارومیه، کل حوضه موردمطالعه به هفت منطقه تقسیم‌بندی گردید سپس برای هر منطقه یک ایستگاه به‌عنوان ایستگاه مبناء انتخاب گردید. در این راستاء ایستگاه‌های سلماس، ارومیه، مهاباد، تکاب، تبریز، مراغه و سراب به‌عنوان ایستگاه‌های مبنا معرفی گردیدند. در این تحقیق برای بررسی ردپای آب محصولات زراعی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، پنج محصول عمده در حوضه شامل، گندم، چغندرقند، گوجه‌فرنگی، یونجه و ذرت مورد بررسی قرار گرفته و رد‌پای آب آن‌ها محاسبه گردید. از نرم‌افزار CropWat 8.0 به‌منظور محاسبه تبخیر-تعرق و نیاز آبی گیاهان استفاده شد. داده‌های مورد نیاز جهت محاسبه تبخیر و تعرق شامل دمای حداقل، دمای حداکثر، درصد رطوبت نسبی، ساعات آفتابی، سرعت باد و بارندگی در مقیاس ماهانه از سازمان هواشناسی کشور تهیه گردید. پس از مرتب‌سازی داده‌ها به نرم‌افزار معرفی گردید و ردپای آب محصولات محاسبه گردید. یافته ها: نتایج حاصل از محاسبات ردپای آب در دو جزء (آبی و سبز) نشان داد که متوسط سالانه آب مصرفی محصولات غالب تولید شده در حوضه حدود m3/ton 3547/83 می‌باشد که از این مقدار سهم دو جزء آب سبز و آبی به ترتیب‌ 25 درصد و 75درصد می‌باشد. همچنین‌ نتایج نشان داد که در بین محصولات مورد مطالعه، گندم(1874/99 m3/ton) و یونجه (1056/26 m3/ton) بیشترین ردپای آب را در بین محصولات حوضه دارا بودند. در حالی که نسبت آب آبی به سبز بالاترین مقدار را برای ذرت علوفه‌ای و چغندرقند داشته‌اند. نتایج حاصل از پهنه‌بندی نیز حاکی از بالا بودن میزان آب آبی در دشت‌های تبریز و مراغه و قابل توجه بودن ردپای آب سبز در دشت‌های ارومیه و تکاب می‌باشد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج تحقیق محصولاتی نظیر گندم و یونجه که نسبت آب سبز بیشتری نسبت به سایر محصولات دارند برای کشت در منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می‌گردد. لازم به ذکر است که زمانی این امر به‌صورت مؤثر عملی خواهد بود که به بررسی سایر محصولات در اقلیم‌های مختلف کشور و در سایر استان‌ها پرداخته شود و با دید کلان برنامه‌ریزی‌های صحیح، هدفمند و یکپارچه در بخش کشاورزی و الگوی صحیح کشت انجام گردد.

شاخص­های مؤثری مانند ردپای آب لازم است در تخصیص بهینه منابع آب مدنظر قرار گیرند. در این مطالعه از شاخص ردپای آب با در نظر گرفتن مصارف مستقیم و غیرمستقیم آب در سه بخش منابع آب آبی، سبز و خاکستری، به­منظور برآورد میزان کل آب مصرفی توسط محصولات زراعی در حوضه دریاچه ارومیه استفاده گردید. جهت تحلیل جداگانه عوامل مؤثر در روند تغییرات ردپای آب، روش LMDI (شاخص لگاریتم میانگین انحرافات) به­کار گرفته شد. این شاخص مجموع وزنی نرخ تغییرات نسبی پارامترهای مؤثر را نشان می­دهد. نتایج نشان داد که علی­رغم روند کاهشی در هر سه جزء ردپای آب محاسبه شده در طول سال­های مورد بررسی (2010-2003)، تغییرات نامنظمی در میزان هر جزء سه­گانه ردپای آب در طی دوره مذکور وجود دارد. عامل­های سیستم­های آبیاری و نحوه فعالیت­های کشاورزی در منطقه به­عنوان عوامل افزاینده و عملکرد گیاه به­عنوان عامل کاهنده در تغییرات ردپای آب شناخته شدند. بیشترین مقدار ردپای آب کل مربوط به سال 2004 بوده که در آن مقادیر ردپای آب آبی، آب سبز و آب خاکستری به­ترتیب 23419، 8832 و 2437 مترمکعب بر تن می­باشد. همچنین کمترین مقدار ردپای آب کل در سال 2006 مشاهده شد و مقادیر ردپای آب آبی، آب سبز و آب خاکستری در این سال به­ترتیب 19056، 7562 و 2076 مترمکعب بر تن است.

تغییر آب و هوا از طریق تغییر در الگوی دما، بارش و سایر متغیرهای آب و هوایی بر همه فرآیندهای هیدرولوژیک تأثیرگذار است. یکی از مهم‌ترین تبعات تغییر آب و هوا تأثیر آن بر مصرف آب کشاورزی می­باشد که می­تواند مدیریت منابع آب را با چالش­های جدی روبرو سازد. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر گرمایش جهانی بر تبخیر- تعرق مرجع، کمبود بارندگی و کمبود فشار بخار در ایستگاه سینوپتیک ارومیه است. برای این منظور با استفاده از مدل گردش عمومی HadCM3 و با به‌کارگیری مولد آب و هوایLARS-WG5، پارامترهای دمای کمینه، دمای بیشینه و بارندگی برای دوره­های 2030 -2011، 2065 -2046 و 2099 -2080 بر مبنای سناریوهای A1B، A2 و B1 شبیه­سازی شد. سپس با استفاده از پارامترهای پیش­بینی شده، تبخیر- تعرق مرجع، کمبود بارندگی و کمبود فشار بخار محاسبه شده و با مقادیر نظیر دوره پایه (2010 -1971) مقایسه گردید. نتایج نشان داد که بارندگی در فصل بهار در هر سه دوره (در مقایسه با دوره پایه) کاهش و پارامتر مذکور در فصل پاییز افزایش خواهد یافت. همچنین بیشینه رخداد بارندگی­ها از فصل بهار در دوره پایه به فصل پاییز در 2090 منتقل خواهد شد. علاوه بر این تبخیر- تعرق مرجع، کمبود بارندگی و کمبود فشار بخار همانند درجه حرارت هوا تا سال 2090 افزایش خواهد یافت و این افزایش در ماه­های گرم سال بیشتر از ماه­های سرد سال خواهد شد. مقدار افزایش پارامترهای مذکور در سناریوی A2 بیشتر از A1B و در سناریوی A1B بیشتر از B1 می­باشد.

پیش­بینی تبخیر-تعرق گیاه مرجع یکیاز مهمترین عناصردر بهینه سازی مصرف آب کشاورزی است. یکیازروش­هایپیش­بینی مقادیرتبخیر-تعرق گیاه مرجعاستفاده از مدل­های استوکاستیکسری زمانیاست. دراینپژوهشمدل­های خطی AR(p) و ARMA(p,q) به همراه مدل غیر خطی بی­لینییر درپیش­بینی مقادیر ماهانهتبخیر-تعرق گیاه مرجع درایستگاهسینوپتیک ارومیهمورد مقایسه قرار گرفت. برای انجام پژوهش، مقادیر ماهانه تبخیر-تعرق گیاه مرجع از سال 1350 تا 1389 محاسبه شده و داده­های یاد شده در طول سال­های 1350-1384 و 1385-1389 به ترتیب برای واسنجی و صحت­سنجی مدل­ها بکار گرفته شد. در مرحله بعد، مدل خطی مناسبانتخاب شد و سپس نتایج این مدل و نتایج مدل غیر خطی بی­لینییر با مقادیر استاندارد فائو-پنمن-مونتیث مورد مقایسه قرار گرفت. نتایجنشاندادمدلسریزمانی AR(11)نتایجبهتریدر مقایسه با مدل­های خطی دیگر داشت. مقایسه نتایج مدلAR(11) و نتایج مدل BL(11,0,1,1)نسبت به مقادیر ماهانه فائو-پنمن-مونتیث نیز نشان داد که ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و درصد خطای نسبی (VE) در مدل AR(11)به ترتیب 85/1 میلی­متر و 8/3 درصد و در مدل BL(11,0,1,1) نیز به ترتیب 76/1 میلی­متر و 6/3 درصد است. بنابراین، مدل غیر خطی بی­لینییر توانایی بیشتری در مدل­سازی و پیش­بینی مقادیر ماهانه تبخیر-تعرق گیاه مرجع در مقایسه با مدل خطی داشت. در مرحله بعد مقادیر ماهانه تبخیر-تعرق گیاه مرجع برای پنج سال آینده با استفاده از مدل غیرخطی بی­لینییر پیش­بینی گردید.

توابع توزیع عمومی (Generalized distribution functions) برای پیش­بینی احتمالاتی خصوصیات مختلف خشکسالی در شمال غرب ایران با استفاده از روش شبیه­سازی مونت­کارلو، تئوری ران و شاخص بارش استاندارد (SPI) توسعه داده شده­اند. چنین هدفی صرفا بر اساس داده­های تاریخی یا ثبت شده بارندگی کاملا غیر ممکن به نظر می­رسد، چرا که داده­های تاریخی، بدون در نظر گرفتن طول دوره آماری آن­ها، تنها یک سری یا نمونه­ای از هزاران سری ممکن جامعه آماری داده­ها محسوب می­شوند. بنابر این، یک روش استوکستیکی به طور وسیع برای تولید 1000 سری زمانی بارندگی در دوازده ایستگاه سینوپتیک در شمال غرب ایران استفاده شده است. داده­های مصنوعی تولید شده، به عنوان پایه­ای برای پایش خشکسالی جهت مشخص کردن مجموعه­ای از ویژگی­های خشکسالی ممکن از قبیل مدت، شدت، بزرگی و فواصل بین دو خشکسالی متوالی، به کار گرفته شده و توزیع احتمالی ویژگی­های مختلف خشکسالی بر اساس شاخص SPI و ماتریس احتمال انتقال رخداد­های خشکسالی توسعه یافته است. نتایج نشان داد که انتظار خشکسالی­هایی با تداوم پنج سال یا بیشتر در منطقه مطالعاتی تقریبا نزدیک به صفر بوده است. همچنین بررسی همگرایی خشکی سالیانه با ماه­های مختلف سال نشان داد که ماه­های پر باران سال نقش اصلی در تعیین موقعیت خشکی سال ایفا نموده و بقیه ماه­های سال که به عنوان ماه­های کم­باران مطرح هستند، تقریبا نقش بسیار ناچیزی دارند. همچنین نتایج مطالعه مؤید محدودیت اساسی داده­های تاریخی در مطالعات پایش خشکسالی و ضرورت به کارگیری روش مونت­کارلو برای استنتاج­های دقیق و واقعی از پدیده خشکسالی هستند.

شکست سد همواره به عنوان یک حادثه با مخاطرات فوق­العاده تلقی شده و مطالعه آن در تحقیقات دانشگاهی، برنامه­ریزی دولت و سرمایه­گذاری در پایاب سدها اهمیت به سزایی دارد. در این مقاله، شکست سد و انتشار موج ناشی از آن با استفاده از روش عددی حجم محدود به صورت دو بعدی قائم شبیه­سازی شده و نتایج حاصل از مدل­سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفته است. مدل­سازی عددی شکست سد در دو حالت بستر خشک و بستر مرطوب و بر اساس اندازه­های مختلف شبکه­بندی، مدل­های مختلف آشفتگی شامل k-e Standard، k-e RNG، k-e Realizable، RSM و ωk-، طرح­های پیشرو مرتبه اول، پیشرو مرتبه دوم، Quick و Power Law انجام شده و پس از آزمون صحت و دقت مدل، برای شیب­های بستر 0 ، %1 و %2 و زبری­های مختلف بستر شامل 009/0، 015/0، 0185/0، 0198/0 مدل­سازی و نتایج حاصل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته­اند. نتایج نشان دادند که مدل عددی مورد استفاده، توانایی شبیه­سازی شکست سد را در دو حالت بستر خشک و بستر مرطوب داشته و نتایج قابل قبولی را ارائه می­نماید.

مدل‌سازی بارش - رواناب یک منطقه، یکی از مهمترین تحقیقات هیدرولوژیک در علوم مهندسی آب است. با پیشرفت علوم، امروزه این مهم به صورت کامپیوتری انجام می‌شود و در این میان مدل‌‌های بسیاری ایجاد شده‌اند. در این مطالعه حوضه آبریز نازلوچای واقع در استان آذربایجان‌غربی مورد بررسی قرار گرفت و با داده‌هایی نظیر بارش و تبخیر-تعرق، رواناب روزانه در خروجی حوضه مورد بررسی به دست آمد. رابطه بارش و جریان در حوضه نازلو چای بر مبنای مدل‌های کامپیوتری مدل-سازی شد. سه ایستگاه کریم آباد، تپیک و مرز سرو درون حوضه انتخاب شدند. طول دوره آماری در این تحقیق 10 سال بود. مدل‌های AWBM(Australian Water Balance Model) و SimHyd(Simple Hydrology) جهت این تحقیق انتخاب گردیدند. این مدل‌ها در نرم افزار RRL(Rainfall Runoff Library) موجود و برای بدست آوردن روابط بارش رواناب حوضه طراحی شده‌اند. آماده سازی داده‌ها در نرم افزار Arc GIS 9.3 انجام شد. مجموع 224 واسنجی و صحت سنجی برای هر مدل انجام و در نهایت پارامترهای مدل بهینه گردیدند. آنالیز حساسیت نیز برای درک حساسیت مدل به تغییر پارامترها انجام گردید. اثر تغییر پارامترها بر روی نتایج مدل با آنالیز حساسیت روشن شد. هدف از این تحقیق، بهینه کردن پارامترهای مدلهای انتخابی، تعیین روان آب ناشی از بارش و محاسبه جریان خروجی در دوره‌های زمانی مختلف در خروجی حوضه آبریز نازلوچای بود. کارایی مدل‌ها برای مقایسه بین مقادیر تولید شده با مقادیر مشاهداتی مورد بررسی قرار گرفت و در این راستا شاخص‌های کارایی نظیر معیار ناش (Nash-Sutcliffe) و ضریب (R²) مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت، نتایج نشان داد که مدلها، تطبیق قابل قبولی با شرایط منطقه مورد مطالعه دارند.

Potential evapotranspiration is one of the most important and effective factors for optimizing agricultural water consumption and water resources management. One of methods for prediction of evapotranspiration is to use the time series models. In this research, application of different time series models, such as AR and ARMA, in order to predicting monthly potential evapotranspiration in Urmia synoptic station were evaluated. In this process, monthly potential evapotranspiration since 1971 to 2010 was determined and the first 35 years and last 5 years were used for model calibration and validation respectively. After selecting the best model, the potential evapotranspiration were predicted for the next 5 years. The results showed that AR(11) time series model had the best results in comparing the other models and the trend of AR(11) time series model had least error. The values of R2 and RMSE in AR(11) model were 0.96 and 1.85 mm/month, respectively.

ایران در مناطق خشک و نیمه­خشک جهان واقع شده و بنابراین پایش خشکسالی در آن دارای اهمیت ویژه­ای است. ارزیابی خشکسالی بر مبنای شاخص­های خشکسالی همانند شاخص شناسایی خشکسالی (RDI) امری مرسوم است. بر اساس تعریف، شاخص شناسایی خشکسالی از برازش توزیع لاگ­نرمال به مقادیر نسبت بارندگی بر تبخیر-تعرق پتانسیل محاسبه شده توسط روش ترنت­وایت برآورد می­شود. در این تحقیق، تأثیر تغییر تابع توزیع و روش برآورد تبخیر-تعرق پتانسیل در تعیین شاخص شناسایی خشکسالی در ایران مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، از داده­های 30 ایستگاه سینوپتیک در دوره زمانی 1339 تا 1393 استفاده شد. مقدار تبخیر-تعرق پتانسیل با استفاده از روش پنمن­مانتیث­فائو به­عنوان روش استاندارد محاسبه شد. علاوه بر روش استاندارد، 20 روش مختلف برای برآورد مقدار تبخیر-تعرق مورد استفاده قرار گرفت. روش برتر برآورد تبخیر-تعرق با استفاده از آماره ریشه میانگین مربعات خطا تعیین شد. سپس، با استفاده از مقادیر مختلف تبخیر-تعرق و برازش توابع توزیع احتمالاتی متفاوت، مقدار شاخص شناسایی خشکسالی محاسبه شد. بر اساس نتایج به­دست آمده، تغییر تابع توزیع احتمال و روش محاسبه تبخیر-تعرق می­تواند در تعیین شاخص شناسایی خشکسالی موثر باشد. همچنین، نتایج مقایسه مقادیر شاخص شناسایی خشکسالی محاسبه شده بر اساس برازش مناسب­ترین تابع توزیع احتمال به مقادیر نسبت بارندگی بر تبخیر-تعرق پتانسیل که با استفاده از دو روش برتر و روش استاندارد برآورد شد، نشان داد که در صورت وجود داده­های کافی بهتر است از روش پنمن­مانتیث­فائو برای محاسبه شاخص شناسایی خشکسالی در 90 درصد ایستگاه­های موردمطالعه استفاده نمود.