با توجه به محدودیت منابع آب زیرزمینی در ایران، محاسبه دقیق، استفاده صحیح، تنظیم و نگهداری این منابع از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش های مؤثر برای مدیریت و بهره برداری بهینه از این منابع در حال و آینده، استفاده از مدل سازی است. در این پژوهش مدل سازی تغییرات تراز آب زیرزمینی به صورت ماهانه در دورۀ 2022-2013 با مدل های MLP، WNN و MLPSSO-Wavelet انجام شد که از داده های نه سال اول برای آموزش و سال آخر جهت اعتبارسنجی استفاده شد و بهترین مدل با استفاده از معیارهای ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (MAE) تعیین گردید. بارش و دمای ایستگاه سینوپتیک شبستر در دوره آینده (2040-2021) با استفاده از مدل CanESM2 تحت سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 که ارتباط منطقی و مناسبی با ویژگی های اقلیمی مشاهداتی دارند پیش بینی و با استفاده از مدل LARS -WG ریزمقیاس سازی شدند. در دورۀ آتی، تحت هر دو سناریو و در ماه های فوریه ، جولای و اکتبر میانگین بارش کاهش و در نه ماه دیگر افزایش خواهد یافت. برای دما نیز به جز سناریو RCP8.5 و ماه ژوئن، در 11 ماه دیگر و تحت هر دو سناریو، افزایش دما پیش بینی می شود و بیش ترین افزایش دما (43/37 درصد)، در ماه ژانویه و تحت سناریو RCP2.6 خواهد بود. تراز آب زیرزمینی آبخوان دشت شبستر با افت 42/4 متری، از 64/1303 متر در سال 2003 به 22/1299 متر در سال 2022 رسیده است. مطابق نتایج، مدل MLPOSSO-Wavelet با 83/0R2=، 74/0RMSE= و 71/0MAE= در مرحلۀ اعتبارسنجی، دقت بیشتری نسبت به مدل های دیگر دارد. تراز آب زیرزمینی دشت شبستر تحت سناریو RCP2.6 در شش ماه ابتدایی کاهش و در شش ماه دوم نسبت به شش ماه اول افزایش خواهد یافت. تحت سناریو RCP8.5 فقط در ماه های ژانویه، فوریه و دسامبر کاهش تراز آب زیرزمینی پیش بینی می شود و بیش ترین کاهش در ماه ژانویه اتفاق خواهد افتاد.

شوری و سدیمی بودن خاک یکی از مشکلات بارز در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک است. آبشویی نمک های محلول، یکی از روش های اصلاح و به سازی خاک های شور و سدیمی است. هدف از این پژوهش، تعیین میزان آب آب­شویی لازم به دو روش غرقاب دایم و متناوب، مقایسه این دو روش با یکدیگر، با توجه به ویژگی های خاک قبل از آب­شویی روی خاک های استان مرکزی بوده است. به­منظور تهیه نمونه خاک در هر منطقه، تعداد پنج نمونه، از سطح تا عمق نیم متری از پروفیل خاک با فواصل ده سانتی متری، برداشت شد. نمونه های خاک به همان ترتیبی که از نیم­رخ خاک برداشت شده بودند، درون استوانه هایی که به این منظور طراحی شدند، قرار داده شد. عملیات آب­شویی به میزان 50 سانتی متر در پنج تناوب انجام شد. هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم خاک پس از آب­شویی اندازه گیری و با مقادیر این دو پارامتر قبل از آب­شویی مقایسه گردید. به منظور تعیین مناسب ترین روش آب­شویی آزمون آماری مقایسه میانگین دانت انجام گردید. نتایج نشان داد که آبشویی باعث شوری زدایی و سدیم زدایی شده به طوری که به طور متوسط تا عمق مورد نظر، شوری خاک از 12/20 به 80/7 dS/m در روش غرقاب دایم و 63/5 dS/m در روش متناوب کاهش یافته و هم چنین درصد سدیم تبادلی از 35/40 به 11/37 در روش غرقاب دایم و 18/29 در روش متناوب کاهش یافته است. نتایج نشان داد که آب­شویی نمک های محلول به روش متناوب در هر سه منطقه راندمان بالاتری داشته و می توان روش غرقاب متناوب را برای آب­شویی خاک های منطقه مورد مطالعه توصیه نمود

در این مطالعه پارامترهای اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و شیمیایی رودخانه عباس آباد همدان با استفاده از مدل QUAL2KW در فصل های بهار (تر) و تابستان (خشک) بررسی گردید. پس از آنالیز حساسیت مدل، داده های اردیبهشت، خرداد و مردادماه سال های 1390 و 1391 برای واسنجی و داده های مشابه 1394 برای صحت­سنجی استفاده گردید. دقت مدل از طریق محاسبه شاخص های آماری ضریب تعیین، خطای استاندارد و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال بررسی شد. خطای استاندارد اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و شیمیایی در مرحله واسنجی، به ترتیب در محدوده 038/0 تا 092/0، 058/0 تا 180/0 و 075/0 تا 156/0، در مرحله صحت سنجی به ترتیب در محدوده 007/0 تا 040/0، 225/0 تا 385/0، 166/0 تا 216/0 محاسبه شد. نتایج نشان داد روند تغییرات اکسیژن محلول در فصول تر و خشک تقریباً یکنواخت و خطی بوده که ناشی از شیب زیاد و هوادهی بالای رودخانه است. همچنین تغییرات اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و شیمیایی نسبتاً مشابه و دارای روند افزایشی است.

   لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

استفاده بهینه از منابع آب زیرزمینی به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک با استفاده از روش‌های پایدار بهره‌برداری مانند قنوات همواره مورد توجه بوده است. از طرفی، تحلیل اطلاعات مکانی موثر بر وجود آب‌های زیرزمینی به روش‌های تحلیلی قوی نیاز دارد تا بتواند روابط غیرخطی، ارتباط درونی و اطلاعات پنهان میان لایه‌ها را تفسیر نماید. در همین ارتباط، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی مقایسه‌ای تغییرات مکانی پتانسیل آب زیرزمینی با استفاده از مدل‌های نسبت فراوانی و وزن شواهد در محدوده شهرستان اسفراین استان خراسان شمالی برنامه‌ریزی شده است. عوامل ارتفاع از سطح دریا، جهت شیب، درجه شیب، کاربری اراضی، زمین‌شناسی، شاخص رطوبت توپوگرافی، انحنای دامنه، انحنای آبراهه، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، شاخص توان آبراهه، فاصله از گسل و تراکم گسل به‌عنوان لایه‌های موثر در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه و براساس مدل‌های نسبت فراوانی و وزن شواهد میزان ارتباط آن‌ها با پتانسیل آب زیرزمینی تعیین شد. ارزیابی نقشه‌های تهیه شده با استفاده از منحنی عملکرد نسبی انجام شد. براساس نتایج، مدل نسبت فراوانی با مقدار سطح زیرمنحنی برابر با 4/84 درصد عملکرد بهتری نسبت به مدل وزن شواهد در منطقه مطالعاتی نشان داد. هم‌چنین، عوامل زمین‌شناسی، کاربری اراضی، ارتفاع از سطح دریا و فاصله از رودخانه در مدل‌های مورد استفاده به‌عنوان مهم‌ترین عوامل مؤثر بر پتانسیل آب زیرزمینی انتخاب شدند. علاوه بر این، 5/12، 45/28، 75/34، 3/19 و 5 درصد از منطقه مورد پژوهش به‌ترتیب در طبقات با پتانسیل خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی‌ زیاد پتانسیل آب زیرزمینی براساس مدل نسبت فراوانی قرار گرفته‌اند. نتایج پژوهش حاضر می‌تواند در سیاست‌گزاری‌ها و تصمیم‌سازی‌های مرتبط با مدیریت منابع آب و مکان‌یابی مناطق مستعد وجود قنات و استخراج آب‌های زیرزمینی یا اتخاذ راهبردهای مدیریت بهینه آبخوان در شهرستان اسفراین مورد استفاده قرار گیرد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

پیشینه و اهداف: جریان زمینگرد می تواند عمیقاً بر روی وقایع مختلف اقیانوس شناسی و فرآیندهای تعاملی مختلف بین جو و اقیانوس تأثیر بگذارد. براساس تصاویر ماهواره ای ادی های خلیج فارس با قطر متوسط km 90-40 و سرعت cm/s 6-3، بیشتر در نزدیکی سواحل بوشهر و بخش مرکزی خلیج فارس مشاهده شده اند. از این رو، با هدف حل عددی، یک ادی جریان زمینگرد در یک مدل سیال یک لایه که مدل آب کم عمق نامیده می شود، حل می شود. روش ها: تحقیق حاضر که با استفاده از حل عددی معادلات زمینگردی که توسط موسسه اقیانوسی Woods Hole ارائه شده است، با عنوان «راهنمای کوریولیس» که توسط James F. Price تدوین شده و در چهار بخش مجزا به صورت رایگان جهت مطالعات پژوهشی ارائه شده است، می تواند معادلات پایه ای که براساس نیروی کوریولیس هستند (مانند معادلات زمینگرد) را پوشش دهد. با بکارگیری واقعیت های دینامیکی مانند کم عمق بودن اقیانوس، تقریب هیدرواستاتیک و ویژگی نسبتاً ثابت ساختار عمودی اقیانوس، ادی زمینگردی در نرم افزاز MATLAB براساس معادلات زمینگردی حل می شوند. مبدا دستگاه مختصات روی مرکز ادی و رسم نتایج در راستای قطر ادی است. پارامتر کوریولیس f، ثابت (دستگاه مختصات f-plane) است و از اصطکاک صرف نظر می شود. در این حل عددی، از روش عددی تفاضل محدود استفاده شده است و توسعه مدل روی شبکه باسازمان و منظم مستطیل شکل انجام گرفته است. بررسی ها در عرض جغرافیایی N˚28، (مشابه خلیج فارس) برای یک ادی زمینگردی با پهنای km 50 و ارتفاع قله ای برابر با m 3 نسبت به طرفین آن انجام شده است. در این حل عددی تا جای ممکن ویژگی های ادی خلیج فارس مورد آزمایش قرار گرفته است. شبیه سازی به صورت لایه ای متراکم از سیال با قله مستطیلی شکل، به مدت 10 روز از زمان اولیه صفر و از حالت سکون (سرعت اولیه صفر در مرکز قله) اجرا گردیده است. منبع انرژی برای فعالیت ادی از انرژی پتانسیل ذخیره شده در حالت سکون اولیه بسته سیال فراهم می شود. بنابراین کل انرژی در این مدل آب کم عمق حفظ می شود. یافته ها: شعاع تغییر شکل راسبی برابر با km 5/28 و سرعت ادی، برابر m/s029/0 به دست آمد که در توافق خوبی با تصاویر ماهواره ای مطالعات گذشته بود. نتایج حاصل نشان می دهد که با توجه به تقریب زمینگرد بودن جریان، شکل ادی حاصل بصورت متقارن و گاوسی است. در ابتدای شبیه سازی با آزاد شدن قله مستطیل شکل اولیه در زمان صفر طی مدت زمان چند ثانیه تحت نیروی جاذبه، قله شروع به ریزش می کند و باعث آزاد شدن انرژی پتانسیل و تولید جریان می شود و جریان با سرعتی ثابتی در ادی حرکت می کنند. همچنین در ابتدای شبیه سازی، ناپایداری های زیادی در سطح آب و در اطراف حلقه اصلی زمینگردی مشاهده می شود که با نزدیک شدن به انتهای شبیه سازی، این پالس ها تقریباً از بین می روند و تنها حلقه اصلی ادی زمینگردی به صورت نسبتا پایدار باقی می ماند. به علاوه، ادی مستطیل شکل اولیه به یک ادی نرم منحنی شکل تبدیل می شود. نتایج به خوبی دو سرعت جریان در جهت مخالف یکدیگر (مولفه‎های سرعت افقی) در سمت راست و چپ نسبت به مرکز ادی زمینگردی نشان می دهند. با تغییر مکانی جریان در سمت راست و چپ حلقه ادی زمینگردی نسبت به مرکز آن، تاوایی ایجاد می شود که چرخش را برای ادی متعادل زمینگردی ایجاد می کند. انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل در آخرین روز شبیه سازی که مدل به یک حالت پایدار می رسد و اغتشاشات در سطح حوضه از بین می رود، برابر خواهند بود. نتیجه گیری: از نتایج، به خوبی دیده می شود نیروی کوریولیس و گرانش منجر به یک ادی با تعادل زمینگردی می شود. با تغییر میزان کشیدگی قائم ستون سیال، سرعت چرخش ادی نیز تغییر می کند و ادی های با قطر بزرگتر، انرژی بیشتری دارند.

در این تحقیق مدل دو بعدی H2D که مدل جریان آب کم عمق است و ترمهای گرادیان فشار جو، تنشهای باد، نیروی جزرومدی و اصطکاک کف و دیواره را دارد، توسعه داده شده و با اضافه کردن الگوریتم تر و خشک شدن مرزها، میدان باد و فشار متغیر و شبکه مستطیلی متغیر به آن، مدل جدید Surge2D تهیه شده است. الگوریتم مورد استفاده، هم سرعت جریان و هم ارتفاع آب را برای بررسی تغییر مرز به کار می برد. در این روش برای تغییر وضعیت یک المان مرزی از حالت خشک به تر یا برعکس، به ترتیب باید ارتفاع آب از یک مقدار حداقل بیشتر یا کمتر باشد و علاوه بر آن سیال آب با توجه به سرعتی که در المان مرزی دارد، طول المان را طی کند. در نتیجه مدل سازی واقعی تری نسبت به مدل های پیشین مثل Mike21 امکان پذیر است. نتایج اجرای مدل با حلهای تحلیلی تفاوتی بسیار اندک، در حدود 0.1 درصد را نشان می دهند. این مدل برای بررسی تاثیر احداث میانگذر شهید کلانتری بر خصوصیات جریان در دریاچه ارومیه مورد استفاده قرار گرفته است و تغییرات الگوی جریان در دریاچه ارومیه پس از احداث میانگذر ارایه گردیده است.