به دلیل ضرورت و اهمیت ارائه یک بستر علمی برای گزینه های احیا و مدیریت سطح دریاچه ارومیه، در این تحقیق به بررسی اثربخشی سناریو های مطرح با استفاده از مدل هیدرودینامیک دوبعدی MOHID پرداخته شده است. سناریو های در نظر گرفته شده عبارتند از: S1) سناریوی ادامه وضع موجود، S2 ) سناریوی بستن گذرگاه شهید کلانتری وS3 ) سناریوی عدم یکپارچه سازی دریاچه و تقسیم آن به دو بخش از محل جزیره ها. داده های دوره آماری 8 ساله 2000 تا 2008 به دلیل در بر گرفتن افت شدید تراز آب دریاچه و همچنین وجود نوسانات زیاد، برای شبیه سازی سناریو ها انتخاب شدند. پس از گردآوری داده ها و ورودی های مورد نیاز، واسنجی مدل انجام شد و در ادامه مدل برای هر یک از سناریو ها اجرا گردید. نتایج نشان داد بخش جنوبی دریاچه در سناریوی S2 در مواقعی با رسیدن به تراز اکولوژیک دریاچه (1/1274 متر از سطح دریا)، در کل شرایط بهینه و بهبود یافته ای از نظر تراز آب، سطح دریاچه، حجم آب و همچنین حجم تلفات تبخیر نسبت به سناریوی S1 پیدا می کند. در سناریوی S3، علی رغم کاهش تلفات تبخیر در بخش جنوبی دریاچه، تراز اکولوژیک دریاچه در هیچ دوره-ای حفظ نمی شود و در نهایت هم تراز دریاچه به 4/1271 متر می رسد. بخش شمالی دریاچه نیز با تراز آب 03/1271 متر و تلفات تبخیر بالا، در انتهای دوره مدل سازی وضعیت خوبی را تجربه نخواهد کرد.

هدف از این پژوهش ارزیابی دینامیک امواج، جریان و روند تغییرات مورفولوژی و خط ساحلی دلتای سفیدرود است. در بخش اول با استفاده از مدل MIKE21 مشخصات موج، جریان و انتقال رسوب شبیه سازی شد و در بخش دوم با پردازش تصاویر ماهواره ای LandSat، نرخ تغییرات خطوط ساحلی دلتا در دهه ی اخیر به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل قابلیت ارائه الگوی واقعی امواج، جریان ها (با شاخص nRMSE 07/12 تا 02/17 درصد) و انتقال رسوب در مناطق ساحلی را دارا است و روند انتقال رسوب تطابق خوبی با نتایج حاصل از پردازش تصاویر ماهواره ای داشت. مقایسه ی نتایج حاکی از پیش روی خط ساحلی غربی و شرقی دلتا به سمت ساحل و پس روی ساحل شمالی به سمت خشکی تحت تأثیر توأم کاهش تراز سطح آب دریا و انتقال رسوب است. بنابراین با شناخت رفتار مورفولوژیک سواحل دلتا و روند تغییرات تراز سطح آب دریا می توان برای مدیریت و حفاظت از سواحل دلتای سفیدرود تمهیدات لازم به عمل آورد.

با توجه به اهمیت لایه بندی حرارتی و اثر آن بر روی کیفیت آب مخازن، و بدلیل پیچیدگی هیدرودینامیک مخزن لایه بندی شده، یک مدل صریح با چگالی متغیر جهت حل همزمان معادلات پیوستگی، حرکت و انرژی در سیستم مختصات منحنی الخط متعامد ارائه گردیده است. مدل ارایه شده بصورت دو بعدی در قائم و با استفاده از معادلات منحنی الخط متعامد متوسط گیری شده در عرض، که برای مخازن نسبتا باریک، بلند و مستقیم قابل استفاده می باشد، ارایه شده است. با توجه به اینکه معادله اندازه حرکت در جهت قائم حل گردیده، لذا از تقریب فشار هیدرواستاتیک استفاده نمی شود و معادلات به روش علامت گذاری و سلول MAC و تکنیک گسسته سازی حجم محدود بر روی شبکه متعامد حل شده است. در این شبکه محور افقی مختصات بر سطح آب و کف مخزن سد منطبق می باشد. مدل فوق با نتایج فلوم جانسون مقایسه و نتایج به دست آمده نمایانگر ان است که این مدل می تواند پیش بینی هیدرودینامیک جریان با چگالی متغیر را بخوبی انجام دهد. به علاوه در این شبیه سازی، جریان ناشی از تغییرات چگالی در طول فلوم با داده های جانسن و کارپیک همخوانی و سازگاری خوبی را نشان می دهد.

هدایت آبی اشباع و تخلخل موثر، مهمترین خصوصیات هیدرو دینامیک خاک به شمار می روند که نقشی تعیین کننده در طراحی فاصله زهکش ها ایفا می کنند. ثابت بودن تخلخل موثر یکی از فرضهای اصلی در مدلهای تحلیلی زهکشی است. این فرض باعث ایجاد خطا در پیش بینی نوسانات سطح ایستابی در اطراف زهکش ها می شود. مدلسازی عددی ابزاری کارآمد به منظور شبیه سازی پدیده های مختلف به شمار می رود. در این تحقیق با فرض ثابت و متغیر بودن تخلخل موثر، مدلهای عددی بسط داده و از آنها در پیش بینی ارتفاع سطح ایستابی در اطراف زهکش استفاده شد. با انتخاب الگوریتم بهینه سازی مناسب و ارتباط دهی آن به مدلهای عددی، مدلهای معکوس مناسب برای برآورد مقادیر میانگین خصوصیات آبی اشباع خاک طراحی شد. با طراحی و ساخت مدل فیزیکی زهکشی در آزمایشگاه، داده های مورد نیاز برای واسنجی و آزمون مدلهای پیشنهادی اندازه گیری شد. از داده های آزمایشگاهی محققان دیگر نیز برای ارزیابی دقت پیش بینی مدلهای پیشنهادی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از مدل عددی با فرض متغیر بودن تخلخل موثر، باعث افزایش دقت پیش بینی نیمرخ سطح ایستابی در اطراف زهکش ها می شود. همچنین مدل معکوس عددی با فرض فوق، برآورد بهتری را از مقادیر میانگین خصوصیات هیدرودینامیک و اشباع خاک به دست می دهد.

مدل سازی کمی و کیفی به عنوان یک ابزار قدرتمند در درک پدیده ها و فرایندهای پیچیده هست. در دهه های اخیر، کاربرد مدل های ریاضی در مدل سازی کمی و کیفی پدیده های مربوط به هیدرودینامیک و کیفیت پهنه های آبی مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، مدل سازی دوبعدی هیدرودینامیک و کیفیت تالاب بامدژ از محل سد شاوور در بالادست تا محل تقاطع کانال توانا در پایین دست، به صورت متوسط عمقی و غیرماندگار با استفاده از ماژول های هیدرودینامیک و کیفیت نرم افزار MIKE 21 بررسی خواهد شد. در این راستا، پارامترهای هیدرودینامیک عمق آب، سرعت در جهت، و سرعت در جهت، و پارامترهای کیفی دما، اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، نیترات، آمونیاک، فیکال کلیفرم و توتال کلیفرم برای مدت یک سال شبیه سازی شد. جهت تهیة مدل مناسب، از داده های اندازه گیری شده میدانی استفاده گردید. با استفاده از ماژول هیدرودینامیک ضریب زبری مانینگ برای بستر و سیلاب دشت ها به ترتیب برابر با 0/04 و 0/06 به دست آمد. شرایط مرزی بالادست و پائین دست به ترتیب دبی مشخص و دبی-اشل درنظر گرفته و شبیه سازی برای مدت 365 روز انجام شد. نتایج نشان داد مدل هیدرودینامیک دوبعدی و غیرماندگار نسبتاً از دقت مناسبی برخوردار است و می تواند با دقت قابل قبولی پارامترهای جریان و پهنه تالاب را محاسبه نماید.