هادی ثانی خانی

هدف: فرایند بارش-رواناب یکی از اجزای مهم چرخه آب است و در اغلب پروژه‌های منابع آب و کنترل سیلاب، ضرورت داشتن برآورد دقیق از رواناب حاصل از بارش وجود دارد. هدف از پژوهش حاضر، مقایسه کارایی مدل‌های ANN، GEP و LS-SVM برای شبیه‌سازی بارش-رواناب ماهانه حوضه آبریز زرینه‌رود که در بالادست مخزن سد شهید کاظمی (سد بوکان) قرار دارد، می‌باشد. روش‌شناسی پژوهش: در این پژوهش، حوضه زرینه‌رود واقع در شمال غرب ایران و در بالادست سد شهید کاظمی (بوکان) مورد مطالعه قرار گرفت. رودخانه‌های ساروق‌چای، خورخوره‌چای، زرینه‌رود و سقزچای که از زیرحوضه‌های اصلی زرینه‌رود محسوب شده و سهم قابل توجهی در حجم آب ورودی به مخزن سد بوکان دارند، به عنوان محدوده مورد مطالعه انتخاب شدند. در این پژوهش، دوره آماری 32 سال اخیر (1399-1367) به‌عنوان دوره مشترک آماری انتخاب گردید. به‌منظور مدل‌سازی بارش-رواناب، مقادیر ماهانه دبی و بارش در ایستگاه‌های صفاخانه (رودخانه ساروق‌چای)، پل آنیان (رودخانه زرینه‌رود)، قبقلو (رودخانه سقزچای) و سنته (رودخانه خورخوره‌چای) مورد استفاده قرار گرفت. یافته‌ها: در کلیه ایستگاه‌ها، به‌کارگیری سناریوی ترکیبی شامل دبی و بارش با تاخیرهای زمانی مختلف دقت تخمین جریان ماهانه را بهبود داد و در این راستا میزان تاثیرپذیری جریان حوضه از مقادیر بارندگی به مراتب بیشتر از مقادیر دبی در ماه‌های قبل بود. نتایج شبیه‌سازی بارش-رواناب در ایستگاه قبقلو، دلالت بر عملکرد بهتر مدل LSSVM با بیشترین ضریب تعیین (739/0=R2)، کمترین مقدار ریشه میانگین مربعات خطا (178/5=RMSE) و بیشترین ضریب نش-ساتکلیف (693/0=NSE) داشت. در ایستگاه پل آنیان، مدل ANN با بیشترین ضریب تعیین (792/0=R2)، کمترین ریشه میانگین مربعات خطا (870/10=RMSE) و بیشترین ضریب نش-ساتکلیف (785/0=NSE) برتری محسوسی نسبت به دو مدل دیگر داشت. مقایسه نتایج در ایستگاه سنته نشان داد که مدل GEP با بیشترین ضریب تعیین (799/0=R2)، کمترین ریشه میانگین مربعات خطا (460/5=RMSE) و بیشترین ضریب نش-ساتکلیف (798/0=NSE) از توانایی بیشتری در شبیه‌سازی برخوردار بود. در ایستگاه صفاخانه، مدل LSSVM برتری جزئی نسبت به مدل‌های دیگر داشت و مقادیر شاخص‌های R2، RMSE و NSE برای مدل مذکور به‌ترتیب برابر با 776/0، 304/5 و 769/0 به‌دست آمد. نتیجه‌گیری: نظر به اینکه مدل‌های هوشمند مورد استفاده در پژوهش حاضر از لحاظ شاخص‌های R2 و NSE از درجه اعتبار و کارآیی بالا برخوردار بودند، بنابراین می‌توان از آن‌ها به عنوان ابزاری کارآمد و قابل اعتماد در پیش‌بینی جریان ماهانه رودخانه‌های مورد مطالعه بهره گرفت.

The Sulaymaniyah-Sharazoor basin in Iraqi Kurdistan Region is regarded as the most productive and has a large groundwater resource, often used for agriculture, irrigation, and drinking. This basin is located in the northeastern part of Iraq and comprises a large area of the eastern part of the Sulaymaniyah Governorate. The area is a mountain-encircled basin on Iraq's side of the Zagros Mountain belt. Geographically, it is located between the latitudes N35⁰ 35′ 40.15″ and N35⁰ 11′ 13″ and the longitudes E45⁰ 32′ 24.70″ and E 46⁰ 11′ 15.2′′. The basin coverage area is about 2503 km2 , and the topographical elevation ranges from 494 to 1533 meters above sea level. Except for Sulaymaniyah and Halabja municipal centers, the interest area includes six other subdistricts such as Arbat, Said Sadiq, Warmawa, Khormal, Byara, and Sirwan.The climate in Sulaimaniyah Governorate is typified by dry and hot weather in the summer and rainy, cold winter with temperature ranging from 6.8 °C to 33.6 °C. The average annual rainfall for the period (2000– 2022) is 656.5 mm, the average annual relative humidity is 49.9%, the average temperature is 24.15 °C, the average annual wind speed is 1.7 m/sec, and the annual pan evaporation is 177.6 mm. Water samples are collected from 27 deep wells, 6 shallow wells, and 7 springs for chemical analyses, especially for major cations and anions. The results show that all groundwater samples are suitable for different purposes according to Iraqi and World Health Organization standards and are characterized by a low dissolved solid content. The predominant ions are calcium and bicarbonate, and the chemical type of water is calcium bicarbonate. The majority of the water samples are suitable for different purposes. The present study has applied an Artificial Neural Network (ANN) and Gene Expression Programming (GEP) tool to predict the water quality parameters and spatial distribution of Electrical Conductivity (EC), Total Dissolved Solids (TDS), and Total Hardness (TH) of groundwater for the study area. The physicochemical parameters of 221 wells were used for this computation. Many scenarios are considered by applying linear regression methods. The methods have been evaluated depending on the Correlation Coefficient (R) and Root Mean Square Error (RMSE) for the input combination, including TDS, Na⁺, Hardness, HCO₃⁻, K⁺, and NO₃⁻.The best scenarios for TH are M3 (ANN) and M2 (GEP) with RMSE values of 11.11 and 0.616, and for EC are T2 (ANN) and T7 (GEP) with RMSE values of 64.25 and 69.45, while for TDS they are N2 (ANN) and N6 (GEP) with RMSE values of 92.88 and 91.48. The comparison of the two models revealed that the GEP model will become more precise and reliable for the study area. The present study has applied GIS techniques for groundwater ii spatial distribution and hydrogeochemical modeling using NETPATHWin software for groundwater evaluation in the Sulaymaniyah-Sharazoor basin. Four flow paths were taken along the groundwater direction, and the output for the selected models revealed that the main hydrogeochemical reaction is dissolution-precipitation, and in some cases, there is cation exchange. Furthermore, the majority of water samples are undersaturated with respect to calcite, aragonite, dolomite, gypsum, anhydrite, and halite.

یکی از روش های رایج در بررسی رژیم جریان، مطالعه و بررسی منحنی های تداوم جریان (FDCs) است. منحنی تداوم جریان یکی از بهترین روش ها برای نمایش طیف کاملی از دبی های رودخانه اعم از جریان های کم تا جریان های سیلابی است. چنانچه سنجش جریان رودخانه طی یک دوره آماری طولانی مدت در یک حوزه آبخیز توسط ایستگاه های هیدرومتری انجام شده باشد، منحنی تداوم جریان و رژیم جریان آن را می توان مستقیماً براساس سوابق جریان مشخص نمود اما در بسیاری از نقاط جهان، حوزه های آبخیز فاقد آمار یا دارای آمار ناکافی هستند. از این رو، تهیه منحنی تداوم جریان برای حوضه های فاقد آماری که هیچ داده جریانی در دسترس نباشد، چالش برانگیز است. در این پژوهش منحنی های تداوم جریان 43 ایستگاه هیدرومتری منتخب در حوضه دریاچه ارومیه با طول دوره آماری مشترک دبی روزانه 25 ساله (از سال آبی 74-1373 تا سال آبی 98-1397) و دارای رژیم طبیعی جریان مورد بررسی قرار گرفت تا کارایی روش های هوشمند شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، برنامه ریزی بیان ژن (GEP)، درخت تصمیم M5 (M5Tree Model)، رگرسیون تطبیقی چندمتغیره اسپلاین (MARS) و حداقل مربعات ماشین بردار پشیبان (LS-SVM) در پیش بینی منحنی های تداوم جریان برای حوضه های فاقد آمار مورد سنجش قرار داده شود. پس از تهیه منحنی های تداوم جریان برای ایستگاه های هیدرومتری منتخب، دبی های با احتمال وقوع مختلف (شامل Q1، Q5، Q10، Q25، Q50، Q75، Q90، Q95 و Q99) به عنوان متغیرهای وابسته استخراج شدند. همچنین، 41 متغیر فیزیوگرافی و اقلیمی موثر بر منحنی های تداوم جریان به عنوان متغیرهای مستقل اولیه استخراج شدند که در نهایت با استفاده از آنالیز همبستگی و روش رگرسیون گام به گام، پنج متغیر شامل شیب میانگین حوضه (Smean)، نسبت بافت زهکشی (TR)، مساحت حوضه (Area)، میانگین بارندگی سالانه (P) و شاخص ناهمواری (RI) به عنوان تاثیرگذارترین متغیرهای مستقل ورودی به مدل های هوشمند انتخاب شدند. این متغیرهای ورودی در قالب پنج الگوی متفاوت ارزیابی شدند. جهت ارزیابی دقت مدل ها، از شاخص های آماری ضریب همبستگی (R)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ریشه میانگین مربعات خطای نسبی (RRMSE)، ضریب کارایی نش- ساتکلیف (NSE) و میانگین قدرمطلق خطا (MAE) استفاده شد. مقایسه نتایج بین انواع روش های هوشمند با ملاک قرار دادن دو شاخص ریشه میانگین مربعات خطای نسبی (RRMSE) و ضریب کارایی نش- ساتکلیف (NSE) نشان داد که به طور کلی مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN) به ازای الگوی ورودی V4 (شامل چهار متغیر شیب میانگین حوضه، نسبت بافت زهکشی، مساحت حوضه و میانگین بارندگی سالانه) با محدوده مقادیر شاخص RRMSE بین0.57 تا 1.38 و محدوده مقادیر شاخص NSE برابر 0.23 تا 0.87، نسبت به سایر مدل ها دارای خطای کمتر و ضریب کارایی بالاتری برای پیش بینی دبی های با احتمال وقوع مختلف جهت ترسیم منحنی های تداوم جریان بود.

افزایش جمعیت و به توسعه روزافزون، نیازمند بهینه سازی و مدیریت تطبیقی در سطح حوضه های آبریز و محدوده های کشاورزی می باشد. بر این اساس لازم است تا اقدامات جامعی در راستای نیل به اهداف توسعه پایدار صورت گیرد. این هدف را می توان با بکارگیری روش های ترکیبی از طریق ایجاد تعادل پویا و بهینه سازی در منابع موجود و میزان تقاضا دنبال کرد. با این حال، چنین رویکردی مبتنی بر بهینه سازی کمتر در سطح حوضه های آبریز و دشت های ایران مورد توجه قرار گرفته است. این تحقیق با هدف بکارگیری روش بهینه سازی خطی به منظور حداکثر سازی شاخص آب-غذا-انرژی جهت ارزیابی 6 محصول تحت کشت شامل خیار، کلزا، سیب زمینی، گندم، یونجه و جو دوره آماری تا 1389 تا 1399 در محدوده دشت چاردولی در استان کردستان انجام شد. ارتباط بین آب، غذا و انرژی از طریق تخمین مقادیر آب مصرفی و انرژی مصرفی، بهره وری آب و انرژی، بهره وری اقتصادی آب و انرژی، تعیین شد. نتایج کلی نشان داد که متوسط مقادیر شاخص آب-غذا-انرژی در طول دوره آماری 1389-1399، برای محصولات سیب زمینی، کلزا، گندم، جو، خیار و یونجه به ترتیب برابر 70/0، 66/0، 65/0، 500، 44/0 و 22/0 می باشد. بنابراین محصولات سیب زمینی و کلزا بدلیل مقادیر بالاتر شاخص آب-غذا- انرژی دارای کارایی بالاتر بوده و مصول یونجه ضعیف ترین عملکرد را داشته است. مقادیر الگوی کشت بهینه نشان داد که نسبت به الگوی کشت موجود، متوسط سطح زیر کشت محصولات کلزا، سیب زمینی و گندم به میزان 28، 16 و 6 درصد افزایش و سطح زیر کشت محصولات یونجه، خیار و جو به میزان 55، 20 و 13 درصد کاهش دارد. نتایج مدل بهینه سازی حاکی از آن بود که وضعیت الگوی کشت موجود در منطقه چاردولی به منظور کمینه بودن مصارف آب و انرژی و بیشینه نمودن سود اقتصادی، مناسب نمی باشد. نتایج به دست آمده در این تحقیق می تواند به عنوان ابزاری موثر جهت تعیین استراتژی های مناسب در راستای مدیریت منابع آب، خاک و انرژی مورد استفاده قرار گیرد.

دشت قروه از لحاظ کشاورزی بسیار با اهمیت است. کشاورزی در دشت قروه نقش بسزایی در رشد و توسعه شهرستان قروه دارد و حیات اجتماعی و اقتصادی این شهرستان با کشاورزی در ارتباط است. وجود آب در رونق کشاورزی دشت قروه بسیار تاثیرگذار است، ولی امروزه شاهد کاهش سطح آب چاه های کشاورزی دشت قروه هستیم. در دنیای سرمایه داری امروز از محیط زیست با هدف کسب سود کوتاه مدت استفاده شده و نگاه سودجویانه به چاه های کشاورزی، ضد توسعه پایدار است. کم شدن سطح آب چاه ها در دشت قروه می تواند مشکلات اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی جدی را ایجاد کند. هدف پژوهش، کاوشی در تجربه زیسته بهره برداران از چرایی و چگونگی کم شدن سطح آبِ چاه های کشاورزی می باشد. مطالعه حاضر، یک پژوهش کیفی است و از روش پدیدارشناسی توصیفی استفاده شده است. برای شناسایی و انتخاب نمونه های پژوهش از روش نمونه گیری هدفمند بهره گرفته شده است. اطلاعات مورد نیاز پژوهش با استفاده از مصاحبه های نیمه ساختاریافته با بیست بهره بردار دشت قروه تا رسیدن به اشباع داده ها، گردآوری شده است. در نهایت با استفاده از روش تحلیل داده تماتیک 15 مضمون بنیادی از داده ها استخراج شد. مضامین بنیادی در این پژوهش شامل: " آبیاری بی رویه، عدم نظارت سازمان های دولتی وابسته، سیستم اجاره داری زمین، پدیده دلالی، کاهش بارش ها، فقدان تشکل های کشاورزی کارا، افزایش مهاجرت روستاییان، بوروکراسی های اداری مضاعف، بحران اقتصادی، تنش اجتماعی، فرونشست زمین، چشم و هم چشمی بهره برداران در استحصال منابع آبی، بهره وری پایین فعالیت های کشاورزی، کشت های آب بر، قانون گریزی" می شوند. با توجه به مضامین این پژوهش در دنیای امروز که با سرمایه داری عجین شده است، بهره برداران با هدف کسب سود کوتاه مدت، اقدام به استحصال منابع آبی می نمایند. از جمله مسائلی که حائز اهمیت است مسئله آموزش و نظارت است؛ آموزش به بهره‎ برداران در خصوص کشت و آبیاری و غیره و همچنین نظارت بر کار آن ها از سوی دولت می تواند موثر باشد. از سوی دیگر نبود نظارت و همکاری سازمان های دولتی مرتبط با بهره برداران، به عمق فاجعه افزوده است. دولت به عنوان متولی امر می بایست با کمک به بهره بردران در ایجاد تشکل های کارا، ارائه تسهیلات ویژه به مالکان زمین، ارائه تسهیلات به منظور نوسازی تجهیزات زراعت و تنظیم بازار خرید و فروش محصولات، از این فاجعه زیست محیطی جلوگیری نماید.

رودخانه ها محیط های ناپایداری هستند که تحت تاثیر عوامل طبیعی یا انسانی، دچار تغییر الگو و مسیر می شوند. بررسی خصوصیات رودخانه ها و عوامل موثر بر آن ها یکی از مهم ترین مباحث علم ژئومورفولوژی می باشد. بعد فرکتال به عنوان شاخص مناسبی برای بیان تغییرات رودخانه ها پیشنهاد شده است که این مطالعه با هدف استفاده از هندسه ی فرکتال جهت تحلیل الگوی زهکشی رودخانه مرگ انجام شد. با استفاده از نقشه های توپوگرافی 1:50000و نقشه های زمین شناسی 1:100000 و لایه رقومی ارتفاع با پیکسل سایز 30×30 متر و نرم افزارهای ArcGIS و Google Earth داده های مورد نیاز جهت انجام این پژوهش استخراج شد. مراحل انجام پژوهش به این صورت بود که ابتدا مرز حوضه مورد نظر و تمامی آبراهه های موجود در محدوده مورد مطالعه در محیط Google Earth ترسیم شد و درجه بندی آبراهه ها به روش استراهلر انجام شد. سپس پارامترهای مورفومتری شامل: شاخص انشعابات، شکل حوضه، فرم حوضه، تراکم شبکه زهکشی، ضریب فشردگی، نسبت کشیدگی، تعداد ناهمواری، نسبت طول به عرض حوضه، فرکانس رودخانه، نسبت بافت، شیب حوضه، رابطه بین رتبه و طول رودخانه و عدم تقارن حوضه محاسبه شد. همچنین بعد فرکتال رودخانه ها و گسل های حوضه به روش های تورکات و شیب خط و هورتون محاسبه شد. نتایج نشان داد بین مورفومتری حوضه زهکش و فعالیت گسل ها رابطه وجود ندارد و این شاخص ها اختلاف معنی داری در مناطق گسلی نشان نمی دهند بنابراین معیار مناسبی برای ارزیابی تکتونیک در این محدوده و مقیاس زمانی نمی باشند، این شاخص ها بیشتر از لیتولوژی تاثیر پذیرفته اند. بعد فرکتالی رودخانه و گسل ها نشان می دهد که در مناطق مختلف گسلی با هم اختلاف دارند و این دو رابطه معکوسی با هم دارند بدین معنی که در هر جا بعد فرکتالی گسل بالا بوده، بعد فرکتالی رودخانه پایین آمده است. منطقه پنج به صورت استثنا به لحاظ بعد گسلی در رتبه پنج اما به لحاظ بعد فرکتالی رودخانه در رتبه سه قرار دارد که چنین استنباط شد محدوده هایی که در آن ها بعد فرکتالی گسل بالا است با افزایش ناهمواری گسل سبب شده تا تحول منطقه در مرحله جوانی باقی بماند و رودخانه مستقیم شود در نتیجه بعد فرکتالی رودخانه پایین بیاید همچنین طبق نتایج به دست آمده احتمال وجود گسل فعال در محدوده پنج متصور شد.

رودخانه ها نقش مهمی در تغییرات لندفرم ها بازی کرده و تاثیرات بسزایی بر بهره برداری انسانی از محیط های پیرامون خود دارند. بررسی ویژگی و تحول رودخانه ها از مباحث علم ژئومورفولوژی رودخانه می باشد. از طرف دیگر، تعیین بعد فرکتالی اهمیت زیادی در شناخت رفتار و پیش بینی تغییرات مسیر رودخانه دارد که این تحقیق با هدف تحلیل رابطه بین خصوصیات ژئومورفولوژیکی و بعد فرکتالی حوضه آبریز رودخانه دینور انجام شد. جهت دستیابی به هدف فوق، داده های مورد نیاز از نقشه های توپوگرافی 1:50000، زمین شناسی 1:1000000، لایه رقومی ارتفاع با پیکسل سایز 30 متر و همچنین نرم افزار گوگل ارث استخراج شد. به منظور انجام این پژوهش، ابتدا نقشه آبراهه ها و مرز حوضه آبریز دینور در محیط نرم افزار گوگل ارث تهیه شد. سپس حوضه دینور به دو زیر حوضه تقسیم شده و مرز حوضه ها در انتهای شاخه های با رتبه شش ترسیم شد. درجه بندی آبراهه ها به روش استرالر انجام شد. ابعاد فرکتال رودخانه ها و گسل ها به روش هورتن، تورکت و بعد ظرفیت محاسبه شد. همچنین شاخص های مورفومتری شامل عدم تقارن حوضه، شکل حوضه، ضریب فشردگی، فرکانس رودخانه، نسبت بافت، نسبت کشیدگی، برجستگی حوضه، شیب حوضه، تعداد ناهمواری، تراکم زهکشی، نسبت برجستگی، نسبت انشعاب، نسبت طول به عرض، رابطه رتبه با طول آبراهه محاسبه شد. در مطالعه کنونی، ابعاد فرکتال آبراهه ها در زیر حوضه های شمالی و جنوبی به ترتیب بر اساس شمارش جعبه 21/1-26/1 و تورکت 26/1-25/1و درخت فرکتال 79/1-95/1 قرار داشته اما ابعاد فرکتال گسل ها در زیر حوضه های شمالی و جنوبی به ترتیب در بازه های 12/1-1 و 14/1-02/1 قرار داشت. به منظور بررسی نرمالیته داده ها از آزمون های شاپیرو-ویلک وکولموگروف- اسمیرنوف استفاده شد. بعد از محاسبات مربوط به هر یک از شاخص ها و رتبه بندی آن ها، ضریب همبستگی بین بعد فرکتال گسل، تراکم گسل، مورفومتری و بعد فرکتال رودخانه محاسبه شد. نتایج حاصل از ضریب همبستگی به روش پیرسون نشان داد که هیچ ارتباط معنی داری بین مورفومتری، بعد فرکتال گسل و بعد فرکتال رودخانه وجود ندارد؛ اما نتایج مربوط به ضریب همبستگی نشان داد که بین بعد فرکتالی رودخانه به روش شمارش جعبه و تراکم گسل ها در سطح معنی داری 95 درصد و همچنین بین تراکم گسل با بعد فرکتالی گسل در سطح معنی داری 99 درصد ارتباط وجود دارد و این رابطه مستقیم است. همچنین نتایج نشان داد که شاخص های مورفومتری در مقیاس کوچک تحت تاثیر تحت تاثیر لیتولوژی و در مقیاس بزرگتر تحت تاثیر تکتونیک است.

هدف: هدف اصلی از مطالعه حاضر، تحلیل چند متغیره پدیده سیلاب در ایستگاه‌های آنیان در استان کردستان ایران و پاتسالیگا در ایالت آلابامای ایالات متحده با استفاده از توابع مفصل سری دی-واین می‌باشد. روش‌شناسی پژوهش: در این مطالعه نخست جهت تشخیص سیلاب‌ها با استفاده از روش دبی ثابت، عمل جداسازی دبی پایه از رواناب‌های روزانه هر دو ایستگاه صورت گرفت و تعداد 99 و 363 رویداد سیل به ترتیب برای ایستگاه‌های آنیان و پاتسالیگا تشخیص داده شد. چهار مشخصه مهم سیلاب از جمله زمان پایه (D)، زمان رسیدن به اوج (Tp)، حجم سیلاب (V) و دبی اوج (P) از سیلاب‌ها استخراج گردید. سپس توزیع‌های حاشیه‌ای بر هر متغیر به صورت جداگانه برازش داده شدند و بر اساس آزمون‌های نکویی برازش، مناسبترین توابع توزیع برای هر متغیر انتخاب گردید. پس از آن ضرایب همبستگی تاو کندال، پیرسون و اسپیرمن بین جفتمتغیرهای سیلاب محاسبه گردید. با بکارگیری جفت‌متغیرها در ساختارهای دی-واین چهار بعدی، تعداد 12 ساختار متفاوت برای هر ایستگاه در دو حالت توسعه داده شد. در حالت اول جهت ساده‌سازی مساله و تمرکز بر ساختار دی-واین در همه جف-مفصل‌ها تنها از خانواده مفصل فرانک بهره گرفته شد. در حالت دوم نیز از خانواده‌های مفصل‌های ارشمیدسی (کلایتون، گامبل، فرانک و جو) و خانواده‌های مفصل‌های بیضوی (گوسین و تی-استیودنت) در تمام جفتمفصل‌های ساختار دی-واین استفاده گردید. در هر دو حالت با استفاده از معیارهای ارزیابی شامل بیشترین لگاریتم درستنمایی و کمترین مقادیر AIC و BIC، مناسبترین ساختار برای هر دو ایستگاه انتخاب شدند. سپس احتمالات توام و شرطی، و دوره‌ بازگشت‌های توام و شرطی برای ساختارهای منتخب در هر دو ایستگاه محاسبه شدند و نمودارهای مربوطهترسیم شدند.. در گام بعد به منظور سنجش کارایی مدل با استفاده از ساختارهای منتخب دی-واین برای هر دو ایستگاه، هر چهار مشخصه سیلاب شبیه‌سازی شدند. در این راستا پنج آماره مهم شامل مقادیر میانگین، حداکثر، حداقل، انحراف معیار و چولگی به منظور ارزیابی دقت شبیه‌سازی‌ها محاسبه شدند و در قالب نمودارهای جعبه‌ای ارائه شدند. یافته‌ها: نتایج حاصل از ایجاد ساختارها‌ی دی-واین نشان داد که استفاده از جفتمتغیر‌هایی که بیشترین همبستگی‌ها را دارند، لزوماً بهترین ساختار دی-واین را ایجاد نمی‌کنند. همچنین نتایج مدل‌سازی ساختار دی-واین در ایستگاه آنیان نشان داد که بر خلاف انتظار، استفاده از خانواده مفصل‌های مختلف در هر اتصال به جای یک خانواده مفصل ثابت مانند مفصل فرانک، الزاما منجر به ایجاد بهترین ساختار نخواهد شد. بنابراین با توجه به معیارهای ارزیابی، ساختار P-D-V-T برای ایستگاه آنیان در حالت استفاده از تک‌مفصل فرانک و ساختار P-V-D-T برای ایستگاه پاتسالیگا در حالت ترکیبی، به عنوان مناسبترین ساختارها انتخاب شدند، و در ادامه تحلیل‌ها و شبیه‌سازی‌ها بر اساس این ساختارها صورت گرفت. لازم به ذکر است که کلیه محاسبات و رسم نمودارهای مربوطه در محیط برنامه نویسی R انجام شده است. نتیجه‌گیری: بررسی‌ها در این رساله و سایر مطالعات انجام شده در سطح دنیا نشان می‌دهد که توابع مفصل می‌توانند در جهت تحلیل‌های چند متغیره پدیده‌های هیدرولوژیکی به خصوص سیلاب به عنوان ابزاری کارآمد مورد استفاده قرار گیرند. بنابراین پیشنهاد می‌شود پژوهشگران از توابع مفصل و انواع ساختارهای واین در مطالعات مربوط به تحلیل‌های چند متغیره هیدرولوژیکی استفاده نمایند.

هدف: هدف اصلی از مطالعه حاضر، تحلیل چند متغیره پدیده سیلاب در ایستگاه های آنیان در استان کردستان ایران و پاتسالیگا در ایالت آلابامای ایالات متحده با استفاده از توابع مفصل سری دی-واین می باشد. روش شناسی پژوهش: در این مطالعه نخست جهت تشخیص سیلاب ها با استفاده از روش دبی ثابت، عمل جداسازی دبی پایه از رواناب های روزانه هر دو ایستگاه صورت گرفت و تعداد 99 و 363 رویداد سیل به ترتیب برای ایستگاه های آنیان و پاتسالیگا تشخیص داده شد. چهار مشخصه مهم سیلاب از جمله زمان پایه (D)، زمان رسیدن به اوج (Tp)، حجم سیلاب (V) و دبی اوج (P) از سیلاب ها استخراج گردید. سپس توزیع های حاشیه ای بر هر متغیر به صورت جداگانه برازش داده شدند و بر اساس آزمون های نکویی برازش، مناسبترین توابع توزیع برای هر متغیر انتخاب گردید. پس از آن ضرایب همبستگی تاو کندال، پیرسون و اسپیرمن بین جفتمتغیرهای سیلاب محاسبه گردید. با به کارگیری جفت متغیرها در ساختارهای دی-واین چهار بعدی، تعداد 12 ساختار متفاوت برای هر ایستگاه در دو حالت توسعه داده شد. در حالت اول جهت ساده سازی مساله و تمرکز بر ساختار دی-واین در همه جفت-مفصل ها تنها از خانواده مفصل فرانک بهره گرفته شد. در حالت دوم نیز از خانواده های مفصل های ارشمیدسی (کلایتون، گامبل، فرانک و جو) و خانواده های مفصل های بیضوی (گوسین و تی-استیودنت) در تمام جفتمفصل های ساختار دی-واین استفاده گردید. در هر دو حالت با استفاده از معیارهای ارزیابی شامل بیشترین لگاریتم درستنمایی و کمترین مقادیر AIC و BIC، مناسبترین ساختارها برای هر دو ایستگاه انتخاب شدند. سپس احتمالات توام و شرطی، و دوره بازگشت های توام و شرطی برای ساختارهای منتخب در هر دو ایستگاه محاسبه شدند و نمودارهای مربوطه ترسیم شدند. در گام بعد به منظور سنجش کارایی مدل با استفاده از ساختارهای منتخب دی-واین برای هر دو ایستگاه، هر چهار مشخصه سیلاب شبیه سازی شدند. در این راستا پنج آماره مهم شامل مقادیر میانگین، حداکثر، حداقل، انحراف معیار و چولگی به منظور ارزیابی دقت شبیه سازی ها محاسبه شدند و در قالب نمودارهای جعبه ای ارائه شدند. یافته ها: نتایج حاصل از ایجاد ساختارها ی دی-واین نشان داد که استفاده از جفتمتغیر هایی که بیشترین همبستگی ها را دارند، لزوماً بهترین ساختار دی-واین را ایجاد نمی کنند. همچنین نتایج مدل سازی ساختار دی-واین در ایستگاه آنیان نشان داد که بر خلاف انتظار، استفاده از خانواده مفصل های مختلف در هر اتصال به جای یک خانواده مفصل ثابت مانند مفصل فرانک، الزاما منجر به ایجاد بهترین ساختار نخواهد شد. بنابراین با توجه به معیارهای ارزیابی، ساختار P-D-V-T برای ایستگاه آنیان در حالت استفاده از تک مفصل فرانک و ساختار P-V-D-T برای ایستگاه پاتسالیگا در حالت ترکیبی، به عنوان مناسبترین ساختارها انتخاب شدند، و در ادامه تحلیل ها و شبیه سازی ها بر اساس این ساختارها صورت گرفت. لازم به ذکر است که کلیه محاسبات و رسم نمودارهای مربوطه در محیط برنامه نویسی R انجام شده است. نتیجه گیری: بررسی ها در این رساله و سایر مطالعات انجام شده در سطح دنیا نشان می دهد که توابع مفصل می توانند در جهت تحلیل های چند متغیره پدیده های هیدرولوژیکی به خصوص سیلاب به عنوان ابزاری کارآمد مورد استفاده قرار گیرند. بنابراین پیشنهاد می شود پژوهشگران از توابع مفصل و انواع ساختارهای واین در مطالعات مربوط به تحلیل های چند متغیره هیدرولوژیکی استفاده نمایند.

یکی از روش های برآورد میزان رواناب یک منطقه استفاده از مدل های هیدرولوژیکی می باشد. در این پژوهش شبیه سازی رواناب حوضه ی سیمینه رود با استفاده از مدل SWAT انجام شد. ورودی های لازم جهت اجرای مدل نقشه ی DEM، خاک و کاربری اراضی، داده های هواشناسی و هیدرولوژی می باشند که در این پژوهش از سه ایستگاه هیدرومتری میاندوآب، داشبند و کاولان و دو ایستگاه سینوپتیک مهاباد و سقز استفاده شد. به منظور عملکرد بهتر مدل، تحلیل حساسیت برای پارامتر های ورودی مدل انجام شد تا رابطه ی بین تغییر مقادیر پارامتر های ورودی و نتایج شبیه سازی مشخص شود. از انجام تحلیل حساسیت نتیجه شد که پارامتر های زمان تاخیر برای تغذیه آبخوان (GW-DELAY)، درجه حرارت ریزش برف (SFTMP) و شماره منحنی در شرایط رطوبتی متوسط (CN2) مهم ترین و حساس ترین پارامتر های کنترل کننده ی رواناب در حوضه سیمینه رود هستند. سپس بر اساس نتایج تحلیل حساسیت واسنجی و اعتبار سنجی به وسیله برنامه SWAT CUP و با الگوریتم SUFI-2 برای مدل انجام شد. واسنجی برای دوره ی 1990 تا 2003 و اعتبار سنجی برای دوره ی2004 تا 2015 بر پایه زمانی ماهانه انجام شد. به منظور ارزیابی واسنجی و اعتبار سنجی از شاخص NS و R2 استفاده شد که مقدار NS در دوره ی واسنجی برای ایستگاه های میاندوآب، داشبند و کاولان به ترتیب 7/0 ، 73/0 و 59/0 و مقدار R2 به ترتیب 74/0، 74/0 و 61/0 و مقدار NS برای اعتبار سنجی به ترتیب 51/0 ، 64/0 و 55/0 و مقدار R2 به ترتیب 55/0، 64/0 و 51/0 بدست آمد و مشاهده شد که مدل SWAT عملکرد قابل قبولی در شبیه سازی رواناب دارد.

رویداد خشکسالی به دلیل گستردگی مکانی و تبعات کوتاه مدت و بلند مدت اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی، از مهم ترین مخاطرات طبیعی به شمار می رود. در اغلب مطالعات، مشخصه های خشکسالی معمولاً به طور جداگانه توسط تحلیل تک متغیره و با فرض استقلال بین متغیرها مورد بررسی قرار گرفته اند. این در حالی است که خشکسالی یک رویداد چند متغیره است که بین مشخصه های آن، ارتباط معنی داری وجود دارد. تاکنون روش های مختلفی برای تحلیل چندمتغیره توسعه داده شده است، که از جمله آن می توان به روش تابع مفصل اشاره کرد. در این پژوهش، تحلیل چندمتغیره خشکسالی در غرب ایران با استفاده از توابع مفصل سری واین مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، 13 ایستگاه سینوپتیک با طول آماری مشترک 30 ساله (1990-2019) در غرب ایران انتخاب شدند. ابتدا شاخص بارش-تبخیر-تعرق استاندارد شده (SPEI) برای تمامی ایستگاه ها محاسبه و با استفاده از مقادیر SPEI ماهانه، مشخصه های خشکسالی شامل شدت، مدت، حداکثر مقدار SPEI و فاصله بین آغاز دو خشکسالی متوالی استخراج شدند. سپس توزیع های حاشیه ای به طور جداگانه بر روی متغیرهای ذکر شده، برازش داده شدند و توزیع-های منتخب برمبنای آزمون های کلموگراف-اسمیرنف و اندرسون- دارلینگ در هر ایستگاه انتخاب گردیدند. ضرایب همبستگی پیرسون، کندال و اسپیرمن میان جفت متغیرهای مشخصه های خشکسالی محاسبه گردید. با استفاده از جایگشت متغیرها در ساختار دی واین چهاربعدی، 12 ساختار مختلف توسعه داده شد و ساختاری که کمترین مقادیر معیارهای اطلاعاتی آکائیک (AIC) و بیزی (BIC) و بیشترین لگاریتم درستنمایی را داشتند، در هر ایستگاه به عنوان مناسب ترین ترکیب انتخاب شدند. دوره بازگشت خشکسالی، نقشه های احتمال و پهنه بندی منطقه بر اساس مشخصه-های مختلف خشکسالی نیز محاسبه و ترسیم گردید. نقشه های پهنه بندی نشان می دهد که قسمت اعظم منطقه غرب کشور مستعد وقوع شرایط خشکسالی متوسط و بخش هایی از جنوب و غرب منطقه مستعد خشکسالی های شدید هستند. بنابراین لازم است که راهکارهای مدیریتی لازم برای محدوده غرب کشور در خصوص خشکسالی در نظرگرفته شود.

آب منبعی محدود، در عین حال ضروری برای جوامع بشری و سیستم اکولوژیکی وابسته به آن است. باتوجه به حجم عظیم سرمایه گذاری انجام شده در شبکه های آبیاری و زهکشی و همچنین محدودیت منابع آب جهت احداث پروژه های جدید، توجه به رفع مشکلات پروژه های موجود و بهبود عملکرد آنها امری ضروری است. هدف از این تحقیق ارزیابی عملکرد شبکه های آبیاری دربند و بیله ور با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی و تکنیک تاپسیس است. بدین منظور، شاخص های ارزیابی در 4 گروه فنی، مدیریتی، اقتصادی و اجتماعی و 15 زیر معیار تعریف شدند سپس با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی بهبود یافته وزن شاخص ها و زیرشاخص ها محاسبه شد بدین صورت که 15 پرسشنامه در بین دو گروه متخصصین آب و بهره برداران شبکه توزیع گردید و با ادغام نظرات خبرگان و با استفاده از مقایسات زوجی، اهمیت و تاثیر گذاری هرکدام از معیارها و زیرمعیارها تعیین شد. در مرحله بعدی با استفاده از تکنیک تاپسیس با به کار گیری داده های جمع آوری شده و وزن های محاسبه شده از روش تحلیل سلسه مراتبی فازی، شبکه ها اولویت بندی شدند. نتایج نشان داد، طبق نظر متخصصین آب شاخص مدیریتی با وزن 355/0 بیشترین وزن و مهم ترین شاخص در ارزیابی عملکرد شبکه های آبیاری و زهکشی محسوب می شود همچنین شاخص های فنی و اقتصادی به ترتیب با وزن 279/0 و 226/0 از اهمیت کمتری برخوردارند و شاخص اجتماعی با وزن 173/0 کم اهمیت ترین شاخص، طبق نظر متخصصین آب ارزیابی شده است. با توجه به به نتایج بدست آمده از تحقیق، طبق نظر بهره برداران شاخص مدیریتی با وزن 330/0 مهمترین و تاثیر گذارترین شاخص و شاخص های فنی و اجتماعی به ترتیب با وزن 272/0 و 203/0 از اهمیت کمتر و شاخص اقتصادی با وزن 193/0 کمترین تاثیر را در ارزیابی عملکرد شبکه ها ایفا می کنند. نتایج بدست آمده از تکنیک تاپسیس نشان می دهد ، شبکه دربند با وزن 616/0 در اولویت قرار گرفته وعملکرد بهتری از شبکه بیله ور داشته است.

شناخت کامل از وضعیت و تغییرات عمق و دبی جریان روش مناسبی جهت کنترل و مدیریت انواع جریان در شبکه های آبیاری و زهکشی می باشد. در کانال های روباز، جریان ریزش آزاد به عنوان ابزاری جهت اندازه گیری جریان در رژیم های مختلف جریان در کانال ها با سطح مقاطع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. جریان ریزشی آزاد می تواند در انتهای مسیر کانال های آبیاری مزرعه و یا در محل سازه های انتقال آب نظیر شیب شکن قائم بکار گرفته شود. در مطالعات آزمایشگاهی زمان زیادی صرف اندازه گیری و جمع آوری داده های مربوط به هر متغیر شده و بنابراین نیاز به وجود روشی که این محدودیت ها را نداشته باشد احساس می شود. در سال های اخیر مدل های هوشمند بدلیل توانایی و قابلیت بالا جهت مدل سازی بسیاری از پدیده های هیدرولیکی و هیدرولوژیکی مورد استفاده قرار گرفته اند. هدف اصلی این مطالعه، تخمین دقیق دبی جریان در کانال های مسنطیلی با استفاده از مدل های هوشمند نظیر مدل های شبکه عصبی مصنوعی، برنامه ریزی بیان ژن، درخت تصمیم و رگرسیون چند متغیره تطبیقی اسپلاین می باشد. در این راستا از متغیرهای عمق آستانه، ضریب زبری مانینگ، عرض کف کانال و شیب کف کانال که از تحقیقات قبلی سایر محققین استخراج شده بودند، به عنوان ورودی مدل های مورد هوشمند استفاده شد. داده های موجود در قالب سه سناریو مختلف شامل %50- %50، %60- %40 و %75- %25 در بخش های واسنجی (آموزش) و اعتبار سنجی (تست) به منظور ارزیابی بهتر و دست یابی به نتایج دقیق تر مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین به منظور ارزیابی دقت مدل های شبکه-های عصبی مصنوعی، برنامه ریزی بیان ژن، رگرسیون چنگانه تطبیقی اسپلاین و درخت تصمیم، از 6 شاخص آماری خطا شامل ضریب همبستگی (R)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدرمطلق خطا (MAE)، ضریب ناش- ساتکلیف (NS)، ضریب ویلموت (WI) و ضریب لگاتس- مک کاب (LMI) استفاده شد. با توجه به سناریوهای متفاوت در بخش های آموزش- تست، نتایج نشان داد که عملکرد مدل شبکه های عصبی مصنوعی در مقایسه با سایر مدل ها بهتر می باشد. با در نظر گرفتن سناریوی %50- %50 در بخش های آموزش- تست، مدل شبکه-های عصبی مصنوعی با داشتن مقدار R، RMSE، MAE، NS، WI و LMI به ترتیب برابر 994/0، 004/0، 002/0، 986/0، 999/0، و 909/0 با باکارگیری کلیه متغیرهای ورودی بهترین عملکرد را ارائه داد.

تغییر اقلیم و اثرات آن بر منابع آب یکی از مهم ترین چالش های فراروی بشر در قرن حاضر و آینده می باشد. تغییر اقلیم باعث تغییراتی در الگوهای بارش و دما و مقدار آن ها می شود و این تغییرات می تواند نیاز آبی گیاهان را تحت تاثیر قرار دهد. امروزه پدیده تغیر اقلیم به عنوان مسئله ای ملی و فرا ملی حائز اهمیت و مورد توجه محافل علمی می باشد. بنابراین می بایست در مطالعه و اجرای طرح ها و نیز مدیریت منابع، به اثرات این مسئله توجه کافی شود. هدف از انجام این مطالعه بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیر و تعرق مرجع ماهانه، نیاز خالص آبیاری محصولات، هیدرومدول متوسط و هیدرومدول ماکزیمم شبکه های آبیاری سنندج (شبکه گاوشان) و جنوب اهواز (غرب کارون) می باشد. برای این منظور، 2 ایستگاه سینوپتیک دارای آمارکافی شامل ایستگاه های سنندج و اهواز انتخاب شدند و پس از انتخاب دوره آماری 2001 -1982 به عنوان دوره پایه، اثرات تغییر اقلیم بر نیاز خالص آبیاری محصولات، هیدرومدول متوسط و هیدرومدول ماکزیمم شبکه های آبیاری مورد بررسی تحت سناریوهای مختلف RCP در دوره های آتی و با احتمالات مختلف مورد بررسی قرار گرفت و با دوره پایه مقایسه گردید. برای محاسبه تبخیر و تعرق مرجع ماهانه از نرم افزار Cropwat و جهت محاسبه احتمالات از نرم افزار Smada استفاده شد. به منظور برآورد تبخیر و تعرق مرجع ماهانه و بارش تحت شرایط تغییر اقلیم احتمالی آینده از خروجی های مدل گردش عمومی جو CanESM2 تحت سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 و برای ریز مقیاس نمایی از مدل SDSM استفاده شد. نتایج کلی نشان داد که تبخیر و تعرق مرجع ماهانه، نیاز آبی و نیاز خالص آبیاری محصولات در مناطق مورد مطالعه در اکثر ماه های سال در دوره های آتی در مقایسه با دوره پایه افزایش خواهد یافت. مقادیر تبخیر و تعرق مرجع ماهانه، نیاز آبی و نیاز خالص آبیاری محصولات در شبکه گاوشان در حد فاصل ماه-های آوریل تا آگوست کاهش می یابد. همچنین هیدرومدول متوسط و ماکزیمم شبکه آبیاری گاوشان در 4 دوره آتی نسبت به دوره پایه کاهش می یابد. در شبکه غرب کارون، مقادیر تبخیر و تعرق مرجع ماهانه، نیاز آبی و نیاز خالص آبیاری محصولات از ماه آوریل تا ژوئن کاهش می یابد. هیدرومدول متوسط شبکه آبیاری غرب کارون در 4 دوره آتی نسبت به دوره پایه کاهش می یابد ولی به طور کلی هیدرومدول ماکزیمم شبکه غرب کارون در دوره های آتی نسبت به دوره پایه افزایش می یابد.

رودخانه ها اهمیت بسیار زیادی در تامین آب آشامیدنی و کشاورزی دارند. بدین منظور تحلیل پارامترهای کیفیت آب رودخانه های تامین کننده نیازهای شرب و آبیاری و پیش بینی و شبیه سازی این پارامترها حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق، کیفیت آب حوضه های آبریز نازلوچای، تجن، زاینده رود و حله که از پرآب ترین و بزرگترین رودخانه های کشور با شرایط اقلیمی متفاوت می باشد، بر اساس استاندارهای مختلف ایران و جهان از لحاظ مصارف مختلف شرب و کشاورزی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. که در همه حوضه های آبریز مورد مطالعه (به جز حوضه آبریز حله)، کیفیت آب رودخانه ها از لحاظ شرب و کشاورزی مناسب و قابل استفاده می باشد. همچنین در این مطالعه، قابلیت روش های منفرد و هیبریدی-موجکی شبکه های عصبی، سامانه استنتاجی عصبی-فازی تطبیقی و برنامه ریزی بیان ژن برای مدلسازی میزان جامدات محلول حوضه های آبریز نازلوچای، تجن، زاینده رود و حله ارزیابی شدند. بدین منظور از داده های کیفیت آب با طول دوره آماری 20 ساله (1391-1372) استفاده شد. پس از بررسی صحت داده ها و ایستگاه های منتخب، با استفاده از تبدیل موجک دابچیز نوع چهارم، به آنالیز سیگنال های داده های کمی و کیفی حوضه های آبریز پرداخته شد. در مدلسازی از 75 درصد داده ها برای آموزش و 25 درصد داده ها برای آزمون مدل ها استفاده شده است. ارزیابی عملکرد مدل های به کار رفته بر اساس آزمون های آماری مختلف، ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا انجام گرفت. نتایج بیانگر عملکرد قابل قبول همه روش های منفرد و هیبریدی-موجکی شبکه عصبی مصنوعی، سامانه استنتاجی عصبی-فازی تطبیقی و برنامه ریزی بیان ژن برای مدلسازی میزان جامدات محلول در حوضه های آبریز مورد مطالعه می-باشد. همچنین مدل هیبریدی برنامه ریزی بیان ژن-موجکی به ترتیب با دارا بودن حداقل میزان RMSE به مقدار 078/21، 774/6، 639/9 و 363/318 در حوضه های آبریز نازلوچای، تجن، زاینده رود و حله بهترین عملکرد را در بین سایر مدل های منفرد و هیبریدی دارد. از طرفی ارائه رابطه ریاضی حاکم بر مسئله توسط برنامه ریزی بیان ژن از جمله محسناتی است که این روش را از سایر روش های محاسبات نرم متمایز می کند.

قرارگیری ایران بر کمربند خشک و نیمه خشک دنیا و همچنین سوء مدیریت منابع آبی سبب ایجاد وضعیت هشدار دهنده کمبود آب در بسیاری از مناطق کشور شده است. در این میان از بین رفتن دریاچه ها و تالاب های کشور یکی از مشهودترین رخدادها بوده است. پیش بینی وضعیت آبی این منابع به منظور مدیریت مناسب آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از این منابع، دریاچه آب شیرین زریوار واقع در استان کردستان می باشد. در سال های اخیر عوامل بسیاری سبب افت وضعیت دریاچه از حالت طبیعی خود شده و اثرات نامطلوبی بر آن گذاشته اند. بررسی ها حاکی از کاهش تراز سطح آب این دریاچه در دهه گذشته بوده است. استفاده از مدل های هوشمند در محاسبه فرایندهای هیدرولوژیکی در سال های اخیر روند رو به رشد و بسیار چشمگیری داشته است. مدل ترکیبی موجک-شبکه عصبی در دهه گذشته به عنوان یکی از ابزارهای دقیق محاسبه مورد توجه قرار گرفت. از این ابزار مهم برای تهیه مدل پیش بینی یک ماهه نوسانات تراز سطح آب دریاچه زریوار استفاده کردیم. علاوه بر آن، از مدل های شبکه عصبی مصنوعی، سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی و برنامه نویسی ژنتیک نیز استفاده کردیم که همگی از ابزارهای محاسبات نرم می باشند. نتایج پیش بینی حاصل از این مدل ها را با سه شاخص آماری RMSE، MAE و R2 سنجیدیم و مدل ها را مورد مقایسه قرار دادیم. در نهایت مدل ترکیبی موجک-شبکه عصبی بالاترین دقت را در انجام عمل پیش بینی پارامتر نوسانات تراز سطح آب دریاچه از خود نشان داد. پس از آن به ترتیب مدل های ANFIS، GEP و ANN قرار دارند. همچنین رابطه صریح بین متغیرها همراه با درخت بیان ژن توسط مدل GEP بدست آمد.

همان گونه که اگر باراش مازاد در یک منطقه کنترل نشود، منجر به وقوع سیل و خسارات ناشی از آن می شود، کمبود بارش نیز منجر به اثرات زیان باری بر بخش های صنعتی، کشاورزی و محیط های اکولوژیک می شود. یکی از اثرات زیان آور کمبود بارش، خسارت های ناشی از رخداد خشکسالی است. خشکسالی دارای چندین مشخصه به نام های شدت، مدت، فراوانی و وسعت است. به دلیل آنکه غالباً همبستگی میان مشخصه های خشکسالی زیاد است، تحلیل های تک متغیره خشکسالی قادر به وارد کردن تاثیرات این همبستگی در محاسبات نیستند. بهترین روش برای پایش خشکسالی، تحلیل توام مشخصه های آن است. این تحلیل چندمتغیره و توام توسط تابع مفصل انجام می شود. در این پژوهش، تحلیل خشکسالی ایستگاه های سمنان و شاهرود با استفاده از توابع مفصل مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، داده های بارندگی ماهانه برای این ایستگاه ها استخراج گردید و با استفاده از SPI ماهانه، مقادیر شدت و مدت خشکسالی محاسبه گردید. بر روی مقادیر این متغیر ها، توزیع های حاشیه-ای به طور جداگانه برازش داده شد، که نتایج نشان دادند، برای شدت و مدت خشکسالی در ایستگاه سمنان بر مبنای تست کلموگروف- اسمیرنوف و دارلی- اندرسون، توزیع گاما و بر مبنای تست کای اسکوئر، توزیع نمایی و در ایستگاه شاهرود بر مبنای تست های کلموگروف- اسمیرنوف، دارلی- اندرسون و کای اسکوئر، توزیع گاما و بر مبنای تست کای اسکوئر، توزیع نمایی انتخاب گردید. به منظور استفاده از توابع مفصل، ضرایب همبستگی اسپیرمن و کندال برای نشان دادن همبستگی بین متغیر های شدت و مدت خشکسالی برای هر دو ایستگاه به دست آورده شد. از مقادیر محاسبه شده این ضرایب نتیجه شد که بین متغیر های شدت و مدت همبستگی وجود دارد. سپس، پنج تابع مفصل بر این متغیر ها برازش داده شد و پارامتر هر کدام از توابع مفصل با استفاده از روش حداکثر درستنمایی (MLE) محاسبه گردید. بهترین مدل دومتغیره به ترتیب برای ایستگاه های سمنان و شاهرود، به دلیل دارا بودن بیشترین مقدار لگاریتم درستنمایی (4644/301-، 8199/443-) و NSE (9142/0، 9347/0) و کمترین مقدار RMSE (0804/0، 0683/0) و AIC (9287/604، 6399/889)، تابع مفصل گالامبوس انتخاب گردید. پس از تایید ساخت مدل دومتغیره، احتمال وقوع دومتغیره و شرطی خشکسالی و دوره های بازگشت دومتغیره و شرطی وقایع خشکسالی به دست آمدند. در این پژوهش، برای