علوم آب
شاهین نوری نژاد؛ محمدمهدی رجبی؛ تورج فتحی
چکیده
شبیهسازی کمیت و کیفیت روانابهای سطحی در مناطق کوهستانی، به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد این‌گونه حوضههای آبریز مانند تأثیر قابل‌توجه برف بر رژیم جریان، تغییرات زیاد پارامترهای هواشناسی به‌واسطه تغییر ارتفاع، نرخ بالای فرسایش و کمبود اطلاعات ناشی از مشکلات دسترسی فیزیکی، یکی از موضوعات چالش‌برانگیز در حوزه مدلسازی ...
بیشتر
شبیهسازی کمیت و کیفیت روانابهای سطحی در مناطق کوهستانی، به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد این‌گونه حوضههای آبریز مانند تأثیر قابل‌توجه برف بر رژیم جریان، تغییرات زیاد پارامترهای هواشناسی به‌واسطه تغییر ارتفاع، نرخ بالای فرسایش و کمبود اطلاعات ناشی از مشکلات دسترسی فیزیکی، یکی از موضوعات چالش‌برانگیز در حوزه مدلسازی حوضههای آبریز محسوب می‌شود. یکی از مواردی که کمتر در خصوص مدلسازی این‌گونه حوضهها به آن پرداخته شده، تحلیل حساسیت و عدم قطعیت پیشبینیهای مرتبط با کیفیت آب، به‌ویژه در ارتباط با پارامتر مهم فسفر است. هدف از انجام این تحقیق واسنجی، اعتبارسنجی، تحلیل حساسیت و عدم قطعیت پارامتری مدل SWAT در پیشبینی دبی جریان، رسوب و فسفر کل در یک حوضه آبریز کوهستانی است. مطالعه موردی در حوضه آبریز رودخانه کرج در بالادست آبگیر بیلقان انجام شده و الگوریتم SUFI2 برای انجام تحلیل عدم قطعیت مورد استفاده قرار گرفته است. بر اساس نتایج تحلیل حساسیت، پارامترهای ضریب جریان پایه آب زیرزمینی، ضریب زبری رواناب سطحی و آهنگ افزایش بارش به ترتیب حساس‌ترین پارامترهای مدل نسبت به دبی جریان، رسوب و فسفر کل بودند. بهترین ضرایب نش-ساتکلیف (NS) مربوط به شبیهسازی رواناب، رسوب و فسفر کل در همه ایستگاه‌ها و در مجموع دوره‌های واسنجی و اعتبارسنجی، به ترتیب برابر با 76/0، 56/0 و 92/0 بدست آمد. همچنین شبیهسازی نقاط اوج نمودار هر سه کمیت مذکور با افزایش عدم قطعیت و کاهش دقت پیشبینی مدل همراه بوده، اما با توجه به قرارگیری بالای 70 درصد مقادیر اندازهگیری شده رواناب و رسوب و نزدیک به 60 درصد مقادیر اندازهگیری شده فسفر کل در بازه عدم قطعیت پیشبینی تولید شده توسط الگوریتم SUFI2، محدوده پارامترهای مورد استفاده در واسنجی مدل می‌تواند الگوی مناسبی برای شبیهسازی سناریوهای آتی در حوضههای آبریز کوهستانی مشابه باشد.
علوم آب
محمد فولادی نصرآباد؛ مهدی امیرآبادی زاده؛ محسن پوررضا بیلندی؛ مصطفی یعقوب زاده
چکیده
مدلسازی بارش-رواناب یکی از ابزارهای کلیدی در هیدرولوژی برای دستیابی به خصوصیات سیلاب، مانند میزان دبی اوج و زمان رسیدن به دبی اوج است. در این تحقیق مدل IHACRES در قالب بسته نرم‌افزاری hydromad و در بستر R، برای شبیهسازی جریان حوضه رودخانه شور قائن مورداستفاده قرار گرفت و عملکرد آن در شبیهسازی رواناب با روش‌های ARMAX و EXPUH در بخش خطی مدل، ...
بیشتر
مدلسازی بارش-رواناب یکی از ابزارهای کلیدی در هیدرولوژی برای دستیابی به خصوصیات سیلاب، مانند میزان دبی اوج و زمان رسیدن به دبی اوج است. در این تحقیق مدل IHACRES در قالب بسته نرم‌افزاری hydromad و در بستر R، برای شبیهسازی جریان حوضه رودخانه شور قائن مورداستفاده قرار گرفت و عملکرد آن در شبیهسازی رواناب با روش‌های ARMAX و EXPUH در بخش خطی مدل، بررسی شد. برای انجام شبیهسازی با مدل مذکور، از داده‌های بارش، دبی جریان و دما در مقیاس ماهانه طی سالهای 1377 تا 1398 استفاده شد. پارامترهای مدل IHACRES با استفاده از تابع هدف KGE، واسنجی شدند. در گامهای واسنجی و صحتسنجی مدل در شبیهسازی مقدار دبی اوج و زمان رسیدن به دبی اوج ، از معیارهای ارزیابی NS، KGE و استفاده گردید. مقدار این معیارها در روش EXPUH به ترتیب برابر 86/0، 93/0، 86/0 و در روش ARMAX برابر 7/0، 85/0 و 73/0 محاسبه‌شد که نشان دهندهی عملکرد بهتر روش EXPUH نسبت به روش ARMAX میباشد. درگام مربوط به صحتسنجی نیز، معیارهای ارزیابی در روش‌های EXPUH و ARMAX به‌ترتیب برابر 51/0، 63/0، 54/0 و 55/0، 73/0 و 65/0 برآورد شد که نشان‌دهنده عملکرد بهتر مدل با روش ARMAX نسبت به روش EXPUH است و همچنین مدل با روش ARMAX در شناسایی دبی‌های اوج از نظر مقدار و از نظر زمان وقوع عملکرد دقیق‌تری از خود نشان داد. درمجموع نتایج تحقیق، نشان‌دهنده این مطلب است که مدل IHACRES در منطقه موردمطالعه، با استفاده از روش ARMAX نسبت به روش EXPUH عملکرد دقیق‌تری داشته است.
سعید سروری؛ علی نقی ضیائی؛ عطااله جودوی
چکیده
مدیریت جامع و منطقی منابع آب، مستلزم شناخت روابط بین منابع آب سطحی و زیرسطحی و مدیریت تلفیقی میباشد. آبخوان آبرفتی دشت بجنورد با مساحت 2/65 کیلومتر مربع در استان خراسان شمالی میباشد که بخش اعظم آن را منطقه شهری تشکیل می‌دهد. تأمین آب شرب از خارج محدوده آبخوان آبرفتی در سالهای اخیر افزایش ارتفاع سطح آب در بعضی نقاط دشت را در پی داشته ...
بیشتر
مدیریت جامع و منطقی منابع آب، مستلزم شناخت روابط بین منابع آب سطحی و زیرسطحی و مدیریت تلفیقی میباشد. آبخوان آبرفتی دشت بجنورد با مساحت 2/65 کیلومتر مربع در استان خراسان شمالی میباشد که بخش اعظم آن را منطقه شهری تشکیل می‌دهد. تأمین آب شرب از خارج محدوده آبخوان آبرفتی در سالهای اخیر افزایش ارتفاع سطح آب در بعضی نقاط دشت را در پی داشته است که باعث ایجاد مشکلاتی برای ساکنان و زیرساختهای شهر شده است. به منظور شناخت راهکارهای کاهش این مشکلات، شبیهسازی تراز سطح آب با استفاده از کد MODFLOW و به کمک نرم‌افزارGMS با در نظر گرفتن رودخانه فیروزه انجام شد و نقش رودخانه در تغذیه و تبادلات با آبخوان مورد بررسی قرار گرفت. بازدیدهای میدانی به منظور اندازهگیری دبی و عمق آب در چندین مقطع رودخانه انجام شد و از این داده‌ها برای واسنجی مدل بهره گرفته شد. مدلسازی در حالت ماندگار برای مهرماه سال 1390 صورت گرفت و پس از واسنجی، خطای مدل برابر 53/0 متر بهدست آمد. دوره مدلسازی غیر ماندگار از مهر ماه سال 1380 الی مهر ماه 1395 شامل ده سال واسنجی و چهار سال صحتسنجی بود که پس از اجرا و واسنجی مدل، میانگین خطا در دوره واسنجی به 83/0 متر و خطای دوره صحتسنجی به یک متر کاهش یافت. بر اساس نتایج حاصل از بیلان، رودخانه در یک قسمت از مسیر خود حدود 4/2 میلیون متر مکعب در سال آبخوان را تغذیه میکند و در قسمتی دیگر زهکش کننده آبخوان میباشد. در نهایت سناریوهای ادامه روند موجود، حذف چاههای شرب شهر بجنورد و اثر اجرای سیستم فاضلاب تا سال 2025 به مدل اعمال شد که در انتهای دوره سناریو نتایج به ترتیب حاکی از افت حدود یک متری سطح آب‌زیرزمینی، افزایش تراز سطح آب به میزان چهار متر و فرو افتادن سطح آب به میزان 5/4 متر بود.
محمدامین امینی؛ غزاله ترکان؛ سعید اسلامیان؛ محمد جواد زارعیان؛ علی اصغر بسالت پور
چکیده
شبیهسازی و برآورد مؤلفه‌های بیلان آب از جمله اقدامات مورد نیاز جهت برنامه‌ریزی و مدیریت پایدار منابع آب در سطح حوضههای آبریز میباشد. مدل SWAT یکی از مدل‌های نیمه توزیعی برای شبیهسازی حوضه آبریز است که به نحو مطلوبی از ویژگی‌های فیزیکی حوضه برای محاسبه بیلان آب استفاده میکند. در پژوهش حاضر از این مدل جهت شبیهسازی بیلان آب ...
بیشتر
شبیهسازی و برآورد مؤلفه‌های بیلان آب از جمله اقدامات مورد نیاز جهت برنامه‌ریزی و مدیریت پایدار منابع آب در سطح حوضههای آبریز میباشد. مدل SWAT یکی از مدل‌های نیمه توزیعی برای شبیهسازی حوضه آبریز است که به نحو مطلوبی از ویژگی‌های فیزیکی حوضه برای محاسبه بیلان آب استفاده میکند. در پژوهش حاضر از این مدل جهت شبیهسازی بیلان آب درحوضه آبریز زاینده‌رود استفاده شده است. با وجود این که در زمینه استفاده از این مدل در بررسی‌های مربوط به حوضههای آبریز مطالعات گسترده‌ای انجام گرفته است ولی به دلیل ناکافی بودن و دقت پایین اطلاعات مکانی از جمله نوع خاک، نوع کاربری اراضی، همچنین پراکندگی و تعداد ایستگاه‌های هواشناسی و هیدرومتری مورد استفاده جهت واسنجی و اجرای مدل، لزوم مطالعات دقیق‌تر در این زمینه به نظر می‌رسد. از این رو، از اطلاعات 27 کلاس کاربری اراضی، 57 کلاس بافت خاک و 27 ایستگاه هواشناسی شامل داده‌های روزانه بارش و دمای حداقل و حداکثر استفاده گردید. همچنین تحلیل حساسیت، واسنجی (2000- 2006) و صحتسنجی (2007- 2009) مدل با استفاده از الگوریتم SUFI2 در برنامه SWAT-CUP و با بکارگیری از داده‌های 6 ایستگاه هیدرومتری به صورت ماهانه انجام شد. نتایج حاصل از بکارگیری از این مدل واسنجی شده در حوضه آبریز زاینده‌رود نشان داد که از کل بارش سالانه ورودی به حوضه 98/65 درصد به صورت تبخیر و تعرق از حوضه خارج می‌گردد که دارای بیشترین سهم در میان اجزای بیلان آب میباشد. همچنین رواناب سطحی با 15 درصد، جریان آب زیرزمینی با 7/13 درصد، جریان جانبی با 5/1 درصد و تغذیه آبخوان عمیق با 8/0 درصد به‌ترتیب سایر بخش‌های بیلان آب را در این حوضه تشکیل می‌دهند.
فرشید رمضانی؛ عباس کاویانی؛ هادی رمضانی اعتدالی
چکیده
مدل AquaCrop برای شبیهسازی واکنش محصولات زراعی به مقدار آب مصرفی و مدیریت آبیاری توسعه یافت. سادگی، نیاز به حداقل داده ورودی و دقت قابل قبول مدل از مزایای استفاده گسترده از آن میباشد. در این تحقیق به منظور واسنجی و اعتبارسنجی عملکرد از داده‌های مزرعه‌ای تحت کشت یونجه در اردستان استفاده شد. اطلاعات هواشناسی از ایستگاه سینوپتیک اردستان، ...
بیشتر
مدل AquaCrop برای شبیهسازی واکنش محصولات زراعی به مقدار آب مصرفی و مدیریت آبیاری توسعه یافت. سادگی، نیاز به حداقل داده ورودی و دقت قابل قبول مدل از مزایای استفاده گسترده از آن میباشد. در این تحقیق به منظور واسنجی و اعتبارسنجی عملکرد از داده‌های مزرعه‌ای تحت کشت یونجه در اردستان استفاده شد. اطلاعات هواشناسی از ایستگاه سینوپتیک اردستان، کیفیت آب و خاک از نتایج آنالیز آب و خاک مزرعه و تبخیر-تعرق گیاه مرجع به روش فائو-پنمن مانتیث محاسبه شد. پوشش گیاهی اولیه، پوشش گیاهی بیشینه، عمق توسعه ریشه اولیه، عمق توسعه ریشه بیشینه، ضریب گیاهی، تاریخ‌های جوانه‌زنی، گل‌دهی، حداکثر پوشش گیاهی، شروع پیری پوشش گیاهی و رسیدگی فیزیولوژیک پارامترهای واسنجی شده مدل طی شش سال 2010 تا 2015 بودند. از اطلاعات 2 مزرعه برای واسنجی و 2 مزرعه دیگر برای اعتبارسنجی استفاده شد. سپس، عملکرد یونجه طی سالهای مذکور مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. شاخص‌های ارزیابی مزرعه‌ای شامل ضریب تبیین (R2)، مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده(NRMSE) ، ضریب باقیمانده (CRM)، و کارایی مدلسازی (EF) برای اعتبارسنجی استفاده شدند. CRM مثبت در اغلب نتایج نشان از کم برآورد بودن مدل بود. بیشینهR2 برابر یک و NRMSE، 04/0 نشان از دقت بالای مدل در شبیهسازی عملکرد بود. تبخیر از سطح خاک، تعرق گیاه و تبخیر-تعرق واقعی به وسیله مدل برآورد گردید. مقدار تبخیر طی مدت برداشت محصول 27 تا 47 درصد تبخیر-تعرق بود. مقدار بهره‌وری آب مبتنی بر تبخیر-تعرق (Y ET-1) 27 تا 44 کمتر از بهره‌وری مبتنی بر تعرق (Y T-1) شده است. AquaCropمدل گیاهی قدرتمند و با ارزشی برای بهبود مدیریت آب در مزرعه و محاسبه بهره‌وری آب میباشد.
حمید کاردان مقدم؛ محمد ابراهیم بنی حبیب
چکیده
تغییرات کیفیت آب زیرزمینی یکی از معضلاتی است که بخصوص در مناطق خشک با توجه به روند برداشت زیاد آب و کاهش تغذیه سبب بروز نگرانی در بین مدیران و برنامه ریزان منابع آب شده است. همچنین بیش از 70درصد آبخوان های ایران علاوه بر مشکل کم آبی بحران زیست محیطی نیز داشته و در مناطق کویری هجوم جبهه های آب شور کویری براثر برداشت بی رویه آب سبب شده تا ...
بیشتر
تغییرات کیفیت آب زیرزمینی یکی از معضلاتی است که بخصوص در مناطق خشک با توجه به روند برداشت زیاد آب و کاهش تغذیه سبب بروز نگرانی در بین مدیران و برنامه ریزان منابع آب شده است. همچنین بیش از 70درصد آبخوان های ایران علاوه بر مشکل کم آبی بحران زیست محیطی نیز داشته و در مناطق کویری هجوم جبهه های آب شور کویری براثر برداشت بی رویه آب سبب شده تا غلظت املاح افزایش یافته و سبب بروز مشکلات زیست محیطی شود. در این مطالعه با استفاده از مدل کیفی MT3D که یکی از ماژول های مدل MODFLOW می باشد شبیه سازی کیفی آبخوان با استفاده از غلظت TDS در چاه های منطقه انجام گرفت. یک دوره آماری 5 ساله با گام زمانی 6 ماهه جهت شبیه سازی انتخاب و واسنجی این مدل با درنظر گرفتن ضریب 5/0 برای نسبت افقی به پخش طولی، 2/0 برای نسبت عمودی به پخش طولی، 1 متر برای ضریب پخش مولکولی موثر و 20 برای پخشیدگی طولی انجام گردید. پیش بینی آتی وضعیت کیفی آبخوان نشان داد که ادامه روند برداشت آب سبب هجوم جبهه های آب شور کویری و افزایش غلظت TDS در طی 5 سال آینده خواهد شد. لذا نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که مدیریت برداشت از آب زیرزمینی با استفاده از سناریو مدیریتی کاهش برداشت آب از منابع زیرزمینی به منظور بهبود کیفیت آب آبخوانهای کویری و ممانعت تهاجم آب شور کویری به آنها با توجه خشکسالی های اخیر ضروری است.
مجتبی شفیعی؛ بیژن قهرمان؛ بهرام ثقفیان؛ کامران داوری؛ مجید وظیفه دوست
چکیده
تحلیل عدم قطعیت در شبیه سازی های آب در خاک این امکان را فراهم می کند تا بتوان اطلاعات بیشتری در مورد خروجی های مدل پیش بینی بهدست آورده و با اطمینان بیش تری از نتایج آن ها در فرآیندهای تصمیم گیری استفاده کرد. در این مطالعه، از مدل آگروهیدرلوژی SWAP جهت شبیه سازی مؤلفه های بیلان آب در خاک در دو مزرعه تحت کشت گندم و ذرت در منطقه ی خشک اصفهان ...
بیشتر
تحلیل عدم قطعیت در شبیه سازی های آب در خاک این امکان را فراهم می کند تا بتوان اطلاعات بیشتری در مورد خروجی های مدل پیش بینی بهدست آورده و با اطمینان بیش تری از نتایج آن ها در فرآیندهای تصمیم گیری استفاده کرد. در این مطالعه، از مدل آگروهیدرلوژی SWAP جهت شبیه سازی مؤلفه های بیلان آب در خاک در دو مزرعه تحت کشت گندم و ذرت در منطقه ی خشک اصفهان استفاده شد. ابتدا میزان عدم قطعیت در شبیه سازی تغییرات رطوبت خاک در مزارع مذکور با کاربرد روش عمومی عدم قطعیت تشابهات (GLUE) با یکدیگر مقایسه و سپس براساس نتایج بهدست آمده از عدم قطعیت پارامترهای هیدرولیکی خاک، تاثیر عدم قطعیت در شبیه سازی رطوبت خاک بر مؤلفه های جریان آب در خاک بررسی شده است. نتایج نشان داد که در شرایط فاریاب، دقّت برآورد تبخیر-تعرق واقعی تحت شرایط عدم قطعیت در شبیه سازی رطوبت خاک، نسبتاً بالا بوده بهطوری که ضریب تغییرات آن برای هر دو مزرعه کم تر از 4 درصد به دست آمد. درحالی که دقّت برآورد مقادیر نفوذ عمقی در هر دو مزرعه کم-تر بوده و به شدت تحت تاثیر مقادیر نامطمئن هدایت هیدرولیکی اشباع خاک می باشد.
رضا لاله زاری؛ سعید برومند نسب؛ هادی معاضد؛ علی حقیقی
چکیده
آب زیرزمینی بزرگ‌ترین منبع تأمین آب محسوب می‌گردد و کمبود منابع آب سطحی در شرایط خشکسالی موجب توسعه برداشت از آب زیرزمینی شده است. در تحقیق حاضر، مدل مفهومی آبخوان باغملک در چارچوب روش عددی تفاضل محدود برای شبیهسازی رفتار جریان آب زیرزمینی استفاده شده است. داده‌های سطح ایستابی 8 پیزومتر در طول 10 سال از 1381 تا 1391 بدین منظور جمعآوری ...
بیشتر
آب زیرزمینی بزرگ‌ترین منبع تأمین آب محسوب می‌گردد و کمبود منابع آب سطحی در شرایط خشکسالی موجب توسعه برداشت از آب زیرزمینی شده است. در تحقیق حاضر، مدل مفهومی آبخوان باغملک در چارچوب روش عددی تفاضل محدود برای شبیهسازی رفتار جریان آب زیرزمینی استفاده شده است. داده‌های سطح ایستابی 8 پیزومتر در طول 10 سال از 1381 تا 1391 بدین منظور جمعآوری شد. سالهای مورد مطالعه به 40 دوره تنش تقسیم و هدایت هیدرولیکی، آبدهی ویژه و تغذیه در این دورهها واسنجی شد. صحتسنجی رقوم هیدرولیکی شبیهسازی نسبت به اندازهگیری برای سال بعد از واسنجی انجام گرفت. نتایج شبیهسازی جریان نشان می‌دهد واریانس اختلاف سطح ایستابی مشاهداتی و محاسباتی در فرایندهای واسنجی و صحتسنجی به ترتیب 1/3 و 84/3 محاسبه شد. پهنهبندی هدایت هیدرولیکی واسنجیشده نشان می‌دهد شمال شرقی آبخوان قابلیت انتقال و پتانسیل برداشت بیشتری در مقایسه با بخش‌های جنوبی دارد. حساسیت مدل جریان به کاهش هدایت هیدرولیکی بیش از افزایش آن است. 50 درصد کاهش در هدایت هیدرولیکی موجب افزایش واریانس اولیه از 1/3 به 44 می‌گردد. همچنین نتایج نشان داد مدل آبخوان باغملک به ترتیب نسبت به تغذیه، هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه حساسیت بالاتری دارد.
رضا گرمه ای؛ علیرضا فریدحسینی؛ سیدمجید هاشمی نیا؛ علی حجتی
چکیده
مدیریت حوضه های آبریز مستلزم استفاده از الگوهای هیدرولوژیکی است که نقش مهمی را در پیش بینی پاسخ حوضه به فرآیندهای بارش-رواناب ایفا می کنند. از طرفی ارزیابی رفتار حوضه نیز با الگو های ریاضی هیدرولوژیکی مستلزم واسنجی مدل با هدف تخمین و برآورد پارامترهای حوضه با بیشترین تطابق خروجی مدل با مجموعه ای از مقادیر مشاهداتی است. مهم ترین هدف ...
بیشتر
مدیریت حوضه های آبریز مستلزم استفاده از الگوهای هیدرولوژیکی است که نقش مهمی را در پیش بینی پاسخ حوضه به فرآیندهای بارش-رواناب ایفا می کنند. از طرفی ارزیابی رفتار حوضه نیز با الگو های ریاضی هیدرولوژیکی مستلزم واسنجی مدل با هدف تخمین و برآورد پارامترهای حوضه با بیشترین تطابق خروجی مدل با مجموعه ای از مقادیر مشاهداتی است. مهم ترین هدف واسنجی الگو های بارش-رواناب یافتن مقادیر بهینه مدل به گونه‌ای که بتوان بهترین منحنی را برای آبنمود های مشاهداتی و محاسباتی برازش داد. در این پژوهش، مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) به عنوان مدل بهینه ساز عمل می کنند. مدل تلفیقی ارائه شده بر حوضه سد کارده واقع در استان خراسان رضوی مورد بررسی قرار گرفته است. واسنجی مدل در رویکرد تک هدفه و با دو تابع هدف NASH و RMSE به طور جداگانه در رخداد-های مختلف انجام گرفت. نتایج حاکی از قابلیت مدل در واسنجی رخدادها تا حد قابل قبولی بود. هم چنین نتایج واسنجی با چهار معیار متفاوت ارزیابی شد. اعتباریابی در انتها با دسته پارامترهای حاصل از واسنجی انجام شد. نتایج نشان داد که مدل عملکرد چندان مطلوبی ندارد. لذا پیشنهاد یک مجموعه پارامتر بر اساس واسنجی رخدادهای منفرد و صحت سنجی تک رخداد باقی مانده ممکن نیست.
یونس خوشخو؛ پرویز ایرانژاد؛ علی خلیلی؛ حسن رحیمی؛ عبدالمجید لیاقت؛ پر اریک جانسن
چکیده
در این پژوهش واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل COUP با هدف شبیهسازی دمای خاک در مقیاس زمانی سه‌ساعته برای ایستگاه سینوپتیک همدان انجام شده است. برای این منظور از روش برآورد عدم قطعیت درست‌نمایی تعمیم یافته (GLUE) استفاده شده است. 22 پارامتر که ارتباط نزدیکی با شبیهسازی دمای خاک دارند، انتخاب گردیدند و با انجام نمونه‌گیری‌های تصادفی به ...
بیشتر
در این پژوهش واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل COUP با هدف شبیهسازی دمای خاک در مقیاس زمانی سه‌ساعته برای ایستگاه سینوپتیک همدان انجام شده است. برای این منظور از روش برآورد عدم قطعیت درست‌نمایی تعمیم یافته (GLUE) استفاده شده است. 22 پارامتر که ارتباط نزدیکی با شبیهسازی دمای خاک دارند، انتخاب گردیدند و با انجام نمونه‌گیری‌های تصادفی به روش مونت کارلو از فضای عدم قطعیت آنها، 25000 سناریو از ترکیب مقدار پارامترها تولید و شبیه‌سازی‌های مدل بر اساس آنها انجام شد. برای جداسازی شبیه‌سازی‌های کارآمد و ناکارآمد از یکدیگر سه شاخص نش- ساتکلیف، میانگین اریبی خطا، و ریشه میانگین مربعات خطا در نظر گرفته شدند و آستانه‌های قابل پذیرش برای هر شاخص تعریف گردید. با اعمال آستانه‌های قابل پذیرش، تعداد 253 شبیهسازی به‌عنوان شبیه‌سازی‌های کارآمد شناسایی شدند و مبنای انجام واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل قرار گرفتند. بر مبنای توزیع پسین پارامترها، تعدادی از پارامترها به‌عنوان پارامترهای حساس شناخته شدند. واسنجی مدل بر اساس میانه شبیه‌سازی‌های کارآمد و تحلیل عدم قطعیت بر مبنای کران های عدم قطعیت 5% و 95% خطای مربوط به شبیه‌سازی‌های کارآمد انجام شد. نتایج حاکی از بهبود قابل توجه در عملکرد مدل پس از انجام واسنجی در مقایسه با حالت اجرای مدل با مقادیر پیش‌فرض پارامترها بود. همچنین، نتایج حاصل از تحلیل عدم قطعیت نشان داد که به کارگیری روش GLUE در بیشتر موارد منجر به کاهش عدم قطعیت مربوط به پارامترهای مدل گردید و باقیمانده اختلافات بین مقادیر شبیهسازی شده و داده‌های مشاهداتی به سایر منابع عدم قطعیت نسبت داده شد.
زهرا نامقی؛ عبدالرضا بهره مند؛ مجید اونق؛ علی گلکاریان
چکیده
شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در حوزه آبخیز از نقطه نظر درک بهتر مسائل هیدرولوژیکی، پیش بینی جریان، مدیریت منابع آب، مهندسی رودخانه، سازه های کنترل سیل و ذخیره سیلاب اهمیت ویژه ای دارد. بدین منظور در این تحقیق شبیه سازی جریان رودخانه و برآورد رواناب سطحی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی- توزیعی WetSpa صورت گرفت. در مدل WetSpa رواناب حوزه با ...
بیشتر
شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در حوزه آبخیز از نقطه نظر درک بهتر مسائل هیدرولوژیکی، پیش بینی جریان، مدیریت منابع آب، مهندسی رودخانه، سازه های کنترل سیل و ذخیره سیلاب اهمیت ویژه ای دارد. بدین منظور در این تحقیق شبیه سازی جریان رودخانه و برآورد رواناب سطحی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی- توزیعی WetSpa صورت گرفت. در مدل WetSpa رواناب حوزه با استفاده از مدل انتقال موج پخشی مبتنی بر شیب، سرعت جریان و ویژگی های توزیعی در طول مسیرهای جریان روندیابی می شود. حوزه آبخیز اترک با مساحتی حدود 11639 کیلومترمربع یکی از حوزه‌های بزرگ شمال ایران بوده و بارش متوسط سالانه آن تقریبا 283 میلیمتر می باشد. داده های هواشناسی سال های 1383 تا 1390 شامل بارش از 25 ایستگاه، دما و تبخیر اندازه گیری شده از 5 ایستگاه به عنوان داده های ورودی مدل استفاده شد. برای اجرای مدل سه نقشه پایه شامل مدل رقومی ارتفاع، کاربری اراضی و تیپ خاک با ابعاد سلولی 100متر تهیه شدند. نتایج شبیه سازی تطابق نسبتا خوبی بین هیدروگراف های محاسبه شده و اندازهگیری شده در خروجی حوزه نشان داد. مدل بر اساس معیار ناش- ساتکلیف، هیدروگراف های روزانه را با دقتی بیش از 60 و 53 درصد به ترتیب برای دوره های واسنجی و ارزیابی و بر اساس معیار تطبیق داده شده ناش- ساتکلیف، دبی های حداکثر را با دقت 77درصد برآورد می کند. با توجه به خروجی مدل و فاکتورهای هیدرولوژیکی با توزیع مکانی در هر گام زمانی مدل قابلیت آنالیز اثرات توپوگرافی، بافت خاک و کاربری اراضی در رفتار هیدرولوژیکی حوزه را دارد.
وحیدرضا وردی نژاد؛ حامد ابراهیمیان؛ حجت احمدی
چکیده
به منظور ارزیابی عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی، از مدل شبیه سازی شرایط غیرماندگار زهکشی، SWAP، استفاده شد. این مدل با استفاده از داده‌های روزانه اندازهگیری شده به مدت 120 روز طی سال 1385، در شبکه زهکشی ران بهشهر که شامل عمق سطح ایستابی، دبی خروجی از زهکش، شوری عصاره اشباع خاک و شوری زه آب خروجی از زهکش بود، مورد واسنجی قرار گرفت. واسنجی ...
بیشتر
به منظور ارزیابی عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی، از مدل شبیه سازی شرایط غیرماندگار زهکشی، SWAP، استفاده شد. این مدل با استفاده از داده‌های روزانه اندازهگیری شده به مدت 120 روز طی سال 1385، در شبکه زهکشی ران بهشهر که شامل عمق سطح ایستابی، دبی خروجی از زهکش، شوری عصاره اشباع خاک و شوری زه آب خروجی از زهکش بود، مورد واسنجی قرار گرفت. واسنجی مدل SWAP به روش مدل سازی معکوس و از طریق اتصال آن به مدل WinPEST انجام شد. به منظور واسنجی پارامترهای کمّی، دو تابع هدف به طور همزمان به منظور حداقل کردن اختلاف مقادیر شبیه سازی و اندازهگیری شده عمق سطح ایستابی و شدت زهکشی در نظر گرفته شد. همچنین برای واسنجی پارامترهای کیفی، تابع هدف کمینه کردن اختلاف بین مقادیر شبیهسازی و اندازهگیری شده شوری عصاره اشباع خاک تعریف شد. مقادیر شبیهسازی شده شدت تخلیه زهکش و سطح ایستابی تطابق خوبی با مقادیر اندازه گیری شده داشت. مقدار خطای مطلق برآورد سطح ایستابی و شدت زهکشی به ترتیب 7 و 4 درصد به دست آمد. زهکشی تجمعی اندازه گیری شده حدود 5/7 درصد (3/5 میلی متر) بیشتر از مقدار شبیه سازی شده بود. مدل SWAP همچنین توانست با دقت قابل قبولی شوری خاک و زه آب خروجی از زهکش را شبیهسازی نماید. نتایج این تحقیق نشان داد که با مدلسازی معکوس، عملکرد مدل SWAP به طور قابل توجهی بهبود یافت.
ملیحه ربیع؛ سیدمجید میرلطیفی؛ مهدی قیصری
چکیده
مدل های گیاهی فرآیند محور، قبل از استفاده نیاز به واسنجی و ارزیابی دارند. هدف از این تحقیق واسنجی مدل CSM-CERES-Maize با استفاده از داده های مزرعه ای ذرت علوفه ای در دو سال زراعی و ارزیابی آن برای سطوح مختلف عمق آبیاری و کود نیتروژنی می باشد. برای واسنجی مدل از ابزار GENCALC استفاده شد. داده های واقعی مورد نیاز مدل از یک تحقیق میدانی دو ساله ذرت ...
بیشتر
مدل های گیاهی فرآیند محور، قبل از استفاده نیاز به واسنجی و ارزیابی دارند. هدف از این تحقیق واسنجی مدل CSM-CERES-Maize با استفاده از داده های مزرعه ای ذرت علوفه ای در دو سال زراعی و ارزیابی آن برای سطوح مختلف عمق آبیاری و کود نیتروژنی می باشد. برای واسنجی مدل از ابزار GENCALC استفاده شد. داده های واقعی مورد نیاز مدل از یک تحقیق میدانی دو ساله ذرت علوفه ای رقم سینگل کراس 704 بدست آمد. طرح آزمایشی در چهار سطح آبیاری و سه سطح کود نیتروژنی در سه تکرار انجام شد. حداکثر شاخص سطح برگ و وزن زیست توده در زمان برداشت فیزیولوژیک، تاریخ های گرده افشانی و رسیدگی فیزیولوژیک برای واسنجی مدل استفاده شدند. وزن زیست توده طی دوره رشد برای ارزیابی مدل استفاده شد. پس از واسنجی مدل با استفاده از ابزار GENCALC، شاخص های آماری استفاده شده در واسنجی هماهنگی بین مقادیر شبیه سازی شده و مشاهده ای را نشان دادند. ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای تاریخ های گرده افشانی و رسیدگی فیزیولوژیک 1 و 2 روز، برای وزن زیست توده در زمان برداشت فیزیولوژیک 980 و 1313 کیلوگرم در هکتار و برای حداکثر شاخص سطح برگ 75/0 و 44/0 به ترتیب در سال های 1383 و 1384 بودند. ضرایب ژنتیکی ذرت علوفه ای واریته سینگل کراس 704 شاملP1 برابر 236 (°C)، P2 برابر 4/0 روز، P5 برابر 790 (°C)، G2 برابر 833 عدد، G3 برابر 5/8 میلی گرم در روز و PHINT برابر 55 (°C) به دست آمد. نتایج ارزیابی مدل نشان داد که مقادیر RMSE در 12 تیمار سطوح مختلف آبیاری و کود نیتروژنه برای وزن زیست توده بین 9 تا 1483 کیلوگرم در هکتار در دو سال متغیر بود. ضریب تبیین (r2) برای وزن زیست توده بین 86/0 تا 99/0 در دو سال کشت به دست آمد. ضرایب به دست آمده کاربرد مدل CSM-CERES-Maize را برای ذرت علوفه ای رقم سینگل کراس 704 امکان پذیر نشان داد و نتایج ارزیابی، قابلیت مدل در شبیه سازی عملکرد ذرت علوفه ای در شرایط کم آبیاری و سطوح مختلف کود نیتروژنی را تایید نمود.
