خاک(ناحيه ريشه) ميباشد. عيب آنها عدم توانايي شبيه سازي حرکت آب در فاصله بين انتهاي ناحيه ريشه تا سطح ايستابي ميباشد. چنانچه زمان رسيدن آب به سفره آب زير زميني مهم نباشد، نتايج حاصل از اين مدلها رضايت بخش ميباشد. بنابراين اين مدل ها به منظور شبيه سازي ميزان تغذيه در دراز مدت ميتوانند مناسب باشند. معادله کلي اين مدلها به صورت رابطه( (1-3) مي باشد.
D= P- ETU2 – ∆SU2 – ROFF (1-3 )
که:
P: ميزان بارش بعلاوه آب آبياري
ETU2: تبخير و تعرق در ناحيه ريشه
∆SU2: ميزان تغيير ات رطوبت(در ناحيه ريشه)
ROFF: ميزان رواناب
اين روشها معمولا تغذيه را در مقياس روزانه تخمين مي زنند. اما در مقياسهاي ماهانه ، فصلي، سالانه و … نتايج آنها معتبر ميباشد. يکي از معروفترين اين مدلها ، مدل HELP61 نسخه سه (شرودر62 و همکاران، 1994) ميباشد که امروزه بصورت وسيعي به منظور بهينه سازي محل دفن زبالهها63 و اثر تغيير اقليم برميزان تغديه آبهاي زير زميني از آن استفاده ميشود.

1-9-5-1-2- مدلها حل معادله بيلان بر اساس معادله ريچارد
اين مدلها که معروفترين آنها: TVS2DI (هسی64 و همکاران، 1999)، UNSAT-H (فایر65، 200) و HYDRUS (سیمونیک66 و همکاران، 1999) ميباشند. حرکت آب در ناحيه غير اشباع را براساس قوانين فيزکي شبيه سازي ميکنند و زمان رسيدن آب از ناحيه غير اشباع تا رسيدن به آبهاي زيرزميني را تخمين ميزنند. بطورکلي عملکرد کليه اين اين مدلها بر پايه معادله ريچارد استوار است. علاو برمحاسن مدل هاي ناحيه ريشه تخمين زمان رسيدن آب به سفره آب زير زميني از ديگر محاسن اين مدلها است. عيب آنها نياز به دادههاِيِي در ناحيه غير اشباع است که که دسترسي به آنها معمولا با محدوديت روبرو است. شکل کلي معادله اين مدلها بصورت رابطه(1-4) است.
∂θ/∂t = ∂k_S k_r (h) ∂H/(∂Z^2 ) + Q (1-4)
:θ‍ ميزان آب خاک(حجمي)
:ks هدايت هيدرولِيکِي خاک اشباع در جهت عمودي
:kr نسبت هدايت هيدروليکي
h: فشار هيدروليکي
H : کل بار فشار
:Qتفاوت ميزان تغذيه و تخليه
T: زمان
Z: عمق

1-9-5-2- مدلهاي حوزه آبخيز
اين مدلها عموماً جهت ارزيابي اثرات تغيير اقليم يا کاربري اراضي در مقیاس حوزههای آبخيز توسعه يافتهاند و فرآيندهاي اصلي هيدرولوژي( تبخير و تعرق، آبهاي سطحي، زيرسطحي، ميزان تغذيه آبهاي زيرزميني، دبيآب و..) را شبيه سازي ميکنند. اين مدلها عموماً به منظور بررسي جريانهاي رودخانهاي و سيلاب کاربرد دارند. ولي درصورت دسترسی به دادههاي موردنياز معادله بيلان را در يک حوزه آبخيز مورد تجزيه و تحليل قرار ميدهند و براساس آن ميزان تغذيه را محاسبه ميکنند. از معروفترين اين مدلها مي توان به مدل PRMS (لیویسلی67و همکاران، 1983)، SWAT (آرنولد68 و همکاران، 2006) و MIKE (گراهام69 و همکاران، 2006) اشاره نمود.

1-9-5-3- مدلهاي آبهاي زيرزميني
گروه سوم از مدلهاي بيلان آب، مدلهاي آبهاي زيرزميني ميباشند که عموماً به منظور شبيه سازي تغييرات سطح آب و جريان هاي ورودي و خروجي به آبخوان مورد استفاده قرار ميگيرند. اين مدلها بر اساس رابطه پيوستگي و معادله دارسي قادر به شبيه سازي تغييرات سطح آب، حرکت آب، و خطوط جريان در يک آبخوان ميباشند. اما اگر اطلاعات دقيقي از تغييرات سطح آب، ميزان برداشت از آبخوان ميزان تغذيه از طريق رودخانه ها و… در دسترس باشد بطور غير مستقيم امکان برآورد ميزان تغذيه را دارند. از مهمترين اين مدلها مي توان به مدل Modflow (هاربوگ70، 2005) اشاره کرد. لازم به ذکر است مدلهاي حوزههاي آبخيز و آبها زير زميني بطور غير مستقيم و در صورت وجود آمار کافي در مقياس بزرگ قادر به برآورد ميزان تغذيه هستند در صورتيکه مدلهاي ناحيه غير اشباع در مقياس نقطه اي تغذيه را شبيه سازي ميکنند.

1-9-5-4- اندازه گيري مستقيم میزان تغذیه
در اين روشها به جاي حل معادله بيلان بطور مستقيم ميزان تغذيه اندازهگيري ميشود. بعنوان مثال در پايين ناحيه ريشه با اندازه گيري مستقيم آب خروجي در يک مقطع زمانِي خاص ميزان تغذيه را بطور مستقيم اندازه گيري ميکنند. از معايب اصلي اين روشها مي توان به هزينه بالاي آنها و خطا در تعميم اطلاعات يک نقطه به يک آبخوان اشاره نمود. اين روشها متنوع هستند اما يکي از رايج ترين آنها استفاده از لايسيمترها است. که بطور مستقيم، آب زهکشي شده را اندازه گيري ميکنند.
1-9-5-5- استفاده از ردياب هاي شيميايي در تخمیین تغذیه
يکي ديگر از راههاي تخمين تغذيه استفاده از رديابهاي شيميايي ميباشد. اين مواد شيميايي اطلاعات مفيدِي در خصوص سرعت، زمان و مسير حرکت آب ارائه ميکنند. اين مواد شامل يونها، ايزوتوپها و مواد گازي هستند که همراه با آب در درون خاک حرکت ميکنند. در هنگام استفاده از اين مواد به منظور رديابي و تخمين تغذيه بايد به نکاتي از قبيل عدم وجود مواد بصورت طبيعي در منطقه، هزينه هاي مورد نياز، اثرات منفي روي محيط زيست و امکان اندازه گيري دقيق آنها دقت نمود. بطور کلي نميتوان يک ردياب شيميايي خاص را براي همه موارد معرفي نمود. از نظر تئوري هر رديابي ميتواند مورد استفاده قرار گيرد. بعنوان مثال تريتيم(H3 )بدليل اين که خودش بخشي از ملکول آب ميباشد يک ردياب مناسب طبيعي محسوب ميشود. همچنين کلريد(CL36 ) يکي ديگر از رديابهاي طبيعي است که اغلب به منظور تخمين تغذيه مورد استفاده واقع ميشود. روش کار براي تخمين ميزان تغذيه بدين صورت است که مقداري از ردياب را در نقطه مشخصي از سطح زمين قرار داده و سپس در زمانهاي و مقاطع عمودي مختلف ميزان ماده مورد نظر را اندازهگيري ميکنند، بر حسب اينکه چه مقدار از ماده مورد نظر توسط جريان آب به پايين ناحيه ريشه حرکت کرده است مي توان ميزان تغذيه را محاسبه نمود.

1-9-5-6- استفاده از ردياب گرمايي
استفاده از ردياب گرمايي يکي ديگر از روشهاي اندازه گيري ميزان تغذيه است با اين تفاوت که بجاي ماده شيميايي از درجه حرارت استفاده ميگردد. جريان گرما در درون زمين شباهت زيادي به حرکت آبّ در درون زمين دارد. سابقه استفاده از رديابهاي گرمايي به منطور بررسي آبهاي زير زميني به بيش از 100سال بر ميگردد (آندرسون، 2005). براساس بررسي روند تغييرات مکاني و زماني ردياب گرمايي بين سطح زمين و اعماق آن ميتوان به وضعيت حرکت آب و درنتيجه تخمين ميزان تغذيه پي برد.

فصل دوم
سابقه تحقیق

2- سابقه تحقيق
عليرغم تحقيقات نسبتا گستردهاي که در سطح جهان در خصوص اثر تغيير اقليم روي منابع آب زيرزميني در سال هاي اخير انجام شده است، متاسفانه در کشور ايران به اين موضوع کمتر توجه شده است و اکثر تحقيقات محدود ميشود به بررسي تغيير متغيرهاي اقليمي مانند دما، بارش و تشعشات خورشيدي و در پارهاي موارد اثر اين پديده روي رواناب سطحي مورد ارزيابي قرار گرفته است. اگرچه اين متغيرهاي روي منابع آب زير زميني اثر قابل ملاحظهاي دارند . اما تحقيقات اندکي در مورد اثر سناريورهاي تغيير اقليم بطور مستقيم روي منابع آب زير زميني خصوصا روي تغذيه صورت گرفته است. که يکي از انگيزه هاي اين تحقيق هم همين موضوع ميباشد.
دراين فصل تحقيقات انجام شده به دو بخش: تحقيقات انجام شده درخصوص ريز مقياسنمايي مدلهاي جهاني به منظور شبيه سازي متغير اقليمي خصوصا دما و بارش و تحقيقات انجام شده در خصوص اثر سناريوهاي تغيير اقليم روي منابع آب خصوصا آبهاِي زيرزميني تقسيم بندِي مِيشوند.

2-1- تحقيقات انجام شده در خصوص ريز مقياسنمايي مدلهاي جهاني به منظور شبيه سازي متغير اقليمي در خارج از کشور
-کيم و همکاران (1984) با استفاده از رگرسيون خطي نسبت به ريز مقياس نمايي متغيرهاي دما و بارش ازخروجي مدلهاي جهاني در منطقه آلپ، اقدام نمودند و اذعان داشتند که روشهاي رگرسيوني به منظور ريز مقياسنمايي متغيرهاي اقليمي ابزاري مناسب ميباشند.
– جانسون71 و همکاران (1996) از مرکز تحقيقات منابع آب شمال غرب آمريکا دو مدل مختلف مولد دادههاي آب و هوا، به نامهاي USCLIMATE وCLIMGEN را براي شبيه سازي متغييرهاي اقليمي مورد بررسي قرار دادند و نتيجه گرفتند که اختلاف معني داري بين نتایج دو مدل وجود ندارد.
-کيدسون72 و تومپسون73 (1998) با استفاده از مدل LAM و روشهاي ريز مقياس نمايي رگرسيوني مقدار بارش را در 78 ايستگاه هواشناسي در کشور نيوزلند شبيهسازي کردند و نتيجهگيري کردند که روش هاي رگرسيوني از دقت بالاتري برخوردار هستند. آنها ضعف مدل LAM را درعدم توانايي آن در تاثير شرايط محلي نظير اروگرافي در ريز مقياس نمايي تشخيص دادند .
– سمينوو74و همکاران (1998) کارايي دومدل LARS-WGو WGENرا در 18 ايستگاه در قارههاي آمريکا، اروپا و آسيا به منظور شبيه سازي متغير هاي اقليمي از خروجي مدل هاي جهاني مورد ارزيابي قرار دارد و نتيجه گيري کرد که مدل LARS –WG همخواني بيشتري با داده هاي ديدباني دارد.
– سيمينوو و بروک (1999) نتايج حاصل از ريزمقياس نمايي مدل مولد داده هاي هواشناسي LARS-WG را درمنطقه بريتانيا با استفاده از روشهاي درونيابي مورد ارزيابي قرار دادند و نتيحه گيري کردند، اولا: مدل ريز مقياسنمايي ازدقت بالايي برخوردار است. ثانيا : روش اسپلاين به منظور درون يابي و پهنه بندي دما و بارش نسبت به ساير روش ها از دقت بيشتري برخوردار است .
‌- زوريتا و وان استورچ75 (1999) روش آنالوگ و يک روش رگرسيو خطي را براي شبیهسازی بارش ماهانه و روش شبکه عصبي (رگرسيون غير خطي) را براي شبیهسازی بارش روزانه در جنوب اروپا مورد بررسي قرار دادند. آنها دراين تحقيق از متوسط فشار سطح دريا به عنوان متغير مستقل استفاده کردند. نتايج اين تحقيق نشان داد روش آنالوگ از تواتايي بيشتري براي شبيه سازي بارش برخوردار است .
– بياو76 (2000) دو روش ريز مقياس نمايي کريجينگ و آنالوگ را به منظور برآورد بارش در منطقه پينوسولا مورد بررسي قرار داد و نتيجه گيري کرد که روش کريجينگ نتايج بهتر ارائه ميکند.
– بوسيوک77 و همکاران(2001) به منظور ريز مقياسنمايي خروجيهاي مدل HadCM2 آمار 33 ايستگاه هواشناسي در کشور سوئد را مورد بررسي قرار دادند. آنها دراين تحقيق فشارمتوسط سطح دريا رابه عنوان متغير مستقل و بارش را بعنوان متغير وابسته

نکته مهم : در این سایت فقط تکه هایی از این پایان نامه به صورت رندم درج شده که ممکن است موقع انتقال از فایل ورد به داخل سایت عکس ها درج نشوند یا فرمول ها و نمودارها و جداول و ... به هم ریخته درج شوند ولی در سایت منبع شما می توانید فایل کامل را با فرمت ورد و منابع و پیوست ها دنلود نمایید

: سایت منبع  40y.ir