چکیده: مدل های هیدرولوژیکی به دو دسته مدل های فیزیکی، که بر مبنای شناخت فرآیندهای فیزیکی حاکم بر چرخه هیدرولوژیکی می باشند، و مدل های مفهومی تقسیم بندی می شوند. در این تحقیق مدل های دسته دوم یا مدل های مفهومی رطوبت خاک، که با توجه به روابطِ توسعه داده شده و ساده سازی انجام گرفته کاربردی شده اند، مورد بررسی قرار می گیرند. در این دسته مدل های هیدرولوژیکی، محقق به پیش بینی متغیر خروجی جریان آب در حوضه آبریز می پردازد. مبنای پیش بینی ها در مدل های مفهومی بر پایه متغیرهای حالت نظیر رطوبت خاک و نیز پارامترهای مورد استفاده در این مدل ها جهت واسنجی آنها می باشند. جهت پیش بینی جریان، تخمین مناسب متغیرهای حالت و نیز مقدار پارامترها در انجام پیش بینی ها با خطای پایین نقش مهمی را ایفا می نمایند. لذا نحوه محاسبه و در نظر داشتن مقادیر پارامترها و متغیرهای حالت بسیار حائز اهمیت می باشد. در محاسبه پارامترها با شیوه های متداول بهینه سازی، به دلیل عدم لحاظ نمودن عدم قطعیت در محاسبات، این شیوه ها دارای کارآیی مناسبی نبوده و همچنین با افزایش مقادیر مشاهداتی، مدل نیاز به واسنجی مجدد خواهد داشت. لذا لحاظ نمودن تغییرات زمانی متغیرهای حالت و پارامترها می تواند راهکار مناسبی باشد. مخصوصاً در حالتی که بتوان میزان عدم قطعیت حاصل از به کارگیری مدل را نیز جهت بررسی کارآیی مدل شناسایی نمود. در این رساله از روش های مبتنی بر تخمین متوالی بیز به منظور لحاظ زمانی تغییرات پارامترها و متغیر رطوبت خاک در محاسبات استفاده شده است. به طوریکه ارتباط مشاهدات و وضعیت مدل به صورت مستمر در طی مدل سازی در حال بروزرسانی می باشد. همچنین در این رساله سه شیوه متداول در بهنگام سازی داده ها و همگن سازی آنها که بر مبنای تخمین بیزین می باشند، برای تخمین پارامترها، متغیرهای حالت و نیز بررسی عدم قطعیت مدل بارش-رواناب رطوبت خاک مورد استفاده قرار گرفت. شیوه های مورد استفاده شامل روش های فیلتر ذره ای، فیلتر ذره ای در تلفیق با شیوه زنجیره مارکف-مونت کارلو و فیلتر کالمن دسته ای می باشند. در این شیوه ها عدم قطعیت با لحاظ عدم قطعیت داده های ورودی، خروجی و نیز متغیرهای حالت پویا مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق کاربرد روش های فوق الذکر در تخمین همزمان متغیرهای حالت و پارامترها ارزیابی شدند. کارآیی و توانمندی این شیوه های توسعه
