علوم آب و خاک

مطالعه تغییرات سطح آب زیرزمینی و پایش خشکسالی با استفاده از شاخص GRI در دشت شیراز (حوضه آبخیز مهارلو-بختگان)

ایمان صالح

منابع آب زیرزمینی یکی از بخش های متأثر از شرایط بلند مدت خشکسالی هستند که متأسفانه کمتر از سایر بخش ها مورد توجه قرار گرفته اند. پژوهش حاضر با هدف بررسی و پهنه بندی نوسانات کمی آب زیرزمینی و نیز تحلیل زمانی خشکسالی آب زیرزمینی با استفاده از شاخص GRI در محدوده مطالعاتی شیراز در حوزه آبخیز مهارلو - بختگان انجام شده است. بدین منظور با استفاده از آمار ۱۵ساله (1382-1397) منابع آب زیرزمینی و تقسیم آن به سه دوره زمانی پنج ساله، پهنه بندی تغییرات سطح و تراز آب زیرزمینی در محیط ArcGIS انجام و آبنمود معرف آبخوان تهیه شد. همچنین خشکسالی منابع آب زیرزمینی دشت مورد مطالعه با استفاده از شاخص GRI بررسی شد. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین تراز سطح آب زیرزمینی مربوط به ناحیه شمال غرب آبخوان و حدود 1810 متر در مهرماه سال 1387 و کمترین مقدار نیز مربوط به نواحی جنوبی آبخوان با میزان 1423 متر در مهرماه 1397 است. همچنین نتایج نشان داد که سطح آب زیرزمینی در طول دوره ۱۵ساله مورد مطالعه با افتی برابر شش متر و متوسط افت سالانه 0/5 متر روبرو بوده است. بررسی تغییرات حجم مخزن نیز حاکی از این نکته بود که در سال های گذشته علاوه بر مصرف کل ذخیره تجدیدشونده، بخش زیادی از ذخیره ثابت نیز بهره برداری شده است. روند نزولی شاخص خشکسالی منابع آب زیرزمینی (GRI) و شدت گرفتن آن در سال های پایانی بازه زمانی مورد مطالعه، از مهم ترین نتایج این پژوهش بوده که در پی افزایش جمعیت و سطح زیرکشت، کاهش نزولات جوی و تغییر اقلیم رخ داده است.

شبیه‌سازی تولید گندم با استفاده از تصاویر سنتینل2 و به‌کارگیری تکنیک‌های یادگیری ماشین

هادی رمضانی اعتدالی

گندم یکی از مهم ترین محصولات غذایی در سراسر جهان است. در زمینه بحران جهانی غذا و تغییرات آب وهوایی، پیش بینی دقیق تولید گندم برای توسعه کشاورزی دقیق از اهمیت زیادی برخوردار است. سنجش ازدور امکان پیش بینی غیرمستقیم تولید محصول را قبل از برداشت فراهم می کند. در این پژوهش به بررسی کاربرد روش های جنگل تصادفی و رگرسیون بردار پشتیبان در شبیه سازی تولید گندم در ده مزرعه انتخابی در دشت قزوین طی دوره 2020-2019 با استفاده از شاخص های گیاهی MSAVI ،NDVI و EVI پرداخته شده است. برای شاخص های گیاهی از ماهواره سنتینل2 استفاده شد. تولید ده مزرعه گندم از سازمان جهاد کشاورزی استان قزوین دریافت شد. به منظور ارزیابی داده های تولید گندم مشاهداتی و شبیه سازی شده با استفاده از روش های رگرسیون بردار پشتیبان و جنگل تصادفی از آماره های RMSE ،MBE ،R² و MAE ارزیابی شد. به منظور بررسی شبیه سازی تولید گندم با استفاده از شاخص های گیاهی، هفت روش (روش های یک تا سه هر شاخص به صورت جداگانه، در روش های چهار تا شش شاخص ها به صورت ترکیب دوتایی و در روش هفت اثر ترکیبی هر سه شاخص) تعریف شد. مدل رگرسیون بردار پشتیبان در همه روش ها به جز روش یک و چهار در مرحله آزمون با ضریب تبیین بیش از 0/98 و مقدار اندک RMSE تخمین مناسبی از تولید گندم داشته است. مدل جنگل تصادفی در همه روش ها به جز روش دو و شش در مرحله آزمون با احتمال معنی داری 95% (0/00=P-value) و ضریب تبیین بیش از 0/8 تخمین مناسبی از تولید گندم داشته است. به طورکلی، این پژوهش اهمیت و پتانسیل تکنیک های یادگیری ماشین را برای پیش بینی به موقع تولید محصول نشان می دهد که پایه محکمی برای امنیت غذایی در منطقه فراهم می کند.

برآورد شاخص چندمتغیره تنش آبی (مطالعه موردی: شهرستان کاشان)

مهرداد خشوعی

در این پژوهش، موضوع کمبود آب یا کمیابی منابع آبی بررسی می شود که شامل مفاهیم تنش آبی، کم آبی و بحران آب است. تنش آبی به مشکلات دسترسی به منابع آب شیرین اطلاق می شود و به ویژه به علت برداشت بیش از حد از منابع آب سطحی و زیرزمینی ایجاد می شود. بحران آب به وضعیتی گفته می شود که در آن منابع آب شرب و غیرآلوده در یک منطقه خاص به اندازه نیاز موجود نیست. عواملی مانند خشکسالی، کاهش بارش ها و آلودگی می توانند باعث تشدید تنش آبی شوند. کم آبی نیز به دلایلی چون ناتوانی در برآورده ساختن نیازها، رقابت های اقتصادی در خصوص کیفیت و کمیت آب، اختلافات میان کاربران، کاهش غیرقابل بازگشت منابع آب زیرزمینی و آثار منفی زیست محیطی به وجود می آید. این پژوهش شاخصی برای ارزیابی تنش آبی ارائه می دهد که قابلیت پهنه بندی در منطقه مطالعه شده را دارد و با جمع آوری اطلاعات از منابع مختلف، داده های مرتبط را تحلیل می کند. در این شاخص از پارامترهای استاتیکی و دینامیکی برای برآورد خشکسالی استفاده شد؛ به طوری که شرایط تنش آبی را بهتر نشان دهد. پارامترهای استاتیکی شامل کاربری اراضی، شیب زمین و نوع خاک است. همچنین پارامترهای دینامیکی شامل بارش، دما و سطح آب زیرزمینی است. شهرستان کاشان به دلیل کاهش مستمر منابع آبی، به عنوان نمونه مطالعه انتخاب شده است. نتایج نشان داد که در سال های آبی 1382، 1393، 1399 و 1400 شهرستان کاشان بیشترین میزان تنش آبی و در سال های آبی 1381، 1383، 1389، 1391، 1392 و 1394 کمترین میزان تنش آبی را تجربه کرده است.

ارزیابی ردپای آب صنایع بزرگ در حوضه آبریز زاینده‌رود

نوراله میرغفاری

ردپای آب یک ابزار تحلیلی است که دیدگاه بهتر و جامع تری از چگونگی ارتباط بین یک مصرف کننده یا تولیدکننده با مصرف آب شیرین ارائه می کند. با توجه به بحران آب در کشور و به خصوص استان اصفهان، هدف اصلی در این مطالعه، برآورد و مقایسه ردپای آب مستقیم و غیرمستقیم در برخی صنایع بزرگ شامل فولاد مبارکه، ذوب آهن، پالایشگاه و نیروگاه مستقر در حوضه آبریز زاینده رود است. بعد از تعیین اهداف مد نظر و زمینه های مورد مطالعه و نیز قابلیت دستیابی به داده های مد نظر، اطلاعات از صنایع منتخب جمع آوری شد. سپس از دو روش تجمیع کل زنجیره و حاصل جمع گام ها برای محاسبه ردپای آب در صنایع مورد مطالعه استفاده شد. با توجه به محاسبات انجام شده، مقدار ردپای آب به صورت مستقیم و غیرمستقیم در صنعت ذوب آهن، 9/196 مترمکعب به ازای یک تن فولاد در سال است که 4/026 مترمکعب آن مربوط به مصرف مستقیم و 5/17 مترمکعب آن مربوط به مصرف غیرمستقیم است. در پالایشگاه، برای تولید یک بشکه محصول (بنزین یا گازوئیل)، مقدار 18/80 لیتر آب به صورت مستقیم و غیرمستقیم مصرف می شود. همچنین ردپای آب مستقیم و غیرمستقیم در نیروگاه اسلام آباد برابر با 1198320 مترمکعب بر تراژول و یا به عبارتی 4/31 لیتر بر کیلووات ساعت است. نتایج این پژوهش نشان داد که میزان مصرف ردپای آب غیرمستقیم در صنایع مورد مطالعه، برابر و یا بیشتر از میزان مصرف آب مستقیم است و هر دو به یک اندازه اهمیت دارند. درنهایت گفتنی است که نتایج این پژوهش می تواند توسط تصمیم گیرندگان و سیاست گذاران در صنعت، از جمله صنایع ذوب آهن، پالایشگاه و نیروگاه برای مدیریت ردپای آب استفاده شود.

واکاوی ارزش تغذیه‌ای آب آشامیدنی با استفاده از شاخص کیفی تغذیه‌ای آب آشامیدنی (مطالعه موردی: آب آشامیدنی شهر شیراز)

مسعود نوشادی

در این پژوهش کیفیت آب آشامیدنی با استفاده از شاخص های مبتنی بر مقبولیت، سلامت و تغذیه در بازه 2022-2010 در شهر شیراز (استان فارس) بررسی شد. منیزیم، فلوراید و کلسیم به ترتیب بیشترین نقش را در مشارکت آب آشامیدنی شهر شیراز در دریافت مواد معدنی مربوط به رژیم غذایی ایفا می کنند. رتبه بندی شاخص کیفیت آب آشامیدنی (DWQI) و زیرشاخص های مقبولیت (AWQI) و سلامت (HWQI) در شهر شیراز عالی است، ولی میانگین شاخص کیفی تغذیه ای آب آشامیدنی (DWNQI) شهر شیراز 5/47 ± 77/52 است که در رتبه بندی خوب قرار دارد؛ بنابراین درحالی که شاخص های متداول کیفیت آب (HWQI، AWQI و DWQI) عالی هستند، ولی شاخص DWNQI عالی نیست که به دلیل لحاظ کردن ارزش تغذیه ای آب در شاخص DWNQI است. به طورکلی روند (HWQI، HWQI، AWQI و DWNQI) در بازه سیزده ساله شهر شیراز نشان می دهد که شاخص های معمول کیفیت آب آشامیدنی (HWQI، AWQI و DWQI) تصویر دقیقی از ارزیابی کیفیت آب آشامیدنی در بسیاری از موارد ارائه نمی دهد؛ زیرا نقش تغذیه ای آب را در نظر نمی گیرند و به همین دلیل گاهی اوقات آب بیشتر از نیاز تصفیه می شود؛ بنابراین تجدیدنظر در تفسیر کیفیت آب آشامیدنی در استفاده از دیدگاه ارزش تغذیه ای آب آشامیدنی (DWNQI) برای داشتن تصویری جامع از کیفیت آب آشامیدنی ضروری است.

تعیین شدت خشکسالی با کمک شاخص‌های خشکسالی مبتنی بر تبخیر-تعرق پتانسیل و مدل رویکرد تاپسیس (TOPSIS) در ایستگاه‌های منتخب در محدوده حوضه آبریز زاینده‌رود

سعید اسلامیان

خشکسالی یکی از مهم ترین بلاهای طبیعی است که آثار ناشی از آن در بخش های کشاورزی، اجتماعی، اقتصادی و منابع آب پدیدار می شود. برای پایش خشکسالی و آثار آن شاخص های مختلفی استفاده می شود. هدف از این مطالعه، پایش خشکسالی حوضه زاینده رود با شاخص های بارش استانداردشده (SPI)، شاخص استانداردشده بارش-تبخیرتعرق پتانسیل (SPEI)، شاخص تقاضای تبخیری (EDDI)، شاخص پالمر (PDSI) و شاخص خشکسالی شناسایی مجموع (RDI) که همگی مبتنی بر تبخیر-تعرق پتانسیل بوده و پارامترهای بارش، دما، رطوبت نسبی، سرعت باد و تعداد ساعات آفتابی در محاسبه شاخص های یادشده دخیل هستند. پنج شاخص یادشده، در طول دوره آماری 2023-1993 و در ایستگاه های هواشناسی اصفهان، شرق اصفهان، کبوترآباد، داران، شهرضا، نجف آباد و مبارکه محاسبه و ارزیابی شد. بعد از محاسبه شاخص های یادشده و با استفاده از نقشه پهنه بندی اقلیمی، ایستگاه های مورد مطالعه از لحاظ این شاخص ها مقایسه شدند و تداوم دوره های خشک و تر و شدت وقوع ترسالی ها و خشکسالی ها بررسی شدند و سپس با مدل رویکرد تاپسیس (TOPSIS) بر اساس مقدار بارش، تبخیر-تعرق پتانسیل و ارتفاع ایستگاه وقوع شدت خشکسالی ها در سال های مختلف در ایستگاه های یادشده رتبه بندی شد. نتایج نشان داد که در ایستگاه هایی که اقلیم خشک (مانند اصفهان، شرق اصفهان و شهرضا) دارند، وقوع خشکسالی (با توجه به رتبه بیشتر) در سال های متوالی بوده است. نتایج مقایسه عملکرد شاخص ها در ایستگاه های یادشده با توجه به نقشه پهنه بندی، نشان داد که شدت وقوع خشکسالی ها و ترسالی ها در مناطقی که اقلیم خشک و نیمه خشک دارند، چندان چشمگیر نبوده؛ اما در مناطقی با اقلیم مرطوب، نوسانات شدت وقوع خشکسالی و ترسالی بسیار زیاد است. نتایج حاکی از آن است که دو شاخص PDSI و EDDI برای ارزیابی خشکسالی در اقلیم خشک مناسب هستند.

ارزیابی زیست‌محیطی تأثیر فعالیت‌های کشاورزی بر ژئوشیمی خاک‌های سطحی باغات پسته جنوب مهریز

جواد قانعی اردکانی

در این پژوهش تأثیر فعالیت های کشاورزی بر خاک های جنوب مهریز با تعیین ترکیب ژئوشیمیایی و مقایسه خواص فیزیکوشیمیایی خاک در باغ های پسته (خاک های کشاورزی) و خاک های بکر (طبیعی) بررسی شد و جنبه های زیست محیطی آن ارزیابی شد. بررسی خواص فیزیکوشیمیایی خاک نشان می دهد که فعالیت های کشاورزی موجب کاهش pH و افزایش مواد آلی در خاک های کشاورزی شده است. بررسی خواص فیزیکوشیمیایی خاک مزارع مهریز نشان می دهد که فعالیت های کشاورزی موجب افزایش TOC (میانگین 1/5% (و کاهش اسیدیته در خاک های کشاورزی شده است. فعالیت های کشاورزی میزان فسفر در خاک های کشاورزی را نیز به نسبت افزایش داده است. خاک های کشاورزی در عناصری همچون کادمیم (Cd)، آنتیموان (Sb)، کروم (Cr)، نیکل (Ni)، سرب (Pb)، اسکاندیم (Sc) و عناصر نادر خاکی (REE) به نسبت خاک های طبیعی غنی شدگی دارند و الگوی REE در آنها همگن تر شده است. مقایسه مقادیر عناصر کمیاب با استانداردهای ملی زیست محیطی (MPC) نشان می دهد که با وجود افزایش غلظت این عناصر در خاک های کشاورزی، میزان این عناصر در حد قابل قبول و کمتر از حد بحرانی است؛ البته از سوی دیگر، فعالیت های کشاورزی میزان دسترس پذیری زیستی فلزات سنگین در خاک های کشاورزی را به میزان قابل توجه افزایش داده است که عدم توجه به این امر می تواند مشکلات زیست محیطی را در آینده به همراه آورد.

ارزیابی اثر سناریوهای مدیریت حاصلخیزی خاک بر مقدار نیتروژن، فسفر و پتاسیم قابل جذب خاک در شش کشت متوالی

سید علی غفاری نژاد

این پژوهش به منظور ارزیابی سناریوهای مدیریت حاصلخیزی خاک شامل استفاده جداگانه از کودهای شیمیایی و آلی (کود دامی و کمپوست زباله شهری) و مصرف تلفیقی آن ها بر تغییرات میزان نیتروژن، فسفر و پتاسیم قابل استفاده خاک از آبان سال 1396 به مدت چهار سال در شش کشت متوالی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی مؤسسه تحقیقات خاک و آب اجرا شد. نتایج، تخلیه 14 و 44 درصدی نیتروژن و فسفر قابل جذب خاک و عدم تخلیه پتاسیم قابل جذب در تیمار بدون مصرف کود در شش کشت متوالی را نشان داد. مصرف سالانه 20 تن کمپوست زباله شهری در هکتار و 75 درصد نیتروژن توصیه شده، بیشترین مقدار نیتروژن قابل جذب خاک را نشان داد. مقدار نیتروژن قابل جذب خاک برخلاف فسفر در تیمارهای کمپوست زباله شهری به طور معنی دار بیشتر از کود گاوی بود. بیشترین مقدار فسفر قابل جذب خاک در تیمار مصرف 10 تن کود گاوی در هکتار قبل از هر کشت بود که میانگین فسفر قابل استفاده آن در شش کشت متوالی به طور معنی دار بیشتر از بقیه تیمارها بود. استفاده از 10 تن در هکتار کود گاوی و کمپوست زباله شهری قبل از هر کشت به ترتیب سبب بیشترین میزان تجمع پتاسیم در خاک شد. میزان پتاسیم قابل استفاده خاک در تیمارهای حاوی کود گاوی به طور معنی داری بیشتر از تیمارهای حاوی کمپوست زباله شهری بود. نتایج این آزمایش بیانگر اهمیت استفاده از کودهای حاوی نیتروژن، فسفر و پتاسیم در حفظ پایداری حاصلخیزی خاک در درازمدت بود.

مطالعه آزمایشگاهی و عددی افت هیدرولیکی و ضریب آبگذری در سرریزهای زیگزاگی مستطیلی و کلیدپیانویی

محمد حیدرنژاد

سرریزهای زیگزاگی با افزایش طول تاج در یک محدوده عرضی مشخص، موجب افزایش ظرفیت آبگذری سرریز می‏شوند. در این میان نباید از تأثیر افت هیدرولیکی در روند عملکرد هیدرولیکی سرریزها غافل شد و در همین راستا در پژوهش حاضر به منظور بررسی افت هیدرولیکی سرریزها و نیز ضریب آبگذری آن ها از یک فلوم آزمایشگاهی به طول 8 متر، عرض 0/6 متر و ارتفاع 0/6 متر استفاده شد. سرریزهای مورد استفاده در این پژوهش از نوع زیگزاگی با پلان قوسی و خطی بودند. آنالیز ابعادی به روش باکینگهام نشان داد که ضریب آبگذری (Cd) تابع پارامترهایی همچون نسبت هد هیدرولیکی (Ht/P)، فاکتور شکل سرریز (Sf)، نسبت افت هیدرولیکی (Hf/P) و عدد فرود (Fr) بوده است. نتایج نشان داد افزایش هد هیدرولیکی موجب کاهش ضریب آبگذری در سرریزها شده است. علاوه بر این شدت تداخل تیغه های عبوری جریان از روی سرریزها به تدریج و با افزایش هد هیدرولیکی موجب افزایش افت هیدرولیکی شده است. افزایش افت هیدرولیکی تا حد مشخصی از هد هیدرولیکی اتفاق افتاد و بعد از آن سیر کاهشی به خود گرفت. در این صورت می توان گفت نمودار افت هیدرولیکی برای سرریزهایی همچون ARCL روند سینوسی داشت. در نسبت هد هیدرولیکی 0/4، سرریز ARCL نسبت به سرریز APKW به میزان 227/7 درصد دارای افت هیدرولیکی بیشتری بود. در نسبت هد هیدرولیکی 0/6، سرریز RCL نسبت به سرریز PKW به میزان 200 درصد دارای افت هیدرولیکی بیشتری بود. روند تغییرات افت هیدرولیکی نسبت به افزایش عدد فرود در سرریزهای ARCL و RCL به صورت سینوسی بود. سرریز ARCL نسبت به دیگر سرریزها، به ازای افزایش عدد فرود دارای بیشترین افت هیدرولیکی بود. تمامی سرریزهایی که با استفاده از نرم افزار FLOW-3D مدل سازی شدند، دارای مقادیری (Cd و Hf/P) بیش از مقادیر حاصل از مدل سازی فیزیکی بودند و این از نظر فاکتور ایمنی دارای اهمیت است؛ علاوه بر آنکه میزان خطا در مدل سازی عددی بسته به پارامترها و شرایط مختلف متفاوت است، اما به طور متوسط در محدوده 10% تا 30% قرار داشت. مقدار خطا برای سرریزهای زیگزاگی در برخی موارد بیشتر از سرریزهای کلیدپیانویی بود.

تجزیه و تحلیل مکانی و شناسایی مناطق با خطر زیاد فرسایش و رسوب در طول جاده‌های جنگلی زاگرس

صالح یوسفی

در مطالعه حاضر از مدل تحویل رسوب جاده (SEDMODL) و سامانه اطلاعات جغرافیایی برای تخمین میزان و درصد رسوب دهی متوسط سالانه ناشی از شبکه جاده های جنگلی در جنگل های بلوط غرب کشور در استان چهارمحال وبختیاری (جاده جنگلی نازی به طول 5171 متر) برای اولین بار در کشور استفاده شد. بر اساس سه عامل پایه در مدل، رسوب دهی ناشی از شبکه جاده جنگلی مطالعاتی برآورد شد. همچنین در این پژوهش به منظور اندازه گیری میدانی میزان فرسایش و رسوب در فواصل مختلف از جاده و در قسمت های مختلف جاده مطالعاتی، 30 میخ فرسایشی نصب و در طول یک سال میزان تغییرات آن ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد میانگین فرسایش خاک در فواصل مختلف از جاده نازی بر اساس میخ های فرسایشی 5/7 میلی متر در سال است. همچنین بر اساس مدل SEDMODL، برآورد میزان فرسایش و رسوب دهی کل شبکه جاده مطالعاتی به ترتیب 2875 و 570 تن در سال در کیلومتر است. ارزیابی مدل با استفاده از میخ های فرسایشی نشان داد که SEDMODL مدلی مناسب برای برآورد فرسایش خاک در جاده های جنگلی غرب کشور است (0/78=R2 و 0/73=RMSE). گفتنی است که تحلیل آماری لکه های داغ فرسایش نشان داد، 39 درصد از جاده های جنگلی نازی دارای تولید فرسایش بسیار زیاد هستند. بنابراین باتوجه به نتایج به دست آمده در پژوهش حاضر پیشنهاد می شود اقدامات اصلاحی، حفاظتی و مراقبت از جاده در مناطق با خطر زیاد فرسایش در اولویت تصمیم گیران قرار گرفته شود.

تصفیه فاضلاب رنگرزی با استفاده از سیستم انعقاد الکتریکی ناپیوسته و بررسی اثر زمان ماند و فاصله الکترود بر راندمان حذف

منوچهر حیدرپور

تمایل به حفاظت از محیط زیست و افزایش تقاضای شیوه های سبز در برخورد با معضلات زیست محیطی، پژوهشگرا ن را به سمت درنظرگرفتن روشی پایدار و مطمئن در تصفیه فاضلاب رنگرزی سوق می دهد. یکی از این روش ها، تصفیه با استفاده از فرایند انعقاد الکتریکی است. در این پژوهش، به منظور ارزیابی کارایی سیستم انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب رنگرزی، یک رآکتور انعقاد الکتریکی ناپیوسته طراحی و تأثیر دو پارامتر فاصله بین الکترودها و زمان ماند بر راندمان حذف آلاینده ها بررسی شد. به منظور بررسی تأثیر فاصله الکترود، فاصله های 2، 5 و 7 سانتی متر در نظر گرفته شد و به منظور مشخص کردن تأثیر زمان ماند، آزمایش ها با زمان ماند 10، 15، 20، 25 و 30 دقیقه انجام شد. بررسی نتایج نشان داد که بهترین فاصله بین الکترودها، 5 سانتی متر و بهترین زمان ماند، 20 دقیقه است که در این حالت، راندمان حذف TSS، COD، BOD، رنگ و کدورت به ترتیب 83، 85، 98، 98 و 93 درصد محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که سیستم انعقاد الکتریکی پتانسیل زیادی در تصفیه فاضلاب رنگرزی دارد.

نقش نوع املاح آب خاک بر تغییرات شدت تبخیر از دو خاک شنی و رسی

محمدرضا شعیبی نوبریان

هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر املاح و کیفیت آب روی مقدار و شدت تبخیر در فرایند تبخیر از دو خاک شنی و رسی (خاکدانه ای) است. بدین منظور نمونه های خاک رسی دارای رس (خاکدانه) و شن که اندازه قطر آنها 1-0/5 میلی متر بودند، نمونه برداری شدند. طی آزمایش تعداد 7 ستون خاک (با ارتفاع 60 و قطر داخلی 15/5 سانتی متر) تهیه و 6 ستون (3 ستون شنی و 3 ستون خاکدانه) از خاک پر شده و یک ستون مرجع نیز از آب مقطر پر شد. به دو ستون (شن و رس خاکدانه دار) محلول اشباع کلسیم سولفات (گچ اشباع)، دو ستون (شن و رس خاکدانه دار) محلول 0/01 مولار کلسیم کلراید و دو ستون (شن و رس خاکدانه دار) آب مقطر اضافه شد. مقدار آب حاصل از فرایند تبخیر در دوره های زمانی 8 تا 12 ساعته، با وزن کردن ستون ها ثبت می شدند. پس از حدود 130 روز از شروع آزمایش و برش دادن ستون ها، پروفیل رطوبتی (تغییرات رطوبت به عمق) و غلظت املاح خاک ستون ها ترسیم شدند. نتایج مطالعه نشان داد که مرحله اول و دوم تبخیر در خاک شنی به طور واضح قابل تفکیک بوده؛ ولی در خاک رسی (خاکدانه) به دلیل انتقال تدریجی آب و اتصال هیدرولیکی و بدون وقفه آب از سطح عمق ایستابی، فقط مرحله اول تبخیر وجود داشته است. وجود و نوع املاح روی نرخ تبخیر و همچنین پروفیل رطوبتی تأثیر داشته و موجب کاهش تبخیر و افزایش نگهداشت آب در اعماق خاک می شوند. پیوستگی هیدرولیکی (کلسیم سولفات > کلسیم کلراید> آب مقطر) و درنتیجه خیز مویینه و تأمین آب بخارشده از لایه های بالاتر باعث شدت تبخیر بیشتر تیمار کلسیم سولفات نسبت به تیمار کلسیم کلراید و آب مقطر در هردو نوع خاک باشد. در شرایط وجود املاح، به دلیل ایجاد یک پوسته نمکی در سطح خاک، اتصال هیدرولیکی با سطح خاک قطع شده و در پی آن مقدار و شدت تبخیر کاهش و تبخیر تجمعی نیز کاهش می یابد.