علوم آب و خاک

تأثیر برخی از ویژگی‌های خاک بر قابلیت دسترسی روی برای ذرت در تعدادی از خاک‌های آهکی استان اصفهان

حسین خیرآبادی

با توجه به کمبود روی در خاک و گیاه و تأثیر آن در کاهش عملکرد و کیفیت محصولات کشاورزی، در سال های اخیر، مصرف کودهای حاوی این عنصر گسترش یافته است. برای دستیابی به مدیریت درست کوددهی، آگاهی از عوامل مؤثر بر فراهمی روی در خاک و جذب آن توسط گیاه ضروری است. بنابراین، به منظور بررسی تأثیر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک بر قابلیت استفاده روی و جذب آن توسط ذرت، این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در زمستان 1388 در گلخانه پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. این آزمایش گلخانه ای با 11 سری خاک در دو سطح روی (صفر و 15 میلی گرم بر کیلوگرم روی از منبع سولفات روی) انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد روی موجب افزایش معنی دار وزن ماده خشک و غلظت روی اندام هوایی و ریشه ذرت شد اگرچه مقدار افزایش بسته به سری خاک متفاوت بود. همبستگی بین روی استخراج شده با DTPA و روی جذب شده توسط ذرت معنی دار نبود. بین مقدارکربنات کلسیم معادل و فسفر قابل جذب خاک با روی عصاره گیری شده با DTPA همبستگی منفی و معنی داری (در سطح 5 درصد) وجود داشت. بین قدرت بافری روی خاک با مقدار رس خاک، رابطه خطی معنی داری (31/0 R2=) به دست آمد اما با استفاده از رگرسیون مرحله ای رابطه معنی داری بین مقدار روی قابل عصاره گیری با DTPA و قدرت بافری روی با ویژگی های خاک دیده نشد.

بررسی عوامل مؤثر بر فرسایش و رسوبدهی واحدهای لیتولوژی مارنی با استفاده از بارانساز (مطالعه موردی مارن‌های حوزه حبله‌رود، استان سمنان)

آیدا طالبی

مارن ها تشکیلات رسوبی ناپایدار شامل مواد شیمیایی و ذرات تخریبی هستند. فرآیندهای فرسایشی در رابطه با مارن ها بسیار شدید هستند؛ به طوری که اشکال مختلف فرسایش خاک (به ویژه بدلندها)، ویژگی های بارز در اراضی مارنی به شمار می آیند. از این رو، شناخت ویژگی های مؤثر در فرسایش پذیری مارن ها برای اقدامات و اتخاذ روش های اصلاحی، لازم و ضروری است. در این پژوهش، برای بررسی فرسایش پذیری واحدهای مارنی حوزه آبخیز حبله رود، از یک بارانساز قابل حمل استفاده شد. مقادیر رسوب و روان آب هریک از واحدهای مارنی اندازه گیری شد. سپس با استفاده از پارامترهای آماری عوامل مؤثر شناسایی گردیدند. در نهایت، با استفاده از تحلیل عاملی، رابطه بین ویژگی های شیمیایی مارن ها و رسوبدهی تعیین شد و پارامترهای تأثیرگذار در فرسایش و تولید رسوب مشخص شدند. نتایج نشان داد که رسوبدهی، به ترتیب در واحدهای مارن ژیپسی، مارن ماسه ای، مارن نمکی و مارن آهکی، کم شده است. هم چنین، با افزایش هدایت الکتریکی، سدیم، کلر و نسبت جذب سدیم و کاهش بی کربنات و کربنات کلسیم فعال موجود در واحدهای مارنی مختلف، شدت فرسایش و رسوبدهی بیشتر شده است.

تأثیر اسیدهای سیتریک و اگزالیک بر ویژگی‌های جذب فسفر در برخی خاک‌های آهکی

میرحسن رسولی صدقیانی

اسیدهای آلی می توانند بر فراهمی جذب فسفر توسط خاک ها تأثیر داشته باشند. به منظور بررسی تأثیر اسید سیتریک و اسید اگزالیک بر ویژگی های جذب فسفر پنج نمونه خاک با خواص مختلف از خاک های آهکی استان آذربایجان غربی تهیه شد. به 5/2 گرم از خاک ها غلظت های فسفر از صفر تا 20 میلی گرم بر لیتر (از منبع KH2PO4) و 5 میلی مول بر لیتر از اسیدهای آلی اضافه و هم دماهای جذب فسفر ایجاد شد. داده های جذب فسفر به مدل های فروندلیچ، لانگمویر و خطی برازش داده شدند. نتایج نشان داد داده های جذب فسفر با معادله های فروندلیچ (97/0r2=، 01/0P <) و خطی (95/0r2=، 01/0P <) برازش خوبی نشان دادند. متوسط ضریب توزیع، n معادله فروندلیچ و گنجایش بافری تعادلی در معادله خطی در اثر تیمار با اسید سیتریک به ترتیب 30، 12 و17 درصد و در اثر تیمار با اسید اگزالیک به ترتیب 43، 27 و14 درصد کاهش یافت. به طورکلی اسید اگزالیک نسبت به اسید سیتریک به طور چشمگیری حداکثر جذب و ثابت انرژی پیوند (k) در خاک ها را کاهش داد و نیاز استاندارد فسفر (SPR) در اثر افزودن اسیدهای آلی به طور متوسط 57 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. می توان نتیجه گیری کرد که اسیدهای آلی سبب کاهش جذب فسفر توسط خاک ها می شوند.

اثر فاضلاب تصفیه شده شهری همراه با محلول‌پاشی عناصر ریز مغذی بر رشد و جذب عناصر غذایی در منطقه زابل

محمدرضا اصغری پور

در این مطالعه اثر آبیاری با فاضلاب شهری به شکل رقیق نشده و یا رقیق شده همراه با محلول پاشی عناصر منگنز و روی بر رشد، عملکرد و غلظت عناصر در اندام های هوایی گیاه ارزن دم روباهی بررسی شد. طرح آزمایش پلات های خرد شده با سه منبع آب (فاضلاب رقیق نشده، فاضلاب 50% رقیق شده و آب رودخانه) به عنوان پلات اصلی و چهار ترکیب محلول پاشی منگنز و روی به عنوان پلات فرعی بود، که با چهار تکرار اجرا شد. این آزمایش در مزرعه دانشگاه زابل در سال 1388 انجام گرفت. فاضلاب شهری در مقایسه با آب رودخانه حاوی سطوح بالاتری از عناصر پر مصرف و کم مصرف بود. نتایج آزمایش نشان داد که آبیاری گیاهان با فاضلاب رقیق نشده و رقیق شده پارامترهای رشدی و عملکرد ارزن دم روباهی را افزایش داد. افزون بر آن مقدار عناصر پرمصرف و کم مصرف در اندام های هوایی نیز در اثر آبیاری با فاضلاب افزایش یافت. این افزایش ها به به وجود سطوح بالایی از مواد غذایی ضروری مانند نیتروژن، فسفر و مواد آلی موجود در فاضلاب نسبت داده شد. فراهمی منگنز و روی از طریق آب فاضلاب به تنهایی قادر نبود رشد وعملکرد ارزن را به سطوحی که به دنبال کاربرد کودهای تکمیلی حاصل می شود افزایش دهد، بنابراین محلول پاشی کودهای منگنز و روی در اراضی آبیاری شده با فاضلاب برای حصول عملکردهای بالاتر ارزن ضروری است. محلول پاشی عناصر کم مصرف بر غلظت عناصر پر مصرف و کم مصرف در گیاه ارزن تأثیری نداشت. به طورکلی، نتایج نشان می دهد که فاضلاب شهری می تواند به شکل کارآمدی به عنوان منبع مهمی از آب و مواد غذایی برای تولید ارزن دم روباه مورد استفاده قرار گیرد، و آبیاری با فاضلاب هیچ اثر مضر قابل توجهی بر محصول ارزن ندارد

تحلیل حساسیت، واسنجی و اعتبارسازی مدل یوروسم برای پیش‌بینی رواناب در حوزه آبخیز کارون جنوبی

محسن حمیدپور

برای حفاظت حوزه های آبخیز، استفاده از مدلی که توانایی برآورد رواناب، فرسایش و رسوب را در زمان ها و مکان های معین داشته باشد، ضروری است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تحلیل حساسیت مدل یوروسم (Eurosem) و واسنجی و اعتبارسازی آن در شبیه سازی رواناب و دبی اوج رواناب در زیرحوزه تنگ رواق از حوزه آبخیز کارون جنوبی بود. بدین منظور، منطقه ای به وسعت یک هکتار انتخاب و رواناب عبوری در فواصل زمانی مشخصی در شش رخداد جمع آوری شد. تحلیل حساسیت مدل به روش ساده، با افزایش و کاهش 10 درصدی پارامترهای دینامیک مدل (چسبندگی خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع، حرکت مویینگی خالص، ضریب زبری مانینگ، درصد حجمی رطوبت قبل از بارندگی و جدا پذیری ذرات خاک) انجام شد. بهترین واسنجی رواناب با کاهش هدایت هیدرولیکی و حرکت مویینگی و افزایش رطوبت اولیه صورت گرفت. نتایج اعتبارسازی مدل نشان داد که مدل قادر است میزان کل رواناب و دبی اوج رواناب را به خوبی شبیه سازی نماید ولی در شبیه سازی زمان شروع رواناب و زمان رسیدن به دبی اوج رواناب موفق نبود. نتایج تحلیل حساسیت مدل نشان داد که کل رواناب بیشترین حساسیت را به هدایت هیدرولیکی اشباع نشان داد. با افزایش 10 درصدی هدایت هیدرولیکی اشباع، کل رواناب 11 درصد کاهش و با کاهش 10 درصدی این پارامتر، کل رواناب 14 درصد افزایش نشان داد. این مدل نسبت به چسبندگی خاک هیچ گونه حساسیتی نشان نداد. نتایج نشان داد که حساسیت مدل یوروسم به موقعیت و محل ارزیابی مدل بستگی دارد.

استخراج روابط رگرسیونی بین دمای خاک در اعماق مختلف و پارامترهای هواشناسی (مطالعه موردی: ایستگاه همدان)

صفر معروفی

در این پژوهش روابط رگرسیونی خطی و درجه دوم بین پارامترهای هواشناسی (دمای هوا، رطوبت نسبی و ساعات آفتابی) و دما در اعماق خاک (5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی متری) در ایستگاه هواشناسی همدان (دوره سال های میلادی 1992-2005) بررسی گردید. داده های دمای خاک در هر روز در ساعت 3 صبح، 9 صبح و 3 بعدظهر اندازه گیری و به کار گرفته شد و نرم افزار Excel جهت بررسی هم بستگی بین پارامترهای هواشناسی و دمای خاک استفاده گردید. نتایج نشان داد که بیشترین ضریب تبیین خطی بین دمای هوا و دمای خاک مربوط به ساعت 3 بعدظهر و عمق 20 سانتی متری (%15/98 R2=) و بیشترین ضریب تبیین غیرخطی (معادله درجه دوم) بین دمای هوا و دمای خاک مربوط به ساعت 3 بعدظهر و عمق 10 سانتی متری (%45/98 R2=) است. بیشترین ضریب تبیین خطی بین پارامترهای هواشناسی (ساعات آفتابی و درصد رطوبت نسبی) و دمای خاک در ساعت 3 بعدظهر و عمق 10 سانتی متری دیده شد. هم چنین نتایج نشان داد که کمترین ضریب تبیین بین پارامترهای هواشناسی و دمای خاک در عمق 100 سانتی متری مشاهده گردید. دمای هوا هم بستگی بیشتری با دمای خاک در مقایسه با دو پارامتر دیگر نشان داد. هم چنین ضرایب تبیین رگرسیون غیرخطی بیشتر از رگرسیون خطی بود.

اثر کیفیت آب بر ویژگی‌های تورمی یک خاک متورم شونده در چرخه‌های تر و خشک‌شدن متوالی

مهرداد مقدس

خاک های متورم شونده، خاک هایی هستند که با تغییر رطوبت، حجم آنها تغییر می کند. تغییر حجم این خاک ها باعث ایجاد خسارت به سازه های بنا شده روی آنها می شود. از آنجایی که تورم و انقباض در این خاک ها از هم جدایی ناپذیرند، بنابراین بررسی تورم بدون انقباض منطقی به نظر نمی رسد. در این پژوهش میزان تورم-پذیری یک خاک متورم شونده تحت سربار 10 کیلوپاسکال با سه نوع کیفیت آب در چرخه های متوالی تر و خشک شدن، بررسی شد. به این منظور، یک نمونه از خاک متورم شونده که به روش استاتیکی متراکم شد، در دستگاه تحکیم اصلاح شده تحت سربار ثابت 10 کیلو پاسکال با سه کیفیت مختلف آب در معرض چرخه های تر و خشک شدن قرار گرفت. نتیجه حاکی از یکسان شدن تورم و انقباض پس از طی حدود 6 چرخه بود. هم چنین تغییرات پتانسیل تورمی خاک در چرخه های متوالی تر و خشک متأثر از کیفیت آب بود به گونه ای که آب شور سبب کاهش پتانسیل تورم پس از چند چرخه، نسبت به آب خالص شد. منحنی های تغییرات نسبت پوکی در برابر رطوبت در حالت تعادل نیز نشان گر حذف پدیده پس ماند پس از اعمال چرخه های تر و خشک شدن بود.

تخمین معکوس هدایت هیدرولیکی خاک با استفاده از مدل DRAINMOD

محمود اکبری

این مطالعه در شبکه زه کشی زیرزمینی در حال بهره برداری در منطقه بهشهر انجام شد. برای شبیه سازی سیستم زه کشی با مدل DRAINMOD از داده های اندازه گیری شده در سال 1385 استفاده شد. ارزیابی مدل در تخمین هدایت هیدرولیکی با مقایسه مقادیر شبیه سازی شده عمق سطح ایستابی و شدت تخلیه زه کش ها، با مقادیر اندازه گیری شده آنها به ازای مقادیر مختلف ضریب هدایت هیدرولیکی انجام گردید. نتایج این روش با نتایج روش زه آب خروجی (به عنوان روش مبنا) مقایسه شد. نتایج نشان داد که استفاده از نتایج شبیه سازی عمق سطح ایستابی مدل در تخمین هدایت هیدرولیکی خطای قابل توجهی دارد. در حالی که شبیه سازی شدت تخلیه با دقت خوبی می تواند در تخمین آن مورد استفاده قرار گیرد. مقدار هدایت هیدرولیکی از روش زه آب خروجی (3/2 سانتی متر در ساعت) با مقدار تخمینی آن با استفاده از مقادیر شبیه سازی شده شدت تخلیه (5/2 سانتی متر در ساعت) اختلاف کمی داشت. بنابراین در تخمین هدایت هیدرولیکی به روش حل معکوس با مدل DRAINMOD ، مقایسه مقادیر شبیه سازی و اندازه گیری شده شدت تخلیه زه کش ها می تواند ملاک خوبی برای تصمیم گیری باشد.

شبیه‌سازی الگوی جریان با یک مدل عددی دوبعدی در بازه‌ای از پیچان‌رود طبیعی؛ مطالعه موردی رودخانه خشکه رود فارسان، استان چهارمحال و بختیاری

محمد فتحی

در این مقاله مزیت و اهمیت یک مدل عددی به منظور پیش بینی و پایش فرآیندهای حاکم بر جریان رودخانه ها مورد بحث قرار گرفته است. به همین منظور و با توجه به اهمیت سرعت جریان آب و تنش های برشی ناشی از آن بر فرسایش کناره ها و کف رودخانه، از یک مدل عددی دو بعدی تحت عنوان CCHE2D برای شبیه سازی الگوی جریان در بازه ای از یک پیچان رود طبیعی (خشکه رود فارسان در 30 کیلومتری غرب شهرکرد) بهره گرفته شده است. در این بررسی پس از نقشه برداری دقیق نقشه های توپوگرافی با مقیاس مناسب از محدوده مورد مطالعه به دست آمد و سپس هندسه مدل و شبکه محاسباتی با ابعاد مختلف تهیه، و در نهایت براساس مشخصات اندازه گیری شده جریان رودخانه، مدل هیدرودینامیک دو بعدی متوسط عمق، اجرا و نتایجی همچون توزیع عمق و سرعت جریان در خم رودخانه استخراج گردید. نتایج به دست آمده نشان دادند که بهره گیری از مدل های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای مدل سازی جریان آب، ما را یک گام به پیش بینی های کلی تر برای فرآیندهای حاکم بر جریان در رودخانه های پیچان‏رودی نزدیک‏تر می کند. نتایج شبیه‏سازی با نتایج به دست آمده از اندازه گیری صحرایی نشان داد، مدل CCHE2D از قابلیت خوبی جهت پیش بینی مشخصات جریان در رودخانه های پیچان رود برخوردار است.

پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش با استفاده از تئوری بیزین

حمیدرضا مرادی

هدف از تحقیق حاضر پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از تئوری بیزین در بخشی از استان گلستان است. به این منظور ابتدا با استفاده از نقاط لغزشی بانک اطلاعات زمین لغزش کشور (392 نقطه لغزشی) نقشه پراکنش زمین لغزش های منطقه تهیه گردید. سپس نقشه های هر یک از عوامل مؤثر بر وقوع زمین لغزش مانند درجه شیب، جهت شیب، شکل شیب، ارتفاع، کاربری اراضی، زمین شناسی، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل، شاخص توان آبراهه، شاخص حمل رسوب، بافت خاک و پهنه های بارش منطقه در محیط GIS تهیه گردید. با استفاده از تئوری احتمالات بیزین ارتباط هر یک از عوامل و نقاط لغزشی موجود تعیین و وزن طبقه های هر عامل مشخص شد. نهایتاً نقشه های پهنه بندی خطر زمین لغزش با 14 رویکرد مدل سازی (استفاده از تمام عوامل مؤثر و حذف تک تک عوامل) با استفاده از تئوری بیزین برای منطقه مورد مطالعه تهیه گردید. ارزیابی مدل های مذکور با استفاده از منحنی ROC و30% نقاط لغزشی صورت گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد که دقت مدل احتمالاتی تهیه شده با رویکرد دوم مدل سازی (حذف عامل جهت شیب از تحلیل ها) در منطقه مورد مطالعه 37/71% (خوب) برآورد شد.

برآورد تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از تصاویر ماهواره نوا و مدل درختی M5 برای شبکه‌های آبیاری - مطالعه موردی شبکه آبیاری قزوین

علی رحیمی خوب

تبخیر و تعرق مرجع (ET0) یکی از پارامترهای لازم برای تعیین آب مورد نیاز و برنامه ریزی آبیاری گیاهان است. در این تحقیق، روشی ارائه شد که این پارامتر در شبکه های آبیاری با استفاده از تصاویر ماهواره نوا برآورد شود. در این روش، برای هر تصویر، یک پیکسل از مجموعه پیکسل های محدوده شبکه آبیاری با بیشترین شاخص پوشش گیاهی انتخاب شد و دمای سطح آن به همراه پارامتر تابش فرا زمینی به عنوان ورودی مدل تبخیر و تعرق استفاده می شود. مدل درختی M5 برای تبدیل دمای سطح زمین و تابش فرا زمینی به ET0 به کار رفت. شبکه مورد مطالعه این تحقیق شبکه آبیاری قزوین بود. تعداد 231 تصویر ماهواره نوا مربوط به فصل آبیاری شبکه قزوین برای یک دوره 3 ساله استفاده شد. نتایج نشان داد که ET0 با استفاده از مدل تدوین شده و داده های اختصاص داده شده برای آزمون، با ضریب تعیین (R2)، درصد جذر میانگین مربع خطا (RMSE) و درصد میانگین انحراف خطا (MBE) به ترتیب برابر 81/0، 5/8 درصد و 5/2 درصد برآورد شده است.

بررسی تغییرات فصلی رسوب‌زایی و عوامل خاکی مؤثر بر آن در کاربری مرتع

حمید رضا مرادی

تغییرات شرایط آب و هوایی در طول سال باعث تغییر در برخی از خصوصیات خاک شده و حساسیت آن را به فرسایش تغییر می دهد. بررسی این تغییرات و چگونگی تأثیر آن روی فرسایش می تواند از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد. این تحقیق با هدف بررسی تغییرات رسوب زایی و عوامل خاکی مؤثر بر این تغییرات در مراتع تیرگان واقع در شهرستان درگز استان خراسان رضوی انجام گرفت. در این تحقیق از موقعیت های بالادست و پایین دست جهت های شرقی و غربی نمونه برداری با باران ساز انجام گرفت. ویژگی های مشخص کننده رسوب زایی شامل آستانه و حجم روان آب، رسوب و گل آلودگی اندازه گیری شد. در کنار هر نمونه باران ساز یک نمونه خاک برداشت و خصوصیاتی شامل وزن مخصوص ظاهری و رطوبت اولیه، هدایت الکتریکی، اسیدیته و ماده آلی اندازه گیری شد. نمونه برداری باران ساز با شدت و مدت یکسان و در محل های ثابت در چهار فصل تکرار شد. به منظور به دست آوردن اثر هر یک از پارامترهای جهت و موقعیت روی داده های به دست آمده در فصول مختلف از آزمون تجزیه واریانس مرکب استفاده شد. اختلاف بین آنها با استفاده از آزمون توکی مورد بررسی قرار گرفت و نمودارهای آن ترسیم گردید. نتایج نشان داد که همه پارامترهای مشخص کننده رسوب زایی درطول سال دارای تغییرات معنی داری اند. میزان رسوب تولیدی در فصل پاییز حداکثر و به تدریج کاهش می یابد. علت کاهش آن در دو فصل زمستان و بهار را می توان به نوع پوشش گیاهی منطقه نسبت داد.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک تحت تأثیر پخش سیلاب در ایستگاه قره‌چریان زنجان

علیرضا واعظی

پخش سیلاب یکی از روش های مناسب در مهار سیلاب ها و حفظ آب و خاک در مناطق خشک و نیمه خشک است. با توجه به این که ویژگی های خاک ممکن است تحت تأثیر پخش سیلاب قرار گیرند، در این بررسی تأثیر پخش سیلاب بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در پهنه پخش سیلاب قره چریان واقع در شمال غربی زنجان در سال 1389 بررسی گردید. برای این منظور سه عرصه پخش سیلاب همراه با یک عرصه شاهد جهت نمونه برداری خاک انتخاب شد. در هر عرصه پخش، هشت مکان و در عرصه شاهد، سه مکان تحت نمونه برداری خاک قرار گرفت. در این راستا 216 نمونه خاک از سه عرصه پخش همراه با 27 نمونه از عرصه شاهد برداشت شد. نفوذپذیری خاک نیز با استفاده از استوانه های مضاعف در سه مکان در هر عرصه پخش و عرصه شاهد اندازه گیری شد. بررسی ویژگی های فیزیکی خاک نشان داد که پخش سیلاب اثر کاهشی معنی دار(001/0 P<) بر نفوذپذیری و آب قابل دسترس خاک داشت. کاهش نفوذپذیری خاک در عرصه های پخش نسبت به عرصه شاهد به دلیل کاهش درصد شن و افزایش درصد رس بود. هم بستگی معنی دار منفی بین مقدار آب قابل دسترس و میزان رس خاک نیز وجود داشت(05/0 P<). ویژگی های شیمیایی خاک شامل شوری، پتاسیم و بی کربنات بر خلاف اسیدیته، آهک و ازت در عرصه های پخش سیلاب افزایش یافتند(001/0 P<). تفاوت مقدار ماده آلی و کربنات در عرصه های پخش و عرصه شاهد معنی دار نبود. این پژوهش آشکار کرد که کنترل بار معلق و نمک های محلول در سیلاب به منظور جلوگیری از افت کیفیت فیزیکی (نفوذپذیری و آب قابل دسترس) و شیمیایی خاک (شوری و بی کربنات) در عرصه های پخش و افزایش کارایی این روش حائز اهمیت است.

جذب دینامیک آمونیوم به‌وسیله یک خاک لوم شنی تیمارشده با زئولیت و ارزیابی معادلات جابه‌جایی - انتشار و رطوبت متحرک- غیرمتحرک

مصطفی مرادزاده

هدف از این پژوهش بررسی تأثیر زئولیت پتاسیمی در جذب و نگهداری یون آمونیوم در یک خاک لوم شنی اشباع و در شرایط آزمایشگاهی، با چهار تیمار شاهد و کاربرد 2، 4 و 8 گرم زئولیت در هر کیلوگرم خاک در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی و نیز شبیه سازی آبشویی یون آمونیوم، به وسیله مدل Hydrus-1D در ستون های خاک است. کود نیترات آمونیوم با غلظت 10 گرم بر لیتر به ستون های خاک اضافه گردید و سپس ستون های خاک آبشویی شدند. نتایج به دست آمده نشان داد، اضافه کردن زئولیت پتاسیمی به خاک باعث کاهش شستشوی آمونیوم و افزایش نگهداشت آن در خاک می شود. هم چنین نتایج به دست آمده از بررسی معادلات جابه جایی- انتشار (CDE) و رطوبت متحرک- غیرمتحرک (MIM) در برآورد حرکت یون آمونیوم در خاک حاکی از آن بود که جذب یون آمونیوم به وسیله خاک از مدل فروندلیچ پیروی می-کند. هم چنین ایزوترم های جذب و ضرایب پخشیدگی و انتشار یون آمونیوم با استفاده از مدل سازی معکوس تعیین گردیدند. مقادیر پارامترهای جذبی بهینه شده ایزوترم فروندلیچ توسط مدل، از میزان تعیین شده در آزمایشگاه بسیار کمتر بود. این امر بیان کننده این است که مدل Hydrus-1D توانایی پیش بینی حرکت یون آمونیوم را در خلل و فرج درشت خاک ندارد و برای جبران در نظر نگرفتن جریان در خلل و فرج درشت خاک، مقدار پارامترهای جذب را به شدت کاهش می دهد. روی هم رفته با وجود دست خورده بودن نمونه های خاک، برآورد مدل CDE به مقادیر اندازه گیری شده در هر چهار تیمار، نزدیک تر بود.

نقشه‌برداری رقومی افق‌های مشخصه و گروه‌های بزرگ خاک در منطقه زرند کرمان

حسین خادمی

نقشه برداری رقومی خاک شامل پیش بینی مکانی خاک ها و ویژگی های آنها براساس ارتباط با متغیرهای کمکی می باشد. این مطالعه به منظور نقشه برداری رقومی خاک با استفاده از مدل های رگرسیونی لاجیستیک دوتایی و درختی توسعه یافته در منطقه زرند کرمان طراحی گردید. یک طرح نمونه برداری طبقه بندی شده در منطقه ای به مساحت نود هزار هکتار تعریف شد و در نهایت، 123 خاک رخ حفر و تشریح گردید. در هر دو مدل، ابتدا احتمال حضور افق های مشخصه از طریق ارتباط دادن با متغیرهای کمکی، تخمین زده شد و سپس حضور کلاس های مختلف خاک پیش بینی گردید. متغیرهای کمکی شامل نقشه ژئومرفولوژی، اجزای سرزمین و شاخص های سنجش از دور بودند. نتایج نشان داد که نقشه ژئومرفولوژی، یک ابزار مهم در روش های نقشه-برداری رقومی خاک است که به افزایش دقت پیش بینی کمک می کند. پس از سطوح ژئومرفیک، اجزای سرزمین به عنوان پارامترهای کمکی مؤثر شناخته شدند. هر دو مدل، احتمال بالای حضور افق سالیک را در سیمای اراضی پلایا، افق جیپسیک را در تپه های گچی و افق کلسیک را در مخروط افکنه ها پیش بینی کردند. در بین کلاس های خاک مورد پیش بینی، کلاس "کلسی جیپسیدز"، دقت و قابلیت اعتبار تخمین پایینی را نشان داد، در صورتی که تخمین کلاس های "هپلوسالیدز" و "هپلوجیپسیدز" از دقت بالایی برخوردار بود.

بررسی کارایی فیلترهای شنی حاوی تراشه‌های لاستیک در پوشش زه‌کش‌های زیرزمینی

جهانگیر عابدی کوپائی

بحران کمی و کیفی منابع آب یکی از مهم ترین مشکلات در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران به شمار می آید. در همین راستا تصفیه فاضلاب ها از آلاینده ها و سپس بهره برداری از این پساب های تصفیه شده به عنوان منبع بالقوه آب نه تنها می-تواند کمبود آب را جبران کند بلکه از ورود آلاینده های خطرناک به منابع آب های زیرزمینی و سطحی جلوگیری کند. روش های مختلفی برای بهبود کیفیت آب های نامتعارف وجود دارد که در بین آنها روش فیلتراسیون یک روش کارآمد و مؤثر در حذف عناصر بوده است. در ساختن فیلتر مهم ترین قسمت انتخاب جاذب است. در مطالعه حاضر از تراشه های لاستیکی به عنوان جاذب استفاده شد. آزمایش های جذب ستونی در شرایط مزرعه، در دو مرحله جداگانه و با استفاده از دو نوع آب نامتعارف شامل آب شور چاه و پساب صنعتی انجام شد. هر آزمایش به صورت فاکتوریل با سه فاکتور در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای مورد مطالعه شامل سه فاکتور اندازه ذرات (در دو سطح 5-2 میلی متر و 5-3 سانتی متر)، ضخامت فیلتر (در سه سطح 10، 30 و 50 سانتی متر) و زمان تماس جاذب با محلول بود. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت فیلتر و زمان تماس جاذب با محلول میزان جذب عناصر افزایش می یابد. بهترین عملکرد در کاهش شوری در تیمار ضخامت 50 سانتی متر با زمان تماس 24 ساعت مشاهده شد. که میزان شوری در این تیمار 3/20 درصد (در مرحله آزمایش با آب شور چاه) و 2/11 درصد (در مرحله آزمایش با پساب صنعتی) کاهش یافت. عملکرد فیلتر در این تیمار یرای کاهش غلظت فلزات سرب، روی و منگنز به ترتیب 99، 1/72 و 4/41 درصد دیده شد که نسبت به تیمارهای دیگر بازده بهتری داشت. هم چنین در اکثر پارامترهای اندازه گیری شده عملکرد تیمارهای ذرات سانتی متری و میلی متری تفاوت چندانی با یکدیگر نداشتند. به طور کلی تراشه های لاستیک کارائی مناسب برای بهبود کیفیت آب خصوصاً پساب صنعتی از خود نشان دادند.

بررسی آزمایشگاهی اثر تخلیه تحتانی سد انحرافی روی مشخصات پرش هیدرولیکی

محمد توزنده جانی

یکی از روش های معمول استهلاک انرژی در پایین دست سد، بهره جستن از پدیده پرش هیدرولیکی می باشد. پرش هیدرولیکی از نوع جریان های متغیر سریع است که در آن جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تغییر می یابد و با استهلاک انرژی قا بل توجهی همراه است. در این مطالعه به منظور کاهش طول پرش هیدرولیکی و نیز کاهش عمق مزدوج پرش از ترکیب دو جت آبی که ترکیبی از جریان عبوری از روی سرریز اوجی با استاندارد USBR و جریان خروجی از شکاف در بدنه سد است، استفاده شد. در این آزمایش جت آب خروجی از شکاف ایجاد شده در بدنه سد با سه زاویه صفر، 45 و 90 درجه نسبت به افق با جریان عبوری از روی سد در نسبت های متفاوتی از دبی که در هر زاویه برخورد، شش نسبت دبی از شکاف عبور داده می شد، تلاقی داده شد و تأثیر هر یک بر روی میزان کاهش طول و عمق مزدوج پرش بررسی شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که تلاقی جت های آب با زاویه 45 درجه نسبت به افق بیشترین تأثیر را در کاهش طول و عمق مزدوج پرش دارد و هنگامی که 26 درصد دبی از شکاف عبور می کند، طول پرش نسبت به حالت کلاسیک در حدود 50 درصد کاهش می-یابد. این سازه هم چنین می تواند باعث تخلیه رسوبات پشت سرریز و نیز عدم تجمع رسوبات در بالادست آبگیر و افزایش ضریب دبی سرریز شود.

مطالعه شکل‌های شیمیایی آهن و منگنز درخاک یک کاتنا در منطقه یاسوج

حمیدرضا اولیایی

اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن و منگنز از ترکیبات بسیار فعال در خاک هستند. این ترکیبات نسبت به تغییر شرایط محیطی خاک حساس بوده و اغلب در طول خاکرخ حرکت می نمایند. از این رو مقدار شکل های مختلف شیمیایی این ترکیبات و نسبت میان آنها به عنوان شاخصی در مطالعات تکامل خاک به کار می رود. این مطالعه به منظور بررسی آثار پستی و بلندی و شرایط زه کشی بر شکل های شیمیایی آهن و منگنز در طول یک کاتنا در منطقه دشت روم در استان کهگیلویه صورت گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر مقدار آهن و منگنز پدوژنیک (Fed و Mnd) در سطوح پایدارتر ژئومورفیک بوده و میزان آن با افزایش عمق عمدتاً کاهش می یابد. هم چنین خاکرخ های دارای شرایط اکوییک دارای مقادیر بیشتر آهن با تبلور ضعیف (Mno و Feo) و مقادیر کمتر Fed و Mnd هستند. روابط مثبت و معنی داری میان Feo، Mno، Fet، Mnt و میزان رس در خاک ها دیده شد. نتایج نشان داد که شرایط اکوییک موجب افزایش نسبت های Feo/Fed ، Mno/Mnd و Mnd/Fed به ترتیب به میزان 1/3، 3/4 و 9/1 برابر و کاهش 6/2 برابری در شاخص تبلور آهن گردید. بالاتر بودن مقدار میانگین Mnd/Fed در خاک اکوییک نسبت به خاک غیر اکوییک احتمالاً نشان دهنده افزایش بیشتر میزان منگنز پدوژنیک نسبت به آهن پدوژنیک در شرایط اکوییک بوده است.

تحلیل عددی رفتار سدهای خاکی- سنگریزه‌ای حین ساخت و اولین آبگیری (مطالعه موردی: سد مسجد سلیمان)

سید محمدعلی زمردیان

افزایش فشار آب منفذی در سدهای با هسته رسی حین ساخت و اولین آبگیری می تواند باعث آغاز و یا پیشرفت شکست هیدرولیکی گردد. در این تحقیق ضمن مدل سازی سد مسجد سلیمان، تغییرشکل داخلی، فشار آب منفذی، ضریب فشار آب منفذی و تنش کل محاسبه شده و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه گردیده است. برای انجام آنالیز از نرم افزار GEOSTUDIO نسخه 6.02 که قابلیت ساخت لایه به لایه سد و انجام تحکیم دوبعدی همبسته رادارداستفاده شده است. مدل های رفتاری استفاده شده در تحلیل، مدل الاستیک خطی و الاستیک غیرخطی است. برای ارزیابی دقیق و به دست آوردن پارامترهای صحیح مدل رفتاری، آزمایش های سه محوری که روی مصالح هسته صورت گرفته است، مدل گردید. از مقایسه نتایج مدل سازی و ابزار دقیق می توان به رفتار مناسب سد و در نتیجه روند صحیح مدل سازی پی برد. هم چنین تأثیرآبگیری بر تغییرشکل ، فشار آب منفذی، ضریب فشار آب منفذی و تنش کل ارزیابی گردیده است.

استفاده از ترکیب آهک و پوزلان برای تثبیت خاک‌های ماسه سیلتی در شبکه‌های آبیاری و زه‌کشی

نادر عباسی

با توجه به گستردگی خاک های ماسه سیلتی در بخش های وسیعی از جهان و ایران و ضعیف بودن خواص ژئوتکنیکی آنها، تثبیت و بهبود خواص مهندسی این گونه خاک ها امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش تأثیر مقادیر مختلف افزودنی آهک و پوزولان طبیعی در مقاومت فشاری خاک ماسه سیلتی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور با افزودن پنج سطح مختلف آهک شامل 0، 1، 3، 5 و 7 درصد و چهار سطح پوزلان شامل 0، 5، 10 و 15 درصد وزنی به یک خاک ماسه سیلتی 20 تیمار آزمایشی تهیه و سپس مقاومت فشاری آنها در سه سن مختلف 7، 14 و 28 روزه و در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. براساس بررسی ها و تحلیل های آماری صورت گرفته، مشخص گردید گرچه افزایش آهک و پوزلان هر کدام به تنهائی به طور معنی داری موجب افزایش مقاومت فشاری خاک مورد بررسی می گردند ولی کاربرد توأم آنها باعث افزایش چشمگیر مقاومت فشاری حتی تا 16 برابر خاک طبیعی می شود. در مجموع براساس مجموعه بررسی های به عمل آمده و تحلیل آماری انجام شده مناسب ترین ترکیب شامل 3 درصد آهک و 15 درصد پوزولان برای تثبیت خاک ماسه سیلتی تعیین شد.