علوم آب و خاک

تأثیر پوسته‌های بیولوژیکی و پلیمر پلی‌الکترولیت آنیونی بر برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی یک خاک شنی

محمد هادی فرپور

ترکیبات آلی تولیدی توسط سیانوباکتری ها و نیز برخی ترکیبات پلیمری، نقش مهمی در خاکدانه سازی و افزایش پایداری ساختمان خاک های شنی بازی می کنند. در این پژوهش تأثیر پوسته های بیولوژیک و پلیمر پلی الکترولیت آنیونی بر برخی خصوصیات یک خاک شنی در دو آزمایش مستقل بررسی شد. در آزمایش اول ابتدا تأثیر تیمارهای سیانوباکتری (Nostoc. sp، Phormidium.sp و ترکیب دو گونه) و 4 زمان بر تشکیل پوسته ها، کربن آلی، کربنات کلسیم، مقاومت به نفوذ و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در خاک زیر پوسته ها بررسی گردید. تیمار ترکیب دو گونه با دوره زمانی 60 روز، با 2/2 درصد کربن آلی، 2/0 مگاپاسکال مقاومت به نفوذ، 7/96 درصد خاکدانه های درشت به‎عنوان تیمار برتر معرفی شد. در بخش دوم تأثیر تیمار برتر سیانوباکتری و زمان بر اندازه خاکدانه ها بررسی گردید. تیمار 60 روز با 7/96 درصد خاکدانه های درشت مؤثرترین تیمار بود. آزمایش دوم شامل 4 غلظت (صفر، 1، 2 و 4 درصد) پلیمر بود که تأثیر آنها بر مقاومت ساختمانی خاک شنی در سه عمق (1، 2 و 3 سانتی متر) مطالعه شد. تیمار 4 درصد با 6/0 مگاپاسکال مقاومت به نفوذ و 9/90 درصد خاکدانه های درشت، مؤثرترین تیمار بود. اختلاف معنی داری نیز بین مقاومت به نفوذ اعماق 1، 2 و 3 سانتی متر وجود داشت.

مدل‌سازی ریاضی پالایش سبز نیکل از خاک‌های آلوده با استفاده از توابع کاهش تعرق

جهانگیر عابدی کوپایی

مدل های پالایش سبز برای شناخت بیشتر فرآیندهای حاکم بر این پدیده و مدیریت خاک های آلوده از اهمیت بالایی برخوردارند. بررسی ها نشان داده است که تاکنون تلاش های اندکی برای ارزیابی پتانسیل پالایش سبز فلزات براساس مدل های ریاضی انجام گرفته است. هدف از این پژوهش، مدل سازی پالایش سبز خاک آلوده به نیکل بود. بدین منظور، با استفاده از توابع کاهش تعرق نسبی و غلظت نیکل در خاک مدلی برای تعیین نرخ پالایش سبز نیکل از خاک ارائه شد. برای ارزیابی مدل، خاک با سطوح مختلفی از آلاینده نیکل آلوده شد. جهت آلوده کردن خاک از نمک نیترات نیکل استفاده شد. سپس با پر کردن گلدان ها با خاک های آلوده بذر ریحان (Ocimum tenuiflorum L.) در آنها کشت گردید. برای دوری از تنش رطوبتی، گلدان ها با فواصل زمانی کوتاه (48 ساعت) توزین و تا رسیدن به رطوبتی نزدیک به ظرفیت زراعی آبیاری شدند. گیاهان در چهار نوبت برداشت شدند. در هر مرحله از برداشت، مقادیر تعر ق نسبی و غلظت نیکل در نمونه های خاک و گیاه اندازه گیری شد. در پایان کارآیی مدل ها با آماره های ریاضی آزموده شد. برای ارزیابی مدل ها، محاسبه آماره های خطای ماکزیمم، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب تبیین، کارایی مدل و ضریب جرم باقی مانده برای هر کدام از مدل ها انجام شد. ترسیم روند تغییرات تعرق نسبی ریحان در بازه های مختلف زمانی فصل رشد در سطوح مختلف آلودگی نیکل در خاک نشان داد که در حضور آلاینده های فلزی در خاک تعرق گیاه کاهش یافته است. اما به دلیل پایین بودن غلظت های اعمال شده تغییرات چشمگیر نبوده است. نتایج حاصل از مقایسه آماره ها نشان داد برای برآورد تعرق نسبی ریحان در آلودگی نیکل خاک برای تمام بازه های زمانی در فصل رشد، کارآیی مدل خطی (940/0 =2R) تنها اندکی بهتر از مدل غیرخطی (84/0 =2R) است. هم چنین، مدل حاصل از ترکیب تابع خطی و غلظت نیکل در خاک، برازش نسبتاً خوبی (7/0=R) با مقادیر اندازه گیری شده نرخ پالایش سبز نیکل از خاک دارد.

رها‌سازی شکل‌های محلول، تبادلی و غیر‌تبادلی پتاسیم در برخی از کانی‌های سیلیکاته پتاسیم‌دار تحت تأثیر اسید اگزالیک

علیرضا کریمی

اسیدهای آلی در افزایش زیست فراهمی عناصر غذایی خاک نقش مهمی دارند. این مطالعه به منظور تعیین تأثیر غلظت های مختلف اسید اگزالیک در آزاد سازی شکل های محلول، تبادلی و غیر تبادلی پتاسیم در برخی از کانی های میکایی و فلدسپات پتاسیم و بررسی روند آزاد سازی پتاسیم در طول زمان، انجام شد. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل شامل پنج نوع کانی (بیوتیت، فلوگوپیت، موسکویت، فلدسپات زنجان و فلدسپات یزد)، چهار غلظت اسید اگزالیک (صفر، 1، 10 و 100 میلی مولار)، چهار زمان (5 ساعت، 20، 60 و 90 روز) و در دو تکرار انجام شد. کانی های مورد مطالعه (کوچک تر از 50 میکرون) تحت تأثیر اسید اگزالیک با غلظت های مختلف در دوره های زمانی گفته شده قرار گرفتند. مقدار پتاسیم محلول، تبادلی و غیر تبادلی آزاد شده در این کانی ها، با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که از بین غلظت های مختلف اسید اگزالیک، بیشترین غلظت اسید (100 میلی مولار) توانسته است بیشترین مقدار پتاسیم محلول، تبادلی و غیر تبادلی را در تمام کانی ها آزاد نماید. بیشترین میزان پتاسیم محلول به مقدار 86/0 گرم بر کیلوگرم از کانی فلوگوپیت و بیشترین پتاسیم تبادلی و غیر تبادلی به ترتیب، به میزان 56/1 و 64/29 گرم بر کیلوگرم از کانی بیوتیت آزاد شد. کانی موسکویت با مقادیر 19/0، 34/0 و 41/1 گرم بر کیلوگرم به ترتیب کمترین آزاد سازی پتاسیم محلول، تبادلی و غیر تبادلی را در بین کانی های مورد مطالعه داشت. به طور کلی روند رها سازی پتاسیم از کانی ها دارای دو فاز مشخص رهاسازی سریع در مراحل اولیه و رها سازی با سرعتی کمتر تا انتهای آزمایش می باشد. پیشنهاد می شود که در پژوهش های بعدی، بازه زمانی طولانی تری برای رهاسازی پتاسیم در نظر گرفته شود.

مقایسه گیاه‌پالایی روی توسط گیاه آفتابگردان، تالاسپی سیرلسنز، شبدر قرمز و تاج خروس وحشی

فهیمه نیک سرشت

گیاه پالایی یکی از روش های اصلاح خاک های آلوده است. در این روش از گیاهان مقاوم با پتانسیل جذب بالا، جهت پاکسازی عنصر آلاینده استفاده می شود. هدف از این پژوهش گلخانه ای، یافتن گیاه مناسب با بیش ترین ضریب انتقال و غلظت روی در شاخسار بود. به این منظور خاک معدن سرب و روی باما در منطقه ایرانکوه استان اصفهان با غلظت بالای روی انتخاب گردید. جهت مقایسه قدرت پاکسازی گیاهان، گیاه آفتابگردان (L. Heliantus annus)، شبدر قرمز (Trifolium pretense L.)، تالاسپی سیرلسنز ((Thlaspi caerulescens و تاج خروس وحشی (Amaranthus retroflexus) در 3 تکرار و در قالب طرح کاملا تصادفی در گلدان های 8 کیلوگرمی کشت شدند. بعد از گذشت 70 روز، شاخسار و ریشه گیاهان برداشت شد و غلظت روی در این بافت ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد بیشترین غلظت روی با تفاوت معنی دار نسبت به دیگر گیاهان، در ریشه و شاخسار گیاه تالاسپی سیرلسنز به ترتیب با مقادیر 3125 و 4041 میلی گرم در گیلوگرم مشاهده شد. بیش ترین ضریب انتقال و فاکتور تجمع زیستی نیز، مربوط به گیاه تالاسپی سیرلسنز بود. براساس نتایج این پژوهش، گیاه تالاسپی سیرلسنز یک گیاه بیش انباشتگر مناسب جهت پاکسازی خاک های آلوده به روی بود.

بررسی عوامل مؤثر بر رفتار ترک‌پذیری خاک‌های شالیزاری(مطالعه موردی استان گیلان)

محمدرضا یزدانی

آبیاری تناوبی با فواصل زیاد در شالیزارها می تواند موجب بروز ترک در خاک، تلفات آب و به دنبال آن آسیب به گیاه گردد. این مطالعه با هدف بررسی روند ترک پذیری و عوامل مؤثر بر آن در خاک چهار نقطه از شالیزارهای استان گیلان ) مؤسسه تحقیقات برنج کشور در رشت، آستانه، شاندرمن و خمام) که از نظر واحدهای فیزیوگرافی متفاوت بودند از طریق اندازه گیری و ثبت مشخصه های مربوط به روند ترک برداری در سطح مزرعه و پس از قطع آبیاری در مرحله رشد زایشی گیاه برنج انجام شد. تجزیه خاک نشان داد که علی رغم تشابه در نوع کانی غالب، ضریب انبساط خطی در خاک مؤسسه و خمام نسبت به دو خاک دیگر بیشتر است. ابعاد ترک ها هم بستگی معنی داری با رطوبت حجمی و مقدار رس خاک نشان دادند. روند زمانی توسعه ترک (عمق و پهنا و تراکم) نشان داد که این روند در خاک های مختلف متفاوت بوده اما متأثر از رطوبت خاک می باشدکه این متغیر نیز خود متأثر از عمق آب زیرزمینی می باشد. عمق ترکها در هیچ کدام از خاک ها از سخت لایه شخمی عبور نکرد. خاک های مورد مطالعه دارای یک حد آستانه نسبتاً مشخص در رابطه با پهنا و عمق ترک در فاصله زمانی حدود 20 تا 25 روز پس از قطع آبیاری بودند، به طوری که پس از این زمان، مقدار نسبتاً ثابتی از پهنا در حدود 3، 2، 5/2 و 5 سانتی متر و عمق ترک در حدود20، 25، 17 و 27 سانتی متر به ترتیب برای خاک های آستانه، خمام، شاندرمن و مؤسسه را نشان دادند.

تأثیر افزودن ورمی کمپوست و زئولیت بر تغییرشکل‌های مختلف پتاسیم در خاک‌های آهکی استان فارس

مهدی نجفی قیری

اگر چه افزودن مواد بهساز به خاک جهت تغییر وضعیت پتاسیم خاک نیست، اما تأثیرات جانبی این مواد می تواند در توزیع پتاسیم بین شکل های محلول، تبادلی و غیرتبادلی خاک مهم باشد. در پژوهش حاضر تأثیر افزودن مقدار 2 درصد زئولیت، 2 درصد ورمی کمپوست و 1 درصد زئولیت+ 1 درصد ورمی کمپوست روی10 خاک آهکی استان فارس در 5 راسته ، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. نمونه ها به مدت 90 روز در دمای 2±22 درجه سلسیوس و 50 درصد رطوبت اشباع نگهداری شده و سپس شکل های مختلف پتاسیم در آنها اندازه گیری گردید. افزودن زئولیت سبب افزایش 279 میلی گرم بر کیلوگرم در پتاسیم تبادلی، کاهش 24 میلی گرم بر کیلوگرم در پتاسیم غیرتبادلی و عدم تغییر معنی دار پتاسیم محلول شد. کاربرد ورمی کمپوست اگر چه شکل محلول و تبادلی پتاسیم را افزایش داد اما این تأثیر بیشتر در جهت افزایش پتاسیم محلول بود (افزایش 139 میلی گرم بر کیلوگرم). ترکیب زئولیت+ورمی کمپوست سبب افزایش هر سه شکل پتاسیم گردید. افزایش پتاسیم محلول در نتیجه کاربرد ورمی کمپوست می تواند احتمال آبشویی پتاسیم را افزایش دهد؛ اما کاربرد زئولیت می تواند با نگهداشتن پتاسیم در فاز تبادلی از آبشویی و تثبیت پتاسیم جلوگیری کند.

ارزیابی معادلات هیدرولیکی بار بستر در رودخانه ناورود، استان گیلان

مهدی وفاخواه

مسئله رسوب یکی از مسائل و مشکلات مربوط به بهره برداری از منابع آب می باشد. برای تخمین بار بستر روابط متعددی ارایه شده اند. در این تحقیق به منظور گزینش مناسب ترین روش برآورد بار بستر در رودخانه ناورود در ایستگاه هیدرومتری خرجگیل از 11 روش پر کاربرد شامل روش های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی از قبیل انیشتین، توفالتی، میر پیتر مولر، ون راین، ون راین اصلاح شده، یالین، بگنولد، فرایلینک، حبیبی و سیوا کومار و ساماگا برای محاسبه باربستر استفاده گردید نتایج نشان داد که روش حبیبی و سیواکومار با میانگین محاسباتی به مشاهده ای 35/1، انحراف معیار محاسباتی به مشاهده ای96/1، ریشه میانگین مربعات خطا 63/1 و هم چنین ارزیابی بر اساس نسبت ناجوری که نسبت نرخ حمل پیش بینی شده به اندازه گیری شده است با 82/33 درصد در محدوده تخمین5/0 تا 2 در مقایسه با روش های دیگر روش مناسب تر شناخنه شد.

ارزیابی عملکرد مدل تلاطمی استاندارد در مقایسه با مدل RNG در پیش‌بینی ارتفاع غوطه‌وری جریان غلیظ

حسن گلیج

نقطه غوطه وری هنگامی روی می دهد که در برخورد جریان غلیظ با سیال ساکن، جریان غلیظ به درون سیال ساکن نفوذ کرده باشد. در این تحقیق پارامترهای هیدرولیکی جریان غلیظ و هم چنین شیب بستر سیال ساکن که بر نقطه غوطه وری تأثیر گذار هستند، تحت شرایط دو مدل تلاطمی استاندارد و RNG (که در سراسر متن به اختصار مدل استاندارد و RNG از آنها یاد خواهد شد) با استفاده از مدلFlow-3D مورد بررسی قرار گرفته اند. در این تحقیق ابتدا یک مدل فیزیکی ساخته شد و آزمایش های مختلف- در مجموع 36 آزمایش در آن انجام گردید. سپس با استفاده از مدل Flow-3D ارتفاع نقطه غوطه وری برای شرایط آزمایشگاهی موجود تحت شرایط دو مدل آشفتگی مذکور شبیه سازی شد. بررسی مقایسه ای نشان داد که عمق غوطه وری برآورد شده تحت مدل آشفتگی RNG نسبت به مدل استاندارد، به مقادیر اندازه گیری شده آزمایشگاهی نزدیک تر می باشد. این در حالی است که در شیب 12 درصد مدل RNG مقدار 28/12 درصد و مدل استاندارد حدود 30 درصد نتایج را بیشتر از داده های آزمایشگاهی پیش بینی نموده است. در مجموع برای کلیه شیب ها به طور متوسط نتایج حاصل از مدل تلاطمی RNG، 5/10 درصد و نتایج حاصل از مدل استاندارد 27 درصد بیشتر از مقادیر اندازه گیری شده می باشد. با توجه به بررسی آماری انجام شده مشخص گردید که مدل تلاطمی RNG به طور کلی نتایج ارتفاع غوطه وری را با دقت رضایت بخشی نسبت به مدل استاندارد تخمین می زند.

برآورد پارامتریک مدل‏های منحنی نگهداشت رطوبتی ون‏گنوختن و فردلند و زینگ با استفاده از تکنیک‏های محاسباتی نرم در برخی از خاک‏های استان خوزستان

فرزاد مرادی

تکنیک‏های محاسباتی نرم در سه دهه اخیر به طور وسیعی در تحقیقات علمی و مسائل مهندسی مطالعه و به کار برده شده‏اند. هدف از این پژوهش، بررسی توانایی شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) و عصبی- فازی (NF) در برآورد پارامتریک منحنی نگهداشت رطوبتی خاک (SWRC) با استفاده از داده‏های کشت و صنعت‏های استان خوزستان بود. آنالیز حساسیت نیز جهت انتخاب ترکیب بهینه ورودی‏ها به کار برده شد. در تحقیق حاضر معادله‏های ون‏گنوختن و فردلند و زینگ جهت برآورد پارامتریک SWRC استفاده شد. ویژگی‏های اندازه‏گیری شده شامل توزیع اندازه ذرات خاک، ماده آلی، چگالی ظاهری، کربنات کلسیم معادل، نسبت جذب سدیم، هدایت الکتریکی عصاره اشباع، اسیدیته خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه‏ها، حدود خمیری و روانی، مقاومت نفوذی، درصد رطوبت اشباع و محتوی رطوبتی در مکش‏های 33،100، 500 و 1500 کیلوپاسکال بودند. نتایج این پژوهش بر پایه شاخص‏های ارزیابی عملکرد نشان داد که هر دو مدل MLP و NF برآوردهای مناسبی از SWRC ارائه دادند در حالی‏که شبکه عصبی برآوردهای بهتری از مدل عصبی- فازی فراهم کرد. به عنوان مثال مقادیر آماره NMSE در برآورد Sθ، rθ، α، n و m در معادله فردلند و زینگ با استفاده از مدل‏های MLP و NF به ترتیب برابر (059/0، 061/0)، (154/0، 162/0)، (109/0، 117/0)، (125/0، 135/0) و (129/0، 145/0) بودند. به علاوه پارامترهای α و n در عمق اول و rθ و α در عمق دوم در معادله فردلند و زینگ با دقت بیشتری نسبت به معادله ون‏گنوختن برآورد شدند.

مطالعه آزمایشگاهی اثر شوری و قلیائیت، شیب و شدت بارش بر نرخ فرسایش پاشمانی خاک در خاک‌های منتخب استان خوزستان

بیژن خلیلی مقدم

عوامل گوناگونی بر نرخ فرسایش پاشمانی تأثیر دارند که یکی از آنها میزان و نوع نمک می باشد. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر شوری و قلیائیت خاک بر قابلیت فرسایش پاشمانی در شیب های متفاوت بود. این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل سه عاملی در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار با استفاده از دستگاه جام پاشمانی چندمتغیره اجرا شد. عامل اول شامل شوری و قلیائیت در چهار سطح (2=EC، 2=SAR؛ 24=EC، 15=SAR؛ 56=EC، 42=SAR و 113=EC، 47=SAR)، عامل دوم شدت بارندگی در دو سطح (5/2 و 5/3 میلی متر بر دقیقه) و عامل سوم شیب در دو سطح (5 و 15 درصد) بود. نتایج نشان داد که با افزایش شوری و قلیائیت میزان کربن آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها کاهش یافت. اثر سطوح گوناگون شوری و قلیایی، شیب و شدت بارندگی بر نرخ فرسایش پاشمانی بالادست، پایین دست و کل فرسایش پاشمانی معنی دار بود. هم چنین اثر متقابل شیب-شوری و قلیائیت، شدت بارندگی- شوری و قلیائیت و شیب-شدت بارندگی- شور و قلیائیت بر نرخ فرسایش پاشمانی بالادست، پایین دست و کل فرسایش پاشمانی معنی دار بود. بنابراین به نظر می رسد که افزایش شوری و قلیائیت همراه با کاهش کربن آلی و پایداری خاکدانه ها سبب افزایش امکان وقوع فرسایش پاشمانی گردید.

نقش تغییر کاربری مراتع تخریب شده بر برخی از ویژگی‌های کیفیت خاک در منطقه صفاشهر استان فارس

رضا کریمی

استفاده ناآگاهانه و غیرعلمی از اراضی مرتعی باعث تخریب آنها می گردد. بنابراین، تبدیل این مراتع تخریب شده به زمین های کشاورزی و سایر کاربری ها ممکن است کیفیت خاک را بهبود بخشد. هدف این مطالعه، ارزیابی تأثیر کشت و کار در مراتع تخریب شده بر برخی از ویژگی های خاک در منطقه صفاشهر استان فارس بود. بدین منظور، چهار کاربری شامل مرتع تخریب‎شده، مرتعی که به‎مدت 17 سال به زمین کشاورزی تبدیل شده بود، زمین کشاورزی که به‎مدت چهار سال به باغ سیب تبدیل شده بود و نیز باغ سیب قدیمی با قدمت 40 سال انتخاب شد. نمونه برداری به‎صورت کاملاً تصادفی، از هر کاربری و از دو عمق (20-0 و 50-20 سانتی متر) و در پنج تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی مرتعی به سایر کاربری ها باعث افزایش ماده آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) در هر دو عمق خاک شده بود. جرم مخصوص ظاهری و رس قابل پراکنش در آب در کاربری های کشاورزی و باغ جدید نسبت به مرتع، افزایش و در باغ قدیمی، کاهش یافته بود. بنابراین، توصیه می گردد که از روش های نوین کشاورزی مانند کشت بدون شخم یا شخم حداقل به جای روش های سنتی کشاورزی استفاده شود و نیز از چرای بیش از حد دام در مراتع جلوگیری به عمل آید.

تحلیل ضریب دبی سرریزهای جانبی استوانه‌ای و نیم‌استوانه‌ای در جریان‌های زیر بحرانی

تورج هنر

سرریزهای استوانه ای و نیم استوانه ای در سیستم های توزیع و انتقال آب، اندازه گیری جریان و کنترل سطح آب در کانال های روباز مورد استفاده قرار می گیرند. با بررسی تحقیقات انجام گرفته پیرامون سرریزهای جانبی مشخص شد که تاکنون از این گونه از سرریزهای به صورت جانبی استفاده نشده است لذا به دلیل راندمان مناسب آبگیری یا اقتصادی بودن آنها و نیز سهولت ساخت این سرریزها، مطالعه خصوصیات هیدرولیکی سرریزهای استوانه ای و نیم استوانه ای نظیر ضریب دبی و عمق جریان روی تاج سرریز در آزمایشگاه هیدرولیک بخش مهندسی آب دانشگاه شیراز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آزمایشات نشان می دهد که به دلیل عدم جداشدگی جریان از بدنه سرریز، ضریب دبی جریان در سرریزهای جانبی استوانه ای ونیم استوانه ای نسبت به سایر سرریزهای از جمله لبه پهن افزایش می یابد که این افزایش تا 57 درصد هم مشاهده گردید و مشخص شد که با افزایش بار آبی در بالا دست سرریز ضریب دبی افزایش می یابد. لذا نتیجه گیری می شود که اجرای سرریزهای استوانه ای و یا نیم استوانه ای به صورت سرریز جانبی در مقایسه با سایر سرریزهای جانبی لبه پهن، ضمن کاهش در طول سرریز، افزایش راندمان هیدرولیکی و کاهش هزینه های اجرایی را به دنبال دارد.

مطالعه تکامل خاک‌ها و تنوع کانی‌های رسی در یک ردیف پستی و بلندی در استان خوزستان

سیروس جعفری

با هدف بررسی تغییر خصوصیات خاک ها در یک ردیف پستی و بلندی مطالعه ای در استان خوزستان انجام شد. برای این منظور در امتداد شمالی جنوبی استان، خاکرخ هایی در اراضی مجاور رودخانه کارون حفر و خصوصیات این خاک ها تعیین شد. نتایج نشان داد که بافت خاک از بخش های شمالی به سمت جنوب با تغییرات تدریجی روبه سنگینی است. در اراضی پست، تکامل خاک به تشکیل افق سالیک و در برخی موارد تشکیل رنگدانه محدود شده است. علی رغم سطح بالای آب زیرزمینی در برخی از اراضی، به دلیل شوری زیاد گلی یا رنگدانه ها ملاحظه نشد. در بخش هایی از این اراضی با زه کشی نسبتاً مناسب، آهک از سطح شسته و در عمق تجمع یافته بود. در این خاک ها تشکیل افق کلسیک با درجات توسعه متفاوت، حداکثر تکامل خاکرخی خاک منطقه را نشان می دهد. در بخش های میانی منطقه با سابقه کشت و کار بیشتر، تشکیل افق های کمبیک و یا کلسیک نشان از تحول خاکرخی بیشتر خاک دارد. تشکیل این افق علاوه بر بهبود شرایط زه کشی که سبب تسریع در آبشویی شده، به واسطه بهبود رشد موجودات زنده (متأثر از زه کشی) می باشد. وجود رس اسمکتیت در بخش های جنوبی منطقه به انتقال این رس از قسمت های بالادست در اثر جریان های سیلابی مربوط می گردد که در اثر فرآیندهای انتشار و رسوب به دلیل اندازه بسیار ریز در این خاک ها در همه افق ها تجمع یافته است. رس پالی گورسکایت در برخی از خاک ها به دلیل شرایط مناسب زه کشی و آبیاری شدید از خاکرخ خاک حذف شده و یا میزان آن به حداقل رسیده است. با این وجود کانی های رسی کلریت، اسمکتیت، ایلیت و کوارتز نیز در اندازه رس در این اراضی ملاحظه شد.

کاربرد سامانه پشتیبانی تصمیم‌گیری در مکان‌یابی پخش سیلاب (مطالعه موردی: حوزه آبخیز ایور استان خراسان شمالی)

حمید علی پور

تعیین مکان های مناسب با دقت و سرعت مورد نیاز جهت پخش سیلاب از اهمیت بسیاری برخوردار است. هدف اصلی این تحقیق تهیه، استفاده و ارزیابی سامانه پشتیبان تصمیم گیری برمبنای تکنیک های GIS و RS به منظور شناسایی و اولویت بندی نواحی مناسب پخش سیلاب، در منطقه مورد مطالعه می باشد. در این مطالعه منطقه مناسب برای پخش سیلاب براساس چهار معیار اصلی، هشت زیر معیار و بیست و چهار شاخص انتخاب گردید در نهایت 5 سناریو تهیه و ارزیابی گردید (یک سناریو بر اساس ارزش نسبی برابر برای 4 معیار، و چهار سناریو بر اساس تفاوت آشکار یکی از معیارهای اصلی). مقایسه میانگین مطلوبیت در بین پنج سناریو نشان دهنده آن است که زیرحوزه 1 در 3 سناریو(ارجحیت نفوذ، ارجحیت کاربرد آب و برابری تمامی معیارهای اصلی) دارای میانگین مطلوبیت بالاتری بوده لذا در میان 2 زیرحوزه در این سناریوها دارای ارجحیت بیشتری نسبت به دیگر زیرحوزه می باشد. از بین 2 زیرحوزه منطقه ایور، با توجه به میانگین مطلوبیت آنها، زیرحوزه 1 و از بین سناریوهای اجرا شده، سناریوی 1 (ارجحیت معیار اصلی نفوذ) به عنوان اولویت اول انتخاب گردیدند. اولویت دوم برای مکان یابی پخش سیلاب متعلق به زیرحوزه 2 و با سناریوی 1 می باشد.

ارزیابی کیفیت شرب آب زیرزمینی شهرکرد بر پایه سیستم اطلاعات جغرافیایی بر پایه‏ یک شاخص

حبیب الله بیگی هرچگانی

به منظور ارزیابی کیفیت شرب آب زیرزمینی شهرکرد براساس یک شاخص کیفیت آب زیرزمینی (GWQI) در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی، مؤلفه‏های pH، EC، TDS (کل جامدات محلول)، TSS (کل جامدات معلق)، کدورت،+2Ca، +2Mg، Na+، K+، Cl- ،-3 HCOو SO42- در 97 حلقه چاه اندازه گیری و سختی کل محاسبه شد. نقشه های مؤلفه ها به روش زمین‏آماری ترسیم شد. این نقشه ها حاکی از کیفیت خوب آب در شمال غربی آبخوان و کاهش کیفیت به طرف جنوب آبخوان بود. پس از نرمال‏کردن نقشه هر مؤلفه و تبدیل به نقشه رتبه و استخراج وزن هر مؤلفه از نقشه رتبه، نقشه شاخص GWQI (با مقادیر عددی بین صفر تا 99) تهیه شد. کیفیت آب زیرزمینی شهرکرد براساس میانگین نقشه شاخص، 84، مناسب بوده و شاخص کیفیت از شمال غرب (87=GWQI) به سمت جنوب کاهش می یابد (80=GWQI). علت این کاهش کیفیت به وجود مراکز صنعتی، دامداری و کشاورزی فشرده، تصفیه‏خانه فاضلاب در جنوب دشت و نیز جهت شمال به جنوب گرادیان هیدرولیکی نسبت داده شد. تحلیل حساسیت به روش حذف تک نقشه ها نشان داد شاخص GWQI در سفره شهرکرد نسبت به TSS و تا اندازه ای Na+ حساس تر است. بنابراین این دو مؤلفه بایستی با دقت و تکرار بیشتری پایش شوند.

ارزیابی کارایی مدل WetSpa در شبیه‌سازی فرسایش و انتقال رسوب معلق در آبخیز طالقان

شهین مرادی پور

ارزیابی رفتار هیدرولوژی و بررسی فرسایش خاک به عنوان یک بحران زیست محیطی، به منظور حفظ امنیت اکولوژیکی حوزه آبخیز در سطح مطلوب، ضرورت دارد. در این تحقیق سعی بر این است که با استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی- مکانی WetSpa، رسوب-گراف آبخیز طالقان را شبیه سازی نموده و از این طریق میزان کارایی مدل جهت پیش بینی فرسایش و رسوب مشخص گردد. نقشه های رقومی پایه و سری های زمانی پیوسته در گام زمانی روزانه ورودی های اصلی مدل می باشند. واسنجی پارامترهای مدل برای 5 سال ابتدای دوره آماری و اعتبارسنجی مدل برای دوره 4 ساله بعدی و با لحاظ کردن دوره سه ماهه آماده سازی (گرم شدن) مدل در آغاز هر دوره انجام شد. نتایج ارزیابی مدل، صحت شبیه سازی دبی جریان را بر اساس معیار نش- ساتکلیف 7/82 درصد در دوره واسنجی و 79 درصد در دوره اعتبارسنجی نشان می دهد. در ادامه به منظور شبیه سازی فرسایش و انتقال رسوب، واسنجی بخش (ماژول) فرسایش و رسوب صورت گرفت. نتایج، معیار نش- ساتکلیف 60 و 64 درصد را به ترتیب برای غلظت و انتقال رسوب معلق نشان داد. نتایج ارزیابی مدلWetSpa در آبخیز طالقان، نشان می دهد مدل مؤلفه های هیدرولوژیک از جمله رواناب و هم چنین کنش خاک توسط قطرات باران و جریان سطحی، هدررفت خاک و غیره را در مکان و زمان با دقت قابل قبول برآورد می کند.

بررسی اثر عمق جایگذاری تیپ و زمان کود‌دهی بر عملکرد سیب‌زمینی در منطقه جیرفت

حسین شکفته

به منظور بررسی اثر عمق های مختلف جایگذاری نوار تیپ در آبیاری قطره ای و زمان کوددهی در طول دوره آبیاری بر عملکرد سیب-زمینی پژوهشی در منطقه جیرفت انجام شد. این تحقیق به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار انجام که عمق جایگذاری نوار تیپ به عنوان کرت اصلی و زمان کوددهی به عنوان کرت فرعی منظور گردید. نتایج نشان داد که عمق جایگذاری بر عملکرد غده، ارتفاع و تعداد ساقه، قطر ساقه و وزن خشک بوته در سطح احتمال یک درصد و بر تعداد غده و وزن تر بوته و طول استولون در سطح پنج درصد معنی دار بود. زمان کوددهی بر عملکرد غده، قطر ساقه، تعداد ساقه و ارتفاع بوته در سطح یک درصد و بر وزن خشک بوته و تعداد غده در سطح پنج درصد معنی دار، و بر صفات دیگر غیر معنی دار بود. اثرات متقابل تیمارها نیز بر عملکرد غده، قطر ساقه و ارتفاع بوته و تعداد غده در سطح یک درصد و بر وزن خشک بوته در سطح پنج درصد معنی دار و بر صفات دیگر غیرمعنی دار بود. با توجه به نتایج، بهترین عمق نوار تیپ برای سیب زمینی، 15 سانتی متر و مناسب ترین زمان کوددهی، اواسط دوره آبیاری است.

تخمین پارامترهای هیدرولیکی خاک‌های دارای اشباع‌شدگی متغیر به‌‌روش مدل سازی معکوس و بهره‌گیری از داده‌های توزیع مجدد رطوبت

وهاب امیری

مدل سازی جریان آب و انتقال مواد محلول در محیط های متخلخل دارای اشباع شدگی متغیر نیازمند اطلاعات تکمیلی و دقیق خصوصیات هیدرولیکی خاک می باشد. خصوصیات هیدرولیکی که در این مطالعه با استفاده از حل معکوس تعیین شده اند هدایت هیدرولیکی غیر اشباع K(h) و تابع نگهداشت آب θ(h) می باشد. در روش حل معکوس فرض می شود که K(h) و θ(h) را همانند پارامترهای انتقال به صورت هم زمان و با استفاده از داده های جریان ناپایدار و به کارگیری آنها در حل معکوس معادلات حاکم بر جریان و انتقال مواد تعیین کرد. به منظور دستیابی به نتایجی واحد، قابل شناسایی و پایدار در موقعیت ها و شرایط مختلف آزمایشی، آزمایش عددی جدید توزیع مجدد مورد ارزیابی و استفاده قرار گرفت. برای مطالعه شکل تابع هدف در حالت کمترین مقدار آن، سطوح پاسخ برای پارامترهای تخمینی تهیه شد. حساسیت خروجی های مدل نسبت به تغییر پارامترهای ورودی نیز محاسبه و تحلیل شد. نتایج آزمایش توزیع مجدد نشان می دهد زمانی که متغیرهای خروجی های مدل به اندازه کافی به پارامترهای بهینه شده حساس نیست عدم یگانگی جواب افزایش می یابد. مقادیر تخمینی پارامترها به بزرگی خطای داده های اندازه گیری شده حساس است. در این آزمایش، تخمین پارامتر بر اساس داده های بار فشار حل یگانه ای را در اختیار قرار می دهد. به دلیل جریان ترجیحی در نمونه، مشاهدات کشش سنجی می تواند نتایج اشتباهی برای حل معکوس مساله مورد نظر ارائه دهد. استفاده از اطلاعات هدایت هیدرولیکی می تواند یگانگی جواب را بیشتر کرده و خطای تخمین پارامترهای تجربی α و n را کاهش دهد. آنالیز حساسیت می تواند ابزار مفیدی برای تعیین زمان بهینه و توزیع موقعیت نقاط مشاهداتی در آزمایش باشد.

تعیین مناطق مستعد آبیاری قطره‌ای با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی در استان خراسان جنوبی

راضیه رمزی

محدودیت منابع آب موجود و بحران های ناشی از کمبود آب مدت هاست که موضوع بحث بسیاری از محافل تخصصی آب می باشد. در شرایط آب و هوایی ایران مشکل اصلی در راه افزایش تولید محصولات کشاورزی، محدودیت منابع آب است. روش های آبیاری قطره ای یک راه حل مناسب جهت استفاده بهینه از منابع آب می باشند، به شرطی که انتخاب، طراحی، اجرا و بهره برداری سیستم آبیاری قطره ای با دقت کافی و به طور اصولی انجام گیرد. در این تحقیق پتانسیل و تناسب اجرای سیستم های آبیاری قطره ای در استان خراسان جنوبی با توجه به شرایط اقلیمی، کیفیت منابع آب زیرزمینی، وضعیت توپوگرافی و مشخصات خاک مناطق مذکور، ارزیابی شده است. بدین منظور کلیه پارامترهای مؤثر در آبیاری قطره ای با استفاده از نرم افزار Arc GIS 9.3 پهنه بندی و کلاس بندی شده و توسط روش میانگین حسابی در AHP تبدیل به یک نقشه شدند که در واقع نقشه نهایی برای مکان یابی سیستم های آبیاری قطره ای در استان بود. با توجه به تحقیق حاضر حدود 50 درصد اراضی استان خراسان جنوبی قابلیت اجرای سیستم آبیاری قطره ای را دارد. در 50 درصد باقیمانده هم به استثنای 9 دشت با اجرای تمهیداتی می توان از سیستم قطره ای استفاده نمود. با این وجود طرح های قطره ای اجرا شده در استان کم بوده و بایستی جهت اطلاع رسانی و سایر اقدامات برای توسعه این سیستم ها در استان تلاش بیشتری صورت گیرد.

مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم توسط رس‌های جداسازی شده از خاک با سیستم‌های مختلف کشاورزی

معصومه پیشگیر

به منظور بررسی مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم توسط رس های جداسازی شده از خاک با سیستم های مختلف کشاورزی، از دو منطقه شمال و جنوب استان خوزستان در شهرستان های شوشتر و آبادان نمونه های خاک از کشت های نیشکر، تناوبی، نخلستان و بایر در عمق های صفر تا 30 و60 -30 سانتی متری نمونه برداری شد. برای مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم به رس های جداسازی شده از 30 نمونه خاک، هم زمان غلظت های کلرید پتاسیم و کلرید آمونیوم (صفر، 50، 100، 200، 400، 600، 800، 1000 میلی گرم بر کیلوگرم) اضافه گردید. نمونه ها به مدت 24 ساعت در شرایط آزمایشگاهی (دمای 20 درجه سلسیوس بدون تکان دادن) نگه داری شد. سپس با استات منیزیم عصاره گیری و مقادیر پتاسیم و آمونیوم قابل جذب تعیین و سپس مقدار پتاسیم و آمونیوم تثبیت شده از تفاوت این مقادیر محاسبه گردید. نتایج مطالعه کانی شناسی با روش پراش پرتو ایکس وجود کانی های رسی کائولینیت، پالی گورسکایت، ایلیت، کلرایت، اسمکتیت و کوارتز را در مناطق مورد مطالعه نشان داد. مقایسه میانگین میزان تثبیت پتاسیم و آمونیوم با آزمون دانکن نشان داد که با افزایش غلظت پتاسیم و آمونیوم، مقدار و درصد تثبیت افزایش یافته است. بیشترین تثبیت پتاسیم و آمونیوم در لایه سطحی رس های خاک اراضی تحت کشت تناوبی شوشتر و برای رس های آبادان در نخلستان بود. مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم نشان داد که در هر دو کاتیون، با افزایش غلظت میزان تثبیت افزایش یافته است ولی افزایش غلظت یکی باعث کاهش میزان تثبیت دیگری و برعکس شده است. هم چنین میزان تثبیت آمونیوم در این مناطق توسط این رس ها بیشتر از پتاسیم بوده است که این امر ممکن است به اثر کانی های رسی اسمکتیت و تثبیت بیشتر آمونیوم توسط این کانی نسبت به کانی های رسی دیگر باشد. نتایج این تحقیق می تواند برای مدیریت کودهای پتاسیمی و آمونیوم دار در اراضی زراعی مورد استفاده قرار گیرد.

اصلاح معادله بیلان حجم برای محاسبه پیشروی جریان آب در جویچه با استفاده از عمق واقعی جریان در مقطع ورودی

رضا لاله زاری

سرعت پیشروی از فاکتورهای مهم در طراحی و شبیه سازی سیستم های آبیاری سطحی به شمار می رود. بیلان حجم یک مدل ساده طراحی و مدیریتی سیستم آبیاری سطحی است که بر پایه معادله پیوستگی ایجاد شده است. در گذشته مدل های بیلان حجم بر این فرض استوار بود که عمق جریان سطحی در بالادست ثابت و برابر با عمق نرمال می باشد که این فرض اولیه امکان بروز خطای معنی دار را در محاسبه پیشروی جریان فراهم می آورد. در این تحقیق مدل بیلان حجم اصلاح شده برای پیش بینی منحنی پیشروی در آبیاری شیاری توسعه یافته است. در مدل پیشنهادی عمق جریان در ابتدای شیار متغیر با زمان و برابر با عمق واقعی جریان در این مقطع در نظر گرفته شد. طول پیشروی پیش بینی شده توسط روش بیلان حجم کلاسیک، بیلان حجم ترکیبی با اینرسی صفر و مدل اصلاح شده بیلان حجم در تحقیق حاضر با داده های مشاهده ای به دست آمده از سه طول شیار 60، 80 و 90 متری مقایسه گردید. شاخص های ارزیابی دقت مدل اصلاح شده را بیشتر از دو مدل دیگر با RMSE به ترتیب 26/9، 37/7 و 76/6 نشان می دهد. آنالیز حساسیت نشان داد که دبی ورودی بیشترین تأثیر را در مدل داشته و مدل ارائه شده در مقایسه افزایش دبی نسبت به کاهش دبی حساسیت ببیشتری دارد.