علوم آب و خاک

تدوین یک مدل فازی بهینه‌سازی الگوی کشت و تخصیص آب بر مبنای تئوری بازی‌های همکارانه، مطالعه موردی: کانال اردبیهشت شبکه آبیاری درودزن فارس

محمدرضا نیکو

در حوضه های آبریز رودخانه ای استراتژی های مختلفی را در سطح حوضه و یا در قسمت های مختلف آن در راستای مدیریت منابع آب می توان به کار گرفت. یکی از این استراتژ ی ها، تخصیص بهینه آب و تعیین الگوی کشت بهینه است. در این مطالعه، یک مدل بهینه سازی تخصیص آب و الگوی کشت بر مبنای تئوری بازی های همکارانه ارائه شده است. به منظور سنجش کارایی مدل، اراضی تحت پوشش یکی از کانال های شبکه آبیاری سد درودزن فارس مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از یک مدل فازی و در نظر گرفتن مقادیر فازی ضرایب و محدودیت ها در تابع هدف، الگوی کشت بهینه و مقادیر آب تخصیص داده شده به آنها تعیین شده است. سپس با تدوین یک مدل بازی همکارانه (مدل بازی کوچک ترین هسته)، براساس ساختار شبکه توزیع آب و تعیین حقابه هر بخش، به تعیین سود حاصل از تشکیل ائتلاف تصمیم گیرندگان و ذینفعان، بازتوزیع منافع و انتخاب بهترین استراتژی در صورت برقراری همکاری پرداخته شده است. نتایج پژوهش نشان می دهد که با تخصیص آب بیشتر به بخش های با پتانسیل تولید بیشتر، سود و بهره وری اقتصادی آب افزایش می یابد. به عنوان مثال مقدار مجموع سودخالص حاصل از شکل گیری ائتلاف اصلی بین بازیکنان 724/9 میلیارد تومان است که این مقدار در صورت عدم شکل گیری ائتلاف 906/8 میلیارد تومان خواهد بود که با توجه به مقدار آب ثابت تخصیص یافته به منطقه در هر دو حالت، افزایش بهره وری اقتصادی آب در صورت برقراری ائتلاف را نشان می دهد.

بررسی وضعیت زرد برگی آهن درختان چنار فضای سبز شهر اصفهان، I: غلظت عناصر معدنی در برگ

حمیدرضا عشقی زاده

به منظور ارزیابی وضعیت زرد برگی درختان چنار فضای سبز شهری اصفهان، شدت زرد برگی ظاهری 73 درخت از مناطق مختلف بر اساس 1: ضعیف (کمتر از 5% برگ ها)، 2: متوسط (کمتر از 50% برگ ها)، 3: شدید (بیشتر از 50% برگ ها)، 4: خیلی شدید (بیش از 95% برگ ها) انتخاب و طی سال های 1387 و 1388 از برگ های کامل (همراه با دمبرگ) دو قسمت بالایی و پایینی هر درخت به صورت جداگانه نمونه برداری انجام شد. سپس برخی ویژگی های شیمیایی برگ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که غلظت آهن برگ های جوان در طی دو سال به ترتیب در بیش از 95 و 71 درصد از درختان، کمتر از حد بحرانی آهن (202 میلی گرم در کیلوگرم) بود. در مورد برگ های مسن نیز، غلظت آهن برگ تمامی درختان کمتر از حد بحرانی (382 میلی گرم در کیلوگرم) بود و این حالت در کلیه درختان چنار با زرد برگی ظاهری کم، نیز مشاهده شد. دامنه غلظت روی برگ در درختان با شدت زرد برگی متفاوت و نیز در برگ های جوان و پیر هر درخت گسترده بوده و تناسبی بین غلظت روی برگ با شدت زرد برگی دیده نشد. در طی دو سال، غلظت روی برگ های جوان به ترتیب در بیش از 92 و 87 درصد درختان و تقریباً غلظت روی تمامی برگ های مسن درختان چنار مورد مطالعه کمتر از حد بحرانی (23 میلی گرم در کیلوگرم) بود. مقایسه غلظت مس با حد بحرانی این عنصر در برگ درختان چنار نیز نشان داد که بیش از 90% برگ های جوان نمونه برداری شده در سال اول و بیش از 98% برگ های جوان نمونه برداری شده در سال دوم و بیش از 90% برگ های پیر نمونه برداری شده در سال اول دارای زیاد بود عنصر مس بودند. مقایسه غلظت فسفر با حدود بحرانی (13/0 %) این عنصر نشان داد که در سال اول حدود 79% و در سال دوم حدود 53% برگ های جوان نمونه برداری شده دارای زیاد بود فسفر بودند. این وضعیت در مورد برگ های پیر کمی تعدیل یافته به شکلی که زیاد بود فسفر در سال اول در برگ های پیر مشاهده نشد و در سال دوم نیز تنها حدود 29% از نمونه ها دارای غلظت های زیادتر از حد بحرانی فسفر بودند.

آنالیز آماری آلودگی فلزات سنگین در گرد و غبار اتمسفری استان کرمانشاه

شهاب احمدی دوآبی

فلزات سنگین موجود در گرد و غبار هوا قادرند مستقیماً از طریق بلع و تنفس وارد بدن انسان شوند و یا از طریق ریزش های جوی به سطح زمین برسند و پس از آلودگی منابع آب و خاک و ورود به ساختار گیاهان از طریق آب و غذا وارد بدن شوند. هدف از این تحقیق، بررسی غلظت فلزات سنگین و شناسایی منابع احتمالی آن در گرد و غبار استان کرمانشاه بود. 49 نمونه گرد و غبار از شهرستان های کرمانشاه، سنقر، گیلان غرب، قصرشیرین، صحنه، سرپل ذهاب، کنگاور، پاوه و جوانرود طی فصل بهار 1392 جمع آوری شد. غلظت فلزات روی، مس، نیکل، کروم، منگنز و آهن بعد از عصاره گیری با ترکیب اسید کلریدریک و اسید نیتریک غلیظ (نسبت 3:1) تعیین شد. میانگین غلظت روی، مس، نیکل، کروم، منگنز و آهن به ترتیب 3/182، 6/48، 3/115، 9/73، 1/428 و 23161 میلی گرم در کیلوگرم بود. برای شناسایی آلاینده های گرد و غبار با منشأ احتمالی انسانی و طبیعی از آنالیزهای همبستگی، مؤلفه های اصلی و خوشه ای و برای شناسایی اثرات احتمالی فعالیت های انسانی بر غلظت فلزات سنگین از فاکتور غنی سازی استفاده شد. نتایج نشان داد که غلظت فلزات در گرد و غبار به جز برای آهن و منگنز در مقایسه با خاک های جهان بالاتر بود. روی، مس، نیکل و کروم عمدتاً منشأ انسانی و آهن و منگنز منشأ طبیعی دارند. روی و مس عمدتاً از منابع ترافیکی و تا حدودی از منابع صنعتی و نیکل و کروم از منابع صنعتی، فرآیندهای احتراق همراه با منابع ترافیکی مشتق شده اند. همچنین نتایج فاکتور غنی سازی نشان داد که غنی سازی برای منگنز و کروم متوسط و برای روی، مس و نیکل قابل توجه بود. با توجه به نتایج مطالعه، شناسایی و کنترل منابع آلاینده هایی چون فلزات سنگین در گرد و غبار به منظور پیشگیری از آلودگی ناشی از آنها نیازمند توجه بیشتر می باشد.

بررسی اثر تغییر مقیاس مکانی در برآورد سیلاب مطالعه موردی: حوزه آبخیز جاماش- استان هرمزگان

محمد کمانگر

در دهه های اخیر، برنامه های کاربردی مدل سازی رقومی هیدرولوژیکی، ژئومورفولوژیکی، خاک شناسی و تحقیقات زیست شناسی همراه با کمک پیشرفت سریع سیستم اطلاعات جغرافیایی افزایش پیدا کرده است. مدل های هیدرولوژیک به تغییر در مقادیر ورودی به مدل حساس هستند، لذا تغییر پیکسل سایز داده های ورودی مقادیر خروجی مدل ها را تحت تأثیر قرار می دهد و نتایج معنی دار متفاوت تولید می کنند. در این تحقیق با استفاده از نقشه های توپوگرافی با مقیاس مکانی 1:25,000 و 1:50,000 و با انتخاب ده پیکسل سایز (10، 15، 20، 25، 30، 50، 75، 80، 100 و 200) و همچنین با استفاده از نرم افزار های Arc GIS و HEC-HMS، مقادیر خروجی مدل در برآورد دبی اوج سیلابی حوزه آبخیز جاماش در استان هرمزگان موردبررسی قرارگرفته اند. نتایج تحقیق حاکی از آن است که دقت دبی های اوج محاسبه شده توسط مدل HEC-HMS در نقشه با مقیاس مکانی 1:50000 بیشتر از دقت دبی های اوج محاسبه شده توسط مدل در نقشه با مقیاس مکانی 1:25000 است. همچنین دقت دبی های اوج محاسبه شده در پیکسل سایزهای کوچک تر (20 الی 50) بیشتر از پیکسل سایزهای بزرگ تر است.

مقایسه روش‌های k نزدیک‌ترین همسایگی و شبکه عصبی مصنوعی برای پهنه‌بندی رقومی شوری خاک در منطقه چاه ‌افضل اردکان

شمس الله ایوبی

استفاده از داده های کمکی رقومی و ارتباط آنها با داده های مشاهداتی صحرایی از طریق روش های کامپیوتری که اصطلاحاً نقشه برداری رقومی خاک خوانده می شود، نسبت به روش های سنتی نقشه برداری خاک قابل اعتمادتر و کم هزینه تر است. بنابراین در مطالعه حاضر، از مدل های شبکه عصبی مصنوعی و k نزدیک ترین همسایگی جهت پیش بینی مکانی شوری خاک در منطقه ای خشک به وسعت 700 کیلومتر مربع در شمال شهرستان اردکان استفاده گردید. در این منطقه براساس روش شبکه بندی منظم 180 نمونه خاک مشخص شده و سپس نمونه برداری و خصوصیات فیزیکی- شیمیایی خاک اندازه گیری شدند. متغیرهای محیطی استفاده شده در این مطالعه شامل پارامترهای استخراج شده از مدل رقومی ارتفاع، داده های تصویر ETM⁺ ماهواره لندست و هدایت الکتریکی ظاهری (اندازه گیری شده توسط دستگاه هدایت گر الکترومغناطیس) بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل k نزدیک ترین همسایگی دارای دقت بیشتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی به منظور پیش بینی شوری خاک است. به طوری که این مدل به خوبی توانسته ارتباط قوی بین داده های شوری خاک و اطلاعات محیطی برقرار کند. مجموع ریشه مربعات خطا و ضریب تبیین مدل k نزدیک ترین همسایگی به ترتیب 73/18 و 92/0 است. نتایج نشان داد که برای پیش بینی شوری خاک، هدایت الکتریکی ظاهری، شاخص های سنجش از دور و شاخص خیسی مهم ترین پارامترها بودند.

بررسی روند زمانی و مکانی تغییر پارامترهای کیفی آب دشت کاشان با استفاده از روش‌های زمین آمار

سیدهادی صادقی

امروزه با افزایش جمعیت و نیاز آبی در بخش های مختلف کشاورزی، صنعت، شرب و بهداشت فشار زیادی به منابع آب زیرزمینی وارد شده است. تغییر کیفیت آب های زیرزمینی و شور شدن منابع آب در حال حاضر خطر بزرگی در راه توسعه، به خصوص در اراضی خشک و فراخشک می باشد. هدف از این مطالعه، بررسی روند تغییرات کیفی آب های زیر زمینی دشت کاشان طی یک دوره 12 ساله (1392-1381) با بهره گیری از روش های زمین آمار و طبقه بندی دیاگرام شولر و ویل کوکس می باشد. بدین منظور با استفاده از نرم افزار Export Choice هر یک از پارامترهای مؤثر براساس تأثیرشان بر تغییرات کیفیت آب وزندهی شدند. سپس، از میانگین وزنی پارامترها برای پهنه بندی کیفیت آب شرب و کشاورزی استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین روش های زمین آماری استفاده شد، روش کریجینگ دایره ای عملکرد قابل قبول تری براساس ضریب همبستگی دارد. در بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب به روش دیاگرام شولر و ویلکوکس نتایج حاکی از روند کاهشی کیفیت آب شرب و کشاورزی در منطقه مورد مطالعه است. به طوری که سالانه 75/1 کیلومتر مربع از آب شرب با کیفیت خوب طی سال های 1392-1381 کاسته شده و با آب با کیفیت متوسط یا نامناسب جایگزین شده، همچنین این کاهش در بخش کشاورزی چشمگیرتر بوده به گونه ای که بین سال های 1388-1381سالانه 06/11 کیلومتر از آب های با کیفیت مناسب کم شده و در پایان سال 88 میزان این آب در منطقه به صفر رسیده است.

مقایسه اطلاعات بارش ماهواره‌ای PERSIANN و TRMM-3B42 V7 با مشاهدات ایستگاه‌های زمینی (مطالعه موردی: حوضه گرگان‌رود)

کیومرث ابراهیمی

بارش یک پارامتر مهم در چرخه هیدرولوژی بوده و کمبود داده های آن از بزرگ ترین مشکلات در تحلیل های اقلیمی و هیدرولوژیک است. لذا، محققین استفاده از تصاویر ماهواره ای حاصل از سنجش از دور را به عنوان یکی از راهکارهای عملی به منظور تخمین بارش مطرح کرده اند. در این مقاله، به ارزیابی اطلاعات بارش ماهواره ای PERSIANN و TRMM-3B42 V7 در حوضه گرگانرود پرداخته شده است. بدین منظور، از اطلاعات بارش روزانه ایستگاه های تمر، رامیان، بهلکه داشلی، سد گرگان، غفارحاجی و فاضل آباد طی سال های آبی 83-1382 تا 86-1385 استفاده شد. شاخص های ارزیابی برای مقیاس های زمانی روزانه، ماهانه و فصلی محاسبه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد اگرچه PERSIANN و TRMM-3B42 V7 در مقیاس روزانه دقت کافی ندارند، ولی در مقیاس های ماهانه و فصلی با قیاس نتایج مطالعات مشابه، از دقت مناسبی برخوردارند. بیشترین همبستگی بین اطلاعات این دو پایگاه و داده های مشاهداتی در مقیاس های زمانی روزانه و ماهانه برای TRMM-3B42 در ایستگاه های سد گرگان و بهلکه داشلی به ترتیب برابر 397/0 و 404/0 مشاهده شد. در مقیاس فصلی همبستگی داده های مشاهداتی در فصل زمستان با PERSIANN و در بقیه فصل ها با TRMM-3B42 بیشتر است. همچنین، نتایج نشان می دهد اگرچه TRMM-3B42 همبستگی بیشتری را با داده های مشاهداتی دارد، اما PERSIANN در آشکارسازی تعداد روزهای بارانی نتایج بهتری را ارائه کرده است.

پیش‌بینی زمانی و مکانی سطح آب زیرزمینی با استفاده از مدل ترکیبی سری زمانی- زمین

عبدالله طاهری تیزرو

برای آگاهی از وضع نوسانات سطح آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک، لازم است پیش بینی دقیقی از نوسانات انجام شود. سری های زمانی به عنوان مدل خطی جهت تولید داده های سطح آب مصنوعی و پیش بینی آینده سطح ایستابی آبخوان کاربرد دارد. به کمک نرم افزار 17 MINITAB و با استفاده از داده های ماهانه به مدت20 سال (1390-1370) عمق سطح آب زیرزمینی 25 حلقه چاه مشاهده ای، مدل های سری زمانی هریک از چاه ها انتخاب گردید و پیش بینی زمانی 5 ساله صورت گرفت. داده های پیش بینی شده عمق سطح آب زیرزمینی به داده های تراز سطح آب زیرزمینی تبدیل شدند و با استفاده از نرم افزارهای ARCGIS10 و GS+5.1.1، تحلیل و سپس روش کریجینگ معمولی با واریوگرام کروی جهت درون یابی تراز سطح آب زیرزمینی انتخاب گردید. پیش بینی مکانی 5 ساله انجام گرفت و نقشه های پیش بینی مکانی و پیش بینی افت تراز سطح آب زیرزمینی ترسیم شدند. نتایج به دست آمده از پیش بینی تراز سطح آب زیرزمینی دشت برای 5 سال آینده، نشان داد که مساحت تحت پوشش دو بازه تراز سطح آب زیرزمینی 1140-1100 متر و 1180-1140متر، روند افزایشی و مساحت تحت پوشش سه بازه 1220-1180 متر، 1260-1220 متر و 1300-1260 متر، روند کاهشی خواهد داشت. هچنین با توجه به نقشه پیش بینی افت 5 ساله تراز سطح آب زیرزمینی دشت، بیشترین رقوم افت تراز سطح آب زیرزمینی به میزان 16 متر برای نواحی قاسم آباد بزرگ واقع در شمال شرق و مرکز دشت و کمترین رقوم افت تراز سطح آب زیرزمینی به میزان تقریباً 5/0 متر برای اراضی محمدآباد افخم الدوله واقع در قسمت پایاب دشت پیش بینی گردید.

بهترین ترکیب وزنی شاخص‌ها در بهره‌برداری بهینه از کانال‌های آبیاری با استفاده از روش SA و کاربرد روش مجانب در اعتبارسنجی آن

سید اسداله محسنی موحد

در مدل شبیه سازی- بهینه سازی ICSSDOM، الگوریتم بهینه سازی SA با مدل شبیه سازی هیدرودینامیکی ICSS تلفیق شده و قابلیت وزن دهی به شاخص ها نیز درنظر گرفته شده است. در این تحقیق با استفاده از مدل مذکور ارزیابی عملکرد کانال ₅S-L-R از شبکه آبیاری دز در یک دوره ده روزه انجام گرفت و با ارائه یک روش پیشنهادی برای وزن دهی به شاخص ها و گزینه ‎های مختلف آن با استفاده از تحلیل حساسیت پارامتری، تنظیم بهینه دریچه های آبگیر و کنترل به دست آمد و مشخص شد هرگاه ضریب وزنی هر شاخص به صورت نسبت مستقیمی از پتانسیل بهبود آرمانی آن شاخص درنظر گرفته شود، درصد بهبود بیشتر از سایر گزینه های بررسی شده می باشد. ضمناً با آزمون سازگاری، به لحاظ تاثیر متقابل شاخص ها در تابع هدف، سازگاری این روش وزن دهی با مسئله مورد نظر اثبات شده است. از لحاظ آماری نیز کافی بودن داده های این ده روز تایید شد. اعتبارسنجی نتایج مدل با روش ریاضی مجانب نشان داد نتایج مدل با 6% خطا معتبر می باشند. به عنوان مثال در روز اول براساس گزینه سوم (گزینه برتر)، بازشدگی بهینه برای پنج دریچه آبگیر و یک دریچه کنترل بین 9/3 تا 7/14 سانتی متر است. در این شرایط، تحویل بهینه بین 46 تا 178 لیتر در ثانیه است.

پهنه‌بندی اراضی مستعد پخش سیلاب با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی(مطالعه موردی: جنوب دشت کاشان)

امیررضا کشتکار

کمبود بارندگی و همچنین نزول بارش هایی با شدت نسبتاً زیاد در مدت کوتاه از ویژگی های مناطق خشک دنیا ازجمله ایران است که به وقوع سیلاب های عظیم و مخرب که هرساله موجب بروز خسارات جانی و مالی فراوان می باشد، منجر می گردد. مشکل کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا باعث شکننده شدن شرایط زیستی در این مناطق شده است. باتوجه به کاهش مداوم میزان سرانه آب و اهمیت تأمین غذایی افراد جامعه، ضروری است که آب های سطحی به کمک روش هایی از جمله سد سازی و یا روش های تغذیه مصنوعی مهار گردند. در این تحقیق، هفت عامل شیب، نفوذپذیری سطحی، قابلیت انتقال آب در آبرفت، کیفیت آبرفت، کاربری اراضی، حجم رواناب و ضخامت لایه هوادار به عنوان عوامل مؤثر در مکان یابی مناطق مستعد پخش سیلاب و تغذیه مصنوعی جنوب دشت کاشان درنظر گرفته شدند. پس از تهیه لایه های رقومی موردنظر، با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی وزن هرکدام از معیارها تعیین گردید. در نهایت نقشه های وزندار حاصل و با یکدیگر ادغام و نتایج آن نشان داد که پارامتر کاربری اراضی با وزنی معادل 22% بیشترین وزن را به خود اختصاص داده و به عنوان اولویت های اول در مکان یابی پخش سیلاب مطرح گردید. پارامترهای حجم رواناب، نفوذپذیری، شیب، عمق لایه هوادار، ضریب انتقال و کیفیت آبرفت به ترتیب اولویت های دوم تا هفتم را به خود اختصاص دادند.

ارزیابی راه‌های حل تعارض رودخانه زاینده‌رود از دیدگاه کشاورزان و ذی‌مدخلان

علی یوسفی

آب به عنوان یک عامل محدود کننده در شکل دهی و تکوین فرهنگ و تمدن ایرانی، نقش تعیین کننده ای داشته است. با توجه به کمبود آب و تنوع مصرف کنندگان، بروز تعارض در حوضه رودخانه ها قابل پیش بینی است. حل تعارض، روش ها و فرآیندهایی مؤثر در تسهیل و پایان دادن مسالمت آمیز به یک تعارض از راه ارتباطات فعال درباره طرز تفکرشان و علل اختلافات و همچنین مداومت در مذاکره جمعی را شامل می شود. در حال حاضر، رودخانه زاینده رود دچار کم آبی شدیدی شده است. هدف این بررسی، ارزیابی راه های حل تعارض رودخانه زاینده رود از دیدگاه کشاورزان و ذی مدخلان می باشد. جامعه آماری این مطالعه را کشاورزان حوضه زاینده رود در دو استان اصفهان و چهارمحال و بختیاری (ذی نفعان) و همچنین کارکنان معاونت حفاظت و بهره برداری آب منطقه ای و جهاد کشاوری دو استان (ذی مدخلان) تشکیل می دهند. حجم نمونه مورد بررسی کشاورزان با استفاده از اطلاعات به دست آمده از پیش آزمون و فرمول کوکران، 171 نفر تعیین گردید و ذی مدخلان تمام شماری شدند. داده های مورد نیاز از طریق مصاحبه حضوری و با استفاده از پرسشنامه ساخت یافته گردآوری شده، روایی صوری و پایایی آن نیز به ترتیب با استفاده از نظرات کارشناسان و ضریب آلفای کرونباخ (871/0) تأیید گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که مهم ترین عوامل به وجود آورنده تعارض رودخانه از نظر جامعه آماری پژوهش به ترتیب، کاهش بارش، افزایش استفاده آب در صنعت و افزایش مصارف سایر استان ها می باشد. همچنین، ایجاد شرایط بازگو کردن نظرات به صورت آزادانه، پادرمیانی و مذاکره مؤثرترین راه حل های تعارض از نظر جامعه آماری است. از سویی، در شرایط فعلی، کشاورزان (ذی نفعان) توسل به زور و ذی مدخلان مذاکره را مناسب ترین راه حل تعارض می دانند.

ارزیابی و مقایسه روش‌های مختلف تخمین پارامترهای نفوذ در سیستم‌های مختلف آبیاری جویچه‌ای و رژیم‌های مختلف جریان ورودی

وحید رضاوردی نژاد

در این مطالعه، دو دسته از روش های تخمین پارامترهای نفوذ در آبیاری جویچه ای معمولی، یک در میان ثابت و یک در میان متغیر و نیز شرایط با کاهش و بدون کاهش جریان ورودی، ارزیابی و مقایسه گردید. از دسته روش های مبتنی بر داده های مرحله پیشروی جریان، چهار روش متدوال شامل دو نقطه ای الیوت و واکر، یک نقطه ای والیانتزاس، یک نقطه ای میلاپالی و بهینه سازی رودریگز و مارتوس و از دسته روش های مبتنی بر داده های مراحل پیشروی، ذخیره و پسروی، روش بهینه سازی چندسطحی درنظر گرفته شد. جهت شبیه سازی مراحل آبیاری و مقدار نفوذ در هر روش، از مدل آبیاری سطحی WinSRFR استفاده شد. به منظور ارزیابی روش های مختلف، از 13 سری داده صحرایی حاصل از دو مطالعه موردی در مناطق کرج و ارومیه استفاده گردید. مطابق نتایج، روش بهینه سازی چندسطحی برای هر سه سیستم جویچه ای معمولی، یک در میان ثابت و یک در میان متغیر، مراحل پیشروی، پسروی، نفوذ و رواناب را با دقت بالا پیش بینی کرد. روش بهینه سازی چندسطحی برای روش جویچه ای معمولی نسبت به روش های یک در میان ثابت و یک در میان متغیر، عملکرد دقیقتری در پیش بینی مراحل پیشروی و پسروی داشت و متوسط ریشه میانگین مربعات خطای (RMSE) تخمین پیشروی برای این سه روش آبیاری به ترتیب 37/1، 8/1 و 57/1 دقیقه و تخمین پسروی به ترتیب 76/3، 5 و 03/3 دقیقه محاسبه گردید. در آزمایشات با کاهش دبی نیز بهینه سازی چندسطحی روش دقیق در پیش بینی پیشروی و پسروی بود و متوسط RMSE پیشروی و پسروی برای شرایط کاهش جریان به ترتیب 57/3 و 13/2 دقیقه و بدون کاهش جریان به ترتیب 8/3 و 3/1 دقیقه به دست آمد. روش بهینه سازی چندسطحی در فاز ذخیره نیز عملکرد دقیق تری نشان داد. متوسط خطای نسبی (RE) تخمین رواناب در آزمایشات جویچه ای معمولی، یک در مـیان ثابت و یک در میان متغیر به ترتیب 5/0، 4/0 و 4/0 درصد به دست آمد. متوسط خطای نسبی برآورد رواناب روش بهینه سازی چندسطحی، در شرایط کاهش دبی و بدون کاهش دبی به ترتیب 85/1 و 85/0 درصد محاسبه شد که نشان می دهد برای حالت بدون کاهش دبی نسبت به حالت کاهش دبی، عملکرد دقیق تر دارد. به این ترتیب جهت تخمین پارامترهای نفوذ در آبیاری جویچه ای، استفاده از داده های تمام مراحل آبیاری، عملکرد بهتر در پیش بینی مراحل آبیاری و اجزای بیلان آب دارد.

بررسی و پیش‌بینی تغییرات مکانی ماده آلی و عناصر فسفر و پتاسیم خاک، مطالعه موردی: دشت شمالی ارومیه

مژگان ایوبی

این تحقیق با هدف بررسی تغییرات مکانی عناصر غذایی پرمصرف خاک شامل فسفر و پتاسیم و ماده آلی با استفاده از روش های مختلف زمین آماری در برآورد مقادیر این عناصر در تهیه نقشه های پراکنش مکانی آنها برای توزیع مناسب کود در دشت ارومیه می باشد. وجود تغییرات مکانی در عناصر غذایی خاک امری طبیعی است، که شناخت این تغییرات دراراضی کشاورزی جهت برنامه ریزی دقیق و مدیریت اجتناب ناپذیر می باشد و آگاهی از این امر برای افزایش سودآوری و مدیریت در کشاورزی پایدار ضروری است. لذا برای برآورد تغییرات این عناصر در نقاط نمونه برداری نشده، از روش های کریجینگ، فازی کریجینگ، کوکریجینگ و میانگین متحرک وزندار در محیط GS⁺ استفاده شد. در این تحقیق برای فازی سازی داده ها از نرم افزار MATLAB و برای تهیه نقشه های نهایی از نرم افزار GIS استفاده شد. برای مقایسه این روش ها معیارهای MAE ،MBE وRMSE به کار گرفته شد که نتایج به دست آمده نشان داد روش تلفیقی منطق فازی با مقادیر میانگین خطای کمتر برای عناصر فسفر، پتاسیم و ماده آلی که به ترتیب برابر با 17/0، 18/0 و 18/0 به دست آمد، به عنوان روش برتر می باشد که براساس این روش نقشه های پهنه بندی برای فسفر، پتاسیم و کربن آلی در محیط GIS تهیه گردید.

مدل‌سازی مدیریت کوددهی نیتروژن در مزارع نیشکر تحت پوشش سیستم‌های زهکشی با استفاده از رویکرد پویایی سیستم

جهانگیر عابدی کوپایی

در این پژوهش، از یک مدل جامع شبیه سازی چرخه آب و دینامیک نیتروژن شامل تمام فرآیندهای مهم تغییر و تبدیلات نیتروژن شامل انحلال کود، نیترات زایی، نیترات زدایی، تصعید آمونیوم، معدنی شدن، عدم تحرک و همه مهم ترین فرآیندهای انتقال نیتروژن شامل برداشت نیتروژن توسط گیاه، جذب آمونیوم توسط ذرات خاک، جریان روبه بالا، تلفات رواناب سطحی و تلفات ناشی از زهکشی، برای مدل سازی مدیریت کود در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی به روش رویکرد پویایی سیستم استفاده شد. جهت ارزیابی مدل از داده های جمع آوری شده از سایت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی با سیستم زهکشی و آب زیرزمینی کم عمق واقع در استان خوزستان استفاده گردید. تجزیه و تحلیل آماری بین مقادیر مشاهده ای و شبیه سازی شده نشان داد که میانگین ریشه مربعات خطا (RMSE) برای تعیین دقت شبیه سازی غلظت نیترات و آمونیوم در زه آب خروجی به ترتیب 73/1 و 48/0 میلی گرم بر لیتر است. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین متغیرهای مشاهده شده و شبیه سازی وجود دارد. نه سناریوی کوددهی در سطوح مختلف کود اوره شامل یک سناریوی 400 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 350 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 325 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 300 کیلوگرم در هکتار، یک سناریوی 280 کیلوگرم در هکتار و یک سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار برای مزرعه مدل سازی گردید. نتایج مدل سازی نشان داد که سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار دارای بیشترین راندمان مصرف نیتروژن به مقدار 3/52 درصد و کمترین تلفات نیتروژن شامل نیترات زدائی، تصعید آمونیوم و تلفات زهکشی به ترتیب برابر 82/17، 16/7 و 59/92 کیلوگرم در هکتار می باشد. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش مصرف کود اوره از مقدار 210 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش مجموع تلفات نیتروژن و کاهش راندمان مصرف نیتروژن می شود. از این مدل می توان برای مدیریت کود و کنترل غلظت نیترات وآمونیوم زه‏آب برای جلوگیری از آسیب های زیست محیطی به منابع پذیرنده این زه‏آب ها استفاده نمود. همچنین، روش پویایی سیستم به عنوانی روشی کارآمد، قابلیت شبیه سازی سیستم پیچیده آب- خاک- گیاه- زهکش را دارد.

بررسی برخی عوامل مؤثر برکربن آلی خاک درحوزه آبخیز زیلبرچای

لیلا کاشی زنوزی

در این تحقیق تأثیر درجه حرارت، تبخیر و تعرق، بارندگی، جهت دامنه و طبقات ارتفاعی، بافت و اسیدیته خاک بر درصد کربن آلی در دو عمق 15 و 45 سانتی متری خاک مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج آزمون t جفتی نشان داد اختلاف معنی داری بین مقادیر اندازه گیری شده در دوعمق خاک وجود دارد. پس از تهیه داده های مورد نیاز و پردازش آنها و حذف داده های پرت، نقشه های پایه مربوط به هریک از لایه های اطلاعاتی، توسط نرم افزار Arc GIS9.3 به دست آمدند و سپس با روی هم گذاری نقشه ها اطلاعات مربوط به یکدیگر جفت شدند. ضرایب همبستگی پیرسون بین عوامل مورد نظر نشان دادند که در عمق 15 سانتی متری خاک ، مقادیر کربن آلی با دو عامل محیطی شامل دما و ارتفاع در سطح 01/0 همبستگی دارد. همچنین نتایج آنالیز آماری حاصل از انجام تجزیه مؤلفه های اصلی (PCA) نشان دادند که عوامل درجه حرارت، تبخیر، درسطح یک درصد و میزان لای و رس خاک، در سطح پنج درصد بر مقدار کربن آلی خاک تأثیرگذار هستند. محورهای اول، دوم و سوم با مقادیر ویژه 98/4، 78/3 و 92/1 به ترتیب 33/0، 25/0 و 13/0 درصد از تغییرات همبستگی بین مقادیر کربن آلی و داده های محیطی را توجیه نمودند.