علوم آب و خاک

ارزیابی غلظت نیترات خاک، آب آبیاری و غده سیب‌زمینی در مزارع با مساحت های مختلف در شهرستان فریدن استان اصفهان

حمید رضا عشقی زاده

به منظور بررسی آلودگی نیترات (آب، خاک و غده) در مزارع کوچک (کمتر از 5/0 هکتار)، متوسط (1- 5/0 هکتار) و بزرگ (بالاتر از 1 هکتار) سیب زمینی شهرستان فریدن در استان اصفهان پژوهشی به صورت میدانی در سال زراعی 92-1391 اجرا شد. برای این منظور مقادیر نهاده های مصرفی و عملکرد غده سیب زمینی در هر مزرعه جمع آوری و ثبت شد. همچنین قبل از شروع کاشت و پس از برداشت محصول غلظت نیترات خاک و آب آبیاری و نیز غلظت نیترات غده های سیب زمینی تولید شده اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که میانگین غلظت نیترات خاک پیش از شروع کاشت در مزارع کوچک، متوسط و بزرگ به ترتیب 3/16، 4/17 و 9/19 و پس از برداشت محصول به ترتیب 3/10، 3/13 و 3/23 میلی گرم بر کیلوگرم خاک بود. پیش از کاشت محصول میانگین غلظت نیترات آب آبیاری در مزارع کوچک، متوسط و بزرگ، به ترتیب 3/36، 1/27 و 5/19 و پس از برداشت محصول به ترتیب 6/47، 1/ 33 و 4/16 میلی گرم در لیتر بود. پس از برداشت محصول، غلظت نیترات آب آبیاری 87 درصد از مزارع کوچک و 85 درصد از مزارع متوسط از حد بحرانی نیترات آب آبیاری (45 میلی گرم در لیتر) بیشتر بود، ولی غلظت نیترات آب آبیاری مزارع بزرگ در محدوده مجاز قرار داشت. میانگین غلظت نیترات در غده های تولیدی مزارع بزرگ سیب زمینی نسبت به سایر مزارع کمتر بود. همچنین غلظت نیترات غده های سیب زمینی تحت تاثیر نوع رقم قرار داشت و کمترین غلظت نیترات غده در رقم دیررس و دارای عملکرد بالای سیب زمینی (آگریا) مشاهده شد.

مهم ترین ویژگی های شیمیایی و فیزیکی گرد و غبار اتمسفری شهر کرمان

حسین خادمی

پدیده گرد و غبار یکی از مخاطرات اقلیمی و زیست محیطی مهم در مناطق خشک تا نیمه خشک جهان می باشد. این مطالعه جهت بررسی برخی از مهم ترین ویژگی های گرد و غبار اتمسفری شهر کرمان بعنوان یکی از شهرهای مهم مناطق خشک کشور با پتانسیل بالای تولید گرد و غبار انجام شده است. از اردیبهشت تا آبان ماه 1391، در 35 نقطه شهر کرمان و با استفاده از تله های شیشه ای، از گرد و غبار بصورت ماهانه نمونه برداری انجام شد. همچنین، جهت مقایسه نتایج گرد و غبار اتمسفری با خاک منطقه، 60 نمونه مختلف خاک سطحی از مناطق برون شهری و 35 نمونه مختلف خاک درون شهری تهیه گردید. سپس برخی ویژگی های شیمیایی و فیزیکی از جمله pH، هدایت الکتریکی در عصاره 1:2 آب به نمونه، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل و نیز توزیع اندازه ذرات در نمونه های گرد و غبار و خاک تعیین شد. نتایج این تحقیق نشان داد که میزان خصوصیات شیمیایی بررسی شده در نمونه های گرد و غبار بسیار بیشتر از میزان نمونه های خاک است و این احتمال داده می شود که ذرات گرد و غبار در اتمسفر کرمان از خاک های شور و قلیایی و آهکی اطراف کرمان منشا می گیرند. نتایج به دست آمده از توزیع اندازه ذرات گرد و غبار نیز حاکی از آن است که ذرات گرد و غبار جمع آوری شده در این مطالعه از منابع منطقه ای در فاصله متوسط تا زیاد تشکیل شده است. با توجه به اینکه خصوصیات شیمیایی مورد مطالعه در گرد و غبار طی ماه های مختلف تا حدی تغییر مینمایند این موضوع بیان گر تغییر منابع انسانی و طبیعی تولید گرد و غبار در طی فصول مختلف است. با توجه به نتایج به دست آمده لازم است با مدیریت مناسب تولید گرد و غبار و ورود آن به شهر کرمان کنترل گردد.

اثر بیوچار تهیه شده از کود مرغی بر فراهمی زیستی و بازیابی فسفر در یک خاک آهکی

عبدالمجید رونقی

این آزمایش به منظور بررسی اثر کود مرغی و بیوچارهای تهیه شده از آن بر روند فراهمی زیستی و بازیابی فسفر در یک خاک آهکی اجرا شد. تیمارها ترکیبی از چهار سطح فسفر (صفر،30، 60 و 90 میکروگرم در گرم خاک) و پنج سطح ماده آلی (شاهد، کود مرغی و بیوچارهای تهیه شده از آن در دمای 200، 300 یا 400 درجه سلسیوس) بود. مواد آلی به میزان 2% وزنی با 400 گرم خاک مخلوط و به مدت 150 روز خوابانده شد. فراهمی زیستی فسفر در خاک در 8 مرحله مختلف از دوره خواباندن اندازه گیری شد. فراهمی فسفر در خاک های تیمار نشده با ماده آلی کمتر بود و با گذشت زمان نیز کاهش یافت. بازیابی فسفر از کود فسفری در ابتدای دوره خواباندن بیشتر از منابع ماده آلی بود اما با گذشت زمان به شدت کاهش یافت. در خاک های تیمار شده با منابع مختلف مواد آلی با گذشت زمان فراهمی زیستی فسفر و بازیابی آن افزایش یافت. کاربرد فسفر به همراه مواد آلی میزان بازیابی فسفر را کاهش داد. برهمکنش منفی سطوح بالای فسفر و منابع ماده آلی بر فراهمی فسفر در خاک مشاهده شد. به طور کلی بیوچار300 بیشترین تأثیر را بر تعدیل فراهمی فسفر در خاک داشت.

تأثیر مدیریت کاربرد کود سبز و تیمارهای کود دهی آن بر خصوصیات فیزیکی- شیمیایی و حاصلخیزی خاک

محدثه شمس الدین سعید

گیاهان پوششی، سیستم های خاک ورزی حفاظتی و کودهای آلی نقش مهمی در حفظ یا افزایش کیفیت خاک دارند. به منظور ارزیابی اثرات ترکیبی این تکنیک ها بر کیفیت خاک آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، در سه تکرار در سال زراعی 1392-1391، در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان اجرا گردید. نحوه برگرداندن گیاهان پوششی به خاک شامل: کم خاک ورزی (دیسک) و بی خاک ورزی (علف کش گلیفوسیت+ برش) به عنوان عامل اصلی و مدیریت کودی گیاهان پوششی شامل: گیاهان پوششی (گندم، کلزا و نخود) بدون مصرف کود نیتروژن، با مصرف 25 تن در هکتار کود دامی، 75 کیلوگرم کود اوره و تیمار آیش به عنوان عامل فرعی بودند. نتایج نشان داد بیشترین عملکرد عناصر نیتروژن و فسفر و بیوماس گیاهان پوششی به تیمار گندم با مصرف کود اوره تعلق داشت. خصوصیات خاک شامل چگالی ظاهری، اسیدیته، ماده آلی خاک، غلظت عناصر غذایی نیتروژن و فسفر در خاک تحت تأثیر مدیریت کودی و نحوه برگرداندن گیاهان پوششی (به استثنای pH) و مقدار ماده آلی و غلظت عناصر غذایی خاک تحت تأثیر برهمکنش آنها قرار گرفتند. در تیمار گیاه پوششی گندم با کود اوره 53/27 درصد کاهش در چگالی ظاهری، 88/20 درصد افزایش در تخلخل، ماده آلی 4/2 برابر و نیتروژن 5/1 برابر نسبت به تیمار آیش بهترین تیمار بود که اختلاف معنی داری با تیمار گیاه پوششی گندم با کود دامی در تیمار کم خاک ورزی نداشت و بیشترین مقدار فسفر متعلق به گیاه پوششی گندم با کود دامی بود که 5/3 برابر غلظت فسفر در تیمار آیش بود. بنابراین در جهت توسعه پایدار کشاورزی، کاهش مصرف کودهای شیمیایی و حفظ محیط زیست تیمار گیاه پوششی گندم با مصرف کود دامی نحوه برگرداندن کم خاک ورزی در شهر کرمان مناسب خواهد بود.

مدل سازی و ارزیابی پتانسیل حساسیت اراضی نسبت به لغزش با استفاده از مدل های احتمالاتی آنتروپی شانون و وزن شاهد تئوری بیزین‌ (مطالعه موردی: حوضه سرخون کارون)

کورش شیرانی

مدل سازی حساسیت پذیری نسبت به زمین لغزش در تصمیم گیری و برنامه ریزی کاربری زمین خصوصاً در نواحی کوهستانی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف اصلی این پژوهش، مدل سازی و ارزیابی پتانسیل حساسیت زمین نسبت به زمین لغزش با استفاده از مدل های شاخص آنتروپی شانون و وزن شاهد تئوری بیزین می باشد. بدین منظور، در ابتدا با استفاده از تصاویر ماهواره ای و بازدیدهای میدانی، نقاط لغزشی شناسایی و نقشه پراکنش زمین لغزش های حوضه سرخون کارون تهیه گردید. لایه های اطلاعاتی کاریری زمین، شاخص همگرایی، فاصله از جاده، ارتفاع، شاخص رطوبت توپوگرافی، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه، گرادیان شیب، سنگ شناسی، وجه شیب و بارندگی بترتیب اهمیت به عنوان عوامل موثر در وقوع زمین لغزش شناسایی و نقشه های مذکور در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی رقومی گردیدند. از تلفیق متغیرها، مقدار لغزش در هر کلاس عامل و وزن دهی طبقات بر اساس روابط موجود در ‏مدل های آنتروپی شانون و وزن شاهد محاسبه و در نهایت نقشه پهنه بندی حساسیت نسبت به زمین لغزش در دو مدل مذکور ‏حاصل گردیدند. نتایج نقشه های حساسیت نسبت به زمین لغزش حاصل از هر دو مدل نشان می دهد بیش از 70 درصد زمین لغزش های رخ داده در پهنه های‏ حساسیت خیلی زیاد و زیاد که حدود نیمی از سطح حوضه (بیش از 45 درصد) را تشکیل می دهند، قرار دارند. همچنین نتایج حاصل از هر دو مدل متفقاً نشان داد که کاربری زمین، بیشترین تاثیر را در وقوع زمین لغزش داشته است. تفکیک پذیری بین پهنه ها، بر اساس شاخص سطح سلول هسته (SCAI) و نسبت فراوانی (FR)، برای مدل آنتروپی شانون مناسب تر ارزیابی گردید. نهایتاً منحنی عملگر نسبی یا گیرنده (ROC) برای نقشه های حساسیت لغزش ترسیم و سطح زیر منحنی (AUC) آنها محاسبه گردید. نتایج اعتبارسنجی هر دو مدل خیلی خوب برآورد گردید و نشان داد که مدل آنتروپی (AUC=89%) اندکی بهتر از مدل وزن شاهد (AUC=82%) می باشد.

بررسی تغییرات سطح ایستابی و تخلیه زهکشها با سیستم زهکشی پلکانی در خاک مطبق

کاظم اسماعیلی

سیستم زهکشی پلکانی، نوعی سیستم زهکشی زیرزمینی است که در آن خطوط زهکش مجاور هم، در دو عمق متفاوت نصب می شوند. در مدلی که در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه فردوسی مشهد ساخته شد، از یک مخزن مکعب مستطیل به طول 2 متر و عرض و ارتفاع 1 متر از جنس آهن گالوانیزه استفاده گردید. در این مدل، دو ردیف زهکش با فاصله 20 سانتی‏متر از یکدیگر نصب گردید. زهکش‏ها از یک لوله سه جداره به قطر خارجی 16 میلی‏متر و از جنسPVC تهیه شدند. خاک داخل مدل به صورت سه لایه ریخته شد به طوری که یک لایه خاک کم نفوذ پذیربه ضخامت 20 سانتی‏متر و با هدایت هیدرولیکی 15/1 سانتی‏متر بر ساعت در بین دو لایه خاک با نفوذپذیر به ضخامت های30 سانتی‏متر برای لایه زیرین و 20 سانتی‏متر برای لایه بالایی با هدایت هیدرولیکی 55/1 سانتی‏متر بر ساعت قرار گرفت. تعدادی پیزومتر با فاصله 10 سانتی‏متر از یکدیگر در کف مدل نصب گردید. پس از تجهیز مدل به شیرهای قطع و وصل جریان زهکش‏ها، آزمایش ها با یک آبیاری سنگین برای فواصل مختلف بین زهکش‏ها در اعماق 30 و 50 سانتی‏متر صورت پذیرفت و مقادیر ارتفاع سطح ایستابی به عنوان مقادیر مشاهده شده از مدل آزمایشگاهی استخراج گردید. نتایج نشان می دهد در حالتی فاصله زه کش ها 25 سانتی‏متراست حداکثر ارتفاع سطح ایستابی با گذشت زمان به زهکش کم عمق نزدیک می شود و در مدت زمان حدود 24 ساعت به زهکش کم عمق می رسد و از آن زمان به بعد دبی زهکش کم عمق به صفر می رسیده و عملاً این زهکش از کار افتاده و تنها زهکش عمیق به کار خود ادامه می دهد. این مدت زمان برای حالتی که زهکش‏ها در فاصله 35 سانتی‏متری از یکدیگر قرار داشته باشند به 40 ساعت و برای فاصله های 60 و 75 سانتی‏متر به 48 ساعت افزایش می یابد. یافته ها با یک حل تحلیلی (آپادهیایا و چوهان، 2000) مقایسه و تنها در محدوده کمی از پروفیل سطح ایستابی، که بیشتر منطقه بین دو زهکش را شامل می شود، همخوانی داشته و با بیشتر شدن فاصله بین زهکش‏ها، زمان افت سطح ایستابی افزایش می یابد. بیش ترین ناهماهنگی مربوط به شرایط مرزی در محل زهکش عمیق تر بود. چند معادله ی تجربی برای شرایط مرزی و برای زمان های مختلف پیشنهاد شد به طوری که همخوانی قابل قبول گردید. درستی چنین معادلاتی باید برای شرایط متفاوت دیگر بررسی شود.

استفاده از روش رزونانس مغناطیسی هسته 1H و 13C در مطالعه کربن آلی خاک تحت پوشش درختان جنگلی

ماریه نادی

مواد آلی خاک بزرگ ترین منبع کربن آلی در سطح خاک است که نقش بسیار زیادی در برقراری تعادل و پایداری محیط زیست، عناصر موجود در خاک و شرایط اقلیمی دارد. مواد آلی به طور مستقیم و غیر مستقیم بر خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک و در نتیجه حاصلخیزی خاک موثر است. میزان، نوع و ترکیب شیمیایی مواد آلی در خاک های مختلف و در شرایط اقلیمی مختلف، متفاوت است. اجزا مختلف خاک مقدار و ترکیب متفاوتی از مواد آلی را در خود نگهداری می نمایند. در این مطالعه نمونه برداری از سه جنگل بکر، صنوبر و توسکا در استان گیلان، ایران انجام پذیرفت. میزان مواد آلی موجود در نمونه های اصلی و جزء به جزء شده در سه بخش شن، سیلت و رس اندازه گیری شد و با استفاده از روش رزونانس مغناطیسی هسته کیفیت کربن آلی (13C) و هیدروژن (1H) موجود در هر جزء مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصله میزان کربن آلی موجود در نمونه های اصلی در جنگل توسکا بیشترین بود. همچنین از بین سه جزء، رس بیشترین میزان کربن آلی را در خود جای داده بود. نتایج رزونانس مغناطیسی هسته کربن و هیدروژن حضور متفاوت ترکیبات آلیفاتیکی و آروماتیکی در نمونه های مختلف را نشان داد. جنگل بکر بالاترین نسبت کربن آلکیلی به آلکیلی اکسیژن دار و جنگل توسکا بیشترین نسبت کربن آلیفاتیک به آروماتیک را نشان دادند. هر دو نسبت فوق در جزء رس نسبت به دو جزء دیگر بالاتر بود.

نقش بهینه‌سازی کاربری اراضی بر کاهش پتانسیل فرسایش و رسوب با استفاده از مدل برنامه‌ریزی خطی(مطالعه موردی: حوضه چهل‌گزی سنندج)

حسین خالدیان

بهره برداری مناسب از اراضی کشاورزی و منابع طبیعی موجب کاهش فرسایش خاک و افزایش تولید در حوزه های آبخیز می شود. از طرفی، الگوی کاربری اراضی به واسطه افزایش فعالیت های انسان در زمین به منظور برآورد نیازهای مختلف، در حال تغییر است. یکی از روش های مدیریتی برای رسیدن به پایداری تولید و کاهش فرسایش خاک، بهینه سازی کاربری اراضی است. در این تحقیق با استفاده از مدل برنامه ریزی خطی(سیمپلکس) و سامانه اطلاعات جغرافیایی، به بررسی نتایج حاصل از بهینه سازی کاربری اراضی در حوضه چهل گزی سنندج در سه سناریو شامل وضعیت موجود، وضعیت اعمال مدیریت و وضعیت استاندارد اراضی پرداخته شد. پتانسیل فرسایش با استفاده از مدل MPSIAC در اراضی آبی65/1، اراضی دیم 31/3، مرتع 64/3، باغ 49/1 و متوسط حوضه 58/3 تن در هکتار در سال برآورد شد. نتایج تحلیل حساسیت سناریو ها نشان داد که در صورت بهینه سازی کاربری اراضی، پتانسیل فرسایش در وضعیت فعلی85/0 درصد افزایش می یابد؛ ولی در وضعیت اعمال مدیریت اراضی92/16درصد و در وضعیت استاندارد 32 درصد کاهش می یابد. نتایج تحلیل حساسیت در هر سه گزینه نشان داد که تغییر در مساحت اراضی مرتعی بیشترین تأثیر را در تغییرات پتانسیل فرسایش حوضه دارد.

بهینه یابی برآورد میزان رسوب معلق در مناطق خشک مطالعه موردی: حوضه فخرآباد مهریز (یزد)

مهدی حیات زاده

فرسایش خاک، بی شک یکی از مهمترین مسائل و مشکلات موجود در عرصه های طبیعی کشور است و آثار مخربی در اکوسیستم های مختلف به جای می گذارد. با توجه به اینکه محاسبه مقادیر رسوب از طریق ایستگاه های رسوب سنجی و اندازه گیری های مستقیم فرسایش فرایندی هزینه بر و مشکل است، یافتن روش هایی برای برآورد دقیق میزان رسوبدهی حوضه های آبخیز بویژه در مناطق خشک و فراخشک به دلیل شرایط حساس اکولوژیکی ضروری می نماید. یکی از روش هایی که تا به امروز در این مناطق نسبت به سایر روش های برآورد رسوب بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است روش های رگرسیونی سنجه رسوب می باشد. لذا در این تحقیق مقادیر رسوب مشاهداتی 48 واقعه (دبی و رسوب متناظر) در یک دوره 23 ساله حوضه فخرآباد- مهریز با مقادیر برآوردی از روش های سنجه چند خطی، حد وسط دسته ها، منحنی سنجه حد وسط دسته ها با ضریب اصلاحی QMLE، SMEARING و ضریب اصلاحی FAO و همچنین با نتایج حاصل از روش شبکه عصبی مصنوعی (ANN) مورد مقایسه قرار گرفته و صحت هر یک از این روش ها مورد آزمون قرار گرفت. بررسی حاصل از آزمون های مجذور میانگین مربع خطا ها (RMSE)، ضریب تبیین (R²) و معیار ناش (ME) کارایی بالاتر روش شبکه عصبی (ANN) را نسبت به سایر روش های مذکور نشان دادند. نتایج آزمون های مذکور برای روش شبکه عصبی مصنوعی به عنوان روش بهینه به ترتیب 3/203، 86/0 و 66/0 را نشان دادند. نتایج حاصل مبین این است که در استفاده از هر روشی برای برآورد رسوب معلق جریان در مناطق خشک و فراخشک به دلیل ماهیت داده های مشاهداتی و همچنین رژیم خاص جریان ها که اغلب به صورت موقت و فصلی می باشند باید جانب احتیاط را رعایت نمود. در عین حال بررسی نتایج این تحقیق گویای انعطاف پذیری بالاتر مدل های شبکه عصبی مصنوعی است که آنها را به ابزار مناسبی جهت مدلسازی در شرایطی که با فقر داده مواجه هستیم مبدل می سازد.

ارائه روشی نوین جهت تخمین میزان نشت در شبکه‌های آبرسانی به کمک تحلیل فشارهای گرهی

حسن ساقی

شبکه های آبرسانی به عنوان یک سیستم هیدرولیکی انتقال و توزیع آب، همواره مورد توجه محققین بوده است. اختلاف فشار عامل اصلی انتقال آب در شبکه ها بوده و در صورت افزایش فشار از حد استاندارد، پدیده نامطلوب نشت در شبکه رخ می دهد. نشت در شبکه های توزیع آب شهری، عامل اصلی اتلاف آب و خسارت های اقتصادی زیادی بوده و لذا لازم است با مدیریت فشار، مقدار نشت را مدیریت و به حداقل رساند. در این تحقیق، با استفاده از قابلیت های مدل تحلیل هیدرولیکی EPANET 2.0، یک شبکه توزیع آب مدل سازی و با ارائه روشی نوین، موقعیت نشت در آن شناسایی شد. بدین منظور ابتدا مشخصات شبکه به طور کامل به نرم افزار وارد و سپس شبکه با فرض عدم وجود نشت مورد تحلیل قرار گرفته و مقادیر فشارهای گرهی برداشت شد. در ادامه، با ایجاد یک نشت فرضی در یکی از گره های شبکه و تحلیل شبکه، فشارهای گرهی برداشت شد. در نهایت با تعریف اندیس نشت و مقایسه آن در گره های مختلف، موقعیت نشت در شبکه مشخص شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد، روش پیشنهادی قابلیت خوبی در پیش بینی محل نشت در شبکه را دارا بوده و لذا می تواند جایگزین مناسبی برای سایر روش ها و به خصوص روش های مخرب در جهت شناسایی موقعیت نشت در شبکه شود.

تأثیر خاکستر و زغال حاصل از آتش بر برخی خصوصیات خاک با تاکید بر نگه‌داشت آب

زینب جعفریان

وجود خاکستر و زغال باقیمانده از آتش سوزی، تأثیر زیادی برروی خاک دارد که در کارهای تحقیقاتی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور مطالعه ای در منطقه چرات شهرستان سوادکوه که سابقه آتش سوزی داشته، به منظور بررسی اثر خاکستر و زغال روی برخی خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و هیدرولوژیکی خاک، به صورت آزمایشگاهی صورت گرفته است. نمونه برداری از خاک و پوشش در دو تیپ گیاهی Astragalus gossypinus و aucherirtemisiaA به روش سیستماتیک- تصادفی با استقرار ۶ ترانسکت و ۶۰ پلات ۴ مترمربعی در راستای آنها انجام شد. در آزمایشگاه تیمارهای آزمایش شامل خاک شاهد، ترکیب خاک و خاکستر به صورت دستی و همچنین با باران مصنوعی، ترکیب خاک و زغال به صورت دستی و همچنین با باران مصنوعی آماده شده و ویژگی های بافت، رطوبت اشباع، pH، ماده آلی، ظرفیت زراعی، نقطه پژمردگی، رطوبت در دسترس و ظرفیت نگه داری اندازه گیری شدند. نتایج آنالیز واریانس یک طرفه برای مقایسه ویژگی های خاک، خاکستر و زغال نشان داد که خاکستر، درصد سیلت و pH بیشتر و مواد آلی و چگالی کمتری نسبت به خاک دارد. همچنین نتایج آنالیز واریانس چند متغیره برای نمایش اثر تیمارها در دو تیپ نشان داد که ترکیب مستقیم زغال و خاکستر به خاک، موجب افزایش چشمگیری در میزان ظرفیت زراعی و رطوبت در دسترس شد در صورتی که، ترکیب غیرمستقیم این دو در خاک، تأثیر معنی داری بر میزان ظرفیت زراعی و رطوبت در دسترس نداشت. براساس نتایج این تحقیق، حضور خاکستر و زغال ناشی از سوختن پوشش گیاهی سطح زمین موجب تغییرات زیادی در خصوصیات خاک مخصوصاً نگهداشت آب در خاک می شود.

ارزیابی مشخصه های هیدرولیکی چند نوع از نوارهای آبیاری قطره ای

عیسی معروف پور

هدف از این تحقیق بررسی مشخصه های هیدرولیکی نوارهای آبیاری قطره ای رایج در کشور بود. بدین منظور در این تحقیق، 10 نوع نوار آبیاری قطره ای ساخت داخل و خارج کشور مورد آزمون قرار گرفت و اثر دماهای مختلف آب شامل 13، 23، 33 و 43 درجه سانتی گراد بر نوارهای آبیاری بررسی شد. آزمایش ها براساس استاندارد ISO 9261 و IRISI 6775انجام شد. ابتدا آزمایش ها در دمای استاندارد 23 درجه سانتی گراد انجام شد تا شاخص های ارزیابی کیفی نوارها به دست آید. نتایج این تحقیق عبارتند از: به لحاظ ضریب تغییرات ساخت، 8 مدل در درجه خوب و بقیه در درجه متوسط قرار گرفتند، از نظر نسبت تفاوت دبی اندازه گیری شده با دبی اسمی، 3 مورد در درجه خوب، 3 مدل در درجه متوسط، 3 مدل در درجه قابل قبول و 1 مدل در درجه غیرقابل قبول دسته بندی گردیدند، در مورد یکنواختی پخش آب، 9 مورد در درجه عالی و 1 مورد در درجه خوب قرار گرفتند، در رابطه با ضریب کریستیان سن، تمامی نوارها از UC بیش از 70 درصد برخوردار بودند و لذا تغییرات دبی آنها از توزیع نرمال پیروی می کند، از نظر میزان ضریب تغییرات دبی 3 مدل در درجه قابل قبول، 2 مدل در درجه خوب و در نهایت 5 مدل در درجه غیرقابل قبول بودند. به طور کلی وضعیت نوارهای آبیاری قطره ای مورد آزمایش از لحاظ تمامی شاخص های هیدرولیکی کیفیت تولید به جز ضریب تغییرات دبی مطلوب ارزیابی می شود.

اثر آبیاری درازمدت با پساب شهری تصفیه‌شده بر هدایت آبی اشباع یک خاک لوم‌سیلتی و برآورد آن - مطالعه‌ی موردی

حبیب بیگی

افزایش هدایت آبی در خاک های سنگین‏بافت مطلوب است. کاربرد پساب معمولاً ساختمان، تخلخل و به دنبال آن هدایت آبی اشباع خاک را تحت تأثیر قرار می دهد. اهداف اصلی این پژوهش بررسی اثر آبیاری دراز مدت با پساب شهری تصفیه‏ شده بر هدایت آبی اشباع و برآورد آن با تابع انتقالی براساس بعد فرکتال بافت در خاک (لوم‏سیلتی) ناحیه طاقانک شهرکرد بود. به همین منظور، سه مزرعه با بافت یکسان ولی تاریخچه های متفاوت کاربرد پساب (آبیاری فقط با آب چاه، آبیاری با پساب شهری به مدت 13 و یا 23 سال) انتخاب شدند. هدایت آبی اشباع (K_s) به روش نفوذ سنج مکشی اندازه گیری شد. آبیاری با پساب به مدت 13 سال مقدار K_s خاک را از 7 میلی متر بر ساعت به سه برابر افزایش داده است در حالی که آبیاری 23 سال با پساب این مشخصه را بیشتر افزایش نداده است. بعد فرکتال بافت از طریق سه رابطه‏ خطی‏شده جرم- زمان، جرم- قطر، و کرچنکو- ژانگ محاسبه و با جاگذاری در تابع انتقالی راولز- همکاران هدایت آبی اشباع برآورد شد. مقادیر برآورد شده بر پایه بعد فرکتال حاصل از روش های جرم- قطر و کرچنکو- ژانگ تفاوت معنی داری با مقادیر اندازه گیری شده با نفوذ سنج مکشی نداشت و قادر بود اثر کاربرد پساب را بر هدایت آبی اشباع منعکس سازد.

تأثیر افزودنی‌های میکرونیزه سیلیکاتی در کاهش نفوذپذیری و فرسایش ناشی از بارش مصنوعی اندود کاه‌گل

مسعود باتر

کاه گل یکی از قدیمی ترین ملات های سنتی ایران است که قابلیت ها و تجربیات استفاده از آن در گذشته، نشان دهنده آن است که می توان از آن، به عنوان یک پوشش مناسب برای حفاظت ساختارهای معماری خاکی استفاده نمود ولی لزوم تجدید دائمی آن، پس از هر بار فرسایش در مقابل بارندگی، حکایت از ناپایداری آن در مقابل رطوبت دارد؛ بنابراین یافتن روش های علمی مناسب به منظور افزایش دوام و طول عمر مفید اندود کاه گل، بسیار ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق تأثیر کاربرد مواد افزودنی سیلیکاتی میکرونیزه، )شامل میکروسیلیس، فلدسپات، زئولیت، بنتونیت و کائولن( در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی اندود کاه گل به روش تجربی با تعیین ضریب نفوذپذیری و میزان دوام آن، تحت فرسایش آبی با دستگاه شبیه ساز باران، نشان داد که استفاده از این مواد افزودنی در مقیاس میکرونیزه، خواص فیزیکی و مکانیکی ملات کاه گل را به طور چشمگیری ارتقاء می دهد. نتایج آزمایشات حاکی از آن است که استفاده از سه درصد وزنی کائولن 150میکرون تا 65 درصد و سه درصد زئولیت 45 میکرون تا 85 درصد، ضریب نفوذپذیری کاه گل را کاهش و خاصیت عایق بندی آن را ارتقاء می دهد، به علاوه، ارزیابی میزان دوام نمونه های آزمایشگاهی تحت بارش مصنوعی با دستگاه شبیه ساز باران نشان داد که استفاده از سه درصد وزنی میکروسیلیس، فلدسپات، زئولیت و کائولن میکرونیزه، میزان هدر رفت ماده جامد در نمونه ها را حداقل تا 5/10 درصد و حداکثر تا 7/37 درصد کاهش و دوام آنها را در مقابل فرسایش ناشی از بارندگی افزایش می دهد. به علاوه، نتایج حاصل از مطالعات بیانگر آن است که با کاهش اندازه ذرات ماده افزودنی، میزان تأثیر مثبت آنها نیز در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی ملات کاه گل افزایش می یابد. از سوی دیگر، درصد بهینه استفاده از مواد افزودنی سیلیکاتی میکرونیزه برای به سازی اندود کاه گل سه درصد وزنی است و افزایش میزان ماده افزودنی، تأثیر چندانی در ادامه روند به سازی خواص فیزیکی و مکانیکی کاه گل ندارد.

تأثیر تغییر اقلیم بر درجه حرارت حوضه آبریز زاینده‌رود با استفاده از محاسبات نرم یادگیری ماشینی بیزین

شاپور کوهستانی

هدف از این مطالعه، آنالیز تغییرات درجه حرارت حداقل و حداکثر طی دوره آتی (2015 الی 2100) در حوضه آبریز زاینده رود اصفهان می باشد. 14 مدل GCM مربوط به پنجمین گزارش ارزیابی تغییر اقلیم جهت استخراج خروجی مدل های تغییر اقلیم انتخاب شدند. این خروجی ها تحت سه سناریوی انتشار RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 استخراج شدند. برای پیش بینی اثر سناریوهای مختلف تغییر اقلیم بر درجه حرارت در سال ها و دوره های آتی در مقیاس های محلی یک فرایند آماری ریز مقیاس نمایی جدید با استفاده از روش های یاد گیری ماشین بردار پشتیبان به کار برده شد. نتایج وزندهی مدل های GCM مختلف نیز نشان داد که این مدل ها، دارای دقت متفاوتی در برآورد میزان دمای حداکثر و حداقل در آینده بودند. مدل MIROC5 بیشترین دقت را در برآورد درجه حرارت حداکثر و مدل CCSM4 بیشترین دقت را در برآورد درجه حرارت حداقل دارا بود. بیشترین مقدار افزایش دما برای هر دو دمای حداقل و حداکثر در فصل زمستان مشاهده شد. تغییرات سالانه درجه حرارت حداکثر نیز نشان دهنده افزایش دمای بین 18/0 تا 76/0 در سناریوهای انتشار مختلف برای دوره دراز مدت و 25/0 تا 67/1 درجه سانتی گراد در دوره آینده دور می باشد. تغییرات سالانه دمای حداقل نیز نشان دهنده افزایش دمای بین 28/0 تا 82/0 درجه سانتی گراد در حالت میانگین درازمدت و 24/0 تا 56/1 درجه سانتی گراد در حالت آینده دور تحت سناریوهای انتشار مختلف می باشد. در حالت کلی تغییرات درجه حرارت حداکثر اندکی بیشتر از تغییرات درجه حرارت حداقل در آینده می باشد.

تأثیر ماده افزودنی نانوسیلیس بر فرسایش‌پذیری خاک

سیدمحمدعلی زمردیان

پدیده فرسایش یکی از مهم ترین عوامل تخریب سازه های آبی است. لذا اصلاح خاک جهت بهبود کیفیت آن و کاهش فرسایش، امری مهم به شمار می رود. با توجه به اثرهای زیانبار موادی همچون آهک و خاکستر بر محیط زیست و توسعه روز افزون به کارگیری فناوری نانو در شاخه های مختلف علوم مهندسی، استفاده از ذرات نانو به عنوان مواد افزودنی نوین، روشی کارآمد تلقی می شود. در این تحقیق، برای بررسی تأثیر ماده افزودنی نانو سیلیس در کنترل فرسایش ماسه، از دستگاه تابع فرسایش (EFA) استفاده شده است. نمونه های حاوی نانو سیلیس با مقادیر صفر، 1، 5/1، 2 و 4 درصد وزنی خاک خشک در قالب تراکم استاندارد متراکم گردیده و به وسیله یک فلوم بسته تحت دبی های متغیر مورد آزمایش فرسایش پذیری قرار گرفتند. پارامترهای فرسایش پذیری به دست آمده نشان داد که با افزودن 5/1 درصد وزنی نانو سیلیس به خاک خشک، فرسایش پذیری نسبت به نمونه شاهد 92 درصد کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد که تراکم نمونه ها در درصد رطوبت بهینه سبب می شود خاک بیشترین مقاومت در برابر فرسایش را از خود نشان دهد. نتایج تصویر میکروسکوپی (SEM) نشان می دهد که با افزودن ذرات نانو سیلیس به خاک خشک، ساختار خاک متراکم تر می شود، که این امر موجب کاهش فرسایش پذیری می گردد.

تأثیر تنش کم آبی بر ترشح گلومالین توسط قارچ‌های گلومرال همزیست با گیاه ذرت

مرضیه ریش سفید

گلومالین گلیکوپروتئینی است که در دیواره هیف و اسپور قارچ های راسته گلومرال شناسایی و استخراج شده است. گلومالین روی ذرات خاک رسوب یافته و بعنوان چسب عمل می کند و در نتیجه منجر به خاکدانه سازی و پایداری خاکدانه ها می شود. تنش کم آبی با تأثیر بر رابطه همزیستی میکوریزی می تواند تولید گلومالین را تحت تأثیر قرار دهد. این تحقیق به صورت آزمایش چند عاملی در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در چهار تکرار با گیاه ذرت (رقم سینگل کراس704) در شرایط گلخانه اجرا شد. عامل اول سه سطح رطوبتی در خاک شامل: 30-10 درصد (W0)، 55-35 (W1) و90-60 درصد تخلیه آب قابل استفاده (W2) و عامل دوم سه گونه قارچ میکوریز(Gv) Glomus versiforme،G.etunicatum (Ge) G.intraradices (Gi) ، و شاهد بدون قارچ بود. در پایان دوره رویشی گیاه، گلومالین ساده استخراج (EEG) وگلومالین کل (TG) در خاک، به روش بردفورد اندازه گیری شدند. با کاهش آب خاک، وزن خشک گیاه و درصد کلونیزاسیون ریشه کاهش یافت. نتایج مربوط به اندازه گیری EEG و TG نشان داد که تنش کم آبی به طور معنی داری باعث افزایش مقادیر EEG و TG می شود. همچنین افزایش معنی دار تولید گلومالین در سطح رطوبتی W2 در هر سه گونه قارچی نسبت به دو سطح رطوبتی W0 و W1، مشاهده شد؛ به عبارتی با افزایش تنش کم آبی و کاهش درصد کلنیزاسیون، تولید گلومالین در واحد درصد کلنیزاسیون ریشه افزایش یافت.

نقشه‎برداری رقومی کلاس‌های خاک با استفاده از نقشه خاک قدیمی در منطقه خشک جنوب شرق ایران

شمس اله ایوبی

نقشه توزیع مکانی کلاس های خاک برای استفاده مفید و مؤثر از خاک و تصمیم‏گیری‎های مدیریتی مهم است. نقشه‎برداری رقومی خاک (DSM) می‎تواند توزیع مکانی کمّی از کلاس‎های خاک پیش‎بینی کند. مؤلفه‎های کلیدی و اصلی DSM، روش ها و مجموعه‎ای از متغیرهای کمکی محیطی مورد استفاده برای پیش‎بینی کلاس‎های خاک هستند. این مطالعه به منظور تهیه نقشه رقومی گروه‎های بزرگ خاک با روش رگرسیون لجستیک چندجمله‎ای با استفاده از دو مجموعه از متغیرهای کمکی شامل: مجموعه (1) متغیرهای مشتق شده از مدل رقومی ارتفاع، شاخص‎های سنجش از دور و سطوح ژئومورفیک تفکیک ‎شده در منطقه و مجموعه (2) متغیرهای مشتق شده از مدل رقومی ارتفاع، شاخص‎های سنجش از دور، ژئومورفیک تفکیک ‎شده و واحدهای خاک شناسایی شده (نقشه خاک) در بخشی از اراضی شهرستان بم استان کرمان طراحی گردید. یک طرح نمونه‎برداری طبقه‎بندی شده تصادفی در منطقه‎ای به مساحت صد هزار هکتار تعریف شد و در نهایت، ۱۲6 خاکرخ حفر و تشریح گردید. نتایج ارزیابی دقت مدل رگرسیون لجستیک چندجمله ای با متغیرهای ورودی مختلف نشان داد که با وارد شدن نقشه خاک قدیمی در مدل‎سازی، شاخص ‏های صحت مدل ازجمله صحت کلی وآماره کاپا به ترتیب از 71/0 و 65/0 به 79/0 و 74/0 افزایش یافت. همچنین نتایج نشان داد که در پیش‎بینی کلاس خاک، سطح ژئومرفولوژی در بین متغیرهای ورودی دو مجموعه، به‎عنوان یک متغیر پیش بینی کننده قدرتمند است. به‎طور کلی نتایج نشان داد که تکنیک های نقشه‎برداری رقومی می توانند روش سنتی نقشه‎برداری را ارتقاء بخشند، کاربرد نقشه‎های تولید شده را افزایش داده وهمچنین قابلیت استفاده این نقشه ها را برای شاخه های علمی مختلف را امکان‎پذیر نماید.

تاثیر لجن فاضلاب شهری بر ویژگی‌های شیمیایی، تنفس و زیست توده میکروبی یک خاک آهکی لوم سیلتی رسی

شجاع قربانی دشتکی

استفاده از مواد آلی همچون لجن فاضلاب می‏تواند در بهبود کیفیت خاک موثر باشد. در این مطالعه تاثیر لجن فاضلاب بر ویژگی‏ های شیمیایی، تنفس و کربن زیست توده میکروبی خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور یک نمونه خاک آهکی با بافت‏ لوم سیلتی رسی از اراضی دانشگاه شهرکرد تهیه و به واسطه افزودن لجن فاضلاب شهری با نسبت‏های صفر به صد، پنجاه به پنجاه و هشتاد به بیست (گرم لجن فاضلاب به گرم خاک) تیمار‏ها به ترتیب با سه درجه بدون آبگریزی (S0)، آبگریزی کم (S50) و آبگریزی قوی (S80) انتخاب و تهیه شدند. آبگریزی خاک به روش مدت زمان نفوذ قطره آب به خاک اندازه‏گیری شد. ویژگی‏های شیمیایی خاک از جملهpH ، قابلیت هدایت الکتریکی، درصد کربن آلی کل، کربنات کلسیم معادل ، میزان سدیم و پتاسیم محلول خاک تعیین گردید. تنفس پایه و کربن زیست توده میکروبی خاک پس از یک دوره کوتاه پیش انکوباسیون به مدت یک ماه به فاصله هر 10 روز یک بار اندازه‏گیری شد. نتایج نشان داد، اثر مصرف لجن فاضلاب بر آبگریزی و ویژگی‏های شیمیایی خاک معنی‏دار (0001/0 (P≤ بود. لجن فاضلاب شهری در سطح و شرایط بکار رفته شده منجر به افزایش معنی‏دار تنفس (27-16 برابر) و زیست توده میکروبی (5/16-2/15 برابر ) در تیمارهای آبگریز (S50 و S80) نسبت به تیمار شاهد گردید. این افزایش طی 10 روز اول بیشتر، ولی طی 10 روز دوم و سوم با سرعت کمتری افزایش یافت. این می‏تواند به علت کربن آلی و عناصر غذایی قابل استفاده در لجن فاضلاب شهری و کاهش میزان ترکیبات آلی قابل تجزیه موجود در لجن با گذشت زمان باشد.

ارزیابی کیفیت آب دریاچه سد زاینده رود با استفاده از شاخص کیفی آب در سال 1392

عیسی ابراهیمی درچه

ارزیابی کیفی منابع آب در سال های اخیر همزمان با کاهش کمیت آن از اهمیت بسیاری برخوردار گردیده است. دریاچه سد زاینده رود به عنوان مهمترین منبع تامین آب آشامیدنی و کشاورزی جمعیت زیادی از ساکنان استان های چهارمحال و بختیاری، اصفهان و استان های همجوار از جایگاه ویژه ای برخوردار است. به منظور ارزیابی کیفیت آب، تعداد 5 ایستگاه نمونه برداری در نقاط مختلف این دریاچه انتخاب و با تناوب 45 روز یکبار در طی سال 1392 اقدام به نمونه برداری از اعماق مختلف آب گردید. فراسنجه های فیزیکی و شیمیایی شامل؛ اکسیژن محلول، نیترات، نیتریت، آمونیوم، سختی، pH، EC، TDS و BOD5 اندازه گیری شد و شاخص کیفیت آب (WQI) در ایستگاه ها و مراحل مختلف نمونه برداری محاسبه شد. درمجموع نتایج حاصل، کیفیت آب دریاچه سد زاینده رود را با استفاده از شاخص WQI و براساس شرایط موجود در تمام طول سال در طبقه خوب (50-100) قرار داد. بیشترین میزان شاخص کیفیت آب (63/84) به فصل تابستان و کمترین میزان آن (41/66) به فصل پاییز تعلق داشت.که در هر دو زمان کیفیت آب را در طبقات خوب ارزیابی می نمایند. با این حال روند تغییرات مشاهده شده در دامنه فوق به خصوص در فصل تابستان و بخش هایی از دریاچه نگران کننده بوده و دقت نظر بیشتر در مدیریت حوزه آبخیز سد و پایش مستمر آن را طلب می کند.