علوم آب و خاک

ارزیابی تأثیر برخی عوامل محیطی بر میزان انحلال گچ در خاک‌های گچی

نادر عباسی

خاک های گچی از جمله خاک های مشکل آفرین است که در اثر تماس با آب و انحلال، تهدیدی برای انواع سازه های عمرانی به ویژه سازه های آبی محسوب می شوند. عوامل متعددی بر میزان و شدت انحلال ذرات گچ تأثیر دارند. نوع گچ، بافت خاک، میزان گچ موجود در خاک، شیب هیدرولیکی و دمای محیط و آب جاری از محیط خاک گچی، از جمله مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر کیفیت و کمیت انحلال است. در این پژوهش، اثر عوامل محیطی شامل شیب هیدرولیکی و دمای آب در میزان انحلال گچ مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا نمونه های خاک گچی به طور مصنوعی و با افزودن مقادیر مختلفی از سنگ گچ طبیعی شامل صفر ، 5 ، 10 ، 20 و 30 درصد وزنی به یک خاک با بافت رسی تهیه و سپس هریک از نمونه های خاک گچی تحت شیب های هیدرولیکی مختلف شامل 5/0، 1، 2، 5 و 10 آبشویی شدند. نتایج آزمایش های انجام شده، نشان داد با افزایش درصد گچ، میزان انحلال خاک نیز افزایش می یابد. همچنین شدت آبشویی یعنی نسبت مقدار گچ خارج شده از خاک به مقدار گچ اولیه موجود در خاک، با افزایش درصد گچ خاک کاهش می یابد. علاوه بر این، با افزایش شیب هیدرولیکی، سرعت خروج آب و در نتیجه مقدار آب خارج شده از محیط خاک گچی در مدت زمان معین افزایش یافته و میزان گچ بیشتری از محیط خارج می شود. همچنین، مقدار دما تأثیر مستقیمی بر میزان انحلال دارد، به طوری که با افزایش دما میزان انحلال در دمای 50 درجه سانتی گراد، 5/2 برابر میزان انحلال در دمای 5 درجه سانتی گراد و 6/1 برابر میزان انحلال در دمای 20 درجه سانتی گراد است.

ارزیابی میزان سرب، روی، مس و نیکل تالاب میقان اراک با شاخص‌های برآورد آلودگی رسوب

ثمر مرتضوی

امروزه رشد جمعیت و افزایش بی رویه شهرها و در پی آن توسعه صنایع در تمامی نقاط کره زمین مشهود است. این نوع از رشد و توسعه منجر به ورود مواد شیمیایی با ترکیبات مختلف به ویژه عناصر سنگین در اکوسیستم های آبی می شود. در این پژوهش آلودگی رسوبات اطراف حوضه آبگیر تالاب میقان به فلزات سنگین سرب، روی، مس و نیکل با کمک شاخص های ضریب آلودگی CF، زمین انباشت ژئوشیمیایی I_geo و شدت آلودگی رسوبات I_POLL بررسی شد. نتایج نشان دهنده غلظت بالایی از فلزات مس و نیکل نسبت به عناصر روی و سرب در منطقه مورد مطالعه بود. همچنین با توجه به محل استقرار ایستگاه های نمونه برداری و مجاورت آنها با صنایع موجود در اطراف تالاب، نتایج حاصل از مقایسه غلظت فلزات اندازه گیری شده با شاخص های کیفی رسوب، بیانگر تمرکز بالایی از آلاینده های مورد سنجش در بخش جنوبی تالاب بود و بر لزوم کنترل آلاینده های موجود در تالاب تأکید می نماید.

تغییرات زمانی دبی جریان و هدررفت عناصر غذایی، مطالعه موردی: حوزه آبخیز تهم‌چای

علی رضا واعظی

هدررفت آب و عناصر غذایی خاک از جمله نشانه های تخریب حوزه های آبخیز هستند. میزان هدررفت این منابع تحت تأثیر عوامل متعدد از جمله ویژگی های باران قرار می گیرد. در این پژوهش، داده های دبی جریان، کل مواد جامد محلول، نسبت کل هدررفت عناصر غذایی همراه با ویژگی های باران برای رخدادهای سال های 1366 تا 1380 در حوزه آبخیز تهم چای متعلق به شرکت سهامی آب منطقه ای مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین ویژگی های خاک نیز با نمونه برداری خاک از نقاط مختلف سطح حوزه آبخیز و اندازه گیری آنها به دست آمدند. براساس نتایج، همبستگی معنی داری بین میزان دبی جریان رودخانه و مقدار باران وجود داشت. با این وجود، همبستگی معنی داری بین دبی جریان و شاخص های مدت و شدت باران مشاهده نشد. این نتیجه از یک سو به دلیل رابطه معکوس بین شدت و مدت بارندگی بود و از سوی دیگر به دلیل تغییرات زمانی پوشش گیاهی در منطقه بود که افزایش دبی جریان را در باران های شدید مهار می کند. بیشترین میزان دبی جریان در فصل بهار (68/1 مترمکعب بر ثانیه) و ماه فروردین (58/2 مترمکعب بر ثانیه) بود. در این موقع از سال مانند پاییز میزان بارندگی زیاد و فواصل زمانی آن کوتاه است. همچنین پوشش گیاهی ضعیف بوده و نقشی مهم در مهار رواناب های سطحی و کاهش دبی جریان در حوزه آبخیز ایفاء نمی کند. شاخص های کل مواد جامد محلول، نسبت کل هدررفت عناصر غذایی نیز دارای تغییرات زمانی بودند و بیشترین مقدار آنها به ترتیب در ماه آذر (55/282 میلی گرم بر لیتر) و (77/61 میلی گرم بر لیتر) مشاهده شد. منیزیم (Mg⁺²) دچار بیشترین میزان هدررفت از خاک حوزه آبخیز بود. همبستگی منفی بین مقدار دبی جریان و کل مواد جامد محلول و نیز نسبت کل هدررفت عناصر غذایی وجود داشت. به طورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که فصل بهار از نظر هدررفت آب و فصل پاییز از نظر هدررفت عناصر غذایی به عنوان حساس ترین زمان هدررفت منابع حوضه است. از این رو تقویت پوشش گیاهی در اوایل بهار و جلوگیری از عملیات کشاورزی (شخم و کوددهی) نادرست در اوایل پاییز می تواند راهکاری اساسی در حفظ این منابع حوضه باشد.

تحلیل روندهای بارش و خشکسالی در برخی مناطق مرطوب تا نیمه‌خشک ایران

مهدی همایی

در این مطالعه، روند تغییرات شاخص بارش استانداردشده در بازه 12 ماهه (SPI-12) و بارش فصلی و سالانه طی 2014-1976 در 21 ایستگاه همدید مرطوب و نیمه خشک ایران بررسی شد. پس از حذف همبستگی سریالی در برخی از سری ها، روند تغییرات بارش و SPI-12 به وسیله آزمون ناپارامتری من- کندال ارزیابی شد. نتایج این پژوهش نشان داد که روند بارش سالانه در تمامی ایستگاه ها طی 39 سال اخیر کاهشی بود. روند بارش فصلی در زمستان، بهار، پاییز و تابستان به ترتیب در حدود 90، 95، 47 و 33 درصد از ایستگاه ها کاهشی بود. روند نزولی بارش زمستانی در مناطق سنندج، خوی، ارومیه، همدان، مشهد، تربیت حیدریه، نوژه و قزوین معنی دار بود. همچنین، روند سری SPI-12 در تمامی ایستگاه ها به غیر از شهرکرد کاهشی بود. به علاوه، SPI-12 فقط در ایستگاه های سنندج و فسا روند نزولی معنی دار داشت. شدیدترین خشکسالی نیز در ایستگاه های همدان، رامسر و ارومیه در 2000-1999 و در تبریز، سنندج، شیراز، فسا، قزوین، مشهد، تربت حیدریه، شهرکرد، گرگان و کرمانشاه در دوره 2009-2008 رخ داده است. نتایج این پژوهش نشان داد که روند بارش بخش عمده ایی از منطقه مورد مطالعه به ویژه در قسمت های نیمه خشک شمال شرقی و جنوب غربی ایران در اثر خشکسالی های شدید و طولانی دهه اخیر (2015-2005) تغییر کرده است.

ارزیابی تأثیر سطوح مختلف کم‌آبیاری و خشکی موضعی ریشه بر عملکرد و بهره‌وری مصرف آب ذرت دانه‌ای در منطقه حاجی‌آباد

عباس رضایی استخروییه

با افزایش روزافزون جمعیت، بهره برداری بهینه از منابع آب ضروری است. این تحقیق به منظور ارزیابی تأثیر سطوح مختلف آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره وری مصرف آب ذرت دانه ای با استفاده از سامانه آبیاری قطره ای (تیپ) یک و دو ردیفه، انجام شد. طرح به صورت کرت های خرد شده، در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1391 در حاجی آباد استان هرمزگان اجرا گردید. سه سطح آبیاری (100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) به عنوان عامل اصلی، دو الگوی کارگزاری لوله های آبده (معمولی و یک در میان ثابت) به عنوان عامل فرعی تیمارهای طرح را تشکیل دادند. نتایج نشان داد: آبیاری با 80 درصد نیاز آبی، نسبت به آبیاری کامل، باعث افزایش 4/1 درصدی عملکرد، 8/1 درصدی وزن هزار دانه، 7/8 درصدی تعداد دانه در ردیف و 13 درصدی تعداد ردیف دانه در بلال گردید. علیرغم برتری عملکرد در الگوی کارگزاری لوله های آبده به صورت معمولی (56/10055 کیلوگرم در هکتار) بر کارگزاری لوله های آبده به صورت یک در میان (67/9366 کیلوگرم در هکتار)؛ بهره وری مصرف آب در کارگزاری لوله های آبده به صورت یک در میان بیشتر بود (169/1 کیلوگرم در مترمکعب آب). بنابراین خشکی موضعی ریشه با آبیاری به مقدار 80 درصد نیاز آبی گیاه برای ذرت در منطقه توصیه می شود.

اولویت‌بندی عوامل مؤثر در فرسایش سطحی با استفاده از مدل تلفیقی USLE-M و پویایی سیستم‌ (مطالعه موردی: پایگاه تحقیقاتی سنگانه- خراسان رضوی)

علی طالبی

شبیه سازی و اولویت بندی عوامل مؤثر در فرسایش آبی با استفاده از کاربرد مدل (USLE-M (Universal Soil Loss Equation-Modified) در مدل پویائی سیستم و بررسی کارائی آن، از اهداف تحقیق حاضر می باشد. در این مدل ترکیبی، با استفاده از نرم افزار شبیه سازی سیستم های پویا (Vensim) کلیه متغیرها و عوامل دخیل در فرسایش و هدررفت خاک با توجه به معادله USLE-M، در نظر گرفته شده است. پس از اجرای مدل، مقادیر برآورد شده و مشاهداتی با یکدیگر مقایسه و آنالیز حساسیت به منظور مشخص نمودن پارامترهای حساس انجام گرفته است. سپس واسنجی روی پارامترهای حساس انجام گردیده است. این مطالعه حاکی از آن است که نتایج مدل، به دلیل در نظر گرفتن کلیه عوامل مؤثر در فرسایش خاک، قابل قبول بوده است. نتایج حاصل از تحلیل حساسیت مدل، نشان دهنده حساسیت بالای مدل به شیب و پوشش گیاهی به ترتیب، در شیب های زیاد و کم بوده است. با بررسی تغییر در پارامترهای مختلف مانند پوشش گیاهی و شیب برروی مقدار فرسایش، درصد پوشش گیاهی بهینه نیز به ترتیب در شیب های 67 و 40 درصد، 20 و 60 درصد برآورد گردیده است.

بررسی تأثیر محل دفن پسماند شهر همدان بر آب زیرزمینی و خاک

علیرضا ریاحی بختیاری

مکان های دفن پسماند یکی از مهم ترین منابع ورود آلاینده ها به محیط زیست هستند. در این تحقیق غلظت فلزات Cu، Pb، Ni و Cd و ترکیب آلی بیس فنل A (BPA) در محل دفن پسماند همدان به منظور وضعیت محیط زیست دفن آن در سال 1393 انجام گردید. 7 نمونه آب (2 نمونه از چشمه و 5 نمونه از چاه)،2 نمونه شیرابه و 15 نمونه خاک از محل دفن پسماند همدان جمع آوری شد. بررسی غلظت فلزات (Cu، Pb، Ni و Cd) و ترکیب آلی BPA با دستگاه جذب اتمی شعله ای و گاز کروماتوگرافی با طیف سنج جرمی انجام گردید، غلظت فلزات (Cu، Pb، Ni و Cd) در نمونه های آب (چاه و چشمه) Pb < Cu < Cd < Ni، نمونه های شیرابه Cu < Pb < Ni <Cd و در نهایت نمونه های خاک بدین صورت Cd < Cu < Pb < Ni به دست آمد. نمونه های آب (چاه و چشمه) فقط در یک نمونه آب چاه دستی 7W (نزدیک ترین چاه نزدیک دفن) مربوط به ترکیب BPA 35/22 (g/lµ)، نمونه های شیرابه پسماند مربوط به غلظت BPA، 3 /103 (g/lµ) و نمونه های خاک غلظت ترکیب BPA 52/5 (ng/gdw) به دست آمد. غلظت بالای فلزات Ni، Pd و Cd و غلظت بالای ترکیب BPA در نمونه های شیرابه، نمونه های خاک های محل دفن پسماند و نمونه آب چاه دستی7 W به دلیل وجود حجم بالای پسماند های الکترونیکی و پسماند های پلاستیکی است.

روش جدید برآورد پارامترهای هیدرولیکی با اندازه‌گیری رطوبت خاک در مزرعه

سعیده پرویزی

در این پژوهش، مقادیر رطوبت و دمای خاک در اعماق و زمان های مختلف با حل معادله ریچاردز با روش عددی صریح تفاضل های محدود در محیط برنامه نویسی Visual Studio C# نوشته شد. برای برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک شامل a_v و n_v (ضرایب معادله ون گنوختن) و K_s (هدایت هیدرولیکی اشباع)، پس از مرطوب کردن نیم رخ خاک، مقادیر رطوبت و دما در اعماق مختلف به ترتیب توسط دستگاه TDR و دستگاه ثبات اندازه گیری گردید. با بهینه نمودن یک پارامتر و ثابت منظور کردن بقیه پارامترها، تابع هدف (ریشه متوسط خطا بین مقادیر شبیه سازی شده و اندازه گیری شده رطوبت خاک) با روش نیوتن- رافسون به حداقل رسانیده شد. سپس، با جایگزینی مقدار بهینه شده این پارامتر، مشابه این کار برای پارامترهای دیگر انجام شد. بهینه کردن پارامترها تا تغییرات ناچیز تابع هدف تکرار شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل (Soil Water Content and Temperature) SWCT، اندازه گیری رطوبت خاک و تهیه اطلاعات هواشناسی شامل مقادیر حداقل و حداکثر دما، فشار بخار هوا، بارندگی و تابش خورشیدی می توان عوامل هیدرولیکی خاک (پارامترهای معادله ون گنوختن) را بهینه نمود. در نهایت، طی سه فصل بهار، تابستان و پاییز سال 1394، مقادیر برآوردی و اندازه گیری شده رطوبت و دمای خاک تا عمق 70 سانتی متر، مورد مقایسه قرار گرفتند. مقادیر رطوبت خاک در اعماق 5، 35 و 70 سانتی متری با مقدار نرمال شده RMSE به ترتیب برابر 090/0، 096/0 و 056/0 و دمای خاک در اعماق 5، 15 و 25 سانتی متری با RMSE به ترتیب برابر 0/2، 175/1 و 5/1 درجه سانتی گراد در سطح مطلوب واسنجی شدند. در این پژوهش، مقادیر ضرایب هیدرولیکی خاک در مقایسه با سایر مدل های پیشین، در محدوده وسیع تری از رطوبت بین حالت اشباع تا هواخشک برآورد گردید.

بررسی وضعیت تجارت داخلی و بین‌المللی آب مجازی در ایران

غلامحسین کیانی

اخیراً تجارت آب مجازی به عنوان یک ابزار جهت حل معضل کم‎ آبی کشورهای مناطق خشک مطرح شده است. بر این اساس، کشورها و مناطق پرآب باید کالاهای با آب بری زیاد را تولید و به کشورها و مناطق کم آب صادر کنند. در مطالعه حاضر، با بررسی وضعیت تجارت داخلی و بین‏المللی آب مجازی در ایران در سال 1385 (به عنوان یک سال آبی نرمال)، کاربرد این مفهوم در مدیریت منابع آب کشور مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج محاسبات تحقیق نشان می‏دهد که در این سال، حدود 18666 میلیون مترمکعب آب مجازی از طریق مبادله محصولات کشاورزی بین استان‏های کشور جابه جا ‏شده است. استان فارس بزرگ ترین صادر کننده و استان تهران بزرگ ترین وارد کننده آب مجازی بودند. میزان واردات آب مجازی کشور 9626 میلیون مترمکعب و میزان صادرات آن 2226 میلیون مترمکعب ‏بود. متوسط آبرانه سرانه در کشور 752 لیتر و میزان خودکفایی آب کشور 82 درصد بوده است. به طور متوسط، هر کیلوگرم محصول صادراتی 1159 لیتر و هر کیلوگرم محصول وارداتی 677 لیتر آب مجازی داشته است. نتایج این تحقیق نشان می‏دهد که استان‏های کرمان، هرمزگان و سمنان که جزو استان‏های خشک کشور هستند، صادر کننده آب مجازی به سایر استان‏ها و خارج کشور و در مقابل استان‏های پرباران گیلان، چهارمحال و بختیاری، لرستان، کردستان، آذربایجان غربی و کهگیلویه و بویراحمد و کرمانشاه وارد کننده آب مجازی بوده اند. بنابراین، در ایران، امکان مدیریت بهتر منابع آب از طریق اصلاح الگوی تجارت داخلی و خارجی آب مجازی وجود دارد. در این راستا، اصلاح الگوی کشت محصولات کشاورزی و نیز اصلاح الگوی مصرف متناسب با محتوای آب مجازی محصولات کشاورزی می تواند در بهبود وضعیت منابع آب کشور در بلندمدت مفید واقع شود.

تغییرات کادمیم قابل دسترس در طی زمان و ارتباط آن با برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک‌های شدیداً آهکی

ابراهیم ادهمی

در میان فلزات سنگین کادمیم دارای اهمیت ویژه ای است، زیرا سمیت آن برای گیاه تا 20 برابر سایر فلزات سنگین است. پژوهش حاضر به منظور بررسی روند تغییرات کادمیم قابل جذب خاک در طول زمان و ارتباط آن با خصوصیات خاک انجام شد. تیمارها شامل 13 نمونه خاک و دو سطح کادمیم (5/12 و 25 میلی گرم در کیلوگرم خاک) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو تکرار بود. در زمان های 5، 10، 20، 30، 60 و 90 روز پس از خوابانیدن، کادمیم قابل عصاره گیری با DTPA اندازه گیری شد. نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش سطح کادمیم مصرفی کادمیم قابل عصاره گیری با DTPA در تمامی خاک ها افزایش یافت. کادمیم قابل قابل عصاره گیری با DTPA در طی زمان کاهش یافت، با این وجود باز هم در پایان آزمایش بخش زیادی از کادمیم اضافه شده به خاک به شکل قابل استفاده باقی ماند. در بین خصوصیات خاک کربنات کلسیم معادل همبستگی منفی معنی داری با کادمیوم قابل عصاره گیری با DTPA در بیشتر زمان ها و هر دو سطح کادمیم مصرفی نشان داد. میان کادمیم قابل عصاره گیری با DTPA با pH و میزان شن خاک ارتباط منفی معنی دار و با کربن آلی خاک ارتباط مثبت و معنی داری وجود داشت. همچنین نتایج حاصل از برازش داده های قابلیت جذب کادمیم با معادلات سینتیکی نشان داد که معادله تابع نمایی مناسب ترین معادله توصیف کننده سینتیک تغییرات قابلیت جذب کادمیم در خاک های مورد مطالعه بود.

مطالعه آزمایشگاهی اثر دیواره‌های روزنه‌دار در حوضچه آرامش بر عمق ثانویه و طول غلتاب پرش هیدرولیکی

محمود کاشفی پور

هدف از انجام این تحقیق، بررسی عملکرد دو دیواره روزنه دار در حوضچه آرامش و چگونگی تأثیر آن بر مشخصات پرش هیدرولیکی از قبیل طول غلتاب پرش هیدرولیکی، کاهش عمق ثانویه پرش هیدرولیکی و عمق مورد نیاز پایاب می باشد. همچنین فاصله مناسب قرارگیری دو دیواره روزنه دار از ابتدای حوضچه آرامش به ازای یک ارتفاع ثابت برای دیواره روزنه دار اول و دوم با سطح بازشدگی 50 درصد مشخص گردد. آزمایش ها در دبی های 47 تا 145 لیتر بر ثانیه و برای اعداد فرود در بازه 6/3 تا 2/11 در قالب 48 آزمایش انجام شده است. نتایج داده های آزمایشگاهی بر روی دو دیواره روزنه دار نشان داد که زوج دیواره روزنه دار در صورتی می توانند طول غلتاب پرش را تا حد قابل قبولی کاهش دهند که فاصله بین آنها شرایط را برای ایجاد یک پرش پایدار فراهم کند و با کاهش فاصله بین دیواره ها، طول غلتاب پرش هیدرولیکی الزاما کاهش نمی یابد. همچنین زوج دیواره روزنه دار عمق ثانویه پرش هیدرولیکی اجباری را تا 8/27 درصد کمتر از عمق ثانویه پرش هیدرولیکی آزاد و طول غلتاب را تا 9/76 درصد کمتر از طول غلتاب پرش هیدرولیکی آزاد در عدد فرود 2/11 رسانده است.

بررسی شرایط تخلیه جت دایره‌ای همسو در منابع آب پذیرنده بی‌نهایت کم عمق

جواد احدیان

تخلیه جریان آلاینده در محیط پذیرنده تأثیرات منفی زیست محیطی را به همراه دارد. شرایط محیط پذیرنده بی نهایت کم عمق تأثیر به سزایی بر پخشیدگی جریان آلاینده خواهد داشت. برای دست یابی به تأثیر شرایط هیدرولیکی، هندسی و محیطی جریان آلاینده در محیط پذیرنده، یک مدل آزمایشگاهی تخلیه کننده سطحی برپا شد. مدل متشکل از فلومی به طول 2/3 متر، عرض 6/0 متر و ارتفاع 9/0 متر ساخته شد. بر این اساس با در نظر گرفتن سه تخلیه کننده منفرد ساده به قطرهای 2/1 ، 6/1 و 2/2 سانتی متر، جریان غلیظ با غلظت های 20، 40 و 60 گرم در لیتر در یک محیط پذیرنده با شرایط H/d برابر با 2 (بی نهایت کم عمق) برنامه ریزی آزمایش ها صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که طول پایدار با افرایش غلظت به شدت کاهش می یابد به طوری که برای افزایش سه برابری غلظت از 20 به 60 گرم بر لیتر این طول از 25 به 10 کاهش می یابد. از طرفی براساس نتایج به دست آمده مشخص گردید که اثر تغییرات پارامتر لزجت در طول نسبی طی شده در همه غلظت ها این پارامتر تا مقدار ۱۰۰ زیاد بوده و سپس به مقدار ثابتی میل می کند. همچنین اثر تغییرات پارامتر کشش سطحی در طول نسبی طی شده نیز مورد بررسی واقع شد و یافته های آن نشان داد که این پارامتر در محیط پذیرنده بی نهایت کم عمق همواره در کلیه مراحل تخلیه از ابتدای محل نازل تا انتهای پیشروی مؤثر است. نکته مهم این که این موضوع در تمامی غلظت ها با یک شیب وجود داشته و در همه غلظت ها اثرگذاری پارامتر کشش سطحی بر پخشیدگی جریان با یک روند مشخص صورت می پذیرد. در واقع در تمامی غلظت ها پس از طول ناحیه پایدار و استهلاک انرژی ناحیه جت مقدار پارامتر کشش سطحی به 5 می رسد.

بررسی نفوذپذیری خاک‌های سنگریزه‌ای در زیر و بین درختان پرتقال و زیتون شهرستان فسا

علی شعبانی

در این مطالعه، پنج معادله نفوذ شامل کوستیاکوف، کوستیاکوف- لوئیس، فیلیپ، معادله سرویس حفاظت خاک آمریکا و هورتن بر داده های اندازه گیری شده به وسیله حلقه های مضاعف برازش داده شد و ضرایب تجربی این معادلات تعیین گردید. آزمایشات نفوذ در زیر و بین درختان پرتقال و زیتون در شهر فسا، استان فارس انجام شد. بافت خاک منطقه، لوم شنی سنگریزه دار بوده است. نتایج نشان داد همه معادلات با دقت قابل قبولی بر داده ها برازش پیدا کردند. مقدار نفوذ در زیر تاج درخت بیشتر از نفوذ در فاصله بین درختان بوده است. نفوذ بیشتر در زیر تاج درخت می تواند ناشی از ایجاد منافذ و سوراخ در خاک به وسیله ریشه درختان، مقدار ماده آلی بیشتر و چگالی ظاهری کمتر در زیر درختان باشد. برخلاف تأثیر مثبت ذرات شن برروی نفوذپذیری خاک، سنگریزه های درشت نه تنها موجب افزایش نفوذپذیری خاک نمی شوند، بلکه مانند یک مانع در مسیر جریان نفوذ آب در خاک عمل نموده و موجب کاهش سطح نفوذ می گردند. بنابراین تغییر کاربری اراضی و کاشت درختان پرتقال و زیتون موجب افزایش نفوذپذیری و کاهش رواناب و فرسایش در خاک های سنگریزه ای می شود.

ارائه راهبرد جامع و مناسب جهت توسعه احداث سد زیرزمینی با استفاده از مدل SWOT و ماتریس کمی QSPM (مطالعه موردی: حوضه کریان)

جواد چزگی

سدهای زیرزمینی، سازه هایی هستند که در زیرزمین ساخته شده اند و توانایی ذخیره و در دسترس قرار دادن آب زیرزمینی را دارا می باشند. در این تحقیق با استفاده از مدل تحلیلی SWOT به بررسی مکان های مناسب جهت توسعه سد زیرزمینی در منطقه کریان استان هرمزگان پرداخته شده است. ابتدا برای تهیه داده های لازم با بازدید از منطقه و ارائه پرسش نامه به ساکنین منطقه و کارشناسان امر، نقاط قوت، ضعف، فرصت ها و تهدیدهای موجود در منطقه برای سدهای زیرزمینی بررسی گردید. در مرحله نهایی با استفاده از مدل تحلیلی SWOT و ماتریس کمی QSPM راهبرد جامع و راهکار مناسب برای سدهای زیرزمینی تعیین شد. نتایج نشان داد که کاسته نشدن حجم مخزن در اثر رسوب گذاری و کاهش تبخیر از مخزن سد با ارزش نهایی 85/0 و 66/0 در عوامل درونی و تمایل و همکاری سازمان های مربوطه و به هم خوردن حق آبه پایین دست با ارزش نهایی 68/0 و 66/0 در عوامل بیرونی، بیشترین تأثیر را در انتخاب شدن راهبرد داشته اند. براساس نتایج عوامل درونی و بیرونی راهبرد در ربع حداکثر- حداکثر قرار گرفت و در راستای راهبرد تعیین شده با استفاده از نقاط قوت و فرصت ها باید نقاط ضعف را پوشش داد و بر تهدیدها فایق شد. راهکارهای در راستای راهبرد ارائه و در ادامه برای اولویت بندی این راهکارها از ماتریس کمی QSPM استفاده شد. در نهایت راهکار ارزیابی هیدرولوژیکی، اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی سدهای زیرزمینی قبل و بعد از احداث با امتیاز نهایی 19/3 در اولویت اول قرار گرفت.

اثر کاربرد سطوح مختلف کود گاوی و بیوچار حاصل از آن بر سینتیک جذب نیکل در یک خاک آهکی

عبدالامیر معزی

بیوچار یک ماده اصلاحی خاک است که ظرفیت بالایی در جذب فلزات سنگین دارد. هدف این پژوهش مطالعه تأثیر کود گاوی و بیوچار حاصل از آن بر جذب نیکل و انتخاب بهترین معادله برای ارزیابی سینتیک جذب نیکل است. کود گاوی و بیوچار حاصل از آن در سطوح صفر، 2 و 4 درصد به خاک افزوده و به مدت 90 روز خوابانده شدند. به نمونه های خاک محلول 100 میلی گرم بر کیلوگرم نیکل افزوده و در دوره های زمانی 1 تا 2880 دقیقه تکان داده شدند و سپس غلظت نیکل اندازه گیری شد. داده های جذب نیکل با هفت مدل رایج در سینتیک جذب برازش داده شدند. نتایج نشان داد که کاربرد کود گاوی و بیوچار حاصل از آن در تمام زمان ها و سطوح باعث افزایش معنی دار جذب نیکل نسبت به تیمار شاهد گردید. سطوح کود گاوی و بیوچار حاصل از آن در جذب نیکل، اختلاف معنی داری از نظر آماری در سطح 5 درصد نشان دادند به طوری که سطح 4 درصد بیوچار میزان جذب نیکل را نسبت به سطح مشابه کود گاوی و تیمار شاهد به ترتیب 23 و 44 درصد افزایش داد. معادله تابع توانی به دلیل ضریب تبیین بالا و خطای استاندارد پایین به عنوان بهترین معادله سینتیک جذب نیکل معرفی شد. هرچند که ضریب تبیین معادله الوویچ ساده شده مشابه با معادله تابع توانی بود، اما به دلیل خطای استاندارد برآورد بالا نتوانست به عنوان معادله مناسب جهت بررسی سینتیک جذب نیکل استفاده گردد. معادلات مرتبه صفر، مرتبه اول، مرتبه دوم، مرتبه سوم و پخشیدگی سهموی نتوانستند جذب نیکل را توصیف کنند.

ارزیابی و آنالیز مکانی کیفیت آب‌های زیرزمینی در محل دفن زباله با استفاده از شاخص IRWQIGC (مطالعه موردی: قائم‌شهر)

فاضل امیری

هدف از تحقیق، ارزیابی مکانی کیفیت آب های زیرزمینی در محل دفن زباله های شهری قائم شهر با استفاده از شاخص کیفیت آب زیرزمینی ایران (IRWQIGC) است. برای انجام تحقیق، از 11 حلقه چاه منطقه با سه تکرار در بهمن ماه 1393 نمونه گرفته شد و با ارزیابی پارامترهای ^-NO₃، Ecoli، EC، pH، TH، SAR، ^3-PO₄، BOD₅، COD و DO در نمونه ها با روش های استاندارد متد اندازه گیری و کیفیت آب های زیرزمینی با استفاده از IRWQIGC تعیین شد. توصیفی آماری پارامترها در محیط SPSS صورت گرفت. نقشه تغییرات مکانی پارامترها در محیط ArcGIS ترسیم شد. نتایج شاخص IRWQIGC نشان داد که 15/0 درصد از سطح منطقه در طبقه بد، 85/98 درصد در طبقه نسبتاً بد، 1 درصد در طبقه متوسط قرارگرفته است. نتایج تغییرات مکانی پارامترها نشان داد که از جنوب به شمال و شمال شرق منطقه از کیفیت آب کاسته می شود. ارزیابی تغییرات کیفیت آب در نزدیکی محل دفن زباله نشان داد که 56/2149 مترمربع از مساحت کل، پتانسیل نسبتاً بدی را برای تغذیه آب های زیرزمینی منطقه دارد.

تخمین ابعاد فرسایش بستر در پایین‌دست سرریز سیفونی با مستهلک کننده انرژی جامی شکل با استفاده از روش برخورد گروهی با داده‌ها (GMDH)

کورش قادری

بررسی پدیده فرسایش موضعی در پایین دست سازه های هیدرولیکی آنقدر پیچیده است که به راحتی نمی توان یک مدل عمومی برای تخمین صحیح ابعاد فرسایش توسعه داد. در چند دهه اخیر استفاده از روش های داده محور برای مدل سازی و پیش بینی رفتار نامعلوم یا پیچیده سیستم ها گسترش یافته است. یکی از انواع این روش ها، روش برخورد گروهی با داده ها (GMDH) است که با رویکرد خود سازماندهی داده ها، به تدریج مدل های پیچیده تری را در طول ارزیابی عملکرد مجموعه داده های ورودی و خروجی تولید می کند. هدف از انجام این تحقیق بررسی کارائی روش GMDH و توسعه مدلی بر مبنای آن برای تخمین صحیح ابعاد حفره فرسایش (ماکزیمم عمق آب شستگی، فاصله ماکزیمم عمق آب شستگی تا لبه سرریز و طول حفره فرسایش) در پایین دست سرریز سیفونی با مستهلک کننده انرژی جامی شکل برای مجموعه ای از داده های مشاهداتی آزمایشگاهی است. 80 درصد داده ها در دوره آموزش و 20 درصد باقی مانده برای دوره آزمون استفاده شد. متوسط مقادیر معیارهای آماری MSRE، MPRE، CE وRB در دوره آزمون برای تابع انتقالی غیرخطی درجه دوم (FUNC1) به ترتیب 92/0، 02/0، 74/8 و 01/0- و برای تابع انتقالی غیرخطی درجه اول (FUNC2) به ترتیب 85/0، 02/0، 43/10 و 02/0- محاسبه شدند و نتایج نشان داد عملکرد (FUNC1) بهتر از (FUNC2) بوده است. همچنین مقدار ضریب تبیین (R2) برای تخمین ابعاد هندسه حفره فرسایش با روش های رگرسیون خطی، رگرسیون غیرخطی و شبکه های عصبی نیز مقایسه شد. نتایج حاکی از عملکرد بسیار مناسب مدل توسعه داده شده GMDH در تخمین صحیح ابعاد حفره فرسایش است.

تثبیت پتاسیم و ارتباط آن با خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و کانی‌های رسی خاک‌های آهکی دشت کاکان، استان کهگیلویه و بویراحمد

سیروس شاکری

تثبیت پتاسیم از جمله مهم ترین فرایندهایی است که بر قابلیت دسترسی این عنصر برای گیاهان تأثیر دارد. این پژوهش به منظور بررسی ارتباط تثبیت پتاسیم با برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک ها و کانی های رسی و همچنین اثر تری و خشکی متناوب بر میزان تثبیت پتاسیم در اراضی دشت کاکان استان کهگیلویه و بویراحمد انجام شد. برای اندازه گیری مقدار تثبیت پتاسیم، چهار سطح پتاسیم به نمونه ها اضافه شد و این نمونه ها به صورت متوالی 24 ساعت تکان و پس از آن، به مدت 24 ساعت در دمای 50 درجه سلسیوس خشک شدند. این عمل سه بار تکرار شد. دسته دیگری از نمونه ها نیز به همین روش مورد تیمار قرار گرفتند اما به جای قرار گرفتن در آون و خشک شدن، در دمای اتاق به حالت تعادل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش سطح پتاسیم افزوده شده به خاک، مقدار تثبیت افزایش ولی درصد تثبیت پتاسیم کاهش می یابد. همچنین تثبیت پتاسیم در حالت عادی و تری و خشکی با ظرفیت تبادل کاتیونی و مقدار رس همبستگی مثبت و با کربن آلی در هر دو حالت همبستگی منفی نشان داد. این نتایج همچنین نشان داد که با افزایش مقدار اسمکتایت، میزان تثبیت پتاسیم در هر دو حالت عادی و تری و خشکی افزایش می یابد. همچنین افق های سطحی به دلیل داشتن ماده آلی بیشتر و اسمکتایت کمتر، مقدار کمتری پتاسیم تثبیت کردند.

ارزیابی اثرات خشکسالی هواشناسی بر آبخوان‌های کارستی با شرایط توسعه‌یافتگی کارست متفاوت (مطالعه موردی: دو آبخوان کارستی بیستون- پرآو و کوه پاطاق)

حمید رضا مرادی

آب زیرزمینی یکی از مهم ترین منابعی است که از خشکسالی تأثیر می پذیرد. آبخوان های کارستی از منابع مهم آب زیرزمینی در غرب کشور و استان کرمانشاه هستند. پژوهش حاضر به منظور بررسی اثرات خشکسالی هواشناسی در مؤلفه های هیدرولوژیکی آبخوان های کارستی با شرایط توسعه یافتگی متفاوت صورت گرفته است. مناطق مورد مطالعه در این تحقیق شامل دو آبخوان کارستی بیستون- پرآو و کوه پاطاق در استان کرمانشاه است. برای انجام این پژوهش از آمار ماهانه بارش و آب دهی چشمه ها طی دوره آماری 20 ساله استفاده شد. در این تحقیق، از شاخص های SPI و SDI به ترتیب برای بررسی حالات مختلف خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیکی استفاده شد. برای تعیین ارتباط خشکسالی هواشناسی با آب زیرزمینی از همبستگی پیرسون و برای تعیین تأخیر زمانی، به بررسی همبستگی بین شرایط زمانی مختلف (بدون تأخیر و تأخیر 1 تا 6 ماه) شاخص SDI نسبت به شاخص SPI پرداخته شد. نتایج تعیین ارتباط خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی نشان داد که این دو در سطح معنی داری یک درصد دارای همبستگی هستند. همچنین نتایج بررسی همبستگی بین شرایط زمانی مختلف (بدون تأخیر و تأخیر 1 تا 6 ماه) شاخص SDI نسبت به شاخص SPI نشان داد که تأخیر زمانی بین وقوع خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی در مناطق مورد مطالعه بدون تأخیر زمانی یا حداکثر با یک ماه تأخیر رخ داده است. براساس نتایج، مقادیر ضریب همبستگی پیرسون بین شاخص های SPI و SDI در منطقه بیستون- پرآو بیشتر از منطقه کوه پاطاق است که بیانگر میزان توسعه یافتگی کارست منطقه بیستون- پرآو نسبت به کوه پاطاق است.

سینتیک آزاد شدن پتاسیم غیر‌تبادلی در خاکدانه‌های با اندازه متفاوت در تعدادی از خاک‌های آهکی

حمیدرضا متقیان

مطالعه سرعت آزاد شدن پتاسیم اهمیت زیادی در درک بهتر وضعیت پتاسیم قابل استفاده گیاه در خاک های مختلف دارد. خاکدانه های با اندازه مختلف تأثیرات متفاوتی بر آزاد شدن عناصر غذایی دارند. هدف این پژوهش، مطالعه سرعت آزاد شدن پتاسیم غیرتبادلی در خاک، خاکدانه های ریز و درشت تعدادی از خاک های آهکی بود. برای این منظور، سرعت آزاد شدن پتاسیم غیرتبادلی در پنج خاک آهکی استان چهارمحال و بختیاری و خاکدانه های ریز و درشت (کوچک تر از 25/0 میلی متر و بزرگ تر از 25/0 میلی متر) مطالعه شد. نمونه های خاک به روش متوالی و با استفاده از کلرید کلسیم 01/0 مولار در دمای 1±25 درجه سانتی گراد به مدت 2 تا 2017 ساعت عصاره گیری شدند. نتایج نشان داد که دامنه تغییرات پتاسیم آزاد شده پس از 2017 ساعت، در خاک، خاکدانه های ریز ودرشت به ترتیب در دامنه 7/372- 5/173، 1/426- 1/215 و 5/381- 9/178 میلی گرم بر کیلوگرم بود. نتایج این پژوهش نشان داد که مقدار پتاسیم آزاد شده از خاکدانه های ریز، بیشتر از خاک و خاکدانه های درشت بود. براساس ضریب تشخیص و خطای استاندارد، پتاسیم غیرتبادلی آزاد شده با استفاده از معادله های مرتبه اول، تابع توانی، انتشار پارابولیکی و الوویچ ساده به خوبی توصیف شد. ضرایب سرعت آزاد شدن پتاسیم در خاک های مختلف متفاوت بود. به طور کلی، مقدار پتاسیم تجمعی آزاد شده و سرعت آزاد شدن آن در محلول کلرید کلسیم، در خاکدانه های ریز بیشتر از خاکدانه های درشت بود.

بهینه‌سازی بهره‌برداری از سد مخزنی با الگوریتم جستجوی کلاغ براساس یک مدل تصمیم‌گیری چندمعیاره

سید فرهاد موسوی

بهره برداری از مخازن سدها یکی از مسائل مهم در زمینه مدیریت منابع آب می باشد. در این تحقیق، الگوریتم جستجوی کلاغ برای نخستین بار برای بهره برداری از مخازن سدها استفاده شده است. همچنین، نتایج مربوط به بهره برداری سیستم تک- مخزنه سد شهید رجایی در استان مازندران، جهت تأمین نیازهای پایین دست سد، با الگوریتم های تکاملی ازدحام ذرات و ژنتیک مقایسه گردید. برای انتخاب روش برتر، از شاخص های اعتمادپذیری زمانی، اعتمادپذیری حجمی، آسیب پذیری و بازگشت پذیری و مدل تصمیم گیری چندمعیاره نیز استفاده گردید. نتایج نشان داد که الگوریتم جستجوی کلاغ دارای پاسخی نزدیک به پاسخ بهینه مطلق مسئله است. به گونه ای که میانگین پاسخ ها در الگوریتم های جستجوی کلاغ، ازدحام ذرات و ژنتیک به ترتیب 99، 75 و 61 درصد پاسخ بهینه مطلق است. همچنین، الگوریتم جستجوی کلاغ، به جز از لحاظ شاخص اعتمادپذیری زمانی، در بقیه شاخص ها دارای عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم های ژنتیک و ازدحام ذرات می باشد. ضریب تغییرات پاسخ های به دست آمده توسط الگوریتم جستجوی کلاغ نسبت به الگوریتم های ژنتیک و ازدحام ذرات به ترتیب به میزان 16 و 14 برابر کوچک تر می باشد. مدل تصمیم گیری چندمعیاره مشخص نمود که الگوریتم جستجوی کلاغ دارای رتبه یک نسبت به دو الگوریتم دیگر در حل مسئله بهره برداری از مخزن سد شهید رجایی می باشد.

مقایسه الگوریتم‌های فرا ابتکاری برای بهره‌برداری بهینه از سیستم دو مخزنی گلستان و وشمگیر

ام البنی محمدرضاپور

یکی از مهم ترین مسائل در زمینه مدیریت منابع آب، مساله بهره برداری بهینه از مخازن سدها است. در چند دهه اخیر بهره برداری بهینه از سدها از موضوعات قابل توجه برنامه ریزان منابع آب در کشور بوده است. هدف از انجام این تحقیق بهینه سازی رهاسازی از مخازن گلستان و وشمگیر به منظور تأمین نیاز پایین دست با استفاده از الگوریتم های مورچگان نخبه، بیشینه– کمینه، مورچگان رتبه بندی شده و الگوریتم ازدحام ذرات و مقایسه کارایی هریک از این الگوریتم ها با یکدیگر است. متغیر تصمیم در نظر گرفته شده میزان رهاسازی از مخازن دو سد فوق بوده است. نتایج نشان داد، همه الگوریتم ها توانسته اند مقدار رهاسازی را به شکل بسیار خوبی بهینه کنند. ولی الگوریتم مورچگان نخبه با مقدار تابع هدف 6407/0 توانسته است مقدار رهاسازی ها را در هر دو سد با دقت بسیار خوبی تخمین بزند. همچنین الگوریتم ازدحام ذرات نیز با مقدار تابع هدف 275/1 در رهاسازی مقادیر رهاسازی از دقت خوبی برخوردار بوده است. الگوریتم مورچگان رتبه بندی شده با مقدارتابع هدف 924/18 و سپس الگوریتم مورچگان بیشینه و کمینه با مقدار تابع هدف 431/26 به ترتیب در رتبه های بعدی عملکرد بهینه سازی مقادیر رهاسازی از سدهای گلستان و وشمگیر قرار دارند.

بررسی پتانسیل قارچ ریشه‌ها و باکتری‌های سودوموناس در پالایش سبز کادمیم از یک خاک آلوده

میرحسن رسولی صدقیانی

استفاده از گیاهان و میکروب های خاک روشی نوید بخش برای پالایش سبز خاک های آلوده به فلزات سنگین است. این مطالعه به منظور ارزیابی پتانسیل میکروبی خاک با سطوح غلظت کادمیم (صفر، 10، 30 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم) و تیمار میکروبی شامل تلقیح قارچ ریشه های آربوسکولار (AMF) ترکیبی از گونه هایFunneliformis mosseae ، Rhizophagus irregularis و Rhizophagus fasciculatus و باکتری های محرک رشد گیاه (PGPR) ترکیبی از گونه های Pseudomonas شامل برخی سویه هایP. fluorescens ، P.putida و
P. aeruginosa در حضور گیاه گل گندم انجام شد. خاک مورد استفاده با نمک نیترات کادمیم به طور یکنواختی برای ایجاد غلظت های مختلف کادمیم آلوده شد. خاک آلوده شده استریل و سپس با AMF و PGPR مایه زنی شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کادمیم در خاک، درصد کلنیزاسیون، فراوانی باکتری های ریزوسفری، عملکرد و عملکرد نسبی شاخساره به طور معنی داری (05/0P≤) کاهش یافت، درحالی که مقدار پرولین، غلظت کادمیم در شاخساره و ریشه به طور معنی داری (05/0P≤) افزایش یافت. میانگین کادمیم استخراج شده در تیمارهای PGPR و AMF به ترتیب بیش از 8/1 و 8/2 و فاکتور انتقال کادمیم به ترتیب بیش از 2/1 و 5/1 برابر تیمارهای مشابه شاهد بود. چنین استنباط شود که مایه زنی میکروبی علاوه بر افزایش زیست توده گیاه، در افزایش کارآیی پالایش سبز کادمیم توسط گیاه نقش مهمی ایفا می کند.

اثر سیدروفور دسفرال (DFOB) بر جذب کادمیم به‌وسیله کانی مسکویت

محسن حمیدپور

سیدروفورها مولکول های آلی با وزن مولکولی کم هستند که در شرایط کمبود آهن، به وسیله میکرو ارگانیزم های خاک و ریشه برخی از گیاهان ترشح و با کلات کردن آهن محلول خاک قابلیت جذب آن را افزایش می دهند. این ترکیبات با برخی از فلزات سنگین نیز تشکیل کمپلکس می دهند و بر زیست فراهمی و حرکت آنها در خاک اثر می گذارند. این پژوهش به منظور بررسی اثر سیدروفور دسفرال (DFOB) بر جذب کادمیم توسط کانی مسکویت انجام شد. مطالعات جذب وابسته به pH در محدوده pH 4 تا 9 و در یک غلظت کادمیم و سیدروفور به ترتیب 5 میلی گرم در لیتر و 250 میکرومولار انجام شد. همچنین هم دماهای جذب در محدوده غلظت کادمیم 5/1 تا 10 میلی گرم در لیتر در حضور سیدروفور (250 میکرومولار) و بدون حضور سیدروفور در دو pH 7 و 8 انجام شد. نتایج نشان داد که سیدروفور جذب کادمیم روی کانی مسکویت را در تمامی pH های مورد مطالعه کاهش داد. هم دماهای جذب کادمیم در هر دو pH مورد مطالعه، تحت تأثیر سیدروفور قرار گرفتند. سیدروفور جذب کادمیم را کاهش داد. مدل های فروندلیخ و لانگمویر جذب کادمیم را در تمامی سیستم های مورد مطالعه به خوبی توصیف کردند. مقادیر ضرایب KF مدل فروندلیخ و KL مدل لانگمویر در سوسپانسیون های حاوی سیدروفور، کمتر از سیستم های بدون سیدروفور بود که نشان دهنده رقابت مسکویت و سیدروفور برای تشکیل کمپلکس با یون کادمیم است.

تأثیر بافت و رطوبت خاک در استخراج PCBs

مسعود نوشادی

آلاینده (Polychlorinated biphenyl) PCBs که ساخته بشر و جزء مواد آلی آلاینده پایدار است، با توجه به خطرات زیاد زیست محیطی باید در محیط زیست ردیابی، تعیین مقدار و تجزیه شود تا از خطرات آن کاسته شود. جهت ردیابی این ماده در خاک باید روش استخراج و شرایط مناسب اندازه گیری آن بررسی شود. دو نمونه خاک دو کیلو گرمی با دو بافت خاک مختلف انتخاب و محلول های خاک با اختلاط آروکلر 1254 به میزان ml 1000/gµ جهت استفاده در دستگاه GC ساخته شد. برای اندازه گیری آروکلر 1254 ساخته شده در نمونه خاک، از دستگاهGC-MS با فاز ساکن CP 7477 شرکت اجیلنت استفاده شد. آنالیز واریانس و تست میانگین استخراج آروکلر 1254 (در دو سطح پنج درصد و یک درصد) در دو بافت خاک با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که میانگین استخراج آروکلر 1254 در بافت خاک سبک تر (لوم شنی) بیشتر از بافت خاک ریز تر (لوم سیلتی) بوده و این اختلاف در سطح یک درصد (P≤0/01) معنی دار بود. این امر تأثیرگذاری بافت خاک را بر میزان استخراج نشان می دهد. با توجه به گران تر بودن قیمت حلال ها نسبت به آب، در این تحقیق برای استخراج بهینه، اقدام به افزایش رطوبت اولیه خاک در سطوح 5 درصد ، 10 درصد ، 15 درصد ، 20 درصد شد تا میزان استخراج در رطوبت های متفاوت مشخص شود. نتایج نشان داد که در رطوبت اولیه 20 درصد بیشترین میانگین استخراج رخ داد که نسبت به سایر رطوبت ها در سطح یک درصد ( (P>0/01معنی دار بود. البته تفاوت رطوبت از 10 درصد به 15 درصد اختلاف معنی داری نشان نداد ((P>0/05، ولی رطوبت 10 درصد نسبت به رطوبت 5 درصد ( (P>0/05دارای اختلاف معنی دار بود.

ارزیابی عدم قطعیت در تغییرپذیری زمانی و مکانی تراز آب زیرزمینی با آنالیز توأم آنتروپی و زمین‌آمار

ناصر گنجی خرم دل

برای استمرار یا توسعه بهره برداری از آب های زیرسطحی، برای انواع مصارف و اهداف گوناگون و همچنین ایجاد هرگونه سازه آبی، مجموعه ویژگی های کمی آبخوان ها شناسایی می شود. نیل به این هدف فقط با اجرای عملیات پایش کمی تراز آب زیرزمینی امکان پذیر است. در این مطالعه از تأثیر و مقایسه توأم مفهوم تئوری آنتروپی مرزی و کریجینگ معمولی برای طراحی شبکه پایش تراز آب زیرزمینی دشت گتوند- عقیلی واقع در استان خوزستان استفاده شد. این نکته حائز اهمیت است که یک جنبه کلیدی در پایش تراز آب زیرزمینی از به کمیت درآوردن تغییرپذیری یا عدم قطعیت مربوط به آن اندازه گیری است. این کار باعث ایجاد یک اطمینان قابل توجه به منظور پایش و درنهایت دستیابی به شرایط مطلوب آینده را ایجاد می کند. در این تحقیق از میزان تغییرپذیری تراز آب زیرزمینی با استفاده از بررسی تأثیر توأمان آنتروپی مرزی و کریجینگ معمولی، به منظور تعیین مناطق مستعد پایش بیشتر و یا تنک شدن و همچنین سازگاری این دو روش با طراحی شبکه پایش استفاده شد. براساس نقشه طبقه بندی شده در روش آنتروپی مرزی، در بازه تغییرات آنتروپی بین 07/0 تا 26/5، مناطق با مقادیر بیشتر از 13/2 مبین نیاز بیشتر به تراکم چاه های مشاهده ای بودند. همچنین در بازه تغییرات زمین آماری به روش کریجینگ مقادیر بیشتر از 16/13 نیز نشان دهنده مناطقی بود که نیازمند پایش طبقه بندی شدند. مقایسه نتایج حاصل از دو روش حاکی از این بود که روش آنتروپی مرزی نسبت به روش کریجینگ، دارای عدم قطعیت کمتری بوده و با به کارگیری آن، مناطق کمتری نیازمند به پایش طبقه بندی می شوند. همچنین مقایسه نقشه پهنه بندی شده دو روش، نشان داد که به کارگیری روش آنتروپی مرزی خطای کمتری را در برداشته و آن را می توان برای طراحی شبکه پایش تراز آب زیرزمینی توصیه نمود. همچنین شبکه براساس ارزیابی متقابل و توزیع خطای تخمین نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. این آزمون ها نیز به عنوان آنالیزهای تکمیلی برای تعیین مناطق مستعد تراکم بیشتر چاه ها و همچنین نیاز به تنک کردن مناطق در این تحقیق به کار گرفته شد که نتایج، تأییدی بر عملکرد مناسب روش های به کار گرفته شده بود و در ضمن مبین برتری روش آنتروپی مرزی در طراحی یک شبکه پایش کمی آب زیرزمینی است.

شناسایی منشا ذرات معلق در اتمسفر با استفاده از ویژگی‌های ژئوشیمیایی عناصر ردیاب (مطالعه موردی: شهر کرمانشاه)

زینب نظری

هدف از این مطالعه، شناسایی منشا ذرات معلق در اتمسفر شهر کرمانشاه با استفاده از ویژگی های ژئوشیمیایی است. غلظت 20 عنصر اصلی و کم یاب (پتاسیم، سدیم، کلسیم، فسفر، مس، نیکل، سرب، کادمیم، سلنیوم، روی، آهن، منیزیم، بور، کروم، کبالت، آرسنیک، مولیبدن، وانادیم، آلومینیوم، منگنز) برای 55 نمونه خاک (در نقاط مختلف ارتفاعی 1600 - 600 متر) و 41 نمونه ذرات معلق به وسیله دستگاه ICP آنالیز شد. منشایابی ذرات معلق با استفاده از ردیاب های ژئوشیمیایی طی دو مرحله صورت گرفت. در مرحلۀ اول، با استفاده از آزمون مقایسه میانگین ها و تحلیل تشخیص ترکیبی مناسبی از عناصر ردیاب که توانایی بالایی برای تفکیک منابع ذرات معلق دارند، انتخاب شده است. در مرحله دوم، از مدل های چندمتغیره ترکیبی برای تعیین سهم منابع ذرات معلق (واحدهای زمین شناسی و ژئومورفولوژی) در تولید ذرات معلق در منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. نتایج حاصل از تعیین سهم واحدهای زمین شناسی و ژئومورفولوژی نشان می دهد که به ترتیب، سازند UF ( مارن قرمز و ماسه سنگ)، واحد دو (با ارتفاع 1400-0، شیب 5-0 درصد، جهت flat و ویژگی سنگ شناسی UF (مارل قرمز و ماسه سنگ)) سهم اصلی در تولید ذرات معلق را دارا هستند که این سازند در شهرستان قصرشیرین واقع شده است.

شبیه‌سازی مکانی- زمانی بارش سالانه با استفاده از مدل‌های تصادفی

جواد بهمنش

بارش، از مؤلفه های اصلی بیلان آب در هر منطقه بوده و توسعه روش های کارآمد برای برآورد توزیع مکانی و زمانی آن از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. هدف از این پژوهش بررسی کارایی مدل چند مکانی خودهمبسته (Multiple-site auto regressive model) مرتبه اول برای برآورد مکانی- زمانی بارش سالانه در استان کردستان بود. بدین منظور هشت ایستگاه هم دیدی (Synoptic) که دارای آمار بلندمدت، بودند انتخاب شد. برای تعیین پارامترهای مدل، داده های دوره آماری 21 ساله (1391- 1371) به کار برده شد. این پارامترها با محاسبه همبستگی های با تأخیر صفر (Lag0) و یک (Lag1) در سری های زمانی بارش سالانه ایستگاه ها به دست آمدند. در این روش بارش منطقه در سال t براساس بارش سال قبل آن (t-1) برآورد شد. برای ارزیابی مدل، بارش سالانه منطقه در سال های 1392 و 1393 به وسیله مدل برآورد و با داده های مشاهده ای مقایسه شد. نتایج حاکی از دقت مناسب این مدل در پیش بینی مقدار بارش سالانه این منطقه بود. درصد خطای مدل در برآورد بارش سالانه منطقه برای سال های 1392 و 1393 به ترتیب 9/7 و 3/17 درصد به دست آمد. همچنین ضریب همبستگی داده های برآورد شده و مشاهده شده در سطح معنی داری کمتر از یک درصد معنی دار شد (978/0 R=). علاوه بر این عملکرد مدل از نظر تولید داده مناسب بود. به طوری که مشخصات آماری داده های تولیدی و داده های تاریخی ثبت شده، مشابه بودند و اختلاف معنی داری نداشتند. بنابراین با توجه به کارایی مناسب این مدل در پیش بینی و تولید بارش سالانه، کاربرد آن برای کمک به مدیریت بهتر منابع آب این منطقه قابل توصیه است.

اثرات پستی و بلندی و آبیاری بر تکامل خاک‌ها و تنوع کانی‌های رسی در برخی از خاک‌های گچی استان خوزستان

یونس عبدلی

مطالعه حاضر به منظور بررسی تکامل خاک های گچی و کانی های رسی متأثر از اثرات پستی و بلندی، سطح آب زیرزمینی و آبیاری در منطقه رامهرمز انجام شد. برای این منظور در این دشت 10 خاکرخ‏ جانمایی و تشریح شد، به طوری که دارای تفاوت های کافی در شرایط آبیاری و توپوگرافی باشد. خاک های مورد مطالعه در راسته های انتی سولز، اینسپتی سولز و اریدی سولز قرار داشتند. اپی پدون خاک ها اکریک و افق های زیرسطحی کمبیک، جیپسیک و سالیک بود. کانی ‏شناسی با تفرق پرتو ایکس نشان داد اسمکتیت، کائولینیت، ایلیت، کلریت، پالی‏گورسکیت، ورمیکولیت و سپیولیت به ترتیب کانی های غالب موجود بودند. کائولینیت و میکا منشأ توارثی اما کلرایت علاوه بر موروثی بودن، در خاک هایی بدون سابقه کشت و آبیاری، از تحول اسمکتیت ‏ها نیز حاصل شده بود. میزان سپیولیت در خاک های حاوی گچ کاهش اما در افق‏ های انباشت گچ، پالی‏گورسکیت بیشتر بود. سپیولیت در شرایط زهکشی مناسب با افزایش عمق افزایش داشت که به پایداری این کانی در عمق یا نوتشکیلی آن مربوط بود ولی در شرایط زهکشی ضعیف با افزایش عمق، کاهش یافت. این نتیجه به دلیل ناپایداری این کانی در رطوبت زیاد و فعالیت کم منیزیم بود. همبستگی معکوسی بین پالیگورسکیت و اسمکتیت وجود داشت، به طوری که بیشترین میزان پالیگورسکیت و اسمکتیت به ترتیب در افق‏ های سطحی‏ و زیرسطحی مشاهده شدند. کانی اسمکتیت کانی غالب در خاک های منطقه است که از تحول کانی های دیگر تشکیل شده و در اراضی پست منشأ نوتشکیل داشت. تشکیل ورمیکولیت در این خاک‏ ها به دلیل تخلیه پتاسیم ناشی از آبشویی یا جذب گیاهی در مرحله حدواسط تبدیل ایلیت به اسمکتیت حاصل شده بود. بنابراین پستی و بلندی و آبیاری در این خاک ها، سبب تکامل خاک ها در سطح راسته و درنتیجه ایجاد تنوع قابل ملاحظه ای از کانی های رسی در این خاک ها شده بود.

بررسی اثر کاربرد نفت سفید بر جذب عناصر سنگین در برخی از سبزی‌ها در استان خوزستان

بیژن خلیلی مقدم

هدف از این پژوهش بررسی مزرعه ای اثر کاربرد نفت سفید بر جذب عناصر سنگین در برخی از سبزی ها در استان خوزستان است. بدین منظور آزمایشی در پاییز و زمستان سال 1392، به صورت آشیان ه ای در قالب طرح کاملاً تصادفی با عامل های شهرستان (شوش، دزفول و باوی)، گیاه (جعفری، شوید، گشنیز و هویج)، نوع مدیریت مزرعه (شاهد، مزرعه آلوده به نفت سفید یک و مزرعه آلوده به نفت سفید دو) در سه تکرار انجام شد. میزان غلظت برخی از عناصر سنگین قابل جذب خاک و نیز غلظت این عناصر در نمونه های گیاهی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد در همه شهرستان ها، میانگین غلظت عناصر سنگین در خاک و گیاه مزارع آلوده به نفت سفید نسبت به نمونه شاهد بیشتر بود. همچنین بیشترین و کمترین میزان غلظت عناصر سنگین کادمیم و سرب خاک و گیاه به ترتیب در شهرستان باوی (29/ 14 و 46/40 میلی گرم بر کیلو گرم و 99/11 میلی گرم بر کیلو گرم در شوید و 53/35 در گیاه گشنیز) و شوش (33/9 و 36/30 میلی گرم بر کیلو گرم و 01/8 و 54/23 میلی گرم برکیلو گرم در هویج) حاصل شد. ولی بیشترین و کمترین میزان عناصر روی و مس در خاک و گیاه به ترتیب در شهرستان دزفول (08/109 و 71/47 میلی گرم بر کیلو گرم و 33/86 و 57/38 میلی گرم برکیلو گرم در شوید) و باوی (75/34 و 30/22 میلی گرم بر کیلو گرم و 44/28 و 96/16 میلی گرم برکیلو گرم در هویج) به دست آمد. با توجه به یافته های این پژوهش می توان نتیجه گرفت که کاربرد نفت سفید در مزارع سبزی باعث افزایش جذب کادمیم، سرب و مس بیش از حد مجاز در سبزی ها شده است و خطر انتقال آلاینده های مذکور به زنجیره غذایی را در پی دارد.