علوم آب و خاک

استخراج قوانین جیره‌بندی تلفیقی برای مدیریت بهره‌برداری از منابع آب سطحی و زیرزمینی

حمیدرضا صفوی

در این پژوهش از مدل WEAP به عنوان شبیه ساز و از الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA)، به عنوان بهینه ساز استفاده شده است و با توجه به لزوم اجرای شبیه سازی های متعدد در فرایند بهینه سازی جهت رسیدن به پاسخ بهینه، اتصال برنامه های مذکور در محیط نرم افزار Matlab انجام شده است. به منظور بررسی عملکرد، سیاست های جیره بندی به دست آمده در دوره پایه، برای دوره آینده تحت تأثیر تغییرات اقلیمی بررسی شده است. نتایج نشان دهنده وضعیت نامناسب سفره های آب زیرزمینی در حوضه تحت سناریوی روند است و در صورت ادامه روند مدیریت کنونی منابع آب، حوضه آبریز زاینده رود در این زمینه دچار مشکلات قابل توجهی خواهد شد. مدیریت منابع آب با استفاده از سیاست های جیره بندی تلفیقی توانسته است، این شرایط را بهبود ببخشد. نتایج حاصل از اعمال سیاست جیره بندی تلفیقی نشان دهنده افزایش شاخص پایداری گروهی در تأمین نیازها، به میزان 11 درصد نسبت به سیاست روند است، همچنین براساس شاخص پایداری گروهی در بخش منابع استفاده از سیاست جیره بندی تلفیقی پایداری منابع آب سطحی و زیرزمینی را به ترتیب به میزان 2/5 و 6 درصد نسبت به سناریوی روند افزایش می دهد و این نشان دهنده عملکرد مناسب این سیاست، در مقایسه با سیاست بهره برداری روند است.

بررسی اثر رژیم‌های مختلف آب آبیاری بر توسعه ریشه و بهره‌وری مصرف آب گیاه فلفل سبز

صابر جمالی

عملکرد گیاه، تابعی از توزیع ریشه و فعالیت آن است. در شرایط غرقابی، رشد کافی و کارایی ریشه برای بهره وری محصول ضروری هستند. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر رژیم های متفاوت آبیاری بر توسعه ریشه، عملکرد و اجزای عملکرد گیاه فلفل سبز (Capsicum annum L.) رقم گرین هاشمی بود. آزمایش مذکور در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه ای در بهار و تابستان سال 1394 در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، انجام شد. رژیم های مختلف آبیاری شامل سه سطح (100، 125 و 150 درصد تبخیر از تشت کلاس A) بود. نتایج نشان داد که بیش آبیاری بر حجم، طول، سطح ریشه، وزن تر و خشک ریشه و تعداد میوه برداشت شده در بوته در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود، ولی بر بهره وری مصرف آب و وزن تر و خشک میوه در سطح پنج درصد معنی دار بود. نتایج نشان داد که گیاه فلفل سبز به بیش آبیاری حساس است، به طوری که افزایش میزان آب آبیاری از 100 به 125 درصد تبخیر از تشت، حجم ریشه، طول ریشه، بهره وری مصرف آب، تعداد میوه برداشت شده و وزن تر میوه را به میزان 20، 8/13، 26، 29 و 4/6 درصد کاهش داد. همچنین نتایج حاکی از آن است که افزایش آب آبیاری منجر به کاهش معنی دار وزن تر میوه شد.

اثرات جهت شخم و تراکم کشت بر هدررفت آب و خاک در کشتزار دیم در منطقه نیمه‌خشک

علی رضا واعظی

فرسایش خاک به وسیله آب، مسئله مهم زیست محیطی به ویژه در مناطق نیمه خشک است. در این مناطق، هدررفت آب به شدت بر هدررفت خاک و در نتیجه باروری خاک در کشتزارهای دیم اثر می گذارد. تعیین تراکم بذر مناسب برای هر جهت شخم، برای دستیابی به عملکرد محصول بالا و در کنار آن جلوگیری از هدررفت آب و خاک حائز اهمیت است. این مطالعه به منظور بررسی اثرات توأم جهت شخم و تراکم کشت بر هدررفت آب و خاک در کشتزار دیم انجام گرفت. دوازده کرت گیاهی با ابعاد 5/1 متر در 5/1 متر برای بررسی اثر دو جهت شخم (شخم موازی شیب و شخم روی خطوط تراز) و دو تراکم بذر (تراکم 90 و 120 کیلوگرم در هکتار) در سه تکرار در کشتزاری دیم با شیب 10 درصد احداث شدند. هدررفت آب و خاک در هر کرت طی دوره رشد (از اواسط مهر 1394 تا اواسط تیر 1395) اندازه گیری شد. تفاوت های معنی دار بین دو جهت شخم (001/0>P) و دو تراکم کشت از نظر رواناب (05/0>P) و هدررفت خاک مشاهده شد. رواناب و هدررفت خاک در شخم موازی شیب به ترتیب 16/4 و 08/4 برابر بزرگ تر از خاک ورزی روی خطوط تراز بود. هدررفت آب و خاک در تراکم 120 کیلوگرم در هکتار به ترتیب 25/11 و 32/26 درصد کمتر از آنها در تراکم 90 کیلوگرم در هکتار بود. این نتیجه به دلیل افزایش پوشش گیاهی در این تیمار و تأثیر آن بر مهار جریان آب و افزایش نگهداشت آب در خاک بود. برهمکنش معنی داری بین جهت شخم و تراکم کشت از نظر رواناب و هدررفت خاک وجود نداشت. اهمیت جهت شخم در هدررفت آب و خاک بسیار بیشتر از اهمیت تراکم کشت بود. با توجه به نتایج این پژوهش، اجرای تراکم 120 کیلوگرم در هکتار با روش شخم عمود بر شیب برای مهار بیشتر هدررفت آب و خاک، پیشنهاد می شود.

تحلیل مبتنی بر فشار در شبکه‌های توزیع آب به کمک الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات

محمدعلی گرانمهر

وقتی که شبکه با کمبود فشار مواجه شود و یا دبی تقاضا در گره ها بیشتر از مقدار طراحی شده باشد، شبکه اغلب نمی تواند تقاضای مورد نیاز در گره ها را به طور کامل تأمین کند. بررسی رفتار شبکه در این حالت، نیازمند استفاده از روش تحلیل مبتنی بر فشار است. برخلاف تحلیل مبتنی بر تقاضا، در این حالت لازم است برای هر گره معادله ای بین فشار و دبی تقاضا در نظر گرفته شود تا به طور هم زمان با سایر معادلات هیدرولیکی شبکه حل شود. در این پژوهش، سیستم پشتیبان تصمیم گیری جهت تحلیل شبکه به روش مبتنی بر فشار براساس الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و شبیه ساز هیدرولیکی EPANET توسعه داده شد تا به توان به سادگی رفتار شبکه در شرایط کمبود فشار را شبیه سازی کرد. شبکه ای چهار حلقه ای از پژوهش های پیشین انتخاب شد و تحلیل شبکه، براساس روش ها و روابط مختلف بین فشار و دبی تقاضا ارائه شده است. نتایج تحلیل شبکه نشان می دهد، مدل ارائه شده به خوبی مدل های پیشین بود و در مقایسه با برخی روش ها، عملکرد بهتری نیز در همگرایی دارد. استفاده از رابطه های مختلف فشار-تقاضا، تأثیر زیادی در جواب نهایی حاصل از تحلیل مبتنی بر فشار ندارد، درحالی که اختلاف نتایج حاصل از تحلیل مبتنی برفشار و تحلیل مبتنی بر تقاضا، قابل توجه است.

بررسی آزمایشگاهی تأثیر آبشکن‌های آرمور ساده و L شکل در بالادست و پایین‌دست آبگیر، بر هیدرولیک جریان رودخانه و دبی انحرافی آبگیر به‌کمک مدل فیزیکی

امیرعباس کمان بدست

رودخانه ها از دیرباز به عنوان یکی از اساسی ترین منابع تأمین آب مورد توجه انسان بوده است و چنانچه شرایط توپوگرافی، میزان نیاز آبی، شرایط ریخت شناسی غیره اجازه دهد، می توان آب را به صورت ثقلی منتقل کرد. استفاده از آبشکن می تواند تأثیر قابل توجهی بر دبی و رسوب ورودی آبگیر بگذارد. طراحی آبشکن ها خود نیاز به بررسی چندین پارامتر شامل: موقعیت، طول، نوع، جنس و .... دارد. با استفاده از یک طراحی خوب می توان دبی ورودی به آبگیر را افزایش و رسوب ورودی به آن را کاهش داد. در این تحقیق به منظور بررسی تأثیر آبشکن بر شرایط هیدرولیکی جریان در آبگیر با موقعیت های مختلف 30، 45، 60 و 90 درجه با دو نوع آبشکن ساده وL شکل در بالادست و پایین دست آبگیر، به ازای پنج دبی ورودی (7/0، 12/1، 82/2، 04/5 و 23/6 لیتر بر ثانیه) در فلوم آزمایشگاهی ساخته شده توسط نگارنده به عنوان مدل فیزیکی، به شبیه سازی جریان به آبگیر پرداخته شد و تأثیر این آبشکن های مختلف بر هیدرولیک جریان، مطالعه شد. نتایج حاصل از این آزمایش ها نشان می دهد که آبشکن L شکل در بالادست و پایین دست آبگیر در قوس داخلی فلوم، باعث افزایش دبی ورودی به آبگیر می شود و بهترین زاویه انحراف آبگیر برای بیشترین دبی ورودی به آبگیر، زاویه 60 درجه است.

بررسی قابلیت سری زمانی داده‌های سنجنده چندطیفی OLI در تهیه نقشه الگوی کشت غالب به روش گام‌به‌گام (مطالعه موردی: شهرستان چادگان)

وحید راهداری

براورد سطح زیر کشت محصولات برای مدیریت عرضه تولیدات کشاورزی ضروری است. هدف این تحقیق، تهیه نقشه سطح زیر کشت محصولات عمده، در بهار و تابستان سال 1394 شهرستان چادگان با استفاده از سری زمانی تصاویر سنجنده OLI ماهواره لندست هشت، است. نقشه اراضی زیر کشت با تعیین آستانه پایین در پیکسل های حاشیه ای اراضی کشاورزی دیم برای تصویر بهار در شاخص NDVI تهیه شد. اراضی زیر کشت گندم و یونجه از تفریق مقادیر NDVI فصل بهار و تابستان تهیه شدند. همچنین اراضی زیر کشت سیب زمینی، ذرت و باغ ها، با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده FISHER روی تصویر تابستان به صورت گام به گام تهیه شد. نقشه نهایی الگوی کشت غالب منطقه با تلفیق نقشه کشت بهار و تابستان و به روش ترکیبی و مرحله به مرحله تهیه شد. برای بررسی دقت نقشه تولیدی ضریب کاپا و دقت کلی برابر 9/0 و 92/0 محاسبه شد. نتایج نشان داد، نقشه تهیه شده در سایر معیارهای ارزیابی دقت نقشه، دارای مقادیر قابل قبول بود که نشان دهنده قابلیت سری زمانی داده های سنجنده OLI به همراه روش گام به گام در تفکیک محصولات کشاورزی با رفتار طیفی مشابه است.

ارزیابی مرفومتری، مدل‌سازی و استخراج آبراهه‌ها از مدل رقومی ارتفاع (DEM) با استفاده از مدل زیر‌پیکسل جاذبه

محمد جواد امیری

هدف از این مطالعه بررسی تأثیر افزایش قدرت تفکیک مکانی DEM، به منظور بررسی ویژگی مورفومتری آبراهه ها، تجزیه و تحلیل و استخراج آنها با استفاده از تکنیک سنجش از دور و GIS است. در این مطالعه که در جنوب شهرستان داراب انجام گرفت، به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی DEM 90 متری (به عنوان یکی از پرکاربردترین داده ها در مدل کردن آبراهه)، از الگوریتم جاذبه (Attraction) با دو مدل همسایگی پیکسل های مماس (Touching) و همسایگی چهارگانه (Quadrant)، به منظور تخمین مقادیر زیرپیکسل ها استفاده شد. پس از تولید تصاویر خروجی برای زیرپیکسل ها در مقیاس های دو، سه و چهار با همسایگی های متفاوت، بهترین مقیاس با مناسب ترین نوع همسایگی با استفاده از نقاط کنترل زمینی (270 نقطه) تعیین شد و مقادیر RMSE برای آنها، به صورت جداگانه محاسبه شد. بر اساس نتایج، با استفاده از مدل جاذبه، صحت تصاویر خروجی بهبود پیدا کرد و همچنین قدرت تفکیک مکانی آنها افزایش پیدا می کند. از بین مقیاس ها با همسایگی های مختلف، مقیاس سه و مدل همسایگی چهارگانه، نسبت به بقیه روش ها دارای بیشترین دقت با کمترین میزان RMSE برای DEM 90 متر است. بررسی مورفومتری آبراهه ها نشان داد که DEM حاصل از الگوریتم جاذبه، دارای توان و دقت بیشتری در استخراج آبراهه ها، استخراج عوارض و اطلاعات مورفومتری منطقه مورد مطالعه است.

تأثیر رژیم‌های مختلف آبیاری با آب شور بر عملکرد سورگوم دانه‌ای و شبیه‌سازی عملکرد آن با استفاده از مدل SWAP

حمیدرضا عشقی زاده

با توجه به گسترش آب شور در کشور، استفاده از مدیریت کاربرد تلفیقی آب شور و شیرین یک راهکار بهینه برای تولید محصولات، تحت شرایط تنش شوری است. این تحقیق در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. تیمارهای مورد استفاده پنج مدیریت آبیاری شامل: آبیاری با آب شور (شوری پنج دسی زیمنس بر متر)، آبیاری با آب شیرین (آب شهری)، آبیاری یک در میان، آبیاری با آب تلفیقی و آبیاری با آب شیرین تا خوشه دهی و سپس آب شور بود. افزایش شوری اثر معنی داری بر عملکرد بوته تر، بوته خشک و دانه داشت. حداکثر عملکرد بوته تر، بوته خشک و دانه مربوطه به آبیاری با آب شیرین به ترتیب به میزان 14/4، 45/2 و 588/0 کیلوگرم بر مترمربع و حداقل آن مربوط به آبیاری با آب شور به ترتیب به میزان 34/1، 765/0 و 0957/0 کیلوگرم بر مترمربع بود. پس از تیمار شاهد، مدیریت آبیاری تلفیقی بیشترین عملکرد را به خود اختصاص داد. شاخص های مختلف آماری نشان داد که مدل SWAP توانایی شبیه سازی عملکرد محصول را با دقت نسبتاً خوبی دارد. مقدار ضریب تبیین برای عملکرد محصول 65/0 به دست آمد. توانایی شبیه سازی عملکرد مدل به ترتیب در تیمارهای آبیاری شور در انتهای فصل، یک در میان، آب شور، تلفیقی و آب شیرین است.

اثر زهکشی کنترل شده و سطوح مختلف کود نیتروژن برمقدار زه‌آب و آبشویی نیترات

مسعود نوشادی

رشد روز افزون جمعیت جهان و در نتیجه نیاز بیشتر به تولیدات کشاورزی، یکی از مسائل مهمی است که بشر همواره با آن روبه رو بوده است. به دلیل استفاده از کود نیتروژن در کشاورزی، نگرانی در مورد آلودگی آب های سطحی توسط نیترات وجود دارد که با توسعه سیستم های مدیریت آب کشاورزی می توان نیترات در خروجی زهکش ها و در نتیجه آلودگی زیست محیطی را کاهش داد. این تحقیق به منظور بررسی اثر زهکشی کنترل شده و سطوح مختلف کود نیتروژن بر آبشویی نیترات و آلودگی محیط زیست به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، در سه فاکتور کنترل عمق سطح ایستابی و سه فاکتور مقدار کود در سه تکرار در دانشکده کشاورزی شیراز انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل سه سطح کودی صفر، 200 و 300 کیلوگرم در هکتار و سه سطح زهکشی شامل زهکشی آزاد ، کنترل سطح ایستابی در عمق60 سانتی متری (CD60) وکنترل سطح ایستابی در عمق 90 سانتی متری ((CD90 بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که مقدار زه آب و تلفات نیترات، در زهکشی کنترل شده نسبت به زهکشی آزاد به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا کرده است که به طور متوسط میزان کاهش زه آب در CD60 و CD90 نسبت به زهکشی آزاد به ترتیب 3/59 و 7/35 درصد و کاهش تلفات نیترات به ترتیب 72 و 44 درصد بود. با اعمال تیمار کودی 200 و 300 کیلوگرم در هکتار نسبت به صفر کیلوگرم در هکتار میزان کل نیترات آبشویی شده به ترتیب 86/1 و48/2 برابر بیشتر شد.

ارزیابی راندمان‌های آبیاری، کارآیی مصرف و بهره‌وری آب در حوضه دریاچه ارومیه (مطالعه موردی شبکه آبیاری و زهکشی زرینه‌رود)

سینا بشارت

شبکه آبیاری و زهکشی زرینه رود با مساحت 65000 هکتار، مهم ترین شبکه حوضه دریاچه ارومیه است که به طور مستقیم با دریاچه در ارتباط است. با بحران کنونی دریاچه، بررسی کارایی وضعیت موجود شبکه در برنامه نجات دریاچه ارومیه ضروری است. هدف از این مطالعه، ارزیابی راندمان های انتقال، توزیع، کاربرد و بهره وری آبیاری در سطح مزارع شبکه است. سه محصول از الگوی کشت منطقه با بیشترین سطح زیر کشت (چغندر 10 درصد، یونجه 22 درصد و گندم 38 درصد) انتخاب شد. روش غالب آبیاری منطقه به صورت آبیاری سطحی است. در سطح شبکه، رطوبت خاک مزرعه در قبل و بعد از آبیاری، خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک و حجم مصرف آب برای آبیاری اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که متوسط راندمان انتقال در کانال های با پوشش بتنی شبکه حدود 79 درصد است که در دامنه 33 درصد (در کانال های کوچک تر) تا 100 درصد (در کانال های بزرگ تر) قرار دارد. راندمان توزیع آب در شبکه، به طور متوسط 76 درصد است که بین 50 و 100 درصد متغیر است. راندمان کاربرد آب در مزارع براساس تحلیل بیلان رطوبتی خاک، از 41 درصد در بافت خاک لوم رسی شنی تا 66 درصد برای بافت رسی متغیر بوده است. براساس تحلیل داده های میزان برداشت محصول، هزینه های تولید و قیمت فروش محصول، کارایی مصرف آب (برحسب کیلوگرم محصول به ازای هر مترمکعب آب مصرفی) از 4/0 برای یونجه مسن تا 1/5 برای چغندرقند متفاوت است. میزان بهره وری آب در این شبکه (برحسب ریال به ازای هر مترمکعب آب مصرفی) بین 2740 برای یونجه با سن بالای 10 سال و 6900 برای گندم است. می توان نتیجه گرفت که در صورت محدودیت آب، به لحاظ اقتصادی اولویت کشت به ترتیب گندم، چغندرقند و یونجه خواهد بود.

بررسی شاخص‌های خطای عملکرد مدیریت تحویل آب در طرح تجهیز و نوسازی اراضی شالیزاری

بابک مومنی

با گذشت سال های متمادی از آغاز طرح زیربنایی و ملی تجهیز و نوسازی اراضی شالیزاری، ارزیابی عملکرد مدیریت توزیع و تحویل آب این پروژه، برای دریافت بازخورد های آن در مسیر تحقق اهداف مدنظر، ضروری است. اما نتایج ارزیابی یک سیستم وقتی قابل اتکا است که فارغ از قضاوت های سلیقه ای و براساس شاخص های کمی انجام شود. لذا در این پژوهش، شاخص آماری خطای کلی عملکرد تحویل آب و مؤلفه های آن، شامل؛ خطاهای کفایت، مدیریت پذیری و عدالت، براساس محاسبه نیاز آبی و اندازه گیری میزان آب تحویلی، برای آبگیرهای دو کانال آبیاری بتنی و خاکی اراضی روستای اسماعیل کلای جویبار، در فصل آبیاری سال 1394، محاسبه و مقایسه شد. نتایج نشان داد؛ هرچند کانال بتنی (28/0) نسبت به کانال خاکی (43/0) خطای کمتری داشت و در مقایسه با کانال خاکی، سهم مؤلفه های کفایت و قابلیت مدیریت سیستم از خطای کل، از 47 درصد، در آن به کمتر از 10 درصد رسید، اما مقدار خطا در عدالت توزیع که برابر 25/0 (90 درصد از خطای کل) است، موجب شد خطای مدیریت در تحویل آب کانال بتنی نیز همچنان زیاد باشد. لذا برای کاهش خطای عملکرد، پس از پوشش کانال، باید علاوه بر توجیه مدیریت آبیاری، نسبت به تحویل آب مبتنی بر نیاز، در ساختار آبگیری و کنترل جریان هم بازنگری شود.

پیش‌بینی قابلیت وقوع زمین‌لغزش با استفاده از مدل رگرسیون لجستیک رخدادهای نادر (مطالعه موردی: حوضه آبخیز زیارت، گرگان)

کاظم نصرتی

حوضه آبخیز زیارت در جنوب شهرستان گرگان به دلایل ژئومورفولوژیک، آنتروپوژنیک و زمین شناسی همواره در معرض وقوع حرکات توده ای به ویژه زمین لغزش است. هدف از این مطالعه پیش بینی قابلیت وقوع زمین لغزش و تحلیل فاکتورهای مؤثر بر آن در این حوضه با استفاده از مدل رگرسیون لجستیک رخدادهای نادر است. به این منظور لایه های متغیرهای زمین شناسی، کاربری اراضی، شیب، جهت شیب، فاصله از راه های ارتباطی، فاصله از رودخانه و فاصله از گسل با استفاده از نقشه های زمین شناسی، توپوگرافی و عکس های هوایی تهیه شدند، همچنین لایه های میزان رس، ماسه، سیلت، رطوبت اشباع و حد روانی خاک بعد از برداشت ۳۲ نمونه از نقاط لغزشی زمین لغزش ها و۳۲ نمونه از نقاط فاقد لغزش و تجزیه آزمایشگاهی، آماده شدند. فاکتورهای کنترل کننده زمین لغزش با استفاده از مدل رگرسیون لجستیک رخدادهای نادر مشخص و براساس ضرایب آنها نقشه پیش بینی قابلیت رخداد زمین لغزش تهیه و اعتبارسنجی شد. نقشه پهنه بندی زمین لغزش این حوضه به پنج کلاس خطر شامل خطر بسیار کم تا خطر بسیار زیاد طبقه بندی شد. با توجه به این نقشه، بیشترین مساحت حوضه به کلاس خطر بسیار زیاد با حدود 8/16 کیلومتر مربع تعلق دارد. نتایج اعتبارسنجی مدل رگرسیون لجستیک رخدادهای نادر با استفاده از منحنی مشخصه عملکرد گیرنده (ROC)، مقدار 69/0 به دست آمد که نشان دهنده معتبر بودن نتایج این مدل برای حوضه آبخیز زیارت است. به طورکلی، نتایج این مطالعه می تواند برای اقدامات اصلاحی و آبخیزداری پهنه های با خطر بالا برای وقوع زمین لغزش مفید باشد.

ارزیابی مدل استنباط خاک (SIE) در نقشه‌برداری خاک با تأکید بر استفاده از دانش کارشناس و منطق فازی (شهرستان جلفا -گلفرج)

اذر فاریابی

یکی از مشکلات نقشه برداری مرسوم خاک ها، تکیه بر نظرات کارشناسی، وقت گیر بودن و زمان بر بودن تهیه و روزآمد کردن نقشه ها است. درحالی که نقشه برداری رقومی خاک، با استفاده از مدل های مختلف خاک - سیمای زمین، منجر به ساده سازی پیچیدگی های موجود در سامانه طبیعی خاک می شود. هدف از پژوهش حاضر، بررسی مدل استنباط خاک (SIE) در نقشه برداری خاک با تأکید بر استفاده از دانش کارشناسی و منطق فازی است. برای این منظور لایه رقومی زمین شناسی و لایه های محیطی از مدل رقومی ارتفاع شامل: ارتفاع، شیب، شکل انحنای سطح زمین و شاخص خیسی استخراج شدند که داده های ورودی مدل SIE را تشکیل می دهند، سپس نقشه های فازی برای پنج نوع خاک تهیه و نقشه نهایی پیش بینی خاک با عمل غیر فازی کردن، ایجاد شد. نتایج نشان داد که مدل SIE که از متغیرهای محیطی استفاده می کند، توانایی بالایی در جداسازی انواع خاک با جزئیات بیشتر دارد و خاک هایی که مواد مادری متفاوتی دارند را کاملاً از هم جدا می کند. مقایسه ماتریس خطا نشان می دهد که صحت کلی نقشه استنتاج شده از مدل SIE، برابر 75 درصد است، همچنین انطباق نتایج نقشه برداری رقومی با نقشه برداری مرسوم، بیانگر انطباق 68/74 درصدی نتایج است و تفاوت در میزان انطباق را می توان به تفاوت در ماهیت دو روش مرتبط دانست.

تأثیر شرایط رطوبتی و غلظت آمونیوم بر نیترات‌سازی در دو خاک با بافت متفاوت

شاهین اوستان

نیترات سازی یکی از فعال ترین فرایندهای زیستی در خاک هایی است که نیتروژن آمونیومی دریافت کرده‎اند. سرعت این فرایند تحت تأثیر عوامل متعدد و برهمکنش آنها قرار دارد. در تحقیق حاضر تأثیر غلظت آمونیوم و رطوبت بر میزان نیترات سازی در دو نمونه خاک A (لوم) و B (لوم رسی)، به ترتیب از دو منطقه مرند و اهر مطالعه شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار با پنج سطح نیتروژن از منبع اوره (صفر، 50، 100، 200 و 400 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم خاک)، سه سطح رطوبت (60-55، 80-75 و 100-95 درصد FC) و دو نوع خاک (A و B) در انکوباتور با دمای 5/0±25 درجه سانتی گراد، به مدت دو هفته انجام شد و در پایان انکوباسیون، غلظت های نیترات و آمونیوم و مقادیر pH و EC خاک اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که نیترات سازی در سطح رطوبت 60-55 درصد FC، به طور میانگین 22 درصد کمتر از سطح رطوبت 100-95 درصد FC بود و تفاوت معنی داری بین سطوح رطوبت 80-75 و 100-95 درصد FC، مشاهده نشد. نیترات سازی در تیمار 400 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم و 60-55 درصد FC به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت و سبب تجمع بیش از 25 درصد آمونیوم افزوده شده، شد. تفاوت معنی داری از نظر میانگین غلظت آمونیوم بین سطوح 50، 100 و 200 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم وجود نداشت، ولی این غلظت ها به طور معنی داری کمتر از سطح 400 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم بودند. همچنین، نیترات سازی همراه با سایر فرایندها، به طور معنی داری سبب افزایش EC و کاهش pH خاک ها (به ترتیب به میزان 54/0 دسی زیمنس بر متر و 59/0 واحد به ازای 200 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم) شدند. میانگین میزان نیترات سازی در خاک A (بافت لوم) به میزان 3/40 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم، بیشتر از خاک B (بافت لوم رسی) بود.

تحلیل نوسانات بارش‌های حوضه آبریز دریاچه ارومیه با روش SMK در دوره آماری 2015-1986

فاطمه بانان فردوسی

در این مطالعه، برای تحلیل روند بارش سالانه، از اطلاعات 21 ایستگاه هواشناسی هم دید، واقع در حوضه دریاچه ارومیه، در یک دوره آماری مشترک 30 ساله (2015-1986) استفاده شد. برای این منظور، از آزمون من-کندال دنباله ای بهره گرفته شد. تاریخ تغییر ناگهانی، در سری زمانی بارش هر ایستگاه (در صورت وجود) مشخص شد. معنی داری روند در هر سری و جهت تغییر آن (کاهشی یا افزایشی) در همه ایستگاه ها، در سطح پنج درصد مورد آزمون واقع شد. نتایج نشان داد که از 21 ایستگاه مورد مطالعه، 10 ایستگاه، روند کاهشی معنی دار داشتند. سه ایستگاه (سراب، بستان آباد و سردشت) روند افزایشی معنی دار داشتند. بارش های هشت ایستگاه نیز هیچ گونه روند معنی داری نداشتند. همچنین، بررسی تعیین نقطه شکست در بارش سالانه ایستگاه های منتخب نشان داد که 1/57 درصد از ایستگاه ها (12 ایستگاه)، تغییرات ناگهانی در سری بارش سالانه داشتند. به عبارت بهتر، بیش از نیمی از ایستگاه های مورد مطالعه، تغییر ناگهانی در سری بارش سالانه داشتند. زمان تغییر ناگهانی بارش، در هشت ایستگاه (بناب، سراب، ارومیه، اشنویه، کهریز، میاندوآب، بوکان و سقز) در دهه وسط دوره آماری (یعنی 2005-1996)، سه ایستگاه (سردشت، نقده و تکاب) در دهه اول دوره آماری (یعنی 1995-1986) و تنها یک ایستگاه (مراغه) در دهه آخر دوره آماری (یعنی 2015-2006) رخ داده است.

شناسایی، پایش و بررسی سازوکار زمین‌لغزش با استفاده از روش تداخل‌سنجی پراکنش کننده‌های دائمی تصاویر ماهواره‌ای رادار با روزنه ترکیبی

کورش شیرانی

تکنیک تداخل سنجی راداری ابزار ارزشمندی در پایش جابه جایی های سطح زمین است. یکی از روش هایی که به منظور کاهش محدودیت های این تکنیک وجود دارد، روش تداخل سنجی راداری مبتنی بر پراکنش کننده های دائمی PS)( است که جابه جایی را تنها بر روی پیکسل هایی که ویژگی های پراکنشی آنها در طول زمان تقریباً ثابت است، پایش می کند. در این پژوهش با هدف شناسایی و پایش لغزش با استفاده از فناوری پراکنش کننده های دائمی دو مجموعه داده های PALSAR و ASAR، به ترتیب با طول موج باند L و C، حالت مداری گذربالا و پایین در بازه زمانی 2007 تا 2010 و 2003 تا 2010 در منطقه روستای نقل از توابع پادنای علیای سمیرم استان اصفهان به کار گرفته شدند. نتایج اندازه گیری جابه جایی نشان داد که هر دو مجموعه داده PALSAR و ASAR، با استفاده از روش PS (با مقادیر 1253 میلی متر و 1578 میلی متر در دوبازه زمانی چهار و هفت سال) در شناسایی لغزش نقل، کارآمد هستند. لیکن نتایج پردازش تصاویر ASAR نسبت به PALSAR برای تعیین میزان جابه جایی قائم لغزش به دلیل حرکت مداری گذرپایین، مناسب تر هستند. این در حالی است که تصاویر PALSAR به دلیل شناسایی تعداد نقاط پراکنش کننده دائمی بیشتر، محدوده لغزش را بهتر شناسایی می کنند. نتایج حاصل از روش های GPS و PS برای روند لغزش نقل یکسان و مؤید یکدیگر به سمت غرب است. همچنین میزان جابه جایی قائم بین یک تا دو متر در قسمت های مختلف سطح لغزش اندازه گیری شد. در نهایت با استفاده از تلفیق داده های راداری PALSAR و ASAR که به ترتیب در دو گذربالا و پایین، امکان بررسی سازوکار، نوع لغزش و جهت حرکت آن فراهم شده است.

مقایسه اسیدهای آلی با وزن مولکولی کم در توصیف آزاد شدن روی در تعدادی از خاک‌های آلوده

صدیقه قاسمی

سرعت انتقال فلز از فاز جامد به محلول خاک، یک عامل مهم کنترل کننده غلظت در محلول خاک و فراهمی آن است. در این پژوهش سرعت آزاد شدن روی در خاک های آلوده استان اصفهان با استفاده از محلول های اسید سیتریک، اسید اگزالیک و اسید مالیک 01/0 مولار در دامنه 2 تا 504 ساعت و ارتباط آن با ویژگی های خاک مطالعه شد. نتایج نشان داد اسید های آلی با وزن مولکولی کم قادر به آزاد سازی روی در خاک های آلوده بودند. ترتیب روی آزاد شده توسط این اسیدها به صورت اسید سیتریک> اسید اگزالیک> اسید مالیک بود. دامنه تغییرات روی آزاد شده در محلول های اسید سیتریک، اسید اگزالیک و اسید مالیک به ترتیب 21173-9/38، 26761 – 2/25 و 20650 – 5/25 میلی گرم بر کیلوگرم خاک بود. روی آزاد شده در محلول اسید سیتریک بیشتر از دو اسید دیگر بود. براساس ضرایب تشخیص و خطای استاندارد براورد معادلات سینتیکی، آزاد شدن روی در خاک ها و محلول هر سه اسید به وسیله معادلات مرتبه یک، الوویچ ساده، انتشار پارابولیکی و تابع توانی توصیف شد. نتایج بررسی همبستگی نشان داد، ویژگی های آزاد شدن روی با شاخص های قابلیت استفاده روی همبستگی معنی داری در سطح پنج درصد داشت. برازش مدل رگرسیون چندمتغیره نشان داد که کربنات کلسیم، pH و EC بر روی آزاد شده پس از 504 ساعت اثر دارند.

سطح آلودگی جیوه در گردوغبار خیابانی شهر اهواز و توزیع مکانی آن

نوید قنواتی

ریزگردها ترکیبات ذره ای معلق هستند که از منابع مختلف طبیعی و انسان ساز به وجود می آیند. ریزگردها حاوی فلزات سمی، نظیر جیوه هستند که می توانند اثرات مخربی بر سلامت انسان وارد کنند. در این مطالعه برای بررسی سطح آلودگی جیوه در گردوغبار خیابانی شهر اهواز، تعداد 95 نمونه گردوغبار از پیاده رو خیابان های اصلی جمع آوری شد. غلظت جیوه در نمونه های جمع آوری شده با استفاده از روش جذب اتمی (AAS) تعیین شد. سطح آلودگی براساس شاخص هایی از جمله، فاکتور آلودگی، فاکتور غنی شدگی، فاکتور زمین انباشتگی و ریسک اکولوژیکی برآورد شد. مقدار غلظت جیوه از 02/0 تا 75/8 و مقدار میانگین 53/2 میلی گرم بر کیلوگرم متغیر است. نتایج شاخص های آلودگی نشان داد سطح آلودگی جیوه در گردوغبار خیابانی شهر اهواز بسیار زیاد بود، همچنین نتایج مربوط به ارزیابی ریسک اکولوژیک، نشان داد ریسک اکولوژیکی جیوه در منطقه مورد مطالعه بسیار بالا بود. الگوی توزیع مکانی غلظت جیوه نشان داد که در مناطقی با تراکم جمعیت بالا، حجم ترافیک زیاد و فعالیت های صنعتی، آلودگی شدیدی از نظر جیوه دارد.

ارزیابی کارایی و آنالیز حساسیت روشCOP مبتنی بر تکنیکRS و GIS در تعیین آسیب‌پذیری آبخوان کارستی دشت الشتر لرستان

حسین یوسفی

آلودگی آبخوان های کشور یکی از چالش های اصلی سازمان ها و ادارات دولتی درگیر در امور تولید و توزیع آب در بین شهروندان است. به منظور شناخت پتانسیل آلودگی آبخوان، ابتدا باید قابلیت آسیب پذیری آن در نواحی مختلف مورد ارزیابی قرار گیرد و نواحی مستعد آلودگی شناسایی شوند. آبخوان های کربناته به واسطه حفره های بلعنده و تغذیه نقطه ای نسبت به آلودگی آسیب پذیرترند. آبخوان های کارستی (کربناته) یا آبخوان هایی که بخشی از آنها کارستی است، در مناطق غربی ایران با توجه به شرایط طبیعی منطقه و فعالیت های انسانی مستعد این آلودگی هستند. هدف از این پژوهش تهیه نقشه پهنه بندی آسیب پذیری آبخوان کارستی دشت الشتر با کاربرد روش COP است. این مدل با استفاده از سه پارامتر لایه پوشاننده (O)، غلظت جریان (C) و رژیم بارش (P) به ارزیابی آسیب پذیری آبخوان در برابر آلودگی در محیط نرم افزار GIS می پردازد. با توجه به نتایج آنالیز حساسیت مشخص شد که در این روش فاکتور P با توجه به بارش مناسب منطقه بیشترین تأثیر را در تعیین آسیب پذیری منطقه دارد و فاکتور C کمترین تأثیر را در آسیب پذیری منطقه با توجه به وسعت کم پهنه کارست تکامل یافته و وسعت زیاد منطقه غیر کارستی دارا است. برای صحت سنجی نتایج از داده های هدایت الکتریکی در برابر دبی چند چاه در منطقه با آسیب پذیری زیاد و متوسط و مقایسه آنها با هم استفاده شد. نتایج به دست آمده بیانگر این است که قسمت غالب دشت با مساحت 7/87 کیلومترمربع ازنظر آسیب پذیری در طبقه متوسط قرار دارد و سایر طبقات به ترتیب شامل کم با مساحت 18/69 کیلومتر مربع، زیاد با مساحت 65/0 کیلومترمربع در قسمتی از شمال شرقی دشت و خیلی کم با مساحت 6/0 کیلومترمربع است.

بررسی نقش ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی خاک آبکند و عوامل زمین‌محیطی حوضه بالادست آن بر گسترش فرسایش آبکندی

بهنام فرید گیگلو

در تحقیق حاضر برای شناخت مکانیسم شکل گیری آبکند ها در حوضه آبخیز قوری چای واقع در شمال استان اردبیل(دشت مغان)، اقدام به ارائه مدل رگرسیونی از طریق بررسی عوامل مؤثر زمین محیطی و ویژگی های خاک بر رخداد فرسایش آبکندی شده است. بدین منظور از طریق بازدیدهای میدانی، تعداد 17 آبکند به طور تصادفی برای مطالعه مشخص و با ثبت موقعیت آنها به وسیله GPS، اقدام به نقشه برداری و ثبت مورفومتری آبکند های انتخابی پس از هفت واقعه بارش های مؤثر شد. برای بررسی تأثیر ویژگی های فیزیکی حوضه، محدوده آبخیز بالادست هر آبکند تعیین و پارامترهای فیزیکی مربوط به آن محاسبه شد. به منظور تعیین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، اقدام به نمونه برداری خاک در قسمت سر هر آبکند از دو عمق متفاوت (30-0 و 60-30 سانتی متر) شد. پس از تعیین و محاسبه عوامل زمین محیطی مربوط به حوضه بالادست آبکند ها، مشخصات مورفومتری آبکند و ویژگی ها خاک، از طریق تجزیه و تحلیل چند متغیره داده ها، مدل رگرسیونی مناسب برای توسعه طولی فرسایش آبکندی، به دست آمد. نتایج حاصل از ماتریس همبستگی بین گسترش طولی آبکند و عوامل مورد بررسی حاکی از مشارکت عوامل مربوط به ویژگی ها فیزیکی حوضه آبخیز مشرف (مساحت، محیط، طول آبراهه اصلی و عرض متوسط حوضه و شیب آبراهه اصلی)، ویژگی های مورفومتری آبکند (میانگین سطح مقطع آبکند، سطح گسترش آبکند و میانگین عرض آبکند) و ویژگی های خاک (میانگین هندسی قطر خاکدانه ها، آهک و درصد ماده آلی)، در شکل گیری و گسترش فرسایش آبکندی در آبخیز قوری چای مؤثر است. نتایج تحلیل رگرسیونی نشان داد که گسترش طولی آبکند بیشتر تحت تأثیر مساحت پیرامون هر آبکند و درصد ماده آلی است که در نتیجه فشار بر مراتع و از دست رفتن پوشش گیاهی، باعث افزایش رواناب و تسریع در گسترش طولی آبکند ها شده است، همچنین افزایش مساحت حوضه آبخیز مشرف به آبکندها، به عنوان یکی از عوامل مؤثر در گسترش طولی خندق شناخته شده است که به دلیل حجم بالای رواناب ورودی به قسمت هدکت آبکندها بود و مدیریت رواناب در خندق های با حوضه آبخیز مشرف بزرگ را ضروری می کند.

تأثیر قدرت یونی زئولیت بر جذب آرسنیک و عناصر ضروری گندم درخاک‌های آلوده به جنگ‌افزار‌ها و سلاح‌های شیمیایی

سید کیوان مرعشی

نگرانی در زمینه جنگ، خطر تروریسم، به کارگیری جنگ افزارها و بمب های ممنوعه از یک طرف و از طرفی آلودگی خاک و گیاه،سبب افزایش شیوع بیماری ها در جامعه شده است. از مشکلات اصلی کشت گیاهان زراعی به خصوص گندم در خاک های آلوده مناطق جنگی، وجود غلظت های بالای عناصرسنگین و سمی به ویژه آرسنیک است. استفاده از زئولیت یکی از راه حل های مناسب برای رفع مشکل خاک های آلوده مناطق جنگی است. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر قدرت یونی زئولیت بر جذب آرسنیک و خصوصیات تغذیه ای گندم در خاک های آلوده به جنگ افزارها است. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار برای هر گلدان انجام شد. تیمارها شامل چهار سطح زئولیت صفر (₁a)، 5/ 0 (₂a) 5/ 1 (₃a) و 2/5 (₄a) درصد از وزن خاک و دو سطح خاک، یک سطح خاک خارج از محل جنگ (بدون آلودگی) (₁b) و سطح دیگر مربوط به خاک آلوده به سلاح های جنگی (₂b)، انجام پذیرفت. نتایج نشان داد در خاک های آلوده به جنگ افزارها، غلظت آرسنیک در گندم افزایش یافت. همچنین کاربرد تیمارهای زئولیت در خاک آلوده سبب کاهش معنی دار این عنصر در سطح احتمال یک درصد و افزایش معنی دار نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کلسیم در دانه گندم در هر دو خاک شد.

اثرات جاده بر پوشش گیاهی و برخی ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و قابلیت استفاده عناصر خاک (مطالعه موردی: جاده داراب – بندرعباس)

مهدی نجفی قیری

اطلاعات اندکی در مورد تأثیر جاده سازی بر پوشش گیاهی و خاک های اطراف جاده وجود دارد. پژوهش حاضر برای بررسی تأثیر جاده داراب - بندرعباس بر پوشش گیاهی، ویژگی های خاک و قابلیت استفاده عناصرغذایی خاک های اطراف جاده انجام شد. بنابراین، از سه منطقه مختلف از حاشیه جاده و اراضی اطراف آن (50 متری لبه جاده)، 18 نمونه خاک برداشته شد و سپس درصد تاج پوشش، نوع و تراکم پوشش گیاهی نیز اندازه گیری شد. ویژگی های خاک و قابلیت استفاده نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهن، منگنز، روی و مس در خاک ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که خاک های حاشیه جاده دارای مقدار ماده آلی و شن بیشتر و رس و pH کمتری نسبت به خاک های اطراف هستند. میانگین مقدار نیتروژن، آهن، روی و مس قابل استفاده در خاک های حاشیه جاده به ترتیب 13/0 درصد و 2/4، 2/3 و 7/0 میلی گرم بر کیلوگرم و به طور معنی داری بیشتر از خاک های اطراف (به ترتیب 06/0 درصد، 8/2، 6/0 و 3/0 میلی گرم بر کیلوگرم) بود. پوشش گیاهی در خاک های حاشیه جاده متنوع تر و بیشتر شامل گونه های درمنه و گون بادکنکی بود. درصد تاج پوشش گیاهی در اراضی حاشیه جاده (8/13 درصد) به طور معنی داری بیشتر از اراضی اطراف (5/8 درصد)، بود. به طورکلی می توان نتیجه گیری کرد که خاک های حاشیه جاده دارای شرایط رطوبتی و حاصلخیزی مناسبی جهت توسعه پوشش گیاهی هستند که این می تواند در مدیریت حفاظت خاک حاشیه جاده ها مدنظر قرار گیرد.

کاربرد صفحات هدایت جریان در حوضچه رسوب‌گیر برای افزایش راندمان تله‌اندازی

کاظم اسماعیلی

حوضچه های رسوب گیر از جمله مهم ترین سازه های ضروری به منظور جدا کردن رسوبات همراه جریان ورودی به کانال های انتقال آب هستند. این سازه بعد از آبگیر و در ابتدای کانال های انتقال آب به منظور افزایش کیفیت آب احداث می شود. تاکنون مطالعات بسیاری در مورد طراحی حوضچه های رسوب گیر انجام شده و روش های مختلفی برای افزایش راندمان حوضچه رسوب گیر ارائه شده است. اما استفاده از حوضچه رسوب گیر ساده که با صرف کمترین هزینه بتواند اهداف مورد نظر را تأمین کند. هنوز مد نظر طراحان است. استفاده از صفحات هادی جریان برای افزایش طول پیمایش جریان در یک حوضچه مشخص، امکان بهبود راندمان تله اندازی را افزایش می دهد. در این مطالعه به بررسی خصوصیات هندسی صفحات و خصوصیات هیدرولیکی جریان در حوضچه بر راندمان تله اندازی حوضچه رسوب گیر پرداخته شده است. به طورکلی استفاده از صفحات هدایت کننده جریان با طول و تحت زاویه قرارگیری مناسب (در این مطالعه، اندازه مناسب تیغه ها 5/22 سانتی متر و موقعیت قرارگیری مناسب آنها تحت زاویه 30 درجه بوده است)، در ماکزیمم ارتفاع آب 30 سانتی متری موجب افزایش راندمان تله اندازی رسوب به میزان 3/13 درصد می شود. آنالیز حساسیت انجام شده نیز نشان داد که ارتفاع آب بیشترین تأثیر بر راندمان تله اندازی حوضچه ترسیب را خواهد داشت و بعد از آن تغییرات طول و زاویه قرارگیری تیغه ها از لحاظ مقدار، تأثیرات نسبی یکسانی بر راندمان تله اندازی حوضچه ترسیب دارند.

اثر اندازه خاکدانه بر قابلیت استفاده و جزء‌بندی فسفر در تعدادی از خاک‌های آهکی استان چهار محال و بختیاری

مرتضی شیرمحمدی

شناخت توزیع شکل های مختلف فسفر در خاکدانه ها به منظور ارزیابی خطر هدرروی فسفر از طریق رواناب و آبشویی از زمین های کشاورزی دارای اهمیت است. در این مطالعه اثر اندازه خاکدانه بر قابلیت استفاده و اجزاء فسفر در 10 نمونه خاک آهکی تعیین شد. بدین منظور با استفاده از روش الک خشک خاکدانه های ریز (کوچک تر از 25/0 میلی متر) و خاکدانه های درشت (بزرگ تر از 25/0 میلی متر) جدا شدند. فسفر قابل استفاده به روش اولسن، فسفر کل، فسفر آلی و اجزاء فسفر معدنی در خاکدانه های ریز، درشت و خاک ها تعیین شدند. اجزاء فسفر معدنی به صورت عصاره گیری متوالی به شش شکل شامل: دی کلسیم فسفات، اکتا کلسیم فسفات، آپاتایت، فسفر پیوند شده با آلومینیوم، فسفر پیوند شده با آهن و فسفر حبس شده در درون اکسیدهای آهن تفکیک شد. نتایج نشان داد مقادیر فسفر قابل استفاده، دی کلسیم فسفات، اکتا کلسیم فسفات، آپاتایت، فسفر آلی، فسفر پیوند شده با آلومینیوم، فسفر پیوند شده با آهن، فسفر حبس شده درون اکسیدهای آهن و فسفر کل به ترتیب در70، 60، 40، 40، 60، 70، 60، 50 و 70 درصد خاک ها، در خاکدانه های ریز به صورت معنی دار بیشتر از خاکدانه های درشت بود. در نهایت می توان گفت، با افزایش مقدار فسفر، به ویژه در خاکدانه هایریز امکان از دست رفتن فسفر از طریق فرسایش افزایش می یابد.

تحلیل فراوانی خشکسالی هیدرولوژیک حوضه کرخه با استفاده از تحلیل آماری دو متغیره

بیژن قهرمان

در سال های اخیر بر روی جزئیات توزیع توأم خصوصیات خشکسالی از جمله شدت و مدت، با استفاده از توابع کوپلا ارزیابی گسترده ای صورت گرفته است. هر چند تلاش کمی در زمینه مدل سازی خصوصیات خشکسالی محاسبه شده براساس داده های جریان رودخانه، خصوصاً در مناطق نیمه خشک مانند جنوب ایران، انجام شده است. در این مطالعه دو هدف یافتن مناسب ترین تابع توزیع حاشیه ای شدت و مدت خشکسالی هیدرولوژیک و همچنین یافتن بهترین تابع کوپلا آن مدنظر قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا با استفاده از تئوری دنباله ها، شدت و مدت خشکسالی هیدرولوژیک در ایستگاه های دبی سنجی حوضه آبریز کرخه استخراج و وجود روند با استفاده از آزمون ناپارامتری من-کندال اصلاح شده، مورد بررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از روش گشتاورهای خطی بهترین تابع توزیع حاشیه ای برای سری های شدت و مدت خشکسالی استخراج شد. در ادامه پارامتر توابع کوپلا فرانک، کلایتون و گامبل با استفاده از روش های مستقیم و غیر مستقیم محاسبه و با استفاده از آزمون های نکویی برازش، گامبل بهترین تابع کوپلا شناخته شد. در نهایت دوره بازگشت های توأم و شرطی شدت و مدت خشکسالی برای هر یک از ایستگاه ها استخراج شد. نتایج نشان داد که شدت و مدت خشکسالی برای تمامی ایستگاه های هیدرومتری حوضه کرخه از توزیع حاشیه ای مقادیر حداکثری تعمیم یافته و همچنین از تابع کوپلا خانواده گامبل پیروی می کنند و این موضوع می تواند در توسعه مدل های منطق ه ای توابع کوپلا استفاده شود.

بررسی آزمایشگاهی اثر شکاف در بدنه آبشکن بر کنترل آبشستگی اطراف آن در قوس 180 درجه

علیرضا مسجدی

یکی از روش های کنترل آبشستگی در اطراف آبشکن، استفاده از شکاف در بدنه آن است. وجود شکاف در بدنه آبشکن باعث ضعیف شدن جریان های گردابی در دماغه آبشکن می شود. در این تحقیق به بررسی عملکرد شکاف در بدنه آبشکن و اثر آن در کنترل آبشستگی در قوس 180 درجه پرداخته شده است. آزمایش ها در یک کانال آزمایشگاهی با قوس 180 درجه و در شرایط آب زلال انجام شد. آزمایش ها با استفاده از تک آبشکن بدون شکاف و آبشکن با وجود شکاف در چهار موقعیت با دو ارتفاع در بدنه در چهار شدت جریان مختلف انجام شد. در هر آزمایش عمق آبشستگی در انتهای هر آزمایش اندازه گیری شد. نتایج این تحقیق نشان داد عملکرد شکاف در بدنه آبشکن در کاهش آبشستگی در اطراف آن به موقعیت قرارگیری و ارتفاع شکاف بستگی دارد. همچنین در هر دو ارتفاع شکاف، کمترین عمق آبشستگی در نزدیکترین فاصله قرارگیری شکاف از دماغه آبشکن و بیشترین عمق آبشستگی، در دورترین فاصله قرارگیری شکاف از دماغه آبشکن اتفاق افتاد.

تعیین عوامل مؤثر بر کارایی مصرف آب لوبیا (Phaseolus vulgaris L.)، کنجد (Sesamum indicum L.) و ذرت (Zea mays L.) در پاسخ به کاربرد اسیدهیومیک و کم‌آبیاری

محسن جهان

تحلیل عاملی یکی از تکنیک‎های آماری چند متغیره است که بین متغیرهای به ظاهر بی‎ارتباط، رابطه برقرار کرده و محقق را در یافتن دلایل پنهان وقوع یک رخداد یاری می‎کند. به‎منظور بررسی اثر مقادیر مختلف آبیاری و محلول‎پاشی اسیدهیومیک و تعیین عامل‎های مؤثر بر کارایی مصرف آب کنجد، ذرت و لوبیا، آزمایشی در سال زراعی 94- 1393 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد به‎صورت کرت‎های خرد شده در قالب طرح پایه‎ بلوک‎ کامل تصادفی به تفکیک برای سه گیاه کنجد، ذرت و لوبیا با سه تکرار انجام شد. سطوح آبیاری (50 و 100 درصد نیاز آبی گیاهان مورد مطالعه) در کرت های اصلی و کاربرد (شش کیلوگرم در هکتار) و عدم کاربرد اسیدهیومیک در کرت های فرعی قرار گرفتند. نتایج آزمایش نشان داد که در کنجد، بیشترین عملکرد دانه و ماده‎ خشک در تیمار 100 درصد نیاز آبی و محلول‎پاشی اسیدهیومیک به دست آمد. در ذرت، محلول‎پاشی اسیدهیومیک در شرایط تأمین 50 درصد نیاز آبی منجر به تولید بیشترین وزن دانه در بوته، ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ و پ هاش خاک شد. بیشترین وزن دانه در بوته، ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول و میزان فسفر خاک در زراعت لوبیا در تیمار 100 درصد نیاز آبی و محلول‎پاشی اسیدهیومیک به دست آمد. نتایج تجزیه‎ عاملی نشان داد که در کنجد متغیرهای عملکرد دانه، عملکرد ماده‎ خشک، وزن دانه در بوته، ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول، فسفر و کارایی مصرف آب در عامل اول و متغیرهای نیتروژن خاک، پ هاش و شوری خاک در عامل دوم قرار گرفتند. در ذرت، عملکرد دانه با متغیرهای عملکرد ماده خشک، شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول، فسفر، شوری و پ هاش خاک و کارایی مصرف آب و در لوبیا، با متغیر کارایی مصرف آب روی یک عامل قرار گرفت. به طورکلی، یافته‎های این پژوهش نشان داد که شناسایی متغیرهای تأثیرگذار در هر عامل و نامگذاری منطقی آن با توجه به دانش اکوفیزیولوژیکی گیاه زراعی می تواند زمینه ساز مدیریت مستقیم متغیرهای مؤثر در آن عامل در جهت بهبود کارایی مصرف آب باشد.

تحلیل و مقایسه چرخه‌های دمای کمینه، بیشینه و بارش استان مازندران (مطالعه موردی: ‌‌ایستگاه‌های همدید رامسر و بابلسر)

علی شاهبایی کوتنایی

یکی از مسائل مهم جهان در عصر حاضر، پدیده تغییر اقلیم است. این پدیده بر نحوه رفتار و ویژگی های فراسنج های اقلیمی تأثیرگذار است و موجب بروز تغییرات آشکار و نهان در آنها می شود. یکی از روش های کارامد برای تشخیص رفتارهای بسامدی آشکار و پنهان در سری داده های اقلیمی، روش تحلیل طیفی است که با تحلیل واریانس هر کدام از طول موج های سری این رفتارها را مشخص می سازد. بر این اساس در پژوهش حاضر تلاش شد تا با استفاده از روش تحلیل طیفی، چرخه های موجود در داده های دمای کمینه، دمای بیشینه و بارش ایستگاه های رامسر (واقع در مناطق غربی استان مازندران) و بابلسر (واقع در بخش های مرکزی این استان) در دوره 1961 تا 2014 تحلیل شود. بدین منظور داده های دما و بارش ایستگاه های مذکور به محیط به نرم افزار MATLAB وارد و در محیط این نرم افزار، دوره نگار هر کدام از فراسنج ها در ایستگاه های مورد مطالعه، ترسیم شد. نتایج بررسی دوره نگارها مشخص کرد که دمای کمینه در هر دو ایستگاه دارای چرخه های معناداری با دوره بازگشت دو تا پنج ساله است که متناسب با چرخه های شاخص های پیوند از دور مانند NAO، AO و ENSO است. انجام تحلیل روی دوره نگار بارش، چرخه های 8 و 5/13 ساله در رامسر و پنج ساله در بابلسر را نشان داد. علت تفاوت در طول چرخه های بارشی دو ایستگاه را می توان با تفاوت در موقعیت جغرافیایی آنها، جهت نفوذ و اثرگذاری سامانه های باران زا و تفاوت در سرعت تأثیرپذیری جو دو منطقه از شاخص های پیوند از دور توجیه کرد.

مدل عددی نیمه‌ضمنی روندیابی هیدرولیکی سیلاب (مطالعه موردی: بازه لیقوان تا هروی لیقوان‌چای، تبریز)

رضا مهدوی

روندیابی جریان رودخانه به عنوان یکی از موضوعات مهم در مهندسی هیدرولیک مطرح بوده است. موضوع اصلی مقاله حاضر، حل کامل معادلات سنت ونانت با استفاده از الگوی عددی نیمه ضمنی اختلاف محدود همراه با برقراری اصل بقای انرژی در نقاط ناپیوسته میدان جریان است. در این مدل عددی با دقت مرتبه اول، از روش محدود کننده شار به منظور برقراری شرط TVD و همچنین از الگوی Upwind برای گسسته سازی عبارت جابه جایی در معادله مومنتوم استفاده شده است. به کمک سه تابع ارزیابی عملکرد ضریب همبستگی، مجموع مربعات خطا و ضریب ناش- ساتکلیف، نحوه کارکرد مدل عددی در روندیابی سیل در لیقوان چای، حد فاصل ایستگاه لیقوان تا ایستگاه هروی با بیست مقطع عرضی بررسی شد. ضریب زبری مانینگ به عنوان پارامتر انجام فرایند واسنجی و صحت سنجی این مدل برابر با 028/0 تعیین شد. در نهایت مقایسه ای بین نتایج حاصل از مدل عددی نیمه ضمنی با مدل هیدرولوژیکی ماسکینگهام غیر خطی در همین بازه رودخانه صورت پذیرفت. مقادیر توابع ارزیابی عملکرد مدل نیمه ضمنی بیشتر از مدل هیدرولوژیکی به دست آمدند. نتایج نشان داد این مدل، ضمن داشتن راندمان محاسباتی بالا و نیز رفع محدودیت گام زمانی محاسبات برای برقراری شرط پایداری حل، از دقت بسیار زیادی برای پیش بینی خصوصیات هیدرودینامیکی رودخانه برخوردار است.

اثر کاربری‌های مختلف اراضی بر برخی شاخص‌های کیفیت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژی خاک

حسین شکفته

کیفیت خاک، توانایی دایم خاک در انجام وظایف خود به عنوان یک سیستم حیاتی زنده در داخل اکوسیستم و تحت کاربری های متفاوت است. مطالعه تأثیر کاربری اراضی بر شاخص های کیفیت خاک امکان شناسایی مدیریت های پایدار و به تبع آن پیشگیری از تخریب فزاینده خاک را فراهم می سازد. به منظور بررسی اثر کاربری های مختلف بر شاخص های کیفیت خاک، پژوهشی به صورت طرح کاملاً تصادفی نامتعادل در منطقه رابر واقع در جنوب غربی استان کرمان انجام شد. در این پژوهش 104 نمونه از سطح خاک از چهار نوع کاربری اراضی شامل: باغ با 24 نمونه، جنگل با 25 نمونه، مرتع با 28 نمونه و اراضی زراعی با 27 نمونه برداشته شد. شاخص های کیفیت اندازه گیری شده شامل: ماده آلی، ماده آلی ذره ای، آب قابل استفاده خاک برای گیاه، شاخص دکستر (S)، چگالی ظاهری، ظرفیت تبادل کاتیونی، قابلیت هدایت الکتریکی، واکنش خاک و آنزیم فسفاتاز بودند. نتایج نشان داد نوع کاربری اراضی بر تمام شاخص ها اندازه گیری شده به جز شاخص S، در سطح یک درصد معنی دار شدند. بیشترین میزان واکنش خاک، چگالی ظاهری و آنزیم فسفاتاز مربوط به کاربری جنگل بود. درصورتی که در بقیه شاخص ها، بیشترین میزان آنها مربوط به کاربری باغ بود. نتایج نشان داد کاربری باغ باعث افزایش ماده آلی و به تبع بهبود کیفیت خاک شد و کاربری مرتع به دلیل پوشش گیاهی و ماده آلی کم باعث بدتر شدن کیفیت خاک شد.