علوم آب و خاک

تأثیر هندسه پلان ورودی سرریز نیلوفری - زیگزاگی در شرایط با و بدون تیغه گرداب‌شکن بر ضریب دبی

امیرعباس کمان بدست

سرریزهای نیلوفری یکی از انواع سرریزها است که به منظور عبور سیلاب از ارتفاع بالا به پایین استفاده می شوند. از این نوع سرریزها در مخزن سدهای واقع در دره های باریک و در مکان هایی که شیب دیواره های مخزن زیاد است، استفاده می شود. در سرریزهای نیلوفری وجود گرداب می تواند باعث کاهش دبی، ضریب دبی و عملکرد سرریز شود. سرریزهای زیگزاگی به عنوان گزینه ای مناسب برای اصلاح سرریزهایی که برای عبور دبی حداکثر محتمل با مشکل رو به رو هستند، مطرح می شوند. در این پژوهش با ساخت مدل فیزیکی سرریز نیلوفری- زیگزاگی در دو مقطع دایره ای و مربعی در آزمایشگاه هیدرولیک کاربردی گروه آبیاری مجتمع عالی آموزش صنعت آب و برق خوزستان، هیدرولیک جریان مورد بررسی قرار گرفته و نتایج به صورت نمودار ارائه شد. تجزیه و تحلیل داده های آزمایشگاهی برای سرریز دایره ای و مربعی نشان داد که با افزایش طول سرریز، ضریب تخلیه سرریز کاهش می یابد. در بهترین وضعیت برای هر دو سرریز دایره ای و مربعی به لحاظ طول قرارگیری تیغه ها، سرریز مربعی در شرایط چهار تیغه و طول سرریزی 01/1 متر در مقابل جریان های گردابی، کمترین تأثیر را در افزایش دبی و ضریب دبی در مقایسه با سرریز مربعی با هشت تیغه و طول سرریزی 1/01 متر، داراست. طبق نمودارهای دبی اشل بدون بعد، شرایط جریان در سرریز مربعی، در مقایسه با بهترین حالت تعداد گرداب شکن در سرریز دایره ای، مناسب تر است، همچنین میزان جریان ورودی و ارتفاع آب روی سرریز بیشتر از سرریز دایره ای است.

عملکرد و اجزای عملکرد گندم دیم تحت تأثیر شیب زمین و مقادیر مصرف بقایای گیاهی

علی رضا واعظی

اطلاعات محدودی درباره تأثیر مقدار بقایای گیاهی در جهت های خاکورزی بر عملکرد گندم (Triticum aestivum L.) در مناطق دیم وجود دارد. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر سطوح گوناگون بقایای گندم و جهت خاکورزی بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم دیم رقم سرداری در سال زراعی 95-1394 در منطقه دیم خیز زنجان انجام شد. پنج سطح بقایای گندم (صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد پوشش سطح) در دو حالت شخم زمین (در امتداد شیب و روی خطوط تراز) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در زمینی با شیب 10 درصد، مصرف و با خاک مخلوط شدند. نتایج نشان داد که عملکرد و اجزای عملکرد دانه تحت تأثیر شیب زمین و بقایای گندم و نیز برهم کنش آنها قرار گرفتند. در خاکورزی روی خطوط تراز، عملکرد دانه (78/1 تن در هکتار)، وزن هزار دانه (26/42 گرم)، وزن کل بقایای گندم (78/894 کیلوگرم در هکتار) و ارتفاع بوته ها (11/55 سانتی متر) نسبت به شخم موازی شیب به ترتیب به اندازه 32/5، 01/5، 19/16 و 36/1 درصد بیشتر بود. بالاترین عملکرد دانه در جهت خاکورزی روی خطوط تراز با مصرف 75 درصد بقایا (45/2 تن در هکتار) به دست آمد که نسبت به شرایط بدون کاربرد بقایا در شخم موازی شیب، 53 درصد بیشتر بود. بنابراین استفاده از بقایای گندم و برگرداندن آنها به خاک همراه با خاکورزی روی خطوط تراز پیش از کشت گندم، به عنوان روش های مدیریتی مناسب خاک برای دستیابی به عملکرد گندم بیشتر در کشتزارهای دیم منطقه است.

بررسی حساسیت مدل انتقال- انتشار املاح به‌ ضرایب واکنش و خصوصیات هیدرولیکی رودخانه در فرایند شبیه‌سازی غلظت اکسیژن محلول

سیده سیمین میرهاشمی

امروزه آلودگی های محیطی به ویژه آلودگی آب، به طور فزاینده ای در حال افزایش است. یکی از مشکلات ورود آلاینده ها به رود خانه، کاهش غلظت اکسیژن محلول آب رودخانه است. برای مدیریت منابع آب لازم است مقدار اکسیژن محلول پیش بینی شود. پژوهش حاضر، با افزودن عوامل تولید و مصرف اکسیژن در رودخانه به معادله انتقال- پخشیدگی املاح در خاک، معادله جدیدی برای شبیه سازی غلظت اکسیژن محلول در رودخانه ارائه داده است. معادله حاصل به روش عددی تفاضلات محدود و به کمک الگوی ضمنی منفصل شد. پس از منفصل سازی معادله و اعمال شرایط اولیه و مرزی، دستگاه معادلات به دست آمده، با الگوریتم توماس حل شد. محاسبات با کدنویسی هایی در نرم افزار MATLAB انجام شد. برای واسنجی و تأیید مدل اکسیژن محلول، از داده های رودخانه زاینده رود در محدوده کارخانه ذوب آهن اصفهان و مجتمع فولاد مبارکه استفاده شد. با استفاده از قسمتی از داده ها، ضرایب مدل تعیین شد. تجزیه و تحلیل حساسیت ضرایب مدل نشان داد ثابت هوادهی (K_r) بیشترین تأثیر را بر پیش بینی های مدل دارد. از آنجائی که K_r وابسته به پارامتر های هیدرولیکی رودخانه است، میزان حساسیت عمق و سرعت رودخانه نیز بررسی و در نهایت عمق رودخانه به عنوان حساس ترین متغیر معرفی شد.

براورد آب مورد نیاز و ضرایب‌گیاهی استویا (Stevia rebaudiana Bertoni) در اقلیم نیمه‌خشک در شرایط لایسیمتری

هوشنگ قمرنیا

تخمین دقیق نیاز آبی برای مطالعات بیلان آبی، مدیریت و طراحی سیستم های نوین آبیاری و مدیریت منابع آب ضروری است. از آنجا که منابع آب و خاک کشور محدود است لذا، به منظور استفاده بهینه از منابع آب در بخش کشاورزی، لازم است تا میزان آب مصرفی توسط گیاهان مختلف در شرایط متفاوت به صورت دقیق تعیین شود. به منظور تعیین نیاز آبی و ضرایب گیاهی استویا، از شش دستگاه لایسیمتر در سه تکرار برای کشت استویا و گیاه مرجع (چمن) استفاده شد. میزان تبخیر تعرق گیاه استویا و گیاه مرجع به صورت روزانه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در طول دوره 537 روزه کشت گیاه استویا، حداکثر و حداقل تبخیر- تعرق گیاه استویا در دو سال انجام کشت به ترتیب برابر 9/85 و 1/69 میلی متر در روز و حداکثر و حداقل تبخیر- تعرق گیاه مرجع در دو سال کشت برابر 6/54 و 1/84 میلی متر در روز به دست آمد. در این پژوهش، مقادیر ضریب گیاهی K_C در سال 1395 در مراحل رشد ابتدایی، توسعه، میانی و پایانی به ترتیب برابر 0/76، 1/11، 1/46 و 1/05 و در سال 1396 در مراحل رشد به ترتیب برابر 0/76، 1/18، 1/52 و 1/29 به دست آمد. میانگین ضرایب گیاهی منفرد چهار مرحله رشد در دو سال پژوهش به ترتیب برابر 0/76، 1/15، 1/49 و 1/17 به دست آمد.

تحلیل حساسیت مدل آکواکراپ برای محصول جو در منطقه پاکدشت

علی رحیمی خوب

در سال های اخیر پژوهش های زیادی روی مدل آکواکراپ انجام شده است و نتایج به دست آمده نشان می دهد که این مدل عملکرد محصول را برای شرایط کم آبیاری با دقت خوبی شبیه سازی می کند. ولی این مدل مثل سایر مدل های شبیه ساز به مقادیر متغیرهای مستقل (ورودی مدل) حساس است. در این پژوهش حساسیت مدل آکواکراپ برای چهار پارامتر ورودی تبخیر و تعرق مرجع، بهره وری آب نرمال شده، درصد پوشش گیاهی مرحله اول رشد و حداکثر پوشش گیاهی با استفاده از روش بون برای محصول جو بررسی شد. تیمارهای آبیاری شامل آبیاری کامل و دو تیمار کم آبیاری 80 و 60 درصد بود که در سال زراعی 94-1393 در مزرعه پردیس ابوریحان اعمال شد. مقادیر اندازه گیری شده زیست توده در تیمارها به عنوان مقادیر مبنا استفاده شدند. نتایج نشان داد بیشترین حساسیت مدل نسبت به تبخیر و تعرق گیاه مرجع است، به طوری که مقدار ضریب حساسیت این پارامتر برای تیمارهای آبیاری کامل، 80 درصد آبیاری کامل و 60 درصد آبیاری کامل به ترتیب برابر 1/1-، 2/1- و 3/2- به دست آمد که علامت منفی نشان می دهد، در صورتی که مقدار تبخیر و تعرق مرجع بیش از مقدار واقعی به مدل وارد شود، عملکرد محصول کمتر از واقعیت شبیه سازی می شود و در این میان هر قدر درجه کم آبیاری بیشتر شود، حساسیت مدل بیشتر می شود.

بررسی تأثیر زئولیت بر ضرایب مدل‌های منحنی رطوبتی خاک در دو بافت شنی و لومی

حدیثه جیحونی نایینی

یکی از عناصر مهم در آبیاری مکانیزه، اطلاع از رابطه بین نیروی مکش (نیروی ماتریک) و رطوبت خاک است که به منحنی رطوبتی موسوم است. شکل و ضرایب این منحنی تحت تأثیر بافت و ساختار خاک بوده و با اصلاح ساختار خاک می تواند تغییر کند. مهم ترین اهداف این مطالعه عبارتند ازبررسی اثراستفاده از زئولیت بر ظرفیت نگهداری آب و ضرایب مدل های منحنی رطوبتی دو بافت خاک شنی و لومی و تأثیر استفاده از زئولیت بر شکل و ضرایب منحنی رطوبتی خاک بر اساس مدل های مختلف ارائه شده که برخی از آنها تاکنون در ایران استفاده نشده است، زئولیت در سطوح مصرف (2، 5 و 10 درصد) به خاک ها اضافه شد. رطوبت هر خاک در مکش های مختلف در 12 نقطه با استفاده از دستگاه دیکاگون تعیین شد. ضرایب منحنی رطوبتی خاک با استفاده از نرم افزار و برازش شش مدل بروکس و کوری (Brooks and Corey) ، کاسوگی (Kosugi) ، دارنر(Durner) ، فردلاند و- زینگ (Fredlund and Xing) ، ون گنوختن (VanGenuchten) و سکی (Seki) به دست آمد. نتایج نشان داد که در تمامی مدل ها مقدار پارامتر _Sө و _Rө با کاربرد زئولیت و افزایش سطح استفاده افزایش می یابد . ظرفیت نگهداشت آب نیز با کاربرد زئولیت افزایش می یابد. سایر نتایج نشان داد که بهترین مدل برای تخمین منحنی رطوبتی خاک های لومی و شنی مدل دارنر است و ضعیف ترین مدل ها در خاک لومی مدل بروکس و کوری و مدل کاسوگی و در خاک شنی مدل بروکس و کوری و مدل ون- گنوختن هستند.

بررسی تأثیر احداث سد جره بر کیفیت آب رودخانه‌ زرد با استفاده از تحلیل‌های ناپارامتریک

پروانه تیشه زن

رودخانه ها از مهم ترین منابع تأمین آب، برای مصارف شرب و کشاورزی هستند. رودخانه زرد یکی از منابع آب سطحی استان خوزستان به شمار می رود. هدف از این پژوهش، ارزیابی کیفیت آب رودخانه زرد و مشاهده روند تغییرات کیفی آب این رودخانه در ایستگاه ماشین در بازه زمانی 1394-1376 توسط روش های آماری من کندال، اسپیرمن، تجزیه واریانس، حداقل اختلاف معنی دار (LSD) و تحلیل خوشه ای تأثیر احداث سد جره بر کیفیت آب است. با استفاده از آزمون LSD در مقایسه با سال 1394(سال شاهد) پارامترهای SAR ، Na، Cl، pH تا سال 1389(قبل از احداث سد) در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار بوده اند و بعد از احداث سد تغییرات معنی دار نبوده اند. طبق آزمون ناپارامتریک من کندال pH، Ca و ^2-SO₄ دارای روند معنی دار صعودی به ترتیب به میزان 0/037، 0/393 و 0/376، متغیرهای Cl، SAR، Na و دما دارای روند نزولی معنی دار به ترتیب به میزان 0/387-، 0/417-، 0/386- و 0/1- هستند. آزمون اسپیرمن نشان داد احداث سد به میزان 90 درصد باعث بهبود کیفیت آب رودخانه زرد از نظر شوری شده است اما طبق آزمون LSD این اختلاف معنی دار نبوده است. نتایج آنالیز واریانس نیز نشان داد پارامترهایSAR ، Na، Cl، pH، Ca و ^2-SO₄ دارای اختلاف معنی دار هستند. همچنین با استفاده از تحلیل خوشه ای داده های کیفی قبل از احداث سد جره به سه خوشه و پس از احداث سد به دو خوشه تقسیم بندی شدند که پس از احداث سد، متغیر TDS در فاصله کمتری نسبت به سایر متغیرها قرار گرفت. در نتیجه این امر باعث شده کیفیت آب آبیاری پایین دست تغییر یابد و میزان TDS شباهت بیشتری با سایر متغیرهای مورد مقایسه داشته باشد.

اثر پارامترهای خاک بر تولید اولیه سطح زمین در مراتع چمنزار فندوق‌لوی نمین در استان اردبیل

اردوان قربانی

در این پژوهش، تأثیر برخی پارامترهای خاک بر تولید اولیه سطح زمین فرم های رویشی (گندمیان و پهن برگان علفی) و تولید اولیه کل مراتع چمنزار منطقه فندوق لوی شهرستان نمین در استان اردبیل بررسی شد. تولید اولیه سطح زمین در 180 پلات یک مترمربعی به روش قطع و توزین اندازه گیری شد. تعداد 18 نمونه خاک در امتداد ترانسکت ها برداشت شد. برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک با روش های استاندارد اندازه گیری شد. تعیین ارتباط بین این پارامترها و تولید اولیه فرم های رویشی و تولید کل با روش رگرسیون چندگانه توأم انجام شد. به منظور تعیین مهم ترین پارامتر های مؤثر خاک بر تولید کل از روش تجزیه به مؤلفه های اصلی (PCA) استفاده شد. نتایج تحلیل رگرسیون نشان داد پارامترهای هدایت الکتریکی، منیزیم، رس قابل انتشار، رطوبت حجمی، کربن آلی، پتاسیم محلول، پتاسیم تبادلی، سدیم و فسفر از پارامترهای مؤثر بر تولید اولیه فرم های رویشی و کل بودند (0/01>p). صحت معادلات استخراج شده نیز برای گندمیان، پهن برگان علفی و مقدار کل به ترتیب 79، 76 و 70 درصد محاسبه شد. نتایج PCA نشان داد که پارامترهای خاک 84/52 درصد از تغییرات تولید کل را توجیه می کند و در مقایسه با رگرسیون با ضریب تشخیص 28 درصد، نتیجه بهتری را ارائه کردند.

بررسی وضعیت، منابع و آلودگی زیست‌محیطی برخی از فلزات سنگین در گرد‌و‌غبار خیابانی شهر دزفول

نوید قنواتی

فلزات سنگین موجود در گرد و غبار خیابانی به دلیل سمیت و پایداری آنها به عنوان یکی از مهم ترین پیامدهای زیست محیطی فعالیت های انسانی در چند سال اخیر مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته اند. هدف از مطالعه حاضر بررسی خطر فلزات سنگین (سرب، روی، مس، کروم، کادمیوم، نیکل، وانادیوم، آرسنیک و کبالت) بر سلامت انسانی در گرد و غبار خیابانی شهر دزفول است. برای نیل به این هدف تعداد 30 عدد نمونه گرد و غبار از پیاده رو خیابان های اصلی دزفول برداشت و به روش جذب اتمی (AAS) آنالیز شد. سطح آلودگی فلزات سنگین بر اساس شاخص آلودگی و شاخص جامع آلودگی نمرو براورد شد. همچنین الگوی مکانی غلظت فلزات در گرد و غبار خیابانی در محیط GIS تهیه شد. میانگین غلظت فلزات سنگین سرب، روی، مس، کروم، کادمیوم، نیکل، وانادیوم، آرسنیک و کبالت به ترتیب 54/2، 223/6، 5/50، 44/4، 0/4، 45/8، 37/8، 3/3 و 7/6 (mg/kg) بود. میانگین غلظت تمام فلزات سنگین به جز آرسنیک، وانادیوم و کبالت چندین برابر بیشتر از مقدار زمینه است. بر اساس میانگین فاکتور غنی شدگی (EF) و شاخص آلودگی (PI) در منطقه مورد مطالعه، فلزات سنگین روی و سرب دارای آلودگی بسیار بالایی هستند. بر اساس ارزیابی شاخص جامع آلودگی نمرو 100 درصد نمونه ها دارای درجه آلودگی بالا هستند. نتایج به دست آمده از شاخص های آلودگی نشان داد که منبع آلودگی فلزات مورد مطالعه فعالیت های انسان زاد از قبیل ترافیک و سوختن سوخت های فسیلی در منطقه مورد مطالعه است.

مدل‌سازی رابطه فراوانی طوفان‌های گردوغبار با متغیر‌های اقلیمی فصل تابستان در مناطق بیابانی ایران

سمیرا قربانی

هدف از این مطالعه، مدل سازی رابطه فراوانی طوفان های گردوغبار با متغیرهای اقلیمی مناطق بیابانی ایران در فصل تابستان است. به این منظور داده های اقلیمی دما (حداکثر و حداقل)، بارش، سرعت باد (حداکثر و حداقل) انتخاب و ارتباطشان با تعداد روزهای همراه با گردوغبار ثبت شده در 25 ایستگاه هواشناسی در دوره آماری از بدو تأسیس تا 2014 در فصل تابستان با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون و روش رگرسیون خطی چند متغیره در نرم افزار SPSS پردازش و تحلیل شد. همچنین به منظور تحلیل منطقه ای ضریب همبستگی بین متغیرهای اقلیمی و فراوانی طوفان های گردوغبار در مناطق بیابانی ایران، نقشه پهنه بندی این ضرایب با روش معکوس فاصله وزنی (IDW) در نرم افزار Arc GIS تهیه شد. نتایج نشان داد که ایستگاه های واقع در جنوب و جنوب شرق منطقه مورد مطالعه در فصل تابستان دارای بیشترین رخداد گردوغبار هستند. به طوری که ایستگاه زابل با (3892 روز) با تفاوت زیادی بیشترین فراوانی وقوع طوفان های گردوغبار را دارد. در بیشتر ایستگاه ها بین فراوانی وقوع طوفان های گردوغبار و متغیرهای میانگین سرعت باد و بیشینه سرعت باد ارتباطی قوی و مؤثر وجود دارد. بالاترین ضریب همبستگی متغیر میانگین سرعت باد، مربوط به ایستگاه کنارک چابهار با ضریب همبستگی 710/0 و ایستگاه ایرانشهر با ضریب همبستگی 655/0 با بیشینه سرعت باد بیشترین همبستگی را نشان می دهد. متغیر بیشینه دما در ایستگاه قم با ضریب همبستگی 0/389 یک رابطه معنی دار و مثبت را نشان می دهد و ایستگاه ایرانشهر با ضریب همبستگی 620/0- با میانگین دما و میناب با ضریب همبستگی 0/461- با بیشینه دما همبستگی معکوس دارند. نتایج همبستگی دما با فراوانی وقوع طوفان های گردوغبار حاکی از آن است که کم فشارهای سطح زمین در ایجاد پدیده های غباری در دوره گرم سال مؤثرند. اغلب ایستگاه ها با بارش همبستگی معکوس دارند. بالاترین ضرایب همبستگی بین بارش و وقایع گردوغبار به ترتیب به میزان 0/208- و 0/175- در ایستگاه های شرق اصفهان و تربت حیدریه مشاهده شد. مدل سازی رگرسیون چند متغیره بین گردوغبار و متغیرهای اقلیمی در فصل تابستان نیز نشان می دهد که مهم ترین پارامتر تأثیرگذار در وقایع گردوغبار میانگین سرعت باد و سرعت باد بیشینه و میانگین دما است. مدل های رگرسیونی نشان می دهند که در بهترین حالت، متغیرهای اقلیمی تنها 70 درصد از تغییرات فراوانی گردوغبار را تبیین می کنند.

بررسی میزان اثربخشی دو راهبرد «پوشش‌دار کردن» و «خودکارسازی بهره‌برداری» در کاهش میزان تلفات انتقال و توزیع آب در کانال اصلی آبیاری، مورد مطالعاتی کانال اصلی مغان

سید مهدی هاشمی شاهدانی

تلفات ناشی از تراوش و بهره برداری دو عامل اصلی کاهش راندمان انتقال و توزیع در کانال های آبیاری است. این پژوهش به بررسی میزان تأثیر دو راهکار پوشش و خودکارسازی به عنوان راهکارهای کاربردی کاهش تلفات پرداخته است. برای تحقق هدف مذکور، با استفاده از مدل Seep/w کاهش میزان نشت در طول کانال خاکی مغان، با استفاده از راهکار پوشش دار کردن مورد بررسی قرار گرفت. همچنین شبیه سازی بهره برداری این کانال با استفاده از مدل هیدرودینامیک ICSS در دو حالت بهره برداری موجود و سامانه کنترل خودکار پیشبین (MPC) با هدف بررسی بهبود توزیع آب انجام شد. نتایج پژوهش حاکی از توانایی 10 درصدی به کارگیری پوشش در کاهش تلفات نشت بود. همچنین ارزیابی بهره برداری قبل و بعد از به کارگیری اتوماسیون مشخص کرد که کنترل گر علاوه بر کاهش 15 درصدی تلفات بهره برداری، فرآیند توزیع و تحویل را نیز به نحو مطلوبی بهبود داده است. به طوری که حداقل مقادیر محاسبه شده شاخص راندمان و کفایت تحویل آب در امتداد بازه های کانال، به ترتیب برابر 100 و 83 درصد حاصل شده است. علیرغم محدودیت های مالی و ملاحظات اجرائی در پیاده سازی پروژه های مدرن سازی و بهسازی شبکه های آبیاری، به کارگیری دو راهبرد پیشنهادی به صورت مجزا و یا همزمان، بسته به اهداف مدیران شبکه و نیز پتانسیل هر راهبرد در کاهش تلفات انتقال و توزیع توصیه می شود.

ارزیابی صحرایی عملکرد معادلات جریان همگام زهکشی در کشت و صنعت نیشکر خوزستان

جهانگیر عابدی کوپایی

انتخاب یک معادله زهکشی با دقت قابل قبول همواره چالش اصلی طراحان برای طراحی سامانه های زهکش زیر زمینی است. در این پژوهش برای تخمین شدت روزانه و تجمعی زهاب خروجی از مزرعه ای واقع در کشت و صنعت امام خمینی (ره) ، از هفت معادله جریان همگام زهکشی شامل معادلات هوخهات، ارنست، کرکهام و داگان که در سالیان گذشته بسط داده شده اند و معادلات میشرا و سینگ هناین و یوسفی و همکاران که جدیداً توسعه یافتند، استفاده شد. نتایج ارزیابی عملکرد معادلات زهکشی نشان داد که معادله هوخهات با شاخص های آماری P-valu، RMSE،²R و درصد خطای براورد شدت تجمعی زهکشی به ترتیب برابر با 0/9501، 1/49 (میلی متر بر روز)، 0/80 و 0/19- درصد دارای بیشترین دقت در پیش بینی شدت جریان زهکشی و معادله ارنست با 0/1000، 2/46 (میلی متر بر روز)، 0/34 و 16/98 درصد، دارای کمترین دقت در پیش بینی شدت جریان زهکشی است. همچنین از بین معادلات جدیداً توسعه یافته، تنها معادله یوسفی و همکاران با دقت نسبتاً خوبی، شدت جریان خروجی از زهکش را پیش بینی کرد و در اولویت دوم بعد از معادله هوخهات قرار گرفت. سایر معادلات نیز عملکرد نامطلوبی را نشان دادند. از این رو، با انتخاب مناسب شدت جریان زهکشی، می توان معادله هوخهات را برای طراحی فاصله زهکش ها در خاک های با بافت متوسط تا سنگین نظیر کشت و صنعت های نیشکر خوزستان، پیشنهاد کرد.

اثرات کیفیت آب خام بر کارایی دستگاه‌های اسمز معکوس خانگی در استان خوزستان

سیروس جعفری

این مطالعه با هدف بررسی اثرات کیفیت آب خام بر کارایی دستگاه های اسمز معکوس در استان خوزستان انجام شد. نتایج نشان داد که کیفیت آب تصفیه، تابع کیفیت آب خام است. هرچه غلظت املاح در آب خام ورودی بیشتر شود، کارایی دستگاه در کاهش املاح کمتر می شود. با افزایش غلظت ذرات جامد محلول، عملکرد دستگاه در کاهش آن بهبود یافت. میزان کاتیون ها و آنیون ها در آب تصفیه متأثر از میزان TDS و EC بود. در بیشتر نمونه های تصفیه شده، نسبت کاتیون های کلسیم/ سدیم و نسبت کاتیون های منیزیم/ سدیم در آب تصفیه کمتر از آب خام ورودی است. توانایی دستگاه تصفیه در کاهش کاتیون های دو ظرفیتی در آب تصفیه بیشتر از تک ظرفیتی است. برای آنیون ها نیز روندی مشابه با کاتیون ها، ملاحظه شد. همچنین بررسی اختلاف مقادیر EC در آب خام و تصفیه در ایستگاه های مختلف رودخانه های مورد مطالعه نشان داد که در فرایند تصفیه، هرچه شوری آب خام بیشتر شده منجر به تولید آب با شوری بیشتری شده است. به عبارتی این دستگاه ها با آب های خام ورودی متفاوت، آب های تصفیه شده متفاوتی را تولید می کنند. به طور کلی دستگاه های تصفیه آب خانگی در تصفیه آب رودخانه کارون عملکرد بهتری نسبت به دو رودخانه خیرآباد و کرخه داشتند.

استفاده از الگوریتم تکاملی برای بهینه‌سازی مدل انفیس به‌منظور مدل‌سازی ضریب دبی روزنه‌های جانبی دایروی

محسن نجارچی

در این مطالعه، ضریب دبی روزنه‏ های جانبی دایره‏ای با استفاده از یک روش ترکیبی جدید، مدل سازی شد. ترکیبات انجام شده در این مطالعه، به دو قسمت تقسیم شد: 1) ترکیب دو الگوریتم بهینه‏سازی ازدحام ذرات (PSO) و الگوریتم ژنتیک (GA) و ارائه الگوریتم PSOGA ، 2) استفاده از الگوریتم ترکیبی PSOGA جهت بهینه ‏سازی شبکه انفیس (ANFIS) و ارائه روش ANFIS-PSOGA. با شناخت پارامترهای مؤثر بر ضریب دبی روزنه ‏های جانبی دایروی، 11 ترکیب مختلف ارائه شد. تحلیل حساسیت انجام شده با استفاده از ANFIS، نشان داد که عدد فرود و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) مؤثرترین پارامترها در مدل‏سازی ضریب دبی شناسایی شدند. همچنین، بهترین ترکیب در براورد ضریب دبی استفاده از متغیرهای فرود جریان (Fr)، نسبت عرض کانال اصلی به قطر روزنه جانبی (B/D)، نسبت ارتفاع تاج روزنه به قطر روزنه (W/D) و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) بود. مقادیر MAPE، RMSE و R برای این مدل، به ‏ترتیب برابر 0/021، 0/20 و 0/871 به دست آمد. پس از انتخاب بهترین ترکیب، عملکرد روش ANFIS-PSOGA با دو روش ANFIS and ANFIS-PSO، مقایسه شد. نتایج نشان داد که روش ANFIS-PSOGA برای مدل سازی ضریب دبی، دارای خطای کمتری بود.

مقایسه آب کاربردی و نیاز آبی باغ گل‌های شهر اصفهان با استفاده از روش‌های LIMP و WUCOLS

مهدی قیصری

ایجاد و حفاظت از فضاهای سبز شهری در محیط های خشکی که با مشکلات کمبود آب، آلودگی هوا و کمبود فضاهای سبز طبیعی مواجه است، ضروری بوده و نیاز به تمهیدات ویژه ای دارد. کمبود آب در اصفهان بزرگ ترین چالش مدیران آب شهر است. تخمین، دقیق نیاز آبی فضاهای سبز شهری در مناطقی با آب و هوای خشک به منظور مدیریت بهینه آبیاری بسیار ضروری است. در این پژوهش نیاز آبی گیاهان باغ گل ها، بیش از 200 نوع گونه گیاهی، با استفاده از دو روش WUCOLS و LIMP در طول سال های 2011 تا 2013 تخمین زده شد و حجم آب به کار رفته با نیاز آبیاری تخمین زده، مقایسه شد. به طور متوسط، نیاز ناخالص آبیاری سالانه با روش WUCOLS برابر 1164 میلی متر بود که 15 درصد کمتر از مقدار 1366 میلی متر آبیاری انجام شده است. در حالی که نیاز ناخالص آبیاری سالانه با روش LIMP برابر 1239 میلی متر بود که 9 درصد کمتر از حجم آب به کار رفته سالانه است. بر اساس تخمین های LIMP، امکان کاهش 9 درصدی در مصرف آب سالانه باغ وجود دارد. نتایج این مطالعه لزوم اصلاح مداوم مقادیر آبیاری فضای سبز با درنظر گرفتن شرایط آب و هوایی (به ویژه بارش) را نشان داد.

به‌کارگیری الگوریتم فرا‌کاوشی چرخه آب به‌منظور تعیین الگوی بهینه کشت زراعی در مقایسه با الگوریتم ژنتیک و مدل برنامه‌ریزی خطی (مطالعه موردی: شبکه آبیاری ورامین)

ناصر گنجی خرم دل

با توجه به افزایش مصرف آب، توجه به تخصیص منابع بهینه آب نیاز است. در دهه های اخیر، استفاده از روش های تکاملی هوشمند برای بهینه سازی تخصیص آب گسترش پیدا کرده است. هدف از این مطالعه، توسعه یک مدل برنامه ریزی منابع آب برای تعیین کشت مناسب، بهره برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی و منابع آب و همچنین نحوه تخصیص آب در میان محصولات کشاورزی به منظور به حداقل رساندن اثرات جانبی ناشی از کمبود آب و افزایش درامد آن است. در این مطالعه به منظور به حداکثر رساندن سود و کاهش حداکثری مصرف آب، براورد نیاز آب به محصول در دوره های مختلف برای بهینه سازی مدیریت الگوهای برداشت و مدیریت آبیاری در کشت در شبکه آبیاری ورامین با استفاده از الگوریتم تکاملی جدید چرخه آب استفاده شد. سپس برای اعتبارسنجی روش، نتایج آن با مدل برنامه ریزی خطی و الگوریتم ژنتیک مقایسه شد (9963/0 = ²R) نتایج نشان داد که الگوی کاشت منطقه مطلوب نبوده و کشت محصولاتی نظیر گندم، جو، گوجه فرنگی، خربزه و یونجه به صفر رسیده است. در الگوی جدید، بیشترین سطح زیر کشت به محصولات صنعتی مانند کلزا و پس از آن به خیار و ذرت اختصاص داده شد در حالی که درامد حدود 11 درصد افزایش یافت. علاوه بر آن، مقداری آب در ماه های مختلف در شبکه باقی می ماند که می توان از آنها به منظور تزریق به سفره های زیرزمینی و یا کشت سایر محصولات بر اساس میزان آب موجود استفاده کرد.

نقش حفاظتی بایوچار در رطوبت‌های مختلف خاک برای جلوگیری از هدررفت خاک در شرایط آزمایشگاهی

لیلا غلامی

استفاده از افزودنی های خاک به منظور حفاظت آب و خاک ضروری است و همچنین بررسی اثر رطوبت خاک بر فرایند حفاظت خاک و نقش آن بر تغییرات رواناب، فرسایش خاک و تولید رسوب به منظور شناخت و شبیه سازی پاسخ هیدرولوژیکی خاک ضروری است. لذا پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر بایوچار به مقدار 6/1 تن بر هکتار بر مؤلفه های زمان شروع رواناب، حجم رواناب، ضریب رواناب، هدر رفت خاک و غلظت رسوب در رطوبت های مختلف خاک شامل هواخشک، 15، 20 و 30 درصد با سه تکرار در مقیاس کرت انجام شد. نتایج نشان داد که بعد از کاربرد افزودنی بایوچار زمان شروع رواناب در مقایسه با تیمار شاهد در رطوبت های هواخشک، 15، 20 و 30 درصد به ترتیب 33/240، 320، 66/186 و 33/172 ثانیه دیر تر اتفاق افتاد. نتایج همچنین نشان داد که حجم رواناب در رطوبت های هواخشک، 15، 20 و 30 درصد به ترتیب 49/44، 60/55، 47/36 و 08/41 درصد و ضریب رواناب به ترتیب 71/55، 39/66، 45/48 و 82/37 درصد کاهش یافت. افزودن بایوچار سبب کاهش هدر رفت خاک به ترتیب به مقدار 19/91، 05/85، 63/85 و 06/88 درصد و غلظت رسوب نیز به ترتیب 19/84، 53/66، 17/76 و 59/79 درصد شد. همچنین نتایج نشان داد که تغییرات رطوبت خاک تأثیر معنی داری در سطح 99 درصد بر تغییرات مولفه های زمان شروع رواناب، حجم رواناب، ضریب رواناب، هدر رفت خاک و غلظت رسوب داشت.

شبیه‌سازی عددی و تخمین ضریب پراکنده‌پذیری عرضی آلاینده امتزاجپذیر آب شور در یک محیط متخلخل ناهمگن و همگن

مهران ایران پور مبارکه

نابود شدن منابع آب های زیرزمینی در مناطق ساحلی به علت پیشروی آب شور در آبخوان های این نواحی در حال حاضر یکی از مسائل مهم در تأمین نیاز های آبی در این مناطق است. در نواحی ساحلی، آب شور به صورت یک گوه از زیر، وارد آبخوان می شود. با توجه به تفاوت چگالی موجود بین آب شور و شیرین یک ناحیه بینابینی بین دو سیال شکل می گیرد. به منظور درک بهتر از اهمیت این موضوع، آزمایش ها و تحقیقات عددی جریان های وابسته به غلظت و انتقال ماده ی حل شده به وسیله تانک پر شده از نمونه ماسه های متنوع، کمک زیادی برای دستیابی به این مهم خواهد کرد. در این پژوهش، تانک ماسه ای واقعی مذکور، توسط نرم افزار SUTRA شبیه سازی شد. این شبیه سازی شامل پیکربندی، گسسته سازی، تخصیص ویژگی و تعیین شرایط مرزی است. در نهایت ضریب پراکنده پذیری عرضی در مقیاس ماکروسکپی برای سناریوهای مختلف انتقال ماده محلول در این تانک براورد شد. هدف از انجام این پژوهش، تحلیل پراکندگی جریان، هنگام اختلاط آب شور و شیرین و اثر سرعت منفذی جریان، غلظت منبع آلاینده و ناهمگنی محیط متخلخل بر خاصیت پراکنده پذیری جریان است. در این پژوهش، پس از بررسی تأثیر شرایط مرزی متفاوت در مدل SUTRA بر پیشرفت هاله آلودگی آب شور، شبیه سازی مدل نمونه ماسه های ناهمگن و مقایسه نتایج آن با مدل آزمایشگاهی و مدل همگن انجام شد. به عنوان نتیجه ای کاربردی از انجام این پژوهش، نمودار تغییرات ضریب پراکنده پذیری عرضی، نسبت به غلظت منبع ورودی و سرعت واقعی جریان ترسیم شد. در شبیه سازی عددی محیط ناهمگن در تمام غلظت ها به استثنای غلظت C₀=35000، با افزایش سرعت جریان، مقادیر ضریب پراکنده پذیری عرضی A_T محاسبه شده توسط SUTRA کاهش یافت. در تمام سرعت ها به استثنای سرعت m/day4u= با افزایش غلظت منبع ورودی، A_T براورد شده، افزایش پیدا کرد. همچنین مقادیر A_Tبدست آمده از مدل SUTRA بیشتر از مقادیر A_T آزمایشگاهی به دست آمد. در شبیه سازی عددی محیط همگن، برای تمام سرعت ها، با افزایش غلظت ورودی C₀، ضریب پراکنده پذیری عرضی A_T افزایش یافت. با توجه به نتایج کاربردی حاصل شده، می توان راه حل مناسبی برای بهبود کیفیت آب های زیرزمینی و جلوگیری از اختلاط منابع آبی شیرین و شور ارائه داد.

اثر آلودگی نفتی خاک و نانولوله‌های کربنی بر ویژگی‌های رشدی گیاه ذرت

علی فیوجی شهرضایی

محیط زیست سالم بر بهبود کیفیت زندگی و رفاه جامعه بشری تأثیر بسزایی دارد. در دهه های اخیر استفاده از سوخت های فسیلی به قدری افزایش یافته که آلودگی های زیست محیطی و خاک را باعث شده است. خاک های آلوده به ترکیبات نفتی، برای کاربرد های کشاورزی، مسکونی و تفریحی مناسب نبوده و باعث خسارت های اقتصادی، اکولوژیکی و کشاورزی می شود. برای مقابله با این چالش، استفاده از افزودنی هایی مانند نانولوله های کربنی به خاک گسترش یافته ولی کاربرد این عناصر نگرانی هایی را درباره خطرشان بر فرایندها و سیستم های زیستی مانند اثرگذاری بر فیزیولوژی و رشد و نمو گیاهان به همراه دارد که مطالعات چندانی روی این موضوع نشده است. به منظور بررسی اثر متقابل آلودگی نفتی خاک و نانولوله های کربنی بر برخی ویژگی های گیاه نظیر جرم مرطوب، جرم خشک و طول گیاه، در ابتدا بذر و نشا ذرت به طور جداگانه با سطوح 0، 10، 20 و 40 میلی گرم بر لیتر نانولوله های کربنی تیمار و درون گلدان های حاوی خاک با سه سطح آلودگی نفتی 2/43، 2/76 و 4/16 درصد با سه تکرار کشت شدند و از طرح آماری کاملاً تصادفی در قالب آزمایش های فاکتوریل استفاده شد. جرم مرطوب، جرم خشک و طول اندام هوایی و ریشه گیاهان مشخص شد. نتایج نشان داد که آلودگی نفتی بر ویژگی های رشدی مذکور تأثیر منفی گذاشته است، همچنین مشاهده شد که اعمال تیمار نانولوله های کربنی به گیاه ذرت (چه به بذر و چه به نشا) بسته به غلظت این مواد، می تواند بر پارامترهای رشد گیاه اثرات متفاوتی داشته باشد.

بررسی عددی و آزمایشگاهی الگوی آبشستگی پیرامون آبشکن‌های چوگانی و مستقیم

سعید گوهری

در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی و عددی الگوی آبشستگی پیرامون سازه حفاظتی آبشکن در دو شکل مستقیم و چوگانی پرداخته شده است. در این پژوهش از مدل آبشکن های مستقیم و چوگانی با طول 0/12 متر در دبی های 10/5، 15 و 20 لیتر بر ثانیه در کانال آزمایشگاهی مستقیم استفاده شده است. نتایج نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی انتهای دماغه برای آبشکن چوگانی و مستقیم با افزایش دبی جریان افزایش یافته است که مقادیر آن برای دبی 20 لیتر بر ثانیه به ترتیب 0/095 و 0/104 متر بود. همچنین عرض گودال آبشستگی در آبشکن مستقیم 2/25 و در آبشکن چوگانی دو برابر طول مؤثر آبشکن بود. در این راستا، حداکثر عمق آبشستگی پیرامون دماغه در دو آبشکن مستقیم و چوگانی به ترتیب 0/87 و 0/79 برابر طول مؤثر آبشکن مشاهده شد. شکل بستر رسوبی در پایین دست آبشکن مستقیم در فواصل 0/09 و /15 متری از دیواره مجاور آبشکن کشیده تر دیده شد و تا حدود 1/3 برابر عرض کانال در پایین دست آبشکن ادامه داشت، در حالی که برای آبشکن چوگانی حدود 1/15 برابر عرض کانال بود. به طور کلی ابعاد گودال آبشستگی پیرامون آبشکن چوگانی کمتر از آبشکن مستقیم بود. علاوه بر این به منظور درک رفتار هیدرولیکی جریان پیرامون آبشکن، از مدل عددی Flow3D استفاده شد. بررسی آماری نتایج دو مدل حاکی از وجود خطای نسبی حدود 20 درصد بود که نشان از عملکرد مناسب مدل در تخمین عمق آبشستگی حداکثر است.

بررسی فرایند ترکیبی بی‌هوازی- هوازی (AO) در تصفیه فاضلاب صنایع فلزی با هدف کاهش COD و BOD5

امید محمدی

کاهش منابع آب و سرانه تجدید پذیر در 30 سال اخیر، ایران را در آستانه بحران آب قرار داده است. استفاده مجدد از پساب از راهکار های مبارزه با کم آبی و جلوگیری از تخلیه به محیط زیست است. هدف از این پژوهش کاهش COD و ₅BOD با استفاده از فرایند ترکیبی AO در تصفیه فاضلاب صنعتی حاصل از صنایع فلزی است. از اهداف دیگر پژوهش، کاهش زمان ماند هیدرولیکی با در نظر گرفتن کارایی حذف مطلوب مواد آلی است. در این پژوهش یک پایلوت بیولوژیکی بی هوازی- هوازی (AO) با بستر لجن استفاده شده است که تحت رژیم تغذیه پیوسته قرار گرفته و بررسی ها روی ₅BOD و COD انجام گرفته است. پایلوت در زمان ماند های مختلف و هوادهی بین 5 تا 15 ساعت، مطالعه شد. بر اساس آنالیز آماری روی راندمان حذف COD در زمان ماند های مختلف، زمان ماند 24 ساعت به عنوان زمان ماند هیدرولیکی مطلوب برای کارایی حذف انتخاب شد. راندمان های به دست آمده برای این زمان ماند تقریباً برابر تصفیه خانه های مشابه با زمان ماند های بیشتر از 48 ساعت بود. درنتیجه می توان گفت زمان ماند هیدرولیکی 24 ساعت به عنوان زمان ماند بهینه می تواند ₅BOD و COD را به میزان قابل قبول کاهش دهد. نتایج حاصل، میانگین حذف 63/86 درصدی ₅BOD در فاز بی هوازی و 83/99 درصدی در فاز هوادهی را نشان داد. کارایی حذف برای COD به ترتیب در قسمت های بی هوازی و هوازی 76/5 و 74/35 درصد بوده است و در کل پایلوت میانگین حذف ₅BOD و COD به ترتیب 95/24 و 94/80 به دست آمد.

تعیین رطوبت بحرانی برخی خاک‌های آب‌گریز مرغزار شهرکرد

ریحانه السادات موسوی زاده مجرد

مقدار رطوبت خاک، حساس ترین فاکتور مرتبط با تغییرات آب گریزی و آب دوستی خاک است. آب گریزی در خاک ها یک ویژگی دائمی نیست و این امکان وجود دارد که در فصل خشک به حداکثر برسد و در فصل های مرطوب کاهش یابد یا حذف شود. می توان گفت از لحاظ رطوبت، یک ناحیه انتقالی یا بحرانی وجود دارد که به عنوان حد رطوبتی یا رطوبت آستانه تعریف می شود و در رطوبت های کمتر از آن، دفع آب و در رطوبت های بالاتر از آن خاک خیس شونده است. هدف از این پژوهش، بررسی تغییرات رطوبت خاک بر درجه آب گریزی و تعیین مقدار رطوبت آستانه ای در نمونه های خاک مورد بررسی در مرغزار شهرکرد بود. در این پژوهش، تعدادی نمونه خاک از مرغزار شهرکرد بررسی شد. پس از تعیین رطوبت اولیه خاک، شرایط آب گریزی خاک با تعیین زمان نفوذ قطره آب (WDPT)، بررسی شد. تغییرات رطوبتی خاک به روش خیس کردن و خشک کردن خاک انجام و در هر مرحله وضعیت آب گریزی خاک آزمون شد. کاهش رطوبت در خاک های آب گریز منجر به تغییر درجه آب گریزی و در یک نمونه خاک آب دوست باعث ایجاد شرایط آب گریزی در خاک شد. رطوبت آستانه نیز، تا حداکثر 54 درصد رطوبت حجمی در یک نقطه مورد بررسی، مشاهده شد که بر اساس آن، مقدار بالای رطوبت آستانه در این نقطه، نشان دهنده قابلیت بالای خاک برای تولید روانا ب و سیل خیزی بود. بررسی آنالیز خاک نشان داد که مقدار ماده آلی خاک با رطوبت آستانه همبستگی مثبت دارد.

بررسی آزمایشگاهی مشخصات پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش واگرای معکوس با بلوک‌های میانی

امیر احمد دهقانی

حوضچه های آرامش معمولاً در پایین دست سازه های هیدرولیکی به عنوان مستهلک کننده انرژی استفاده می شوند. ابعاد حوضچه های آرامش به مشخصات پرش هیدرولیکی بستگی دارد. در مطالعه حاضر، پرش هیدرولیکی واگرای معکوس با به کارگیری بلوک های میانی و آبپایه انتهایی به صورت آزمایشگاهی بررسی و اثر میزان واگرایی دیواره های کانال، شیب کف معکوس و بلوک های میانی بر مشخصه های پرش هیدرولیکی بررسی شد. در مجموع، آزمایش ها برای مقاطع مستطیلی با شیب کف معکوس 0، 0/25، 0/5 و 0/75 و زوایای واگرایی 3، 5 و 9 درجه و با قرار دادن بلوک های اتلاف کننده انرژی انجام شد. دامنه تغییرات مقادیر دبی و عدد فرود از 39 الی 81/7 لیتر بر ثانیه و 4/44 الی 56/8 بود. نتایج نشان داد بلوک های میانی طول نسبی پرش و نسبت عمق ثانویه را به ترتیب به میزان 18 درصد و 12 درصد کاهش می دهد (در مقایسه با حوضچه واگرای معکوس بدون بلوک). نتایج همچنین نشان داد به کارگیری بلوک های میانی و آبپایه انتهایی در جهش هیدرولیکی واگرای معکوس، منجر به پایدارسازی جهش و بهبود وضعیت ناپایداری جریان شده است.

بررسی دقت تخمین پارامترهای معادله نفوذ بر ‌اساس ویژگی‌های فیزیکی خاک در آبیاری جویچه‌ای

بیتا مروج الاحکامی

آبیاری جویچه ای یکی از معمول ترین روش های آبیاری سطحی است. با این وجود، تخمین دقیق معادله نفوذ آب به خاک، مهم ترین چالش در ارزیابی این روش آبیاری است. در این مطالعه، روش ساده و سریع گروه نفوذ ارائه شده توسط NRCS-USDA(RSIF) بر مبنای ویژگی های فیزیکی خاک، در تخمین پارامترهای معادله نفوذ کوستیاکف- لوییس ارزیابی شد. همچنین، روش مذکور بر مبنای شرایط حاکم بر آبیاری و با لحاظ ویژگی های فیزیکی خاک توسعه یافت (D-RSIF). دو تیمار آبیاری شامل جریان ورودی ثابت و متغیر با چهار تکرار آزمایش و مراحل مختلف آبیاری شامل پیشروی، ذخیره و پسروی با کاربرد مدل اینرسی- صفر توسعه یافته و استفاده از دو روش RSIF و D-RSIF، شبیه سازی شدند. نتایج نشان داد که تفاوت پیشروی و رواناب شبیه سازی شده با استفاده از مدل اینرسی- صفر در روش های D-RSIF و RSIF در سطح پنج درصد معنی دار بود. در تیمار جریان ورودی متغیر، خطای براورد حجم رواناب به طور متوسط در روش RSIF، D-RSIF، واسنجی چندمرحله ای و دونقطه به ترتیب برابر با 10، 6، 12 و 41 درصد بود. همچنین خطای برنامه ریزی آبیاری، بر اساس ویژگی های فیزیکی خاک 14(RSIF) درصد بود که این به مفهوم مصرف آب، بیشتر از حد نیاز است.

بررسی آلودگی خاک و رسوبات بادی به برخی از فلزات سنگین در دشت شهرکرد

صفورا میرباقری

این پژوهش با هدف بررسی آلودگی خاک و رسوبات بادی به فلزات سنگین در دشت شهرکرد انجام گرفت. 20 تله رسوب گیر هشت جهته ساخته و در کاربری های مرغزار زهکشی شده، کشاورزی آبی و مراتع در فصل تابستان 1395 نصب شدند. 62 نمونه خاک سطحی نیز به صورت تصادفی از منطقه جمع آوری شدند. رسوبات بادی به سه کلاس اندازه ای کوچک تر از 50، 250-50 و 500-250 میکرون تقسیم و غلظت کل فلزات سنگین سرب، روی، کادمیم و نیکل به وسیله دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. برای تعیین وضعیت آلودگی رسوبات از شاخص های زمین انباشتگی، فاکتور آلودگی و فاکتور غنی شدگی استفاده شد. نتایج نشان دادند که بیشترین مقدار رسوب تجمع یافته به ترتیب مربوط به جهت غرب (1/86 گرم)، جنوب (1/69 گرم) و جنوب غرب (1/47 گرم) است. روند میانگین عناصر سنگین در سه کلاس اندازه رسوبات و خاک ها عبارتست از: کادمیم< سرب< نیکل< روی. نتایج همچنین نشان دادند که غلظت فلزات سنگین در نمونه خاک ها و رسوبات، پایین تر از حد مجاز در دیگر کشورهاست. شاخص زمین انباشتگی نشان داد رسوبات در محدوده غیر آلوده قرار داشتند. بر اساس فاکتور آلودگی کلیه رسوبات در کلاس آلودگی کم طبقه بندی شد ولی فاکتور غنی شدگی نشان داد که در برخی اراضی غنی شدگی حداقل و متوسط وجود داشتند.

روند تغییرات کاربری اراضی در کانون‌های ریزگرد جنوب و جنوب شرق اهواز

محمدرضا انصاری

طی چند دهه اخیر، تغییرات کاربری اراضی یکی از مهم ترین معضلات زیست محیطی در سراسر جهان بوده است. این مطالعه به منظور بررسی و تحلیل روند تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تکنیک سنجش از دور در کانون های ریزگرد جنوب و جنوب شرق اهواز و اراضی اطراف آن انجام شد. بر اساس شاخص استاندارد شده بارش (SPI)، سال های 1986، 2002 و 2016 به عنوان سال های با وضعیت نزدیک به نرمال انتخاب شدند. سپس، نقشه های کاربری اراضی منطقه مطالعاتی با استفاده از تصاویر ماهواره لندست و روش های مختلف طبقه بندی نظارت شده، تهیه شد. به منظور افزایش دقت طبقه بندی تصاویر از شاخص MNDWI استفاده شد. همچنین برای ارزیابی کارایی هر روش از پارامترهای دقت کلی و ضریب کاپا استفاده شد. در نهایت به منظور آشکارسازی تغییرات از روش مقایسه، پس از طبقه بندی استفاده شد. با توجه به نتایج پژوهش در دوره زمانی (1380-1365)، مساحت کاربری های پوشش گیاهی، سطوح مرطوب با پوشش گیاهی و سطوح آبی به ترتیب به میزان 419، 219 و 40/7 درصد افزایش و در مقابل مساحت کاربری مرتع ضعیف و بایر به میزان 36/6 درصد کاهش یافته است. از عمده ترین علل وقوع این تغییرات می توان به فاکتورهای انسانی همچون افزایش جمعیت و متغیرهای اقلیمی همچون بارش های مناسب اشاره کرد. در دوره زمانی (1394-1380)، مساحت کاربری های سطوح مرطوب با پوشش گیاهی، سطوح آبی و پوشش گیاهی به ترتیب به میزان 94، 49/3 و 46/7 درصد کاهش و در مقابل مساحت کاربری مرتع ضعیف و بایر به میزان 45/4 درصد افزایش یافته است. خشکسالی های اخیر، افزایش دما و مدیریت نادرست و غیر اصولی از منابع آبی در کاهش وسعت پوشش سبز و سطوح آبی و افزایش مساحت اراضی بایر مؤ ثر بوده اند. از سوی دیگر، در طول سه دهه گذشته، مساحت کاربری ساخته شده به میزان 157 درصد افزایش یافته است، در حالی که مساحت کاربری رودخانه به میزان 28/8 درصد کاهش یافته است. این نتایج نشان دهنده تخریب کلی در منطقه بر اثر تغییرات اقلیمی و فعالیت های انسانی است.

آنالیز حساسیت پارامترهای هیدرولیکی محیط متخلخل در حل معکوس انتقال برومید

سیدحسن طباطبایی

شبیه سازی انتقال آب و املاح در خاک، در مدیریت بهینه مصرف آب و کود در مزرعه بسیار مؤثر است. در این پژوهش از مدل HYDRUS -1D در شبیه سازی انتقال آب و برومید در یک ستون آزمایشگاهی خاک با بافت لوم رسی استفاده شد. پارامترهای هیدرولیکی خاک شامل (عکس نقطه ورود هوا) α، (هدایت هیدرولیکی اشباع) ks، (رطوبت باقی مانده) q_r، (رطوبت اشباع) q_s، (پارامتر پیوستگی خلل و فرج) l و (پارامتر شکل منحنی رطوبت) n از طریق اندازه گیری و با استفاده از نرم افزار Retc به دست آمدند. پارامترهای انتقال املاح شامل ضریب انتشار و سرعت واقعی با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی خاک و داده های غلظت برومید به روش مدل سازی معکوس براورد شد، با توجه به ضرایب هدف، آنالیز حساسیت مدل فیزیکی انجام شد. نتایج حاصله نشان داد که ضریب همبستگی غلظت برومید مشاهده ای و شبیه سازی شده در حالت بهینه برابر 0/84 درصد بود. بر این اساس مقدار ضریب انتشار برابر 4/09 سانتی متر براورد شد. بر پایه نتایج آنالیز حساسیت، هدایت هیدرولیکی اشباع بیشترین تأثیر را در تغییرات این پارامتر داشت به طوری که مقدار ضریب حساسیت این پارامتر برابر با 2/64 بود. ضریب RMSE با مقدار 0/04 کمترین و ضریب ME با مقدار 0/001- بیشترین تغییرات پارامتر را داشتند.

اثر خشکسالی بر کیفیت آب‌های سطحی حوضه هلیل‌رود، کرمان

سیدعلی محمد میرمحمدی میبدی3

خشکسالی ها از پدیده های آب و هوایی هستند که می توانند موجب کاهش کیفیت آب سطحی در سطح حوضه های آبریز شوند. درک اثرات پیچیده خشکسالی می تواند مدیران منابع آب را در پایش تغییرات صورت گرفته در حوضه آبریز و گرفتن تصمیم درست در تهیه برنامه مدیریت حوضه کمک کند. در این مطالعه از داده های بارش سالانه هفت ایستگاه سینوپتیک هواشناسی در حوضه هلیل رود در یک دوره آماری 20 ساله (1392-1373) به منظور محاسبه شاخص بارش استاندارد (SPI) و شاخص خشکسالی احیایی (RDI) استفاده شد و سال های خشک (35/1- تا 75/1-) و تر (7/1 تا 45/2) بر اساس مطالعات شبیه سازی تعیین شد. چندین شاخص مختلف مبتنی بر داده های اقلیمی و سنجش از دور رصد و از آنها برای ارزیابی خشکسالی بر کیفیت آب های سطحی استفاده شد. اثر خشکسالی روی پارامترهای کیفی آب طی دوره آماری بررسی شد. نتایج نشان داد بین بیشتر پارامترهای کیفی آب (یون کلسیم، منیزیم، بی کربنات، سولفات، سدیم، هدایت الکتریکی، کل جامدات محلول و نسبت جذب سدیم) و رخداد پدیده خشکسالی رابطه معنی داری در سطح اطمینان پنج درصد وجود دارد. با این حال بین مقدار pH با خشکسالی در هیچ یک از ایستگاه ها رابطه معنی داری پیدا نشد. نتایج این مطالعات نشان داد که می توان با تمرکز روی شاخص های خشکسالی به عنوان ابزاری برای مدیریت منابع آب سطحی در شرایط خشکسالی و بهبود آن استفاده کرد. همچنین پیشنهاد می شود با تقسیم حوضه هلیل رود به چند منطقه همگن، تأثیر خشکسالی روی کیفیت آب به صورت منطقه ای بررسی شود.

مدل‌سازی شاخص S و تعیین عوامل مؤثر بر آن با استفاده از الگوریتم هیبرید شبیه‎سازی تبرید- شبکه عصبی مصنوعی در خاک‌های آهکی جنوب‌شرق ایران

فهیمه امیری میجان

استفاده از شیب منحنی مشخصه رطوبتی خاک در نقطه عطف (شاخص S)، یکی از شاخص‎های مهم ارزیابی کیفیت خاک در برنامه‎ریزی مدیریت اراضی زراعی و باغی محسوب می‎ شود. هدف از این پژوهش، تعیین مؤثرترین ویژگی‎های خاک در منطقه جیرفت بر تخمین شاخص S با استفاده از الگوریتم هیبرید شبیه‎سازی تبرید - شبکه عصبی مصنوعی بود. به ‎ا‎ین ‎منظور، 350 نمونه خاک دست‎خورده و 350 نمونه خاک دست‎نخورده ‎ا‎ز اراضی زراعی و باغی برداشت و سپس برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، شامل درصد شن، سیلت، رس، قابلیت هدایت الکتریکی اشباع، چگالی ظاهری، درصد تخلخل کل، درصد مواد آلی و درصد کربنات کلسیم معادل با استفاده از روش‎های استاندارد اندازه‎گیری شدند. همچنین با استفاده از دستگاه صفحات فشاری، مقدار رطوبت خاک در مکش های 0، 30،10، 50، 100، 300، 500، 1000 و 1500 کیلوپاسکال تعیین شد. در ادامه با استفاده از الگوریتم هیبریدی شبکه عصبی مصنوعی- شبیه سازی تبرید، ویژگی‎های مؤثر بر مدل‎ سازی شاخص S استخراج شدند. در نهایت با استفاده از پنج ویژگی استخراج شده (درصد ش و رس، قابلیت هدایت الکتریکی، چگالی ظاهری و ظرفیت زراعی)، مدل‏سازی شاخص S توسط شبکه عصبی مصنوعی انجام شد. نتایج نشان داد که با کاهش متغییرهای ورودی، دقت مدل‎سازی افزایش یافت. به‎علاوه، نتایج آنالیز حساسیت نشان داد چگالی ظاهری با بالاترین ضریب حساسیت (ضریب حساسیت 5/0) به عنوان مهم‎ ترین ویژگی در مدل‎سازی شاخص S محسوب می شود. بنابراین، از آنجا که افزایش تعداد ویژگی‎ها لزوماً باعث افزایش دقت مدل سازی نمی‎شود، کاهش ویژگی‎های ورودی به‎سبب کاهش هزینه و زمان انجام پژوهش مقرون به‎صرفه است.

مقایسه عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کلیدپیانویی خطی و کلیدپیانویی غیر‌خطی در پلان

حجت کرمی

در این پژوهش، با استفاده از نرم افزار FLOW3D، ابتدا عملکرد سرریز کلیدپیانویی غیرخطی (قوسی) و سرریز کلیدپیانویی خطی در پلان، با طول سرریزی برابر، مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در نتیجه غیرخطی کردن سرریز کلیدپیانویی، ضریب دبی تا 20 درصد افزایش پیدا می کند. بررسی کانتورهای سرعت برای این دو مدل سرریز نیز نشان می دهد که بیشینه سرعت در محدوده سازه سرریز کلیدپیانویی غیرخطی حدود 30 درصد نسبت به سرریز کلیدپیانویی خطی کمتر است. سپس، عملکرد سرریز کلیدپیانویی غیرخطی در دو حالت تحدب قوس رو به داخل و رو به خارج کانال بررسی شد. نتایج نشان می دهد در حالتی که تحدب قوس رو به داخل کانال قرار گیرد، ضریب دبی در محدوده مورد بررسی به طور متوسط به میزان هشت درصد نسبت به زمانی که تحدب قوس رو به خارج کانال قرار گیرد، افزایش پیدا می کند. بررسی کانتورهای فشار برای این دو مدل سرریز نیز نشان می دهد که به طور متوسط، فشار در محدوده سازه سرریز کلیدپیانویی با تحدب قوس رو به داخل کانال حدود پنج درصد نسبت به سرریز با تحدب قوس رو به خارج کانال بیشتر است. این افزایش فشار منجر به کاهش سرعت و پخش بهتر جریان روی کلیدهای سرریز می شود.