علوم آب و خاک

---

زراعت نیشکر در خوزستان در سطح وسیع متداول است و آبیاری آن به روش جوی و پشته با سیفون یا هیدروفلوم صورت می‌گیرد. برای بررسی اثر آبیاری جویچه‌ای یک در میان روی کارآیی مصرف آب و ویژگی‌های نیشکر، آزمایشی در اراضی کشت و صنعت امیرکبیر در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تیمار آبیاری‌های جویچه‌ای معمولی، یک در میان ثابت و متغیر اجرا شد. نتایج نشان داد که کارآیی مصرف آب به ازای شکر تولیدی، در تیمارهای آبیاری معمولی، یک در میان ثابت و متغیر به ترتیب 41/0، 58/0 و 7/0 کیلوگرم بر متر مکعب بود. گرچه کارآیی مصرف آب در هیچ‌کدام از تیمارها اختلاف معنی‌دار نشان نداد ولی این فاکتور، در تیمارهای آبیاری یک در میان متغیر و ثابت به‌ترتیب حدود 41% و 29% نسبت به تیمار شاهد (آبیاری معمولی) روند افزایشی داشته است، به ‌گونه‌ای ‌که تیمار آبیاری یک در میان متغیر کمترین حجم آب مصرفی، بیشترین کارایی مصرف آب و عملکرد نیشکر و شکر تولیدی را داشته و شکر قابل استحصال آن با 5/14 تن در هکتار به ازای m3/ha 20604 آب مصرفی، بیشترین عملکرد را دارا بود. کلیه ویژگی‌های نیشکر در تیمارها به جز تعداد نی در هکتار، اختلاف معنی‌داری ‌با هم نداشتند.

---

شیوه مرسوم آبیاری برنج در ایران همانند بیشتر نقاط دنیا آبیاری غرقاب دائم می‌باشد که نیازمند مقدار زیادی آب است. کمبود آب در سال‌های اخیر و ناکارامدی سیستم‌های تأمین و توزیع و مدیریت آبیاری لزوم استفاده بهتر از آب و بالا بردن راندمان مصرف آن را افزایش داده است. بدین منظور، آگاهی از میزان تلفات آب در شالیزارها ضروری است. نفوذعمقی در 4 منطقه از شالیزارهای شهرستان صومعه‌سرا در استان گیلان و در هر منطقه در 7 نقطه از آن با استفاده از رینگ‌های ته‌‌باز و ته‌بسته اندازه‌گیری شد. این نقاط براساس واحدهای مختلف فیزیوگرافی انتخاب شدند. هم‌چنین متوسط نفوذعمقی این نقاط در طول فصل پایش گردید. اندازه‌گیری‌ها دو بار در هفته انجام شد. نتایج نشان داد که نفوذ عمقی در طول فصل یکسان نیست و بسته به شرایط می‌تواند مثبت و یا حتی منفی نیز باشد. مهم‌ترین عوامل در تغییرات نفوذ عمقی، نشت جانبی (ازمزارع مجاور) و بالا بودن سطح آب زیرزمینی معلق در شالیزاها بودند.

---

در این بررسی اثر جاذب‌های میکرو و نانوساختار پوشال نیشکر اصلاح شده به منظور حذف نیترات مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مختلفی از جمله زمان تعادل، pH، جرم جاذب، غلظت نیترات ورودی و وجود سایر یون‌های رقابتی روی جذب نیترات مورد آزمایش قرار گرفت. pH بهینه برابر6، زمان تعادل برابر 3 ساعت برای جاذب میکرو و 2 ساعت برای جاذب نانوساختار و جرم بهینه جاذب برابر 5/0 گرم به‌دست آمد. با افزایش غلظت اولیه نیترات (120- 5 میلی‌گرم بر لیتر)، بازدهی حذف در جاذب میکرو از 78 به 60 درصد و در جاذب نانوساختار از 89 به 70 درصد کاهش یافته است. نتایج به‌دست آمده از آزمایش‌های جذب ناپیوسته از مدل سینتیک هوو تبعیت نمود. درآزمایش‌های پیوسته، برای جاذب‌های میکرو و نانوساختار با دبی 27/2 لیتر در ساعت در غلظت‌های 15، 50 و 120 میلی‌گرم بر لیتر نیترات، به‌ترتیب ظرفیت جذب برابر (51/3، 55/10 و 23/17 میلی‌گرم بر گرم) و (39/6، 7/12 و 28/17 میلی‌گرم بر گرم) به‌دست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که جاذب‌های میکرو و نانوساختار پوشال نیشکراصلاح شده قابلیت حذف یون‌های نیترات را در حذف نیترات دارا بوده و از بین دو مقیاس، جاذب نانوساختار جذب بالاتری داشت.

---

وجود فلزات سنگین در منابع آب از مشکلات زیست محیطی بسیاری از جوامع است. تاکنون روش‌های مختلفی برای حذف این فلزات مورد توجه قرار گرفته است که استفاده از جاذب‌های ارزان قیمت از جمله این روش‌ها به‌شمار می‌رود. در این تحقیق، مقایسه‌ای بین دو جاذب جدید برگ سدر و خاکستر آن برای جذب فلز کادمیم از محیط آبی صورت گرفت و برای تعیین فاکتورهای مؤثردر جذب از سیستم ناپیوسته استفاده شد. سپس تأثیر پارامتر‌های pH، زمان تماس و مقدار جاذب بر راندمان جذب تعیین و بهترین مدل سینتیک و ایزوترم جذب مشخص گردید. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که pH بهینه جذب برای جاذب برگ سدر و خاکستر برگ سدر به‌ترتیب 5 و 6 می‌باشد. زمان تعادل جذب برای برگ سدر 45 دقیقه و برای خاکستر برگ سدر 30 دقیقه به‌دست آمد و راندمان جذب با افزایش مقدار جاذب افزایش یافت. مقایسه پارامتر‌های مدل‌های ایزوترم جذب نشان داد که ظرفیت جاذب خاکستر برگ سدر در جذب کادمیم (27/4 میلی‌گرم برگرم) بیشتر از ظرفیت جاذب برگ سدر (91/3 میلی‌گرم بر گرم) می‌باشد.

---

سرعت پیشروی از فاکتورهای مهم در طراحی و شبیه‌سازی سیستم‌های آبیاری سطحی به‌شمار می‌رود. بیلان حجم یک مدل ساده طراحی و مدیریتی سیستم آبیاری سطحی است که بر پایه معادله پیوستگی ایجاد شده است. در گذشته مدل‌های بیلان حجم بر این فرض استوار بود که عمق جریان سطحی در بالادست ثابت و برابر با عمق نرمال می‌باشد که این فرض اولیه امکان بروز خطای معنی‌دار را در محاسبه پیشروی جریان فراهم می‌آورد. در این تحقیق مدل بیلان حجم اصلاح شده برای پیش‌بینی منحنی پیشروی در آبیاری شیاری توسعه یافته است. در مدل پیشنهادی عمق جریان در ابتدای شیار متغیر با زمان و برابر با عمق واقعی جریان در این مقطع در‌نظر گرفته شد. طول پیشروی پیش‌بینی شده توسط روش بیلان حجم کلاسیک، بیلان حجم ترکیبی با اینرسی صفر و مدل اصلاح شده بیلان حجم در تحقیق حاضر با داده‌های مشاهده‌ای به‌دست آمده از سه طول شیار 60، 80 و 90 متری مقایسه گردید. شاخص‌های ارزیابی دقت مدل اصلاح شده را بیشتر از دو مدل دیگر با RMSE به‌ترتیب 26/9، 37/7 و 76/6 نشان می‌دهد. آنالیز حساسیت نشان داد که دبی ورودی بیشترین تأثیر را در مدل داشته و مدل ارائه شده در مقایسه افزایش دبی نسبت به کاهش دبی حساسیت ببیشتری دارد.

---

نفوذپذیری به‌عنوان فرایندی که انتقال و توزیع آب از سطح به نیم‌رخ خاک را انجام می‌دهد، بیشترین تأثیر را در راندمان و یکنواختی آبیاری دارد. استفاده از روش‌های مستقیم اندازه‌گیری نفوذ مانند روش موازنه حجم اولاً مستلزم صرف وقت، دقت و هزینه زیاد بوده و ثانیاً قبل از آماده‌سازی زمین و در زمان انجام مطالعات، استفاده از این روش میسر نیست. روش USDA-NRCSاصلاح‌شده برای تبدیل پارامترها به شرایط هیدرولیکی جدید کاربرد دارد. در این تحقیق، دقت روش USDA-NRCS اصلی و ‏USDA-NRCS اصلاح‌شده در برآورد پارامترهای معادله نفوذ سیستم‌های آبیاری شیاری مزارع نیشکر کشت و صنعت امیر‌کبیر اهواز، بررسی گردید. برای این‌منظور، پارامترهای نفوذ و متوسط نفوذ تجمعی 6 ساعته برای سیستم‌های آبیاری شیاری این منطقه به چهار روش USDA-NRCS اصلی، ‏USDA-NRCS اصلاح‌شده برای آبیاری شیاری، USDA-NRCS اصلاح‌شده برای آبیاری نواری و روش مستقیم‏‏ (ورودی- خروجی) برآورد شد و روش مستقیم مبنای مقایسه قرار گرفت. جهت تعیین مقدار خطای هر یک از مدل‌ها از چهار شاخص آماری متوسط خطای پیش بینی مدل (Er)، متوسط خطای نسبی (Ea)، توزیع نسبت به خط 45 درجه (λ) و ضریب تبیین (R) استفاده شد. بر طبق نتایج حاصل، روش USDA-NRCS اصلاح‌شده با لحاظ روابط مربوط به آبیاری نواری با متوسط مقادیر λ، R، Er و Ea به‌ترتیب برابر 95/0، 97، 6/5 و 7/6 درصد بهترین برآورد را از مقدار نفوذ تجمعی دارد.

---