علوم آب و خاک

---

تخمین مقدار سیلابها، روشی برای جلوگیری از خسارات ناشی از وقوع آنها می‌باشد. این تخمین پایه و اساس طراحی انواع ابنیه هیدرولیکی، سرریز سدها، طرحهای آبخیزداری و کنترل و مهار سیلاب است. به وسیله روشهایی نظیر کریگر، جارویس – مایر، سیپرس کریک و استدلالی (منطقی) مقدار دبی حداکثر سیلاب محاسبه می‌شود. روش استدلالی – احتمالی نیز روش دیگری برای تخمین مقدار اوج سیلاب است که به صورت زیر بیان می‌شود:

Q(y) = F.C(y). I(t_c,y).A

که در آن Q = حداکثر دبی سیلاب (متر مکعب بر ثانیه)، y = دوره برگشت (سال)، C = ضریب رواناب با دوره برگشتA ،  y= مساحت حوضه (کیلومتر مربع)، I = شدت بارندگی (میلیمتر بر ساعت) برای دوره برگشت معین و مدتی معادل زمان تمرکز حوضه و F = ضریب تبدیل واحدها که در صورت کاربرد واحدهای فوق برابر 278/0 می‌باشد. تخمین ضریب رواناب، (C(y، یکی از مشکلات این روش است. این ضریب تاکنون به طور تجربی تعیین شده و مقدار آن از جداولی که در مراجع مختلف وجود دارد به دست می‌آید. در تحقیق حاضر از برنامه کامپیوتری TR برای تجزیه و تحلیل آمار حداقل 10 سال 18 ایستگاه آبسنجی و 6 ایستگاه ثبات بارندگی استفاده شده است. این تحقیق در قسمتی از حوضه آبریز دریای مازندران (بخش مرکزی و شرقی حوضه آبریز شماره یک ایران)، در حوضه رودخانه‌هایی نظیر اترک، تجن، چالوس، سرداب‌رود، سیاه‌رود، گرگان‌رود، صفارود، کسیلیان، بابل‌رود و نکا انجام گردید. ضرایب رواناب با دوره برگشت 2، 5، 10، 25، 50 و 100 سال این زیر حوضه‌ها محاسبه و سپس منحنیهای هم ضریب رواناب در محدوده طول جغرافیایی 51 درجه و 13 دقیقه تا 55 درجه و 23 دقیقه و نیز عرض جغرافیایی 36 درجه و 32 دقیقه تا 37 درجه و 13 دقیقه با استفاده از نرم‌افزار سورفر رسم گردید. نتایج نشان داد که : 1) مقادیر ضرایب رواناب به دست آمده کمتر از مقادیر داده شده در جداول تجربی است، 2) با افزایش دوره برگشت، ضریب رواناب افزایش می‌یابد و 3) کاربرد مقادیر به دست آمده ضرایب رواناب در سه حوضه آبریز منطقه نشان داد که با استفاده از منحنیهای هم ضریب رواناب می‌توان دبی‌های حداکثر لحظه‌ای را با دقت بهتری تخمین زد.

---

مطالعه تناوب سیلاب در مناطق خشک به دلیل تعداد کم ایستگاه‌های هیدرومتری، کمبود آمار و وجود داده‌های پراکنده ناشی از وقوع جریانهای نادر، بسیار مشکل می‌باشد. تحلیل منطقه‌ای سیلاب یکی از روشهای مناسب جهت غلبه بر چنین مشکلاتی می‌باشد. در این تحقیق یکی از روشهای تحلیل منطقه‌ای سیلاب به نام روش هیبرید مورد بررسی قرار گرفته است. منطقه مورد مطالعه شامل 17 حوضه همگن واقع در استانهای اصفهان و چهارمحال و بختیاری می‌باشد. نخست با استفاده از رگرسیون چندگانه بین دبی سیلاب با دوره‌های مختلف بازگشت، به عنوان عامل وابسته و خصوصیات فیزیکی و اقلیمی حوضه، به عنوان عوامل مستقل، مهم‌ترین عوامل فیزیکی و اقلیمی مرتبط با سیلاب که عبارت از سطح و ارتفاع متوسط حوضه بودند تعیین گردید. مدل‌های تناوب سیل هیبرید مرتبط با این دو عامل تعیین و با مدل‌های رگرسیون چندگانه در این منطقه مقایسه گردید. مقایسه مقادیر نسبی خطای مدل‌های هیبرید و رگرسیون نشان می‌دهد که در دوره‌های بازگشت کوتاه، دقت مدل هیبرید بیشتر از روش رگرسیون بوده ولی در دوره‌های بازگشت بالا، دقت مدل رگرسیون بیشتر از روش هیبرید می‌باشد.

---

یکی از عوامل اساسی در طراحی پروژه‌های آبی، بده اوج لحظه‌ای سیل است. روش‌های مختلفی برای تخمین بده اوج لحظه‌ای سیل با دوره‌های بازگشت مختلف ارائه شده است. در روش‌های منطقه‌ای تخمین سیلاب، عموماً از خصوصیات فیزیکی، اقلیمی و هیدرولوژیک حوزه‌های آبخیز به منظور تعیین مدل‌های فراوانی سیل استفاده می‌شود. هدف از این تحقیق، ارائه یک مدل برآورد بده لحظه‌ای با دوره‌های بازگشت مورد نظر، در حوزه‌های آبخیز غرب ایران، شامل زیرحوزه‌های قره‌سو، گاماسیاب، کشکان، سیمره، سزار و آبشینه، که تنها دارای آمار بده حداکثر متوسط روزانه هستند، می‌باشد.

آمار بده اوج لحظه‌ای و بده حداکثر متوسط روزانه، در یک دوره آماری 21 سال، از سالنامه‌های وزارت نیرو، برای 11 ایستگاه آب سنجی حوزه‌های آبخیز استخراج گردید. نسبت بده اوج لحظه‌ای به بده حداکثر متوسط روزانه (پارامتر R)، میانگین و انحراف معیار این نسبت در طول دوره‌های آماری برای ایستگاه‌های هیدرومتری و خصوصیات فیزیوگرافیک حوزه‌ها شامل مساحت، طول آبراهه اصلی، ارتفاع متوسط، شیب متوسط، طول مستطیل معادل، نسبت گردی، نسبت طولی، ضریب گراولیوس، تراکم شبکه، زمان تمرکز، نسبت برجستگی و قطر دایره معادل محاسبه گردید. با ایجاد رگرسیون خطی بین متغیرهای فیزیوگرافیک و میانگین و انحراف معیار پارامتر R، معادلات مدل شامل معادلات محاسبه میانگین و انحراف معیار پارامتر R به دست آمد. مهم‌ترین نتیجه تحقیق حاضر این است که از آمار ایستگاه‌های آب‌سنجی دارای اشل (ایستگاه‌های درجه 2)، می‌توان با دقت نسبتاً خوبی بده اوج لحظه‌ای را با دوره‌های بازگشت مختلف برآورد نمود.

---

سیل از جمله پدیده‌هایی است که همواره مورد توجه پژوهشگران هیدرولوژی قرار دارد. در این بررسی، مدل برآورد یکی از شاخص‌های مهم بیان‌کننده سیلاب، یعنی حداکثر دبی میانگین روزانه در چند حوزه آبریز غرب ایران تعیین گردید. زیرحوزه‌های مورد بررسی عبارتند از گاماسیاب، قره‌سو، سیمره، کشکان (حوزه آبریز کرخه)، سزار (حوزه آبریز دز) و آبشینه (حوزه آبریز قره چای). پس از تهیه آمار دبی‌های میانگین روزانه ایستگاه‌های هیدرومتری، از سال‌های آماری موجود 30 سال دوره مشترک آماری انتخاب شد، و با کمک نرم‌افزارهای HYFA و TR تحلیل فراوانی روی داده‌های سیلاب انجام گرفت، و بهترین توزیع آماری توسط آزمون‌های نیکویی برازش برگزیده شد. سپس دبی یا دوره‌های بازگشت 2، 5، 10، 25، 50، 100، 500 و 1000 ساله برآورد گردید. مدل‌سازی توسط تحلیل منطقه‌ای و به کمک روش رگرسیون چندگانه میان دبی و ویژگی‌های فیزیوگرافیک حوزه‌ها انجام شد. معیار اصلی گزینش مدل، ضریب تبیین اصلاح شده بود، و سطح معنی‌دار بودن، خطای استاندارد و نمودارهای دبی مشاهده شده و محاسبه شده، درستی مدل را کنترل نمودند. بدین ترتیب، مدل‌هایی با شکل‌ها و پارامترهای گوناگون از میان مدل‌های توانی، نمایی، خطی و لگاریتمی انتخاب شد، ولی مدل توانی بیشتر از دیگر مدل‌ها برای منطقه به کار رفت. بر پایه نتایج این پژوهش، پارامترهای طول آبراهه اصلی، تراکم زه‌کشی، و زمان تمرکز بیشترین تأثیر را در تولید دبی داشتند. از تحلیل خطا چنین برآمد که هر چه دوره بازگشت افزایش پیدا کند میزان خطای برآورد مدل‌ها نیز افزایش می‌یابد، به گونه‌ای که در دوره بازگشت 1000 ساله مقدار خطا به 2/32 درصد رسید.

---

روش‌های بسیاری برای بررسی سیلاب حوزه‌های آبخیز وجود دارد، که از جمله می‌توان به تحلیل منطقه‌ای سیلاب اشاره کرد. رهیافت تحلیل منطقه‌ای سیلاب متکی بر ویژگی‌های فیزیکی، اقلیمی و اکولوژیک حوزه‌های آبخیز بوده، از روش‌های آماری در بررسی داده‌های مشاهداتی جریان استفاده می‌کند. این رهیافت دارای شیوه‌های متعددی است. هاسکینگ و والیس با گسترش روش گشتاور وزنی احتمال، آماره‌های گشتاور خطی را به عنوان رهیافتی جدید در تحلیل تناوب سیل حوزه‌های آبخیز ارائه نمودند. تئوری گشتاورهای خطی اساس پژوهش حاضر را تشکیل می‌دهد. در این پژوهش 27 ایستگاه هیدرومتری واقع در منطقه مرکزی ایران بررسی گردید. با استفاده از نمودار گشتاور خطی، منحنی چولگی خطی در برابر کشیدگی خطی و مناسب‌ترین توزیع‌های قابل برازش برای هر یک از ایستگاه‌های مطالعاتی تعیین شد. سپس به منظور حذف ایستگاه‌های غیر همگن، آزمون‌های همگنی مبتنی بر پارامترهای ناهماهنگی و ناهمگنی انجام گرفت و سرانجام دو ایستگاه بارز و گبرآباد به عنوان ایستگاه‌های ناهمگن شناخته شدند. در مرحله بعد، آزمون نیکویی برازش به منظور تعیین مناسب‌ترین تابع توزیع منطقه انجام، و به ترتیب توزیع‌های لجستیک تعمیم یافته، مقادیر حد تعمیم یافته، نرمال تعمیم یافته، پیرسون نوع سوم و پارتو تعمیم یافته مناسب‌ترین توزیع برای منطقه شناخته شدند. در نهایت، مقادیر تخمینی دبی با تناوب مختلف در منطقه تعیین، و پارامترهای منطقه‌ای توزیع‌های منتخب ارائه گردید.

---

یکی از روش‌های تحلیل منطقه‌ای جریان کم، استفاده از روش رگرسیون چندگانه برای به‌دست آوردن روابطی بین دبی جریان کم با دوره‌های بازگشت معین و ویژگی‌های حوضه آبخیز است، که در این پژوهش برای برآورد دبی جریان کم با دوره‌های بازگشت مختلف در حوضه آبریز مازندران از آن استفاده شد. پس از تحلیل فراوانی نقطه‌ای جریان کم برای 20 ایستگاه آب سنجی، آزمون همگنی انجام شد و دو ایستگاه غیر همگن شناخته شده و از محاسبات حذف گردیدند. روابط منطقه‌ای بین دبی جریان کم با دوره‌های بازگشت 2، 5، 10 و 20 سال و ویژگی‌های حوضه شامل مساحت حوضه، ارتفاع متوسط حوضه، حداقل ارتفاع حوضه، فاکتور شکل، طول شاخه اصلی رودخانه، طول شاخه اصلی رودخانه از مرکز ثقل تا نقطه خروجی حوضه، در صد مساحت جنگلی، میانگین بارش سالانه و شیب متوسط حوضه به مدل‌ها راه یافتند. در نهایت میانگین خطای نسبی مدل برای دوره‌های بازگشت 2، 5، 10 و 20 سال به ترتیب برابر1/41، 41/3، 45/0 و 2/47 درصد به‌دست آمده، که در مقایسه با ب دیگران، مدل‌ها از خطای کمتری برخودار بودند.

---

توزیع زمانی و مکانی آب در حوضه های آبریز، تخمین کمیت و کیفیت آب و عدم قطعیت تخمینهای حاصله از اهمیت خاصی برخوردار به منظور تخمین مؤلفه های منابع آب شامل آب آبی (مجموع رواناب سطحی و تغذیه آب زیرزمینی SWAT است. در مطالعه حاضر، مدل عمیق)، آب سبز (تبخیر و تعرق واقعی) و ذخیره آب سبز (آب خاک) در حوضه آبریز همدان- بهار استفاده شد. همچنین از الگوریتم SWAT برای واسنجی و اعتبارسنجی بر اساس دبی ماهانه رودخانه و تحلیل عدم قطعیت مدل SWAT-CUP در بسته نرم افزاری ،SUFI2 محاسبه میشود. نتایج شبیه سازی دبی رودخانه ها در بیشتر P-factor و R-factor به کار گرفته شد. درجه عدم قطعیت توسط فاکتورهای در مرحله واسنجی R-factor ایستگاهها، به ویژه خروجی حوضه آبریز (ایستگاه کوشک آباد) رضایتبخش بود. نتایج نشان داد که مقادیر بین ٢٠ تا ٦٠ درصد بودند. کم بودن مقادیر فوق به ترتیب بیانگر واسنجی خوب رواناب P-factor ٠ و مقادیر / ٠ تا ٨ / رواناب ماهانه بین ٤ در حوضه و عدم قطعیت زیاد پیشبینیهاست. در بیشتر ایستگاهها، به علت عدم دسترسی به اطلاعات کافی در مورد مقدار آب برداشتی از ٠/ بعد از واسنجی بین ٣ (NS) کم است. ضریب نش- ساتکلیف P-factor رودخانهها، شبیه سازی جریان پایه ضعیف بوده و در نتیجه مقدار ٠ بود که نشان میدهد واسنجی مدل در خروجی حوضه از دقت بسیار خوبی برخوردار است. از این مطالعه، اطلاعات خوبی در مورد / تا ٨ مؤلفه های منابع آب، هم از نظر توزیع مکانی (در مقیاس زیرحوضه) و هم از نظر توزیع زمانی (در مقیاس ماهانه)، به همراه باند تخمین عدم قطعیت ٩٥ درصد، به دست آمد. نتایج تحلیل عدم قطعیت مؤلفه های منابع آب نشان میدهد که میانگین ماهانه عدم قطعیت مربوط به تخمین آب آبی بیشتر از سایر مؤلفه هاست، زیرا این مؤلفه به تعداد پارامترهای بیشتری حساس میباشد

---

پوشش کانال‌ها با هدف افزایش مقاومت دیواره‌های خاکی آنها در مقابل آب شستگی، کاهش نفوذ و سایرتلفات آب به منظور افزایش راندمان انتقال یک امر ضروری است. از آنجایی که ارزان‌ترین پوشش‌ها نیز هزینه قابل توجهی در بردارند، انتخاب نوع پوشش باید با دقت زیادی صورت گیرد و ضمن انتخاب مناسب‌ترین پوشش، باید در جهت کاهش هزینه‌ها با حفظ مشخصات و خصوصیات مهندسی تلاش شود. یکی از پوشش‌های معمول کانال‌های انتقال آب پوشش بتنی است. این پوشش به واسطه عمر متوسط بالا (در حدود 40 سال) و هزینه نگهداری پائین، از بهترین نوع پوشش‌ها به شمار می‌رود. ولی در عوض هزینه اجرای آن گران بوده و سرمایه اولیه زیادی را لازم دارد. در حال حاضر تحقیقات گسترده‌ای در سطح جهان روی انواع پوزولان‌ها و نیز دوام بتن‌های ساخته شده از پوزولان‌های مصنوعی در حال بررسی است. با توجه به سطح زیاد کشت گندم در کشور، پوزولان مورد استفاده در این تحقیق نانو (از اجزای واحد طول و مقدار آن 9-10 متر است) ذرات خاکستر غلاف گندم است. در این مطالعه خصوصیات مکانیکی بتن ساخته شده از نانو ذرات خاکستر غلاف (پوسته سلولزی دانه گندم است) گندم مورد بحث و بررسی قرار گرفت، خصوصیات مورد بررسی مقاومت فشاری، مقاومت کششی و دوام نمونه‌های بتنی در مقیاس آزمایشگاهی است. نتایج حاصل نشان داد که مقاومت فشاری و مقاومت کششی بتن با 20 درصد وزنی جایگزینی سیمان با نانو پوزولان خاکستر غلاف گندم، تفاوت معنی‌داری، از نظر آماری با بتن کنترل (بتن فاقد جایگزینی پوزولان) نداشته است (05/0>P). درصد بهینه جایگزینی نانو پوزولان،20 درصد وزنی سیمان بوده است. هم‌چنین نتایج دوام نمونه‌های بتنی نشان داد که بتن حاوی 20 درصد خاکستر غلاف گندم جایگزینی، دارای دوام بیشتری نسبت به بتن کنترل در محیط سولفات منیزیم است. خاکستر غلاف گندم با داشتن 56/90 درصد اکسید سیلیسیوم، فعالیت پوزولانی قابل ملاحظه و قابلیت انجام واکنش‌های شیمیایی با هیدروکسید کلسیم، سبب کاهش تخلخل و افزایش مقاومت در بتن شده است.

---

در این تحقیق به منظور بررسی وضعیت جریان‌های کم در حوضه آبخیز کرخه از پنج شاخص جریان کم رودخانه‌ای شامل 10،7Q، 20،7Q، 10،30Q، 3،4Q و95Q استفاده شد و آمار دبی روزانه 12 ایستگاه هیدرومتری این حوضه در طول دوره آماری سال‌های 46-1345 تا 81-1380 مورد استفاده قرار گرفت. همگنی داده‌های دبی از طریق آزمون توالی بررسی شد. مقادیر شاخص 95Q با ترسیم منحنی‌های تداوم جریان مشخص شد و چهار شاخص 10،7Q، 20،7Q، 10،30Q ، 3،4Q به کمک تحلیل فراوانی جریان‌های کم 4، 7 و 30 روزه محاسبه گردید. پس از محاسبه شاخص‌ها، دوره‌های جریان کم در ایستگاه‌های مختلف مشخص شد. ناحیه‌بندی شاخص‌ها نیز به کمک روش کریجینگ صورت گرفت. نتایج نشان داد که شاخص‌های 3،4Q و 95Q نسبت به بقیه شاخص‌های جریان کم مقادیر کمتری دارند و هرچه دوره بازگشت افزایش یابد، مقدار شاخص جریان کم کاهش می‌یابد. براساس نقشه‌های ناحیه‌بندی شاخص‌های جریان کم، بیشترین مقدار شاخص‌های جریان کم در نواحی مرکزی و جنوبی حوضه می‌باشد و هرچه به سمت شمال حوضه حرکت شود از مقدار این شاخص‌ها کاسته می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که سال‌های وقوع خشک‌سالی هیدرولوژیک در ایستگاه‌های مختلف حوضه آبخیز کرخه یکسان نیست، ولی در سال‌های 46-1345، 78-1377، 79-1378، 80-1379 و 81-1380 در بیشتر ایستگاه‌ها خشک‌سالی هیدرولوژیک اتفاق افتاده است، به طوری که در این سال‌ها به ترتیب در 67، 92، 84، 75 و 59 درصد ایستگاه‌ها خشک‌سالی هیدرولوژیک اتفاق افتاده است.

---

بحران کمی و کیفی منابع آب یکی از مهم‌ترین مشکلات در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران به‌شمار می‌آید. در همین راستا تصفیه فاضلاب‌ها از آلاینده‌ها و سپس بهره‌برداری از این پساب‌های تصفیه شده به‌عنوان منبع بالقوه آب نه تنها می-تواند کمبود آب را جبران کند بلکه از ورود آلاینده‌های خطرناک به منابع آب‌های زیرزمینی و سطحی جلوگیری کند. روش‌های مختلفی برای بهبود کیفیت آب‌های نامتعارف وجود دارد که در بین آنها روش فیلتراسیون یک روش کارآمد و مؤثر در حذف عناصر بوده است. در ساختن فیلتر مهم‌ترین قسمت انتخاب جاذب است. در مطالعه حاضر از تراشه‌های لاستیکی به‌عنوان جاذب استفاده شد. آزمایش‌های جذب ستونی در شرایط مزرعه، در دو مرحله جداگانه و با استفاده از دو نوع آب نامتعارف شامل آب شور چاه و پساب صنعتی انجام شد. هر آزمایش به‌صورت فاکتوریل با سه فاکتور در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای مورد مطالعه شامل سه فاکتور اندازه ذرات (در دو سطح 5-2 میلی‌متر و 5-3 سانتی‌متر)، ضخامت فیلتر (در سه سطح 10، 30 و 50 سانتی‌متر) و زمان تماس جاذب با محلول بود. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت فیلتر و زمان تماس جاذب با محلول میزان جذب عناصر افزایش می‌یابد. بهترین عملکرد در کاهش شوری در تیمار ضخامت 50 سانتی‌متر با زمان تماس 24 ساعت مشاهده شد. که میزان شوری در این تیمار 3/20 درصد (در مرحله آزمایش با آب شور چاه) و 2/11 درصد (در مرحله آزمایش با پساب صنعتی) کاهش یافت. عملکرد فیلتر در این تیمار یرای کاهش غلظت فلزات سرب، روی و منگنز به‌ترتیب 99، 1/72 و 4/41 درصد دیده شد که نسبت به تیمارهای دیگر بازده بهتری داشت. هم‌چنین در اکثر پارامترهای اندازه‌گیری شده عملکرد تیمارهای ذرات سانتی‌متری و میلی‌متری تفاوت چندانی با یکدیگر نداشتند. به‌طور کلی تراشه‌های لاستیک کارائی مناسب برای بهبود کیفیت آب خصوصاً پساب صنعتی از خود نشان دادند.

---

تلفات نیتروژن از مزارع تحت آبیاری به‌ویژه در خاک‌های شنی سبب آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی، افزایش کاربرد نیتروژن برای گیاهان و ضرر و زیان اقتصادی می‌شود. این مسأله به‌دلیل بار منفی نیترات و عدم تمایل ذرات خاک در جذب آن اتفاق می‌افتد. برای جلوگیری از حرکت آنیون‌ها، به موادی نیاز است که دارای تمایل جذب آنیونی بالایی باشند که این مواد به‌طور طبیعی در دسترس نیست. به‌دلیل تبادل کاتیونی بالای زئولیت‌های طبیعی، می‌توان خصوصیات سطحی آنها را به نحوی تغییر داد که قادر به جذب ترکیبات دیگری از جمله آنیون‌ها و مواد آلی غیرقطبی نیز باشند. در این مطالعه عملکرد زئولیت ایرانی (سمنان) اصلاح‌شده با سورفکتانت هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید (SMZ) در دو اندازه میلی‌متر و نانومتر در حضور یون Cl- در حذف نیترات مورد بررسی قرار گرفت و بهترین مدل تجربی فرآیند تبادل یونی تعیین شد. هم‌چنین فرآیند رهاسازی نیترات توسط SMZ به‌عنوان تابعی از زمان و قدرت یونی مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج این مطالعه، SMZ در اندازه میلی‌متر قادر به جذب بیش از1- mmol kg 60 نیترات و SMZ در اندازه نانومتر قادر به جذب بیش از1- mmol kg 80 نیترات است، که نیترات جذب شده می‌تواند به راحتی تحت شرایط قدرت یونی مختلف رها شود. راندمان حذف برای SMZ میلی‌متری و نانومتری به‌ترتیب بین 7/26 تا 3/82 درصد و 8/37 تا 5/85 درصد به‌دست آمد. متوسط میزان نیترات رها شده از SMZ در اندازه میلی‌متر توسط آب دیونیزه 92/6 میلی‌مول در کیلوگرم بود، در حالی‌که این میزان در محلول‌های واجذب با قدرت‌های یونی 03/0، 1/0 و 3/0 مولار به‌ترتیب به 68/14، 71/22 و 91/34 میلی‌مول در کیلوگرم افزایش یافت.

---

بیشتر سیستم‌های آبیاری جویچه‌ای به علت فرونشت عمقی در بالادست مزرعه و رواناب در پایین دست مزرعه عملکرد ضعیفی دارند. جهت رفع این مشکل نوآوری در زمینه بهبود بازده سیستم‌های آبیاری جویچه‌ای بسیار مؤثر است. ایجاد هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی با توجه به شرایط مزرعه شامل شیب، بافت خاک و طول جویچه تاثیر قابل توجهی بر صرفه‌جویی در مصرف آب دارد. به‌منظور ایجاد و کاربرد هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی آب به جویچه، در این مطالعه یک شیر کنترل اتوماتیک که نیروی محرکه آن از طریق یک موتور تأمین می‌گردید طراحی شد که توانایی تغییر دبی جریان ورودی به جویچه نسبت به زمان را بر اساس هیدروگراف جریان ورودی مورد نظر دارا بود. مزرعه آزمایشی در دانشگاه صنعتی اصفهان قرار داشت. در این مزرعه، دستگاه انتقال آب به جویچه شامل شیر کنترل طراحی شده نصب گردید و آزمایش با هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی به جویچه‌ها انجام شد. مقایسه ارقام اندازه‌گیری شده دبی جریان ورودی آب به جویچه با نمودار حاصل از شیر کنترل اتوماتیک برای هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی نشان داد که شیر کنترل اتوماتیک با دقت نسبتا خوبی قادر به ایجاد هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی است

---

به‌منظور بررسی اثر تنش آبی و آفات بر مراحل مختلف رشد لوبیا‌ چشم ‌بلبلی (Vigna sinensis) این محصول در مزرعه خزانه دانشگاه صنعتی اصفهان، به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب بلوک‌های کامل تصادفی در دو مزرعه سم‌پاشی ‌شده و سم‌پاشی نشده با تیمارهایی شامل تنش آبی شدید (تأمین 50% نیاز آبی) و تنش آبی ملایم (تأمین 75% نیاز آبی) در چهار مرحله رشد گیاه، مرحله اول (از کاشت دانه تا گل‌دهی)، مرحله دوم (از گل‌دهی تا غلاف‌دهی)، مرحله سوم (از غلاف‌دهی تا برداشت) و تمام مراحل رشد لوبیا چشم ‌بلبلی در سه تکرار کشت شد. تیمار شاهد هم به‌صورت بدون تنش آبی در سراسر دوره رشد در دو مزرعه با سه تکرار وجود داشت. نتایج نشان داد که تنش آبی تأثیر معنی‌داری روی درصد پروتئین و مواد معدنی نداشته است. نتایج نشان داد که در مزرعه سم‌پاشی نشده تنش آبی تأثیر معنی‌داری در سطح 1% روی جمعیت حشرات داشته است. تنش آبی به‌طور معنی‌داری در سطح 1% جمعیت حشرات کامل و پوره‌های زنجرک E. decipiens و علائم خسارت مینوز را کاهش داده و جمعیت Thrips tabaci Lind را افزایش داده است. با توجه به نتایج به‌دست آمده و طولانی بودن دوره اول رشد (63 روز) بهترین حالت اعمال تنش آبی، اعمال تنش آبی در مرحله اول رشد می‌باشد که گیاه از حساسیت کمتری برخوردار است. در مناطقی که کشاورزان با کمبود آب در کاشت لوبیا چشم بلبلی مواجه هستند بهترین عملکرد از نظر اقتصادی زمانی حاصل می‌شود که تنش آبی ملایم در دوره اول رشد (تا قبل از گل‌دهی) اعمال شود.

---

در این مطالعه، از الگوریتم SUFI-2 (Sequential Uncertainty Fitting, ver. 2) در ‌بسته نرم‌افزاری LEACHN-CUP در تعیین پارامترهای مدل LEACHN و تحلیل عدم قطعیت آن در دو حالت عدم استفاده از زئولیت کلینوپتیلولایت (کنترل) و کاربرد آن (تیمار Z) استفاده شد. مقادیر P-factor، R-factor (نشان‌دهنده درجه عدم قطعیت) و ضریب نش- ساتکلیف (NS) در شبیه‌سازی میزان زه‌آب خروجی در کنترل به‌ترتیب 71/0، 76/0 و 92/0 به‌دست آمد. نتایج شبیه‌سازی در صورت کاربرد پارامترهای هیدرولیکی به‌دست آمده از کنترل در شبیه‌سازی میزان زه‌آب خروجی در تیمار Z رضایت‌بخش بود (مقادیر P-factor، R-factor و NS به‌ترتیب 82/0، 78/0 و 87/0). مقادیر P-factor، R-factor و NS در پیش‌بینی میزان نیترات خروجی در کنترل به‌ترتیب 87/0، 36/1 و 91/0 به‌دست آمد. در صورت کاربرد پارامترهای مؤثر در چرخه نیتروژن به دست آمده از کنترل در شبیه‌سازی میزان نیترات خروجی در تیمار Z، عدم قطعیت به‌مقدار قابل توجهی افزایش یافت (مقادیر P-factor و R-factor به‌ترتیب 1 و 46/2). در صورت اصلاح پارامترهای کنترل برای تیمار Z، افزایش شدت دنیتریفیکاسیون، افزایش ضریب توزیع -N NO3 و کاهش شدت نیتریفیکاسیون در اثر کاربرد اصلاح‌کننده کلینوپتیلولایت مشاهده شد.

---

مدل‌های پالایش سبز برای شناخت بیشتر فرآیندهای حاکم بر این پدیده و مدیریت خاک‌های آلوده از اهمیت بالایی برخوردارند. بررسی‌ها نشان داده است که تاکنون تلاش‌های اندکی برای ارزیابی پتانسیل پالایش سبز فلزات براساس مدل‌های ریاضی انجام گرفته است. هدف از این پژوهش، مدل‌سازی پالایش سبز خاک آلوده به نیکل بود. بدین منظور، با استفاده از توابع کاهش تعرق نسبی و غلظت نیکل در خاک مدلی برای تعیین نرخ پالایش سبز نیکل از خاک ارائه شد. برای ارزیابی مدل، خاک با سطوح مختلفی از آلاینده نیکل آلوده شد. جهت آلوده کردن خاک از نمک نیترات نیکل استفاده شد. سپس با پر کردن گلدان‌ها با خاک‌های آلوده بذر ریحان (Ocimum tenuiflorum L.) در آنها کشت گردید. برای دوری از تنش رطوبتی، گلدان‌ها با فواصل زمانی کوتاه (48 ساعت) توزین و تا رسیدن به رطوبتی نزدیک به‌ظرفیت زراعی آبیاری شدند. گیاهان در چهار نوبت برداشت شدند. در هر مرحله از برداشت، مقادیر تعر ق نسبی و غلظت نیکل در نمونه‌های خاک و گیاه اندازه‌گیری شد. در پایان کارآیی مدل‌ها با آماره‌های ریاضی آزموده شد. برای ارزیابی مدل‌ها، محاسبه آماره‌های خطای ماکزیمم، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب تبیین، کارایی مدل و ضریب جرم باقی‌مانده برای هر کدام از مدل‌ها انجام شد. ترسیم روند تغییرات تعرق نسبی ریحان در بازه‌های مختلف زمانی فصل رشد در سطوح مختلف آلودگی نیکل در خاک نشان داد که در حضور آلاینده‌های فلزی در خاک تعرق گیاه کاهش یافته است. اما به‌دلیل پایین بودن غلظت‌های اعمال شده تغییرات چشمگیر نبوده است. نتایج حاصل از مقایسه آماره‌ها نشان داد برای برآورد تعرق نسبی ریحان در آلودگی نیکل خاک برای تمام بازه‌های زمانی در فصل رشد، کارآیی مدل خطی (940/0 =2R) تنها اندکی بهتر از مدل غیرخطی (84/0 =2R) است. هم‌چنین، مدل حاصل از ترکیب تابع خطی و غلظت نیکل در خاک، برازش نسبتاً خوبی (7/0=R) با مقادیر اندازه‌گیری شده نرخ پالایش سبز نیکل از خاک دارد.

---

انتخاب نوع طراحی سیستم تالاب مصنوعی، علاوه‌بر توجه به توصیف جنبشی واکنش‌های بیولوژیک تصفیه، به آگاهی از الگوی جریان نیز وابسته است. در این پژوهش، به‌منظور مشخص نمودن رفتار هیدرولیکی داخلی سیستم، اثر نحوه توزیع جریان بر سیستم تالاب مصنوعی زیرسطحی افقی به ابعاد 4×26 متر و با شیب 1 درصد پرداخته شده است و به‌عنوان پارامتر متغیر برای نمایش توزیع جریان، از آرایش‌‌های ورودی جریان استفاده شده است. این آرایش‌ها شامل: 1- حالت ورودی وسط، 2- ورودی گوشه و 3- ورودی یکنواخت بود. در تمامی حالات، خروجی ثابت بوده است. به‌منظور تعیین اثرات هیدرولیک توزیع جریان در سیستم تالاب مصنوعی از ردیاب اورانین برای ترسیم منحنی زمان ماند هیدرولیکی در هر آرایش استفاده شده است. نتایج نشان داد که زمان ماند میانگین هر آرایش به‌ترتیب 53_/4، 24_/3 و 65_/4 روز بوده است. ترسیم منحنی توزیع زمان ماند هیدورلیکی علاوه‌بر تعیین روند پخشیدگی جریان در طول سیستم، امکان تفسیر پارامترهای هیدرولیکی شامل حجم مؤثر و راندمان هیدرولیکی را فراهم نموده است. بدین‌ترتیب که در آرایش‌های 1 و3، حجم مؤثر 5_/87 درصد بوده است؛ در‌حالی‌که این مقدار در آرایش 2، به‌دلیل وجود مسیرهای میان‌بر متعدد، 1_/62 درصد بود. در نهایت، آرایش ورودی یکنواخت به‌جهت بهبود عملکرد تصفیه پساب سیستم تالاب مصنوعی و استفاده از کل فضای محیط برای فرآیند تصفیه به‌عنوان بهترین آرایش جریان شناخته شد و پس از آن آرایش ورودی وسط دارای عملکرد مناسبی است.

---

کمبود آب سبب شده که کشاورزان از پساب‌ها به‌عنوان منبع آب در دسترس، بدون توجه به اثرات آن بر محیط زیست و آلودگی خاک و گیاه و به‌ویژه آلودگی فلزات سنگین استفاده کنند. هدف از این مطالعه، بررسی اثر کاربرد زئولیت به‌عنوان اصلاح کننده خاک بر جذب کادمیم در گیاه اسفناج تحت آبیاری با پساب (حاوی ppm 10کادمیم) می‌باشد. مقادیر مختلف زئولیت (0، 1 و 5 درصد وزنی) به خاک اضافه و آزمایش به‌صورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار درگلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد زئولیت در مقدار 1% سبب کاهش غلظت کادمیم در گیاه شد. این تیمار سبب کاهش درصد کادمیم قابل عصاره‌گیری با DTPA در خاک نیز شد. اما افزودن 5% از این نوع زئولیت به‌دلیل افزایش شوری خاک، سبب افزایش غلظت کادمیم گیاه شد که این افزایش نسبت به شاهد، معنی‌دار نبود. آبیاری با پساب باعث تغییر معنی‌دار زیست توده اسفناج نشد ولی حضور کادمیم در پساب به‌شدت محصول را کاهش داد.

---

این مطالعه به‌منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیر و تعرق و تعادل آن با منابع آب حوضه زاینده ‌رود انجام گرفته است. دو ایستگاه شاخص هواشناسی در حوضه زاینده‌رود شامل ایستگاه‌های اصفهان و چلگرد که به‌ترتیب در شرق و غرب حوضه واقع شده‌اند، به‌عنوان ایستگاه‌های مورد بررسی انتخاب شدند. براساس روش وزن‌دهی، ترکیبی از 15 مدل GCM ایجاد گردید و الگوهای تغییر اقلیم شامل ایده‌آل، متوسط و بحرانی تعریف گردیدند. با استفاده از الگوهای ارائه شده پیشنهادی، اثرات تغییر اقلیم روی دما و تبخیر و تعرق ایستگاه اصفهان و بارندگی ایستگاه چلگرد تحت دو سناریوی انتشار 2A و 1 B مورد بررسی قرار گرفت. دو شاخص برای مشخص نمودن وضعیت تعادل آب کشاورزی حوضه درنظر گرفته شد. نسبت تبخیر و تعرق شرق حوضه به بارندگی غرب حوضه به‌عنوان شاخص EPR ( تعادل در آب موجود و مصرف آب کشاورزی) و نسبت کمبود حداکثر کمبود آب به نیاز آبی کشاورزی به‌عنوان شاخص کمبود حداکثر (MD) درنظر گرفته شد. نتایج نشان داد که دمای سالانه شرق حوضه بین 63/0 تا 13/1 درجه سلسیوس افزایش پیدا خواهد کرد. کاهش بارندگی غرب حوضه نیز بین 5/6 تا 30 درصد در الگوهای خوش‌بینانه تا بحرانی تغییر می نماید. فصل تابستان بیشترین مقدار افزایش دما و فصل زمستان بیشترین مقدار کاهش بارندگی را نشان دادند. سناریوی انتشار 2 A افزایش دما و کاهش بارندگی را بیش از سناریوی انتشار 1 B نشان داد. همچنین نتایج نشان دهنده افزایش 1/3 تا 8/4 درصدی تبخیر و تعرق پتانسیل در حوضه زاینده‌رود بود. مقدار شاخص EPR حوضه زاینده‌رود در الگوهای تغییر اقلیم مختلف، بین 13 تا 52 درصد و شاخص MD بین 9 تا 35 درصد افزایش می‌یابد. نتایج نشان‌دهنده بر هم خوردن تعادل مصرف آب کشاورزی در شرق حوضه با بارندگی در غرب حوضه است. به‌عبارت دیگر در این شرایط بایستی برنامه‌ریزی و مدیریت ویژه‌ای برای ایجاد پایداری منابع آب در حوضه آبریز زاینده ‌رود اتخاذ نمود.

---

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

---