علوم آب و خاک

---

ارزیابی مناسب عامل فرسایش‌پذیری خاک (K) برای پیش بینی قابل اطمینان فرسایش آبی حائز اهمیت است. در این پژوهش، عامل فرسایش‌پذیری خاک در 900 کیلومتر مربع از خاک‌های شهرستان هشترود واقع در ناحیه نیمه خشک شمال غربی ایران مورد بررسی قرار گرفت. نتایج اندازه‌گیری مقدار هدررفت خاک در 36 زمین مختلف در کرت-های استاندارد تحت باران های طبیعی از سال 1384 تا 1386 نشان داد که مقدار عامل فرسایش‌پذیری اندازه‌گیری شده 77/8 برابر کمتر از مقدار برآوردی با نموگراف USLE است. برای دست‌یابی به نموگراف جدید، هم‌بستگی بین عامل فرسایش‌پذیری اندازه‌گیری شده و ویژگی‌های خاک‌ها بررسی شد. نتایج نشان داد که شن درشت، رس، ماده آلی، آهک، پایداری خاکدانه و نفوذپذیری خاک، هم‌بستگی منفی معنی دار و شن بسیار ریز و سیلت، هم‌بستگی مثبت معنی دار با عامل فرسایش‌پذیری خاک دارند. نتایج تجزیه مولفه های اصلی و رگرسیون چند متغیره نشان داد که نفوذپذیری خاک، پایداری خاکدانه، آهک و شن درشت رابطه ای معنی-دار (92/0=2R) با فرسایش‌پذیری دارند. برای برآورد آسان عامل فرسایش‌پذیری، نموگرافی بر اساس عوامل مذکور با ضریب تبیین 92 درصد تهیه شد. از این نموگراف در مناطقی که دارای ویژگی خاک و باران مشابه با منطقه مورد بررسی باشند، برای برآورد مطمئن عامل فرسایش‌پذیری خاک می توان بهره گرفت.

---

تهیه و اجرای طرح های آب و خاک نیازمند مجموعه ای از اطلاعات مربوط به بارندگی و روان آب است. از طرفی آب‌نگارهای واحد، مبنای مناسبی برای تهیه آب‌نگارهای سیلاب و تأمین اطّلاعات جامع برای برنامه ریزان و مدیران محسوب می شوند. حال آن که تهیه آن برای تمامی حوزه های آبخیز به سادگی امکان پذیر نمی باشد. از این رو مدل-سازی مناسب برای شبیه سازی آب‌نگار واحد با استفاده از داده های قابل دست رس باران و به شیوه های آماری قابل اعتماد از ضروریات است. حال آن که اعتمادسنجی لازم برای روش های مختلف مدل سازی آماری در هیدرولوژی و هم چنین تهیه آب‌نگار واحد به ندرت صورت گرفته است. در همین راستا، تحقیق موجود درصدد مقایسه کارایی روش‌های مختلف مدل سازی تهیه ارتباط آب‌نگار واحد معرف 2 ساعته حوزه آبخیز کسیلیان با زمان تمرکز حدود 10 ساعت با استفاده از داده های بارندگی می باشد. برای انجام تحقیق موجود، تحلیل روابط بین 36 ویژگی باران نگار و آب‌نگار واحد برای 23 رگبار طی چهار فصل در یک دوره زمانی 33 ساله به شکل های مختلف رگرسیون دو و چند متغیره مد نظر قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده میانه خطای تأیید مقادیر حاصل برای کلیه متغیرهای وابسته آب‌نگار واحد 2 ساعته بین 37 تا 88 درصد برآورد شد. نتایج نشان داد که در رگرسیون دو متغیره، مدل های درجه سوم و خطی و در رگرسیون چند متغیره، مدل های لگاریتمی بیشترین توانایی در تعیین ارتباط هیدروگراف واحد و مؤلفه های مختلف بارندگی در حوزه آبخیز مذکور را داشته اند. هم چنین دقت مدل های حاصل از تجزیه و تحلیل عاملی در رگرسیون چند متغیره کاهش پیدا کرد. با توجه به آماره های ارزیابی مورد استفاده در این تحقیق از بین دو روش پس رو و پیش رو در اکثر مواقع روش پس رو و در شاخص های زمانی رابط بین آب‌نگار واحد و باران نگار روش پیش رو از نتایج بهتری برخوردار بوده است.

---

اطلاع از چگونگی فرآیند فرسایش و میزان توانایی حمل رسوب بر اساس مطالعات انجام شده در کرت های اندازه گیری برای بررسی فرآیندهای موجود در تحقیقات فرسایش مورد استفاده قرار می گیرد. لیکن، انجام بررسی در خصوص امکان تعمیم نتایج حاصل از کرت‌های آزمایشی به حوزه های آبخیز کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از این رو، در تحقیق حاضر سعی شد تا دقت کرت های مختلف فرسایش خاک در برآورد روان آب و رسوب حوزه های آبخیز کوچک مورد بررسی قرار گیرد. به منظور انجام تحقیق، تعداد 12 کرت آزمایشی با طول های 2، 5، 10، 15، 20 و 25 متر و عرض ثابت 2 متر در دو دامنه شمالی و جنوبی یکی از حوزه های آبخیز پایگاه تحقیقاتی حفاظت خاک سنگانه واقع در شمال شرقی استان خراسان رضوی مستقر گردید. به منظور بررسی دقت کرت های مورد بررسی، مقادیر روان آب و رسوب خروجی از کرت ها و حوزه آبخیز محاط بر آن به مساحت حدود 1 هکتار با استفاده از مخازن، جمع آوری، اندازه‌گیری و برای مقایسه مورد استفاده قرار گرفت. در طول مدت تحقیق از اواخر آبان 1385 تا خرداد 1386 به عنوان دوره بارندگی منطقه، 12 رگبار منجر به روان آب به وقوع پیوست که کلیه داده های حاصل در خروجی کرت ها شامل روان آب، رسوب و غلظت جمع‌آوری و نهایتاً مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل دلالت بر افزایش دقت کرت های مورد مطالعه در برآورد روان آب و رسوب حوزه های آبخیز کوچک با افزایش طول آنها داشته و طول مناسب آنها برای تخمین صحیح هر یک از متغیرهای روان آب و رسوب به میزان طول متوسط شیب حوزه آبخیز و بیش از 20 متر بوده است.

---

روش کلارک یکی از روش های کاربردی تهیه آب نمود واحد لحظه ای در حوزه های آبخیز می-باشد که کارآیی آن به دقت تخمین پارامتر ضریب ذخیره آن بستگی دارد. از این رو تحقیق حاضر به منظور تعیین میزان کارآیی آب نمود به دست آمده بر اساس روش کلارک و مقایسه پارامتر ضریب ذخیره در معادله ماسکینگام از روش های ترسیمی، کلارک، لینزلی، میشل، جانستن- کراس و ایتن در حوزه آبخیز کسیلیان در استان مازندران انجام پذیرفت. در این تحقیق، ابتدا نمودار زمان- مساحت منطقه تهیه و اطلاعات مربوط به ایستگاه های هواشناسی سنگده و هیدرومتری ولیک بن برای تهیه آب نمود واحد 3 ساعته متوسط حوزه آبخیز استفاده شد. سپس کارآیی آب نمودهای واحد لحظه ای حاصل از روش کلارک با توجه به ضریب ذخیره معادله ماسکینگام و حاصل از شش روش مذکور، از طریق تبدیل آن به آب نمود واحد 3 ساعته و مقایسه آنها با آب نمود واحد 3 ساعته متوسط حوزه آبخیز بر اساس شاخص های آماری ارزیابی گردید. نتایج تحقیق نشان داد که روش ترسیمی مورد استفاده در تهیه آب نمود واحد لحظه ای کلارک با خطای تخمین و ضریب کارآیی به ترتیب 33/33 و 83 درصد از دقت مناسب برای شبیه سازی مؤلفه های آب نمود سیلاب واحد مشاهده ای حوزه آبخیز مورد مطالعه برخوردار بوده است.

---

یکی از فراسنجه‌های مکانیکی مهم در تعیین تنش مجاز برای جلوگیری از تراکم خاک، تنش پیش‌تراکمی (pc) یا تنش در آستانه تراکم است. اگر تنش وارد شده به خاک در اثر تردد ماشین‌های کشاورزی کمتر از pc باشد، احتمال تغییر شکل ماندگار در خاک کم است. در این پژوهش، برای تعیین pc نمونه‌های بازسازی شده از خاک لایه رویین در یک طرح کودی درازـ مدت، از آزمایش‌های نشست صفحه‌ای (PST) و فشردگی محصور (CCT) استفاده شد. در طرح کودی، کودهای آلی (لجن فاضلاب، کمپوست و کود گاوی) در سه سطح (25، 50 و100 تن در هکتار) و یک ترکیب کودشیمیایی (250 کیلوگرم فسفات آمونیوم در هکتار و 250 کیلوگرم اوره در هکتار) به مدت 7 سال متوالی در تناوب گندم- ذرت به یک خاک لوم رسی سیلتی اضافه شده بود. تأثیر تیمارهای کودی و رطوبت (1/17 و 9/20 درصد وزنی) بر تنش پیش‌تراکمی خاک با دو طرح فاکتوریل و مقایسه اورتوگونال در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار بررسی گردید. تنش پیش‌تراکمی با سه روش کاساگراند، نقطه بیشینه انحنا و تقاطع خط فشردگی بکر با محور xها در کرنش صفر از منحنی‌های فشردگی خاک تعیین گردید. مقادیر pc برآورد شده برای تیمارهایی که با کودها آلی تیمار شده بودند بیش تخمینی داشتند و این بیش تخمینی در هر دو آزمایش با افزایش مقدار کودآلی افزایش یافت، ولی این بیش تخمینی در آزمایش CCT بیشتر از آزمایش PST بود. بنابراین، می‌توان بیان نمود که نتایج به دست آمده از آزمایشPST برای برآورد تنش پیش‌تراکمی خاک مطمئن‌تر است. مقادیر pc تخمین زده شده با هر یک از سه روش بستگی به تیمار کودی و رطوبت اولیه نمونه خاک داشت. برای تعیین تنش در آستانه تراکم خاک‌های تیمار نشده با کودهای آلی (شاهد و تیمار کود شیمیایی) و یا تیمار شده با مقدار کم کودهای آلی (25 تن در هکتار)، استفاده از آزمایشPST و به کارگیری روش کاساگراند را می‌توان توصیه نمود. در صورتی که برای خاک‌های تیمار شده با مقادیر زیاد کودهای آلی (50 و100 تن در هکتار)، استفاده از آزمایشPST و به کارگیری روش‌ نقطه بیشینه انحنا را می‌توان پیشنهاد کرد

---

به منظور کسب یکنواختی پخش و راندمان کاربرد آب قابل قبول، باید مجموع افت‌های اختصاص‌ یافته به زیرواحدهای سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت- آبپاش متحرک از 20 درصد فشار آبپاشی که با فشار متوسط کار می‌کند تجاوز ننماید. با وجود این‌که در برخی نوشته‌ها اختصاص دادن قسمت عمده افت مجاز به لترال‌ها توصیه شده، ولی تاکنون معیار علمی و دقیقی جهت تعیین چگونگی تخصیص این افت بین مانیفلد و لترال‌ها جهت به حداقل رساندن هزینه‌های طراحی این سیستم تدوین نشده است. در این مطالعه، با در نظر گرفتن شرایط رایج طراحی این نوع سیستم آبیاری در ایران و هم‌چنین رعایت اصول هیدرولیکی، یک آنالیز طراحی جهت بهینه‌سازی سیستم براساس مقدار افت مجاز اختصاص یافته به مانیفلد و لترال‌ها انجام شد، به گونه‌ای که سیستم بیشترین سطح ممکن را با صرف کمترین وزن لوله آبیاری کند. تیمارهای طراحی در این تحقیق شامل 13 شیب متمایز برای لترال و مانیفلد ( بین 10% تا 10-%) و هم‌چنین افت فشار مجاز اختصاصی به مانیفلد شامل 5/2، 5، 5/7، 10، 5/12، 15 و 5/17 درصد بودند. به این ترتیب، با انجام طراحی‌های لازم توسط یک برنامه کامپیوتری، قطر و طول لوله‌های مانیفلد و لترال، وزن لوله‌های پلی‌اتیلن مورد نیاز و هم‌چنین سطح زیر کشت ممکن برای هر ترکیب برآورد گردید. در کلیه طراحی‌های صورت گرفته، نسبت وزن لوله مصرفی به مساحت آبیاری شده به عنوان معیار تشخیص بهترین درصد افت اختصاصی به لترال‌ها و مانیفلد در نظرگرفته شد. به طور کلی، نتایج نشان داد که درصد افت فشار مجاز اختصاص داده شده به مانیفلد و لترال‌ها در یک زیرواحد آبیاری تأثیر زیادی بر هزینه‌های سیستم دارد و مقدار درصد افت مجاز بهینه مانیفلد تابعی از شیب مانیفلد و شیب لترال‌هاست.

---

محاسبه دقیق میزان فشار ورودی به لوله‌های آبیاری بارانی مسئله‌ای مهم برای برخورداری سیستم از توزیع یکنواختی مناسب می‌باشد. فاکتور متوسط ضریب تصحیح اصلاح شده FaAVG امکان محاسبه فشار ورودی به لوله را هنگامی که اولین آبپاش به فاصله دلخواه از ابتدای لوله قرار گرفته باشد فراهم می‌کند. در این مطالعه، به منظور بررسی اثر افت فشار مجاز در طول لوله فرعی بر میزان فشار ورودی به لوله، معادله‌ای جدید برای محاسبه این ضریب ارائه شد. برای نیل به این هدف و اعمال دبی متغیر برای آبپاش‌ها، یک تصاعد هندسی فرضی بین دبی آنها در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد اگر چه میزان فشار ورودی به لوله فرعی وابسته به میزان افت فشار موجود بین آبپاش‌ها می‌باشد، اما مقدار این وابستگی برای حالتی که بیش از 15 آبپاش روی لوله فرعی قرار گرفته باشند، قابل صرف‌نظر کردن است. نتایج هم‌چنین نشان داد برای حالتی که تعداد آبپاش‌ها کمتر از 15 عدد و نسبت فاصله اولین آبپاش از دهانه ورودی به فاصله آبپاش‌ها از همدیگر کمتر از 1 باشد، محاسبه فشار ابتدایی لوله با استفاده از روش‌های قبلی با خطا همراه است و بیشتر از مقدار واقعی تخمین زده می‌شود. در این تحقیق، معادله‌ای جدید برای محاسبه ضریب کریستین‌سن در حالتی که فاصله اولین آبپاش از ابتدای لوله، کسری از فاصله آبپاش‌ها است، به دست آمد. این ضریب علاوه بر تعداد آبپاش‌ها و توان پارامتر سرعت در معادله افت، به افت فشار موجود بین دو آبپاش ابتدا و انتهای لوله نیز وابسته است. برای حالتی که تعداد زیادی خروجی روی لوله فرعی قرار دارد، نتایج کاربرد معادله جدید این ضریب، همخوانی بسیار نزدیکی با نتایج عددی سایر محققین دارد

---

تغییرات شرایط آب و هوایی در طول سال باعث تغییر در برخی از خصوصیات خاک شده و حساسیت آن را به فرسایش تغییر می‌دهد. بررسی این تغییرات و چگونگی تأثیر آن روی فرسایش می‌تواند از اهمیت ویژه‌ای برخوردار باشد. این تحقیق با هدف بررسی تغییرات رسوب‌زایی و عوامل خاکی مؤثر بر این تغییرات در مراتع تیرگان واقع در شهرستان درگز استان خراسان رضوی انجام گرفت. در این تحقیق از موقعیت‌های بالادست و پایین‌دست جهت‌های شرقی و غربی نمونه‌برداری با باران‌ساز انجام گرفت. ویژگی‌های مشخص‌کننده رسوب‌زایی شامل آستانه و حجم روان‌آب، رسوب و گل‌آلودگی اندازه‌گیری شد. در کنار هر نمونه باران‌ساز یک نمونه خاک برداشت و خصوصیاتی شامل وزن مخصوص ظاهری و رطوبت اولیه، هدایت الکتریکی، اسیدیته و ماده آلی اندازه‌گیری شد. نمونه‌برداری باران‌ساز با شدت و مدت یکسان و در محل‌های ثابت در چهار فصل تکرار شد. به منظور به‌دست آوردن اثر هر یک از پارامترهای جهت و موقعیت روی داده‌های به‌دست آمده در فصول مختلف از آزمون تجزیه واریانس مرکب استفاده شد. اختلاف بین آنها با استفاده از آزمون توکی مورد بررسی قرار گرفت و نمودارهای آن ترسیم گردید. نتایج نشان داد که همه پارامترهای مشخص‌کننده رسوب‌زایی درطول سال دارای تغییرات معنی‌داری‌اند. میزان رسوب تولیدی در فصل پاییز حداکثر و به‌تدریج کاهش می‌یابد. علت کاهش آن در دو فصل زمستان و بهار را می‌توان به‌نوع پوشش گیاهی منطقه نسبت داد.

---

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.

---

مدل‌سازی فرآیند بارش- رواناب و پیش‌بینی دبی رودخانه یک اقدام مهم در مدیریت و مهار سیلاب ها، طراحی سازه‌های آبی در حوزه‌های آبخیز و مدیریت خشک‌سالی است. هدف این پژوهش شبیه‌سازی جریان روزانه در حوزه آبخیز ناورود با مدلWetSpa  است. WetSpa یک مدل هیدرولوژیکی- فیزیکی است که قابلیت پیش‌بینی سیلاب در مقیاس حوزه آبخیز با گام های زمانی مختلف را دارد. مدل از لایه های توپوگرافی، کاربری اراضی و بافت خاک و همچنین آمار هواشناسی برای پیش‌بینی هیدروگراف‌های سیل استفاده می‌کند. در این پژوهش از آمار 4 ایستگاه (خلیان، خرجگیل، گاوخس، ناو)، طی سال‌های آبی 1390- 1385 استفاده شده. به‌این ترتیب که 36 ماه از مهر 1385 برای کالیبراسیون مدل و 36 ماه از مهر 1388 تا شهریور 1391 برای آزمون مدل انتخاب شد. نتایج شبیه‌سازی با مدل WetSpa نشان داد که این مدل، جریان روزانه رودخانه را در دوره واسنجی و ارزیابی به‌ترتیب با معیار جمعی 63/0 و 61/0 شبیه‌سازی می‌کند. با توجه به‌این نتیجه می‌توان بیان نمود که مدل مورد استفاده، برآورد نسبتاً خوبی از دبی اوج و حجم جریان در هر دو دوره داشته است. همچنین این مدل به‌خوبی توانست بیلان آب حوزه آبخیزه ناورود را شبیه‌سازی کند.

---

رواناب سطحی یکی از دلایل اصلی در فرسایش و کاهش حاصلخیزی خاک، رسوب‌گذاری در مخازن و کاهش کیفیت آب رودخانه است. بنابراین، پیش‌بینی دقیق پاسخ حوضه به رویداد‌های بارش، بسیار مهم است. مدل‌های هیدرولوژیک، نمایش ساده شده‌ای از سامانه واقعی آبخیز هستند، که به مطالعه درباره عملکرد حوضه در واکنش به ورودی‌های گوناگون و فهم بهتر فرآیندهای هییدرولوژی کمک می‌کنند. با توجه به تنوع مدل‌های بارش- رواناب، انتخاب یک مدل مناسب برای حوضه به‌منظور برنامه‌ریزی و مدیریت منابع آب حائز اهمیت است و در این راستا قابلیت‌ها ومحدودیت‌های مدل‌ها می‌تواند در انتخاب آنها اثر‌گذار باشد. لذا در این پژوهش، کارایی مدل IHACRES در شبیه‌سازی روزانه رواناب حوضه ناورود با استفاده از معیارهای ارزیابی ناش- ساتکلیف و میانگین خطای کل(Bias) مورد بررسی قرار گرفت. در تحقیق حاضر از آمار بارش، دما و دبی با گام زمانی روزانه و با بهره‌گیری از داده‌های موجود در ایستگاه‌های خلیان وخرجگیل طی سال‌های آبی 1390- 1385 استفاده شده است. به‌این‌ترتیب که 36 ماه از مهر 1385 برای کالیبراسیون مدل و 36 ماه از مهر 1388 تا شهریور 1391 برای آزمون مدل انتخاب شد. در نهایت نتایج نشان داد که میزان نمایه ناش ساتکلیف و میانگین خطای کل در دوره واسنجی به‌ترتیب 57/. و 53/8 و در مرحله آزمون 48/. و 9/14 است. بنابر نتایج حاصل، مدل مورد استفاده نشان داد دارای دقت قابل قبولی در شبیه‌سازی جریان حوضه مورد مطالعه است.

---

فرسایش بادی و معضلات مربوط به آن، هرساله خسارات سنگینی به بخش‌های محیط زیستی، اجتماعی و سلامت جامعه وارد می‌کند. در ایران نیز به‌دلیل وسعت مناطق خشک و گرد و غبارهایی که هر ساله بخش وسیعی از کشور را تحت پوشش قرار می‌دهند، مقابله و هدایت بهینه این پدیده حائز اهمیت می‌باشد. در این پژوهش عوامل تأثیرگذار بر فرسایش بادی از جمله اثر اندازه ذرات، نوع مواد پلیمر، ارتفاع ریزش مواد و اثر زمان بر روی تثبیت ذرات خاک در برابر فرسایش‌پذیری و میزان عمق نفوذ محلول‌های پلیمری مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون‌ها به‌صورت آزمایشگاهی و با استفاده از دستگاه تونل باد مدارباز تحت سرعت باد حدود 40 کیلومتربرساعت انجام شد. همچنین پدیده فرسایش موضعی و عمومی بر روی سطح خاک مرتبط با اندازه ذرات خاک و یک‌نواختی سطح پوشش نمونه‌ها بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش ارتفاع ریزش محلول‌های پلیمری به‌دلیل افزایش میزان عمق نفوذ درخاک، میزان فرسایش‌پذیری خاک کاهش یافت و با گذشت زمان اثر تثبیت‌کنندگی این محلول‌ها بر روی خاک‌های درشت دانه‌تر بیشتر از خاک‌های ریزدانه بود. در این تحقیق، نتایج آزمایشگاهی با برخی از روابط تئوری ارائه‌شده در این زمینه مقایسه گردید، که تطابق مناسبی با نتایج آزمون‌های صورت گرفته در آزمایشگاه نشان داد.

---

امروزه با افزایش جمعیت و نیاز آبی در بخش‌های مختلف کشاورزی، صنعت، شرب و بهداشت فشار زیادی به منابع آب زیرزمینی وارد شده است. تغییر کیفیت آب‌های زیرزمینی و شور‌ شدن منابع آب در‌ حال‌ حاضر خطر بزرگی در راه توسعه، به‌خصوص در اراضی خشک و فراخشک می‌باشد. هدف از این مطالعه، بررسی روند تغییرات کیفی آب‌های زیر‌زمینی دشت کاشان طی یک دوره 12 ساله (1392-1381) با بهره‌گیری از روش‌های زمین‌آمار و طبقه‌بندی دیاگرام شولر و ویل‌کوکس می‌باشد. بدین‌منظور با‌ استفاده از نرم‌افزار Export Choice هر یک از پارامترهای مؤثر براساس تأثیرشان بر تغییرات کیفیت آب وزندهی شدند. سپس، از میانگین وزنی پارامترها برای پهنه‌بندی کیفیت آب شرب و کشاورزی استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین روش‌های زمین‌آماری استفاده شد، روش کریجینگ دایره‌ای عملکرد قابل قبول‌تری براساس ضریب همبستگی دارد. در بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب به‌روش دیاگرام شولر و ویلکوکس نتایج حاکی از روند کاهشی کیفیت آب شرب و کشاورزی در منطقه مورد مطالعه است. به‌طوری که سالانه  75/1 کیلومتر‌مربع از آب شرب با کیفیت خوب طی سال‌های 1392-1381 کاسته شده و با آب با کیفیت متوسط یا نامناسب جایگزین شده، همچنین این کاهش در بخش کشاورزی چشمگیرتر بوده به گونه‌ای که بین سال های 1388-1381سالانه 06/11 کیلومتر از آب‌های با کیفیت مناسب کم شده و در پایان سال 88 میزان این آب در منطقه به صفر رسیده است.

---

در این پژوهش، از یک مدل جامع شبیه‌سازی چرخه آب و دینامیک نیتروژن شامل تمام فرآیندهای مهم تغییر و تبدیلات نیتروژن شامل انحلال کود، نیترات‌زایی، نیترات‌زدایی، تصعید آمونیوم، معدنی شدن، عدم تحرک و همه مهم‌ترین فرآیندهای انتقال نیتروژن شامل برداشت نیتروژن توسط گیاه، جذب آمونیوم توسط ذرات خاک، جریان روبه بالا، تلفات رواناب سطحی و تلفات ناشی از زهکشی، برای مدل‌سازی مدیریت کود در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی به‌روش رویکرد پویایی سیستم استفاده شد. جهت ارزیابی مدل از داده‌های جمع‌آوری شده از سایت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی با سیستم زهکشی و آب زیرزمینی کم عمق واقع در استان خوزستان استفاده گردید. تجزیه و تحلیل آماری بین مقادیر مشاهده‌ای و شبیه‌سازی شده نشان داد که میانگین ریشه مربعات خطا (RMSE) برای تعیین دقت شبیه‌سازی غلظت نیترات و آمونیوم در زه‌آب خروجی به‌ترتیب 73/1 و 48/0 میلی‌گرم بر لیتر است. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین متغیرهای مشاهده‌شده و شبیه‌سازی وجود دارد. نه سناریوی کوددهی در سطوح مختلف کود اوره شامل یک سناریوی 400 کیلوگرم در هکتار،  دو سناریوی تقسیط 350 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 325 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 300 کیلوگرم در هکتار، یک سناریوی 280 کیلوگرم در هکتار و یک سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار برای مزرعه مدل‌سازی گردید. نتایج مدل‌سازی نشان داد که سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار دارای بیشترین راندمان مصرف نیتروژن به‌مقدار 3/52 درصد و کمترین تلفات نیتروژن شامل نیترات‌زدائی، تصعید آمونیوم و تلفات زهکشی به‌ترتیب برابر 82/17، 16/7 و 59/92 کیلوگرم در هکتار می‌باشد. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش مصرف کود اوره از مقدار 210 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش مجموع تلفات نیتروژن و کاهش راندمان مصرف نیتروژن می‌شود. از این مدل می‌توان برای مدیریت کود و کنترل غلظت نیترات وآمونیوم زه‏آب برای جلوگیری از آسیب‌های زیست‌محیطی به منابع پذیرنده این زه‏آب‌ها استفاده نمود. همچنین، روش پویایی سیستم به‌عنوانی روشی کارآمد، قابلیت شبیه‌سازی سیستم پیچیده آب- خاک- گیاه- زهکش را دارد.

---

بهبود کیفیت و اصلاح خاک ازجمله مسائلی است که مهندسین عمران همواره با آن درگیر بوده‌اند و روش‌های گوناگونی برای انواع خاک‌ها به‌کار گرفته شده ‌است. اهمیت موضوع تا جایی است که کشورها، هزینه‌های زیادی در سال صرف اجرای این پروژه‌ها می‌کنند. در این‌میان خاک‌های دانه‌ای، به‌دلیل خصوصیات مقاومتی همواره مشکل‌ساز بوده‌اند. بیوگروتینگ روشی جدید و سازگار با محیط‌ زیست برای بهبود پارامترهای مقاومتی خاک است که از پیوند رشته بیوتکنولوژی و مهندسی عمران به‌وجود آمده است. در این راستا با استفاده از تزریق باکتری pasteurii Sporosarcina در یک مرحله و اوره و کلرید کلسیم در مرحله بعد (تزریق دوفازی) به‌عنوان مواد مغذی در ستون خاک به تثبیت خاک پرداخته و مقاومت فشاری محدود نشده نمونه‌ها بررسی شد. در این پژوهش از روش تاگوچی جهت طراحی آزمایش‌ها و تحلیل داده‌ها استفاده گردید. فعالیت باکتری باعث رسوب کربنات کلسیم در نمونه‌های خاک شد به‌طوری‌که پس از 21 روز، مقاومت فشاری تک ‌محوری خاک از مقدار 85 کیلو پاسکال در نمونه شاهد به 930 کیلو پاسکال در حالت بهینه افزایش یافت.

---

پتاسیم فراوان‌ترین عنصر غذایی موجود در بخش سطحی خاک بوده که بخش اعظم آن غیرقابل‌ دسترس برای گیاه می‌باشد. مطالعه حاضر با هدف جداسازی باکتری‌های حل‌ کننده پتاسیم از خاک ریزوسفری و ارزیابی توانایی کمی پتاسیم آزاد شده توسط سویه‌ها از منابع مختلف سیلیکاته انجام شد. بدین‌منظور بررسی‌های آزمایشگاهی و نیز گلخانه‌ای با گیاه ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس ۶۴۰ به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. عامل‌های آزمایشگاهی شامل منبع پتاسیم (چهار سطح)، زمان انکوباسیون (هفت سطح) و تلقیح میکروبی (شش سویه) و فاکتورهای گلخانه‌ای شامل منبع پتاسیمی (۵ سطح) و تلقیح میکروبی (چهار سطح) بودند. نتایج نشان داد که از بین سویه‌ها، سویه _۱۳KSB دارای بیشترین قطر هاله انحلال (۲۵ میلی‌متر) و شاخص حلالیت (سه) بود. بالاترین مقدار پتاسیم آزاد شده (۳۲/۳ میکروگرم بر میلی‌لیتر) از منبع بیوتت بوده که توسط سویه _۱ KSB پس از ۱۰ روز انکوباسیون به‌دست آمد. تلقیح میکروبی، وزن خشک ریشه و ارتفاع گیاه را به‌ترتیب ۳۰ و ۲۵ درصد نسبت به شاهد افزایش داد. همچنین میانگین مقدار پتاسیم و وزن خشک بخش هوایی گیاهان در تیمار میکروبی در کانی‌های سیلیکاته به‌ترتیب ۷۵/۳ و ۵۷/۱ برابر بیش از تیمار شاهد به‌‌دست آمد. می‌توان نتیجه‌گیری کرد که تلقیح باکتریایی سبب آزادسازی پتاسیم از کانی‌های سیلیکاتی و بهبود رشد گیاه می‌شود.

---

اساس آمایش سرزمین پهنه‌بندی ژئومورفولوژیک سطح زمین است که اولین مرحله آن تعیین پهنه‌های همگن سطح زمین از نظر خصوصیات ژئومورفولوژیک می‌باشد. در این مطالعه به‌منظور تشخیص محدوده‌های مناسب برای تغذیه مصنوعی در منطقه کوهستانی گهر و دشت گربایگان، در استان فارس، از پهنه‌بندی سطح زمین با ضرایب کمی ایوانس- شری استفاده گردید. پهنه‌بندی سطح زمین به‌روش کمی به دلیل تعیین و تفکیک دقیق تیپ‌ها، رخساره‌ها و عوارض سطحی زمین نقش مهمی در تعیین دقیق‌ترقابلیت اراضی دارد. برای این تحقیق داده‌های رقومی ارتفاعی با دقت 10 متر اخذ شده از سازمان نقشه‌برداری مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از ابزار برازش سطح در نرم‌افزار متلب رابطه مربوطه به هر فرم به قطعات محدود، از سطح برازش شد و با اعمال برنامه‌های داده شد. سپس هر یک از ضرایب کمی به‌صورت پهنه‌هایی مشخص شد. برای تعیین درجه برازش از پارامتر مجموع اختلاف مربعات اختلافات سطح استفاده گردید. که با استفاده از درجه برازش درجه مناسب بودن سطح برای مکان‌یابی بهینه پخش سیلاب با دید مورفولوژی سطحی، تعیین شد. که نتایج نشان می‌دهد که سطوح واقع در پایین‌دست مخروط افکنه‌ها و دشت‌ها در جنوب منطقه مورد مطالعه مناسب‌ترین مناطق برای پخش سیلاب هستند که در مجموع سطحی معادل 10 درصد از مساحت کل منطقه را در بر می‌گیرند.
 

---

---

---

تنش­های غیرزیستی مانند شوری و آلودگی به‌صورت انفرادی تأثیر منفی بر فعالیت ­های آنزیمی خاک دارند درحالی که مصرف مواد آلی باعث تعدیل اثرات این تنش ­ها بر فعالیت آنزیمی خاک خواهد شد. با این وجود، اثر همزمان و مشترک این گونه تنش ­ها بر شرایط بیوشیمیایی خاک و نقش مواد آلی بر این برهم‌کنش­ ها مشخص نیست. هدف این پژوهش مطالعه اثر متقابل تنش­ های شوری NaCl و آلودگی کادمیم بر فعالیت آنزیم­ های کاتالاز، فسفاتاز قلیایی، آریل سولفاتاز و هیدرولیز فلورسین دی­استات در یک خاک آهکی آلوده تیمار شده با بقایای گیاهی طی سه ماه انکوباسیون بود. آزمایش به‌صورت فاکتوریل با دو سطح کادمیم، سه سطح شوری و دو تیمار بقایای گیاهی در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار و در شرایط آزمایشگاهی اجرا شد. نتایج نشان داد افزایش سطح شوری در خاک­های آلوده و غیرآلوده افزایش کادمیم قابل جذب و کاهش فعالیت آنزیمی را به‌همراه داشت. با این وجود، افزودن ماده آلی آثار مخرب شوری و آلودگی بر فعالیت آنزیمی خاک را کاهش داد. این مطالعه نشان می­دهد در خاک ­های آلوده شور با محدودیت فراوان کربن، مصرف مواد آلی اصلاحی به‌منظور تقویت ماده آلی خاک غلظت کادمیم قابل دسترس و اثرات شوری را کاهش و در نتیجه فعالیت آنزیمی خاک را افزایش می ­دهد. به‌طور خلاصه، این پژوهش نشان داد که اثر مشترک نمک NaCl و کادمیم بر فعالیت آنزیمی خاک در غیاب بقایای گیاهی اغلب سینرژیسمی ولی در حضور بقایای گیاهی آنتاگونیسمی است.