علوم آب و خاک

---

گیاه کلزا در پاسخ به تنش شوری، مقاومت‌های متفاوتی طی مراحل مختلف رشد از خود بروز می دهد. اغلب گیاهان از جمله کلزا، در مراحل نخستین رشد به شوری حساس تر بوده و با افزایش سن، مقاومت آنها به شوری افزایش می یابد. دوره رشد زایشی، حیاتی‌ترین بخش زندگی گیاه می‌باشد زیرا گیاهی که در این دوره تحت تنش قرار گیرد، با وجود داشتن ظاهری سالم، عملکرد چندانی نخواهد داشت. هدف از این پژوهش، کمّی نمودن واکنش گیاه کلزا (رقم Option500) به شوری طی مرحله رشد زایشی به کمک یک مدل بود. برای بررسی اثر شوری آب آبیاری بر تعرق گیاه در مرحله گل دهی و عملکرد دانه، آزمایشی در سال 1384 در دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، شامل یک تیمار غیرشور و 8 تیمار با شوری های 3، 5، 7، 9، 11، 13، 15 و 17 دسی‌زیمنس بر متر که از منبع آب شور طبیعی دریاچه حوض سلطان قم تأمین شده بود، در یک خاک شن لومی انجام گرفت. بوته‌های کلزا پیش از رسیدن به مرحله مورد نظر با آب غیر شور آبیاری و پس از آن هر گلدان با تیمارهای مربوطه آبیاری گردید. به منظور کمّی کردن اثر شوری در هر یک از مراحل رشد، مقادیر تعرق نسبی( T_a/T_D) و عملکرد نسبی دانه ( Y/Y_m) در شوری‌های مختلف خاک، با استفاده از مدل‌های ماس و هافمن، ونگنوختن و هافمن، دیرکسن و همکاران و همایی و همکاران برآورد و پارامترهای مورد نظر به‌دست آمد. مقایسه مدل‌ها با استفاده از آماره های مربوطه انجام شد. برازش مدل‌های مختلف بر مقادیر اندازه گیری شده، طی مرحله گل دهی نشان داد که مدل ونگنوختن و هافمن از دقت بیشتری نسبت به سایر مدل‌ها برخوردار است. حال آن که برای مرحله بلوغ، مدل همایی و همکاران توانست برآورد بهتری نسبت به سایر مدل‌ها ارائه دهد.

---

عدم وجود و یا کمبود آمار و اطلاعات در زمینه فرسایش خاک و تولید رسوب در بسیاری از حوزه های آبخیز کشور، استفاده از روش های تجربی مناسب برای برآورد شدت و مقادیر فرسایش خاک و تولید رسوب را گریزناپذیر می نماید. در این تحقیق، میزان کارآیی مدل USLE و نسخ مختلف آن شامل MUSLE-S، AOF، MUSLT، MUSLE-E، USLE-M و AUSLE در کرت استاندارد در تیمارهای دیم، شخم رها شده و مرتع در مقیاس رگبار ارزیابی شده است. برای این منظور کلیه متغیرهای مورد نیاز و ورودی مدل های مذکور در سه کرت مستقّر در هر تیمار در ایستگاه تحقیقات منابع طبیعی خسبیجان در شهرستان اراک محاسبه و به منظور اجرای مدل های مذکور مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از به کارگیری هر یک از مدل ها با مقادیر رسوب اندازه گیری شده 12 رگبار مقایسه و نهایتاً کارآیی و دقّت مدل های مذکور در هر یک از تیمارهای مورد بررسی ارزیابی شد. نتایج ارزیابی ضمن تأیید ارتباط آماری خوب بین برآوردهای بسیاری از مدل ها با یکدیگر نمایان گر عدم توانایی و کارآیی مدل های مذکور در برآورد رسوب ناشی از رگبارها در تیمارهای مورد مقایسه بوده اند. حال آن که ارتباط معنی دار تخمین های حاصل از مدل MUSLE-E (99/0r=) و غیرمعنی‌دار MUSLE-S و MUSLE-E (50/0r<) با مقادیر مشاهده ای به ترتیب در کاربری های مرتع، و دیم و شخم رهاشده مورد تأیید قرار گرفت.

---

بررسی وقایع جریان‌های کم و دانستن ویژگی‌های آن در مطالعات هیدرولوژیکی بسیار با اهمیت می‌باشد. در تحلیل ریسک و فراوانی وقوع کم آبی، معمولاً دبی‌های پیک سالانه در نظر گرفته می‌شوند. با این وجود در طول سال وقایعی وجود دارند که به علت کوچک‌تر بودن ابعاد آنها نسبت به دبی پیک کم آبی هر چندکه از ریسک بالایی برخوردارند، نادیده گرفته می‌شوند. اما این حالت وقتی که از مدل سری مقادیر جزئی PDو یا مدل POTاستفاده می‌کنیم، برطرف می‌شود. در این مطالعه دبی جریان کم 7 روزه به منظور تحلیل فراوانی و بررسی تغیرات فصلی جریان‌های کم مورد بررسی قرار گرفت. پس از تحلیل فراوانی 14 ایستگاه مورد مطالعه دبی با دوره بازگشت 2 ساله به عنوان سطح آستانه برای هر ایستگاه در نظر گرفته شد و مقادیر پایین‌تر از آستانه به عنوان تعداد وقایع کم آبی(t)Λ جهت بررسی تغیرات فصلی با استفاده از دو روش گرافیکی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که تنها دو فصل دارای وقایع مهم کم آبی در منطقه مورد مطالعه وجود دارد و در سایر اوقات سال تعداد وقایع پایین‌تر از آستانه ناچیز است. و در نهایت بر همین اساس حوزه مورد بررسی به دو گروه همگن فصلی از نظر تغیرات جریان کم تقسیم شد.

---

فرسایش خاک از جنبه های اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی اهمیت دارد که برای کنترل آن نیاز به مدیریت صحیح حوضه آبخیز می‌باشد. در سال های اخیر، استفاده از مدل سازی به‌عنوان راه کار ارزیابی اقدامات کاهش فرسایش مطرح شده است. به هر حال، به‌دلیل محدودیت دسترسی به داده‌های هیدرولوژیک کافی در مناطق کوهستانی، مدل‌سازی حوضه های آبخیز دارای عدم قطعیت هایی می باشد. در مطالعه حاضر، توانایی مدلSWAT2000 در شبیه‌سازی دبی جریان و غلظت رسوب حوضه بهشت‌آباد (از زیرحوضه‌های کارون شمالی) با مساحت 3860 کیلومتر مربع بررسی شد. واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل با استفاده از برنامه SUFI-2 انجام پذیرفت. شاخص‌های p-factor، d-factor، R2 و ناش- ساتکلیف (NS) به‌منظور ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیه‌سازی رواناب و رسوب به‌کار برده شد. آمار رواناب شش ایستگاه هیدرومتری در سال های 1996-2004 برای واسنجی و اعتبارسنجی این حوضه به‌کار برده شد. نتایج نشان داد که در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب p-factor، d-factor، R2 و NS در خروجی حوضه به ترتیب 61/0، 48/0، 85/0 و 75/0 و در مرحله اعتبارسنجی 53/0، 38/0، 85/0 و 57/0 به‌دست آمد. این ضرایب در مرحله واسنجی غلظت رسوب روزانه در خروجی حوضه 55/0، 41/0، 55/0 و 52/0 و در مرحله اعتبارسنجی 69/0، 29/0، 60/0 و 27/0 به‌دست آمد. در مجموع، نتایج مطالعه نشان داد که SWAT رواناب را بهتر از رسوب شبیه‌سازی کرد. از دلایل ضعف مدل در شبیه‌سازی رواناب در بعضی از ماه‌های سال می‌توان به شبیه‌سازی ضعیف ذوب برف برای این حوضه کوهستانی، عدم سازگاری فرضیات مدل در انتقال جریان در لایه‌های یخ‌زده و اشباع و تعداد کم داده‌ها اشاره کرد. از علت‌های ضعف مدل در شبیه‌سازی بار رسوب می‌توان به شبیه‌سازی ضعیف جریان، تعداد کم داده‌ها و هم‌چنین عدم پیوستگی اطلاعات رسوب استفاده شده اشاره کرد.

---

مدیریت آب و کود نیتروژنه محصولات کشاورزی به دلیل کمبود منابع موجود و مشکلات زیست محیطی باید بهبود یابد. در سال‌های اخیر استفاده از مدل‌های کامپیوتری رشد گیاهان نقش مهمی در مدیریت آبیاری و کود نیتروژنه ایفا نموده است. در این پژوهش مقادیر بهینه آب و کود نیتروژنه در شرایط حداکثر محصول ذرت و حداکثر سود در شرایط محدودیت زمین و آب با استفاده از مدل کامپیوتری رشد ذرت MSM (Maize Simulation Model) در دور آبیاری هفت روز و بدون بارش در فصل رشد برآورد شده‌اند. با اجرای مدل، عملکرد ذرت در 25 مقدار فصلی آب از 350 تا 1700 میلی متر و 46 مقدار کود نیتروژنه از صفر تا 450 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار شبیه‌سازی شد. آب آبیاری متناسب با تبخیر و تعرق هفتگی توزیع شد و اضافه نمودن 30% و 70% کود نیتروژنه به ترتیب در 19 و50 روز بعد از کاشت در نظر گرفته شد. با محاسبه هزینه‌های عملیات زراعی و قیمت‌های رایج بازار در استان فارس مقدار بهینه آب و نیتروژن مصرفی تعیین گردید. در شرایط قیمت‌های رایج آب و کود نیتروژنه و هزینه‌های رایج کشاورزی برای تولید محصول ذرت (88 ریال بر هر متر مکعب آب و 1946 ریال بر کیلوگرم نیتروژن)، مقدار بهینه آب برای شرایط حداکثر محصول برابر 1336میلی متر و برای حداکثر سود در شرایط محدودیت زمین و محدودیت آب به ترتیب برابر 1008 و 844 میلی متر محاسبه گردید. هم‌چنین مقدار بهینه کود نیتروژن با توجه به مقادیر نیترات و آمونیوم خاک در موقع کاشت (به ترتیب برابر 14 و 21 کیلوگرم نیتروژن خالص درهکتار تا عمق 6/0 متری خاک)، برای شرایط حداکثر محصول و محدودیت زمین و آب، به دلیل قیمت پایین نیتروژن برابر با 450 کیلوگرم در هکتار تعیین گردید. با قیمت آب و نیتروژن به میزان 1000 ریال بر متر مکعب و 30000 ریال بر کیلوگرم نیتروژن مصرفی، مقدار بهینه آب در فصل رشد برای شرایط محدودیت زمین و محدودیت آب به ترتیب 899 و 874 میلی متر و مقدار بهینه نیتروژن به ترتیب 120 و 210 کیلوگرم نیتروژن در هکتار محاسبه شد.

---

در تنوع اقلیمی ایران، سنجش حساسیت مدل‌های رایج تخمین تبخیر- تعرق قبل از انتخاب و معرفی مناسبت‌ترین مدل امری ضروری بنظر می‌رسد. در این تحقیق، حساسیت مدل‌های مختلف تبخیر- تعرق به متغیرهای مختلف هواشناسی (به منظور کاربرد در برآورد پیامدهای نوسانات تغییر اقلیم و هم‌چنین ارزیابی دامنه خطاهای احتمالی در محاسبات تبخیر- تعرق) در شرایط اقلیمی سرد نیمه خشک همدان با استفاده از آمار 35 ساله هواشناسی (84-1350) بررسی شد. بدین منظور، مدل‌های پنمن- مانتیث فائو56 (PMF56)، جنسن هیز (1,2 JH)، مک کینک (MK)، هنسن (HN)، هارگریوز- سامانی (HS)، تورک مناطق مرطوب (TH) و تورک مناطق خشک(TA) به کار گرفته شدند. در این راستا، حساسیت (sensitivity) نسبی مدل‌های فوق به پارامترهای مختلف هواشناسی بررسی و با یکدیگر مقایسه شد. محدوده تغییرات پارامترهای مذکور در راستای برنامه‌های هیئت بین الدول تغییر اقلیم (IPCC) معادل 10 و20 درصد در طول فصل رشد (اردیبهشت- آبان) انتخاب شد. نتایج حاکی از این است که در شرایط اقلیمی همدان، اغلب مدل‌های برآورد ETo بیشترین حساسیت را (تا 8/10 در صد با ازای 10 درصد تغییر در ورودی) به ترتیب به تغییرات کوتاه مدت و دراز مدت پارامترهای تابش و دما نشان می‌دهند. نتایج نشان داد که در به کارگیری داده‌های تجربی یا شبیه سازی شده تابش و ضریب آلبیدو، باید دقت کافی به عمل آید. پیش‌بینی می‌شود که در اقلیم‌های سرد نیمه خشک، افزایش دمای هوا در طول دوره رشد، به طور متوسط موجب 5/8 در صد افزایش (براساس مدل (PMF56 نیاز آبی گیاه مرجع تا سال 1429 (2050 میلادی) می‌گردد.

---

مدل‌‌سازی پاسخ گیاه به تنش‌‌‌های دوگانه شوری و کمبود نیتروژن در نواحی خشک و نیمه‌ خشک برای تخمین عملکرد بهینه اهمیتی فراوان دارد. بدین منظور، دو مدل لیبیگ- اسپرینگل(LS) و میچرلیخ- بال(MB) که تنها برای مدل‌‌‌ سازی پاسخ گیاه به عناصر غذایی پیشنهاد شده‌اند به گونه‌ای تعدیل یافتند که امکان بررسی اثر هم‌زمان نیتروژن و شوری فراهم آید. سپس، به منظور ارزیابی مدل‌های پیشنهادی در مورد پاسخ گیاه کلزا (Brassica napus L.) به تنش‌های توأم شوری و نیتروژن، آزمایشی با سطوح مختلف شوری و نیتروژن طراحی گردید. تیمارهای شوری شامل 5 سطح آب شور ( آّب غیر شور، 3، 6، 9، و 12 دسی زیمنس بر متر) و تیمارهای نیتروژن شامل 4 سطح (0، 75، 150، و 300 میلی‌گرم نیتروژن در کیلو گرم خاک به صورت نیترات آمونیوم) بود. نتایج نشان داد که هر دو مدل تعدیل یافته برآوردی مناسب از عملکرد دانه کلزا ارایه می‌نمایند. لیکن، برآورد مدل تعدیل یافته MB (94/0= 2R) از مدل تعدیل یافته LS (87/0= 2R) بهتر است. مقایسه آماره‌های خطای بیشینه، ریشه میانگین مربعات خطا، کارایی مدل، ‍‍ضریب تبیین و ضریب جرم باقی‌مانده دو مدل تعدیل یافته نشان داد که عملکرد نسبی دانه برآورد شده برای سطوح نیتروژن خاک، هم‌چنین شوری‌های آب آبیاری و اثرات متقابل شوری و نیتروژن، به وسیله مدل تعدیل یافته MB در مقایسه با مدل تعدیل یافته LS، نتایج رضایت‌بخش‌تری داشت. بنابراین، استفاده از مدل تعدیل یافته MB برای برآورد عملکرد نسبی دانه کلزا به هنگام وجود تنش‌های شوری و نیتروژن توصیه می‌شود. با استفاده از مدل تعدیل یافته LS نشان داده شد که حد آستانه کاهش عملکرد در شرایط شور برای سطوح مختلف کاربرد نیتروژن متفاوت است. به گونه‌ای که، تقریباً با کاربرد هر 75 میلی‌گرم نیتروژن در کیلوگرم خاک، حد آستانه کاهش عملکرد در شرایط شور حدود 4 دسی زیمنس بر متر کاهش می‌یابد. مصرف نیتروژن در شرایط شور سبب کاهش غلظت یون کلر در دانه کلزا گردید. هم‌چنین میزان جذب نیتروژن با افزایش تعرق گیاه افزایش یافت که می‌توان آن را به حرکت توده‌ای نیترات در خاک تا رسیدن به ریشه گیاه مرتبط دانست.

---

اساس کار ارائه شده بر مبنای تهیه یک مدل رقومی زمین (DEM) در دو ماکت با ابعاد 50×50 سانتی متر و با شرایط زبری متفاوت (زبری تند و زبری ملایم) می‌باشد. برای تهیه DEM از دو روش زبری‌سنج لیزری و فتوگرامتری استفاده شد. تصاویر فتوگرامتری در دو تکرار و در تاریخ‌های متفاوت به‌دست آمد. روش لیزری با داشتن صحت و دقت بسیار بالا به عنوان روش شاهد به منظور ارزیابی روش فتوگرامتری در نظر گرفته شد و سپس این دو روش با استفاده از پارامترهای مختلف آماری و خصوصیات خاک مانند هیستوگرام‌های شیب و ارتفاع مورد مقایسه قرار گرفتند. در نهایت با استفاده از مدل‌های رقومی زمین دو روش میزان ضریب زبری تصادفی (RR) و حداکثر نگهداشت سطحی خاک تعیین شد. RR عنوان نماینده میکروتوپوگرافی سطح خاک و یکی از عوامل کلیدی در بسیاری از فرآیندهای هیدرولیکی و فرسایش مورد مطالعه قرار گرفت. میزان خطای RR محاسبه شده به وسیله روش فتوگرامتری در مقایسه با لیزری به طور متوسط 10 درصد در ماکت با زبری پایین و 5 درصد در ماکت با زبری بالا می‌باشد. این میزان خطا در محاسبه حداکثر نگهداشت سطحی (MDS) بین 2 تا 34 درصد یعنی حداکثر حدود 17/0 میلی‌متر تغییر می‌کند. در این تحقیق روش، فتوگرامتری مدل رقومی با شیب ملایم‌تری برای ماکت با زبری بالا در مقابل لیزری (یعنی به طور متوسط حدود 5/40 در برابر 46 درجه برای لیزری) و شیب تندتری برای ماکت با زبری پایین (متوسط5/23 در مقابل 7/20 برای لیزری) ارائه داده است. نتایج این تحقبق نشان می‌دهد که روش فتوگرامتری روشی مناسب برای تخمینی با دقت کافی از میزان RR و تخمین مناسبی از میزان MDS می‌باشد.

---

میزان متغیر سموم جنبه‌ نوینی از کشاورزی پایدار است. با این فناوری‌ها، مواد شیمیایی فقط در سطح مورد نیاز مزرعه و در مناطقی از مزرعه به کار می‌رود که تراکم و جمعیت آفات و علف‌های هرز، خسارت‌زا هستند. هدف این مطالعه بررسی نگرش و تمایل کارشناسان سازمان جهاد کشاورزی استان‌های فارس و خوزستان نسبت به کاربرد فناوری‌های میزان متغیر سموم است. مطالعه به روش پیمایش انجام گرفت و نمونه‌ پژوهش شامل 249 نفر از کارشناسان هر دو استان گردید. یافته‌ها نشان داد کارشناسان سازمان جهاد کشاورزی استان‌های فارس و خوزستان معتقد به کاربرد فناوری‌های میزان متغیر سموم هستند. هم‌چنین نتایج نشان داد متغیرهای نگرش به کاربرد، آزمون پذیری، درک مفید بودن، سازگاری و نگرش اعتمادی تبیین‌کننده‌ تمایل کارشناسان به‌ کاربرد فناوری‌های میزان متغیر سموم هستند. با توجه به تمایل نسبتاً زیاد کارشناسان برای کاربرد این فناوری‌ها، پیشنهاد می‌شود کاربرد عمومی این نوع سمپاش‌ها در فعالیت‌های کشاورزی استان‌های مورد مطالعه چهره‌ عملی به خویش گیرد.

---

تابش خورشید رسیده به زمین یکی از پارامترهای مورد نیاز برای مطالعات منابع آب، محیط زیست و کشاورزی است. این پارامتر به ندرت در ایستگاه‌های هواشناسی اندازه‌گیری می شود و از این رو روش‌های تجربی زیادی برای برآورد آن با استفاده از سایر پارامترهای هواشناسی ارائه شده است. در این تحقیق دو روش تجربی انگستروم و هارگریوز - سامانی که به ترتیب مبتنی بر ساعات آفتابی و دمای هوا هستند، جهت برآورد تابش روزانه خورشید در جنوب شرق تهران واسنجی و ارزیابی شدند. هم‌چنین دو مدل شبکه عصبی با ورودی‌های مشابه با مدل های تجربی فوق ارائه شدند. نتایج بررسی نشان داد، مدل های تجربی فوق و مدل‌های شبکه های عصبی با دقت خوبی تابش خورشید را برآورد می کنند، لیکن، مدل های مبتنی بر ساعات آفتابی نسبت به مدل‌های مبتنی بر دمای هوا برتری دارند. مدل شبکه عصبی مبتنی بر ساعات آفتابی با ضریب تعیین (R2) برابر 97/0 و جذر میانگین مربع خطا (RMSE) برابر 34/1 مگاژول بر متر مربع در روز بهترین نتایج را ارائه داد.

---

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.

---

خشک‌سالی از جمله پرهزینه‌ترین حوادث هواشناسی می‌باشد و ایران در برابر اثرات اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی خشک‌سالی بسیار آسیب‌پذیر است. در این مطالعه مدل حداکثرسازی سود انتظاری و برنامه‌ریزی مطلوبیت کارا جهت تعیین الگوی کشت بهینه، سود ناخالص انتظاری و آب مصرفی با و بدون خشک‌سالی در سطح مزارع نماینده گروه‌های همگن به کار برده شد. این مطالعه بر اساس دو سری داده انجام شد. یک نمونه 180 بهره‌برداری برای مصاحبه و جمع‌آوری داده‌های لازم در سطح مزرعه در سال 1386 انتخاب گردید. مزارع نمونه با استفاده از روش نمونه‌گیری تصادفی طبقه‌بندی شده دو مرحله‌ای به دست آمد. نتایج نشان داد که بیشترین کاهش در سود انتظاری متوجه کشاورزانی است که از آب سطحی رودخانه و یا کانال استفاده می‌کنند. این گروه از کشاورزان کاهش شدیدی را در درآمد انتظاری (64%-53%) به عنوان پیامد خشک‌سالی، عمدتاً به دلیل این که دسترسی آنها به آب به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد، متحمل می‌شوند. کمترین میزان خسارت متوجه گروه همگن زارعینی است که از آب زیرزمینی یا منابع آب تلفیقی زیرزمینی و سطحی استفاده می‌کنند. کاهش در درآمد انتظاری این گروه به ترتیب 7 و 32 درصد سود انتظاری در سال نرمال است. در نهایت نتایج نشان داد که الگوی رهاسازی آب از دریچه سد درودزن در سال زراعی 80-1379 و 1385-1384 بر اساس قیمت‌های سایه‌ای محاسبه شده برای هر متر مکعب آب در دهه‌های مختلف سال، بهینه نبوده ‌است.

---

گیاه پالایی از روش های آلودگی زدایی نوین، درجا و مستقیم است که طی آن از گیاهان برای آلودگی زدایی خاک ها استفاده میشود. این روش در مقایسه با دیگر روش های پالایش، روشی پایدار، طبیعی، کم هزینه و قابل کاربرد در سطوح وسیع است. مدل سازی گیاه پالایی می تواند اطلاعاتی کمی از این فناوری و فرایندهای حاکم بر آن را در اختیار مدیران قرار دهد. بنابراین هدف از این پژوهش، مدل سازی گیاه پالایی خاک های آلوده به آلاینده های نیکل و کادمیم بود. بدین منظور، با استفاده از توابع کاهش تعرق نسبی و غلظت نسبی نیکل و کادمیم در گیاه به عنوان تابعی از غلظت این آلاینده ها در خاک، مدلی برای تعیین نرخ گیاه پالایی این آلاینده ها از خاک ارائه شد. به منظور آزمون مدل های پیشنهادی، خاک با سطوح مختلفی از آلاینده های نیکل و کادمیم آلوده شد. سپس با پر کردن گلدان ها با خاک های آلوده، بذر شاهی (Lepidum sativum) و کلم زینتی (Brassica oleracea var. Viridis) در آنها کشت شد. گیاهان به ترتیب در سه و چهار بازه زمانی برداشت شدند. در هر مرحله از ابتدا تا انتهای دوره رشد، گیاهان تا رسیدن به رطوبت ظرفیت زراعی با آب غیر آلوده آبیاری شدند. در هر مرحله از برداشت، مقادیر تعرق نسبی و غلظت نیکل و کادمیم در نمونه های خاک و گیاه اندازه گیری شد. سپس، کارایی مدل های پیشنهادی با استفاده از داده های آزمایشگاهی آزمون شد. نتایج حاصل از مقایسه آماره های کارایی مدل، ریشه میانگین مربعات خطا، خطای بیشینه، ضریب تبیین و ضریب جرم باقی‌مانده نشان داد مدل غیر خطی و بدون آستانه کاهش در برآورد تعرق نسبی کلم زینتی و شاهی در سطوح مختلف آلودگی نیکل و کادمیم در خاک کارایی بالایی دارد. هم‌چنین، مدل حاصل از ترکیب تابع غیر خطی بدون آستانه و غلظت نسبی نیکل و کادمیم گیاه، نتایجی کارآمد در برآورد نرخ گیاه پالایی نیکل و کادمیم توسط شاهی (83/0<2R) و نیکل توسط کلم زینتی (78/0=2R) ارائه کرد.

---

کم آبیاری از استراتژی‌های به کار رفته در سال‌های اخیر برای کسب محصول با درآمد و سود ماکزیمم است. در این راستا، تحقیق در زمینه تعیین سطوح مناسب کم آبیاری ضروری است. از آنجایی‌که تعیین سطوح متفاوت عملکرد از طریق آزمایش‌های مزرعه‌ای مشکل می‌باشد، استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی راه‌کاری است که از طریق آن می‌توان بیلان آبی را مورد بررسی قرار داده، فرآیند رشد را شبیه‌سازی کرده و به مطالعه سناریوهای مختلف مدیریتی پرداخت. هدف این مطالعه، اعتباریابی و ارزیابی مدل رشد گیاهی CropSyst جهت تعیین الگوی کشت مناسب در شرایط کم آبیاری است. با اعمال سه سناریوی کم آبیاری با مقادیر 10%، 20% و 30% روی شش محصول باقلا، لوبیا، گندم، سیب زمینی، آفتابگردان و برنج در مدل، نتیجه‌گیری شد که اعمال کم آبیاری10% در باقلا، سیب زمینی و لوبیا؛ 20% در آفتابگردان و 30% در گندم مناسب بوده و بهتر است که در مورد برنج شرایط کم آبیاری اعمال نشود. هم‌چنین از آنجایی‌که میزان بهره‌وری آب یکی از معیارهای اساسی در گزینش نهایی هر یک از محصولات فوق می‌باشد با تعیین شاخص سود خالص بهره‌وری به ازای متر مکعب (NBPD) مشخص گردید که بیشترین میزان NBPD مربوط به محصول باقلا با مقدار6853 ریال در متر مکعب و کمترین میزان مربوط به آفتابگردان با ارزشی معادل 2809ریال در متر مکعب می‌باشد.

---

در این تحقیق روش آماری سنجش از دور برای برآورد تابش خورشید رسیده به زمین با استفاده از داده‌های تصاویر ماهواره نوا سنجنده AVHRR برای منطقه جنوب شرق تهران واسنجی و ارزیابی شد. اساس این روش بر هم‌بستگی خطی بین شاخص ابر برآورد شده از تصاویر ماهواره‌ای و شاخص صافی هوای اندازه‌گیری شده در ایستگاه هواشناسی است. هم‌چنین یک مدل هم‌بستگی چند متغیره برای تبدیل داده‌های پنج باند ماهواره نوا و تابش بیرون زمینی به تابش رسیده به زمین تدوین و با روش آماری بالا مقایسه شد. نتایج نشان داد، مدل هم‌بستگی چند متغیره با ضریب تعیین (R2) و جذر میانگین مربع خطا (RMSE) به ترتیب مساوی 93/0 و 8/5 درصد در مقایسه با روش آماری، با دقت زیادتری تابش رسیده به زمین را برآورد می‌کند.

---

در مدل‌هایی که به پیش‌بینی فرآیندهای حاکم در محیط خاک می‌پردازند، دانستن جرم ویژه ظاهری خاک به عنوان یک پارامتر ورودی، لازم است. رویکردهای غیرپارامتریک در جنبه‌های مختلفی برای تخمین متغیرهای پیوسته به کار رفته‌اند. در این پژوهش نوعی از الگوریتم‌های غیرپارامتریک از نوع یادگیرنده‌های تنبل موسوم به k- نزدیک‌ترین همسایه، برای تخمین جرم ویژه ظاهری خاک با استفاده از دیگر ویژگی‌های کمکی آن شامل توزیع اندازه ذرات خاک، pH خاک، هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک (EC)، درصد اشباع خاک (SP)، درصد کربن آلی خاک (OC) و مقدار آهک به کار گرفته شد. بر اساس تکنیکcross validation برای تخمین جرم ویژه ظاهری هر نمونه خاک هدف، هشت نمونه خاک که حداکثر تشابه به خاک هدف را داشتند، از بانک مرجع که حاوی 136 نمونه خاک بود، انتخاب و مقدار جرم ویژه ظاهری آنها برآورد شد. استفاده از آماره‌های ضریب هم‌بستگی پیرسون (86/0=r)، خطای ماکزیمم (15/0=ME)، ریشه میانگین مربعات خطا (5/2=RMSE)، ضریب تبیین (3/1=CD)، کارآیی مدل (75/0=EF) و ضریب جرم باقی‌مانده (001/0=CRM) نشان داد که در اکثر موارد این تکنیک به صورت قابل‌قبول توانمند است. بر این اساس، می‌توان نتیجه‌گیری کرد که استفاده از این تکنیک به عنوان روشی جایگزین برای اشتقاق توابع انتقالی خاک، به ویژه زمانی که فراهمی داده‌های جدید؛ نیاز به اشتقاق مجدد این توابع را الزام‌آور می‌کند، می‌تواند به کار رود.

---

شناخت الگوی جریان و بخصوص ابعاد لوله‌ جریان در دهانه آبگیرهای جانبی، برای مطالعه میزان دبی و رسوب ورودی به آبگیر و نیز روش‌های کنترل رسوب ورودی به آبگیر حائز اهمیت می‌باشد. تأکید مطالعات گذشته بر شناخت الگوی جریان در آبگیرهای منشعب از کانال مستقیم بوده‌است. در مطالعه حاضر ابتدا آزمایش‌های مختلفی در فلوم آزمایشگاهی روی آبگیرجانبی که با زاویه 30 درجه از دیواره کانال ذوزنقه‌ای منشعب شده بود انجام و مؤلفه‌های سه بعدی سرعت اندازه‌گیری شد. سپس با به‌کار بردن این داده‌ها مدل ریاضی SSIIM2 کالیبره و صحت‌سنجی شد و این مدل برای شرایط هیدرولیکی دیگری از جمله آبگیری از کانال مستطیلی نیز اجرا گردید تا محدوده قابل قبولی از داده‌ها حاصل شود. با اسستنتاج داده‌های حاصل، عرض تقسیم جریان برای شرایط هیدرولیکی مختلف تعیین و روابطی برای پیش‌بینی این ابعاد برازش و این روابط با روابط به دست آمده از دو محقق دیگر مقایسه گردید. نتایج نشان داد که عرض جریان جدا شده در کف و سطح با نسبت آبگیری رابطه مستقیم دارد. هم‌چنین نشان داده شد که در مقایسه با آبگیری از کانال مستقیم، عرض لوله‌ جریان درآبگیری از کانال ذوزنقه‌ای در سطح افزایش و در کف کاهش می‌یابد و چون غلظت رسوب در کف بیشتر از لایه‌های سطحی است، مایل بودن دیواره کانال اصلی سبب کاهش رسوب ورودی نیز خواهد شد

---

انتخاب مناسب‌ترین مدل توزیع اندازه‌ ذرات خاک PSD)) به منظور تخمین دقیق‌تر خواص رطوبتی و هیدرولیکی خاک حائز اهمیت است. در این ارتباط تاکنون، انواع مختلفی از مدل‌های ریاضی PSD ارائه شده است. هدف از این پژوهش مقایسه‌ برازش هشت مدل PSD (فردلاند، گمپرتز، ون‌گنوختن، جیکی، لگاریتمی، نمایی، لگاریتمی- نمایی و فراکتال) به توزیع اندازه‌ ذرات در 71 نمونه‌ خاک از دو شهرستان لردگان و سامان استان چهارمحال و بختیاری است. ضریب تعیین ( ) و معیار آکائیکه ( ) برای مقایسه‌ دقت و کیفیت برازش مدل‌های PSD به داده‌های آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که مدل فردلاند، بهترین مدل برای توصیف PSD در کلاس‌های بافت لوم سیلتی، لوم رس سیلتی، رس سیلتی و لوم شنی است. سه مدل فراکتال، نمایی و لگاریتمی- نمایی که در کلاس‌های بافت لوم سیلتی، لوم رس سیلتی و رس سیلتی ضعیف‌ترین برازش را داشتند، ولی بهترین برازش را برای بافت لوم شنی نشان دادند. برازش دو مدل فردلاند و گمپرتز در توصیف PSD با بالا رفتن درصد رس و سیلت نمونه‌های خاک (به ترتیب از 25 و 40 درصد) بهبود یافت، برازش سه مدل‌ فراکتال، نمایی و لگاریتمی- نمایی با افزایش مقدار شن افزایش یافت. رابطه معکوسی بین برازش مدل فراکتالی با مقدار سیلت نمونه‌های خاک دیده شد.

---

منحنی مشخصه آب خاک نشان‌دهنده تغییرات رطوبت در برابر مکش آب خاک است که در مسائل حرکت آب در خاک دارای اهمیت بسیار زیادی می‌باشد. اندازه‌گیری این منحنی در آزمایشگاه وقت‌گیر و پرهزینه است، بنابراین روش‌های بسیاری برای تخمین آن ارائه شده است که از آن‌جمله می‌توان به توابع انتقالی اشاره نمود. با استفاده از توابع انتقالی امکان تخمین منحنی مشخصه از روی سایر پارامترهای خاک که اندازه‌گیری آنها آسان‌تر است، امکان‌پذیر می‌شود. توابع انتقالی پارامتریک توابعی هستند که برای پارامترهای مدل‌های موجود منحنی مشخصه ارائه شده‌اند. در این پژوهش 12 تابع انتقالی پارامتریک داخلی و خارجی برای مدل‌های بروکس و کوری، کمپبل و ونگنوختن درنظر گرفته شدند و روی 30 نمونه خاک با بافت‌های مختلف در استان فارس مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای این منظور منحنی مشخصه آب خاک و سایر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی لازم خاک‌ها اندازه‌گیری شدند و خاک‌ها با توجه به بافت به سه گروه ریز، میانه و درشت بافت تقسیم شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که توابع پارامتریک مدل ونگنوختن مناسب‌‌تر از توابع انتقالی پارامتریک دو مدل دیگر می‌باشد که از دلایل آن برازش بهتر مدل ونگنوختن بر داده‌های اندازه‌گیری شده است. هم‌چنین نتایج نشان داد که تابع پارامتریک وستن و همکاران مناسب‌ترین تابع برای تخمین منحنی مشخصه آب خاک در خاک‌های مورد بررسی در استان فارس است و توابع داخلی ارائه شده چندان مناسب نیستند

---

برآورد دقیق رواناب یک حوضه در مدیریت منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار می‌باشد. در این مطالعه رواناب ماهانه با استفاده از اطلاعات بارش و با مدل توزیع احتمالی شرطی بر اساس اصل حداکثر آنتروپی تخمین‌زده شد. برای توسعه این مدل از داده‌های بارش و رواناب حوضه رودخانه کسیلیان طی سال‌های 1349 تا 1385 استفاده گردید. پارامترهای مدل بر اساس اطلاعات پیشین حوضه از قبیل میانگین سری‌های زمانی بارش و رواناب و کوواریانس بین آنها تخمین‌زده شد. مقادیر رواناب ماهانه این حوضه، با استفاده از مدل توسعه داده شده، به ازای مقادیر ضریب رواناب و دوره‌های بازگشت مختلف در سطوح احتمال وقوع بارش مختلف محاسبه شد. نتایج نشان داد که مدل توسعه داده شده به ازای ضریب رواناب 6/0 به طور رضایت بخشی رواناب خروجی از حوضه را برای دوره‌های بازگشت مختلف تخمین می‌زند. هم‌چنین مقدار رواناب تخمینی، در یک سطح احتمال وقوع بارش ثابت و ضریب رواناب معین، با افزایش دوره بازگشت کاهش می‌یابد. با این حال، نرخ تغییر در میزان رواناب با افزایش دوره بازگشت به آرامی کم می‌شود.