علوم آب و خاک

---

سیلاب و آتش‌سوزی از جمله رخدادهایی است که به‌طور متناوب بخش‌هایی از جنگل‌های شمال ایران را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این رخدادها می‌تواند اثرات نامطلوبی بر ویژگی‌ها و کیفیت خاک بگذارد. این پژوهش به منظور بررسی اثرات سیلاب و آتش‌سوزی بر برخی از ویژگی‌های خاک جنگل لاکان در استان گیلان انجام شد. نمونه‌های خاک از سه عمق 3-0، 6-3 و 9-6 سانتی‌متری سطح خاک با سه تکرار از مناطق تحت تأثیر سیلاب، سوخته و شاهد جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد که در خاک سیلابی، مقدار رس، سیلت، pH، سدیم و پتاسیم (در همه عمق‌ها)، مقدار کربن‌آلی و نیتروژن (در عمق دوم و سوم) به‌طور معنی‌داری افزایش یافت ولی مقدار شن به‌طور معنی‌داری در مقایسه با خاک شاهد کاهش یافت. در خاک‌های سوخته، مقدار pH (در عمق‌های اول و دوم)، مقادیر پتاسیم و فسفر (در عمق اول) به‌طور معنی‌داری افزایش و مقادیر رس، کربن‌آلی و نیتروژن (در عمق اول) به‌طور معنی‌داری در مقایسه با خاک شاهد کاهش یافت. مقایسه ظرفیت نگهداری رطوبت خاک نیز نشان داد که خاک‌های سیلابی و سوخته به‌ترتیب بیشترین و کمترین مقدار رطوبت خاک را در مکش‌های مختلف داشتند که می‌تواند در ارتباط با تغییرات رس و ماده‌آلی باشد. نتایج آزمون WDPT نیز وجود پدیده آبگریزی را تنها در عمق اول خاک سوخته نشان داد. به‌طور کلی، دو پدیده سیلاب و آتش‌سوزی باعث تغییرات فیزیکی و شیمیایی قابل ملاحظه‌ای در خاک شد.

---

با توجه به گستردگی خاک‌های ماسه سیلتی در بخش‌های وسیعی از جهان و ایران و ضعیف بودن خواص ژئوتکنیکی آنها، تثبیت و بهبود خواص مهندسی این گونه خاک‌ها امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. در این پژوهش تأثیر مقادیر مختلف افزودنی آهک و پوزولان طبیعی در مقاومت فشاری خاک ماسه سیلتی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور با افزودن پنج سطح مختلف آهک شامل 0، 1، 3، 5 و 7 درصد و چهار سطح پوزلان شامل 0، 5، 10 و 15 درصد وزنی به یک خاک ماسه سیلتی 20 تیمار آزمایشی تهیه و سپس مقاومت فشاری آنها در سه سن مختلف 7، 14 و 28 روزه و در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. براساس بررسی‌ها و تحلیل‌های آماری صورت گرفته، مشخص گردید گرچه افزایش آهک و پوزلان هر کدام به تنهائی به‌طور معنی‌داری موجب افزایش مقاومت فشاری خاک مورد بررسی می‌گردند ولی کاربرد توأم آنها باعث افزایش چشمگیر مقاومت فشاری حتی تا 16 برابر خاک طبیعی می‌شود. در مجموع براساس مجموعه بررسی‌های به‌عمل آمده و تحلیل آماری انجام شده مناسب‌ترین ترکیب شامل 3 درصد آهک و 15 درصد پوزولان برای تثبیت خاک ماسه سیلتی تعیین شد.

---

آگاهی از فرآیند انتقال کودهای شیمیایی، مواد رادیواکتیو و دیگر مواد محلول در خاک و محیط‌های متخلخل برای درک آثار زیست‌محیطی و اقتصادی بسیاری از شیوه-های دفع فاضلاب‌های صنعتی، کشاورزی و شهری از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. در این تحقیق، اثر نیروی اسمزی (حاصل از شوری‌های 5/0، 1 و 5/1 درصد) بر انتقال بخار آب در سه نوع خاک لوم رسی سیلتی، لوم و لوم شنی با استفاده از یک مدل فیزیکی آزمایشگاهی بررسی شد و سپس از نتایج حاصل از آزمایش‌ها برای صحت‌سنجی مدل برآورد انتقال بخار آب ارائه شده توسط کلی و سلکر (9) استفاده گردید. نتایج نشان داد که هر چه بافت خاک سنگین‌تر می‌شود، میزان انتقال بخار آب به مقدار قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. در شوری 5/0 درصد و روز پنجم آزمایش، میزان بخار انتقال یافته برای خاک‌های لوم شنی، لوم و لوم رسی سیلتی برابر 362/0، 196/0 و 12/0 کیلوگرم بر متر مربع بود. در شوری 5/1 درصد، میزان انتقال بخار در این سه خاک به ترتیب 47/1، 723/0 و 38/0 کیلوگرم بر متر مربع بود. از مقایسه داده‌های به دست آمده از آزمایش‌ها با داده‌های حاصل از حل مدل کلی و سلکر با استفاده از نرم‌افزار Mathcad PLUS 6.0 مشاهده گردید که این مدل همخوانی مناسبی با این داده‌ها دارد. از آنجایی که انتقال بخار آب از خاک-های غیر آلوده به سمت توده‌های آلوده می‌تواند باعث افزایش حجم هاله آلودگی شود، لذا این فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی باید در مدل‌های انتقال آلودگی در مجاورت منابع غلیظ در نظر گرفته شوند.

---

یکی از اهداف مهم طرح‌های پخش سیلاب، تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی است. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر پخش سیلاب بر منابع آب زیرزمینی کوهدشت بود. آمار و اطلاعات موجود شامل بارندگی، سطح سفره آب زیرزمینی و میزان بهره‌برداری یک دوره آماری ده‌ساله (پیش و پس از اجرای عملیات پخش سیلاب) گرد آوری و ارزیابی شدند. برای مقایسه این سه متغیر نخست آزمون نرمال بودن داده‌ها صورت گرفت و بعد از آن تمامی داده‌های موجود استاندارد شدند. نتایج به‌دست آمده نشان داد که پیش از پخش سیلاب (تا سال 76-75) تغییرات سطح سفره آب زیرزمینی تابع میزان بهره‌برداری بوده و روندی کاهشی داشته است، با اجرای طرح پخش سیلاب، این روند کاهشی متوقف شده و سطح آب زیرزمینی افزایش یافته است. با این حال، در سال 79-77 به‌علت دو خشکسالی پیایی، سطح سفره آب زیرزمینی به‌شدت کاهش یافته به‌طوری‌که مقدار شاخص استاندارد که از 3/0 در سال 72-71، به 5/1- رسیده است.

---

چکدم‌های خشکه چین‌سنگی یکی از عمده‌ترین اقدامات برای کنترل سیلاب و رسوب در حوضه‌های آبخیز هستند که کاربردشان ازسال 1369 به سرعت درایران گسترش یافته است. این تخقیق درحوضه آبخیز درجزین در شمال شهر سمنان انجام شده است. چکدم‌های خشکه چین سنگی به طورگسترده طی 15 سال گذشته در دو زیرحوضه آن با هدف کنترل سیل شهر مهدی شهر احداث شده اند. به منظورتعیین اثرچکدم‌ها، تعداد بیش از650 چکدم درحوضه با پیمایش صحرایی اندازه گیری و ارزیابی میدانی شدند. داده‌های جمع آوری شده به محیط نرم افزارArcGIS منتقل شد. با استفاده از برنامه الحاقی HECGeoHMS ومدل هیدرولوژیک HEC-HMS ، تاثیر این سازه ها بر کاهش سیلاب مورد ارزیابی قرارگرفت. با توجه به همگن بودن پروژه‌های آبخیزداری درحوضه واحداث چکدم های متعدد در مسیر آبراهه‌ها، هرگونه تغییر در سیلاب حوضه مربوط به این عملیات بوده است. ارزیابی اثر این سازه‌ها برسیلاب با استفاده از آزمون مقایسه میانگین ها به روش t-استیودنت نشان داد بین دبی سیلاب در قبل و بعد از احداث چکدم های خشکه چین سنگی اختلاف معنی داری درسطح 5 درصد وجود دارد وچکدم‌ها قادرند دبی پیک سیلاب را به طور میانگین 7/16 درصد کاهش دهند.

---

روند وقوع سیل در سال‌های اخیر حاکی از آن است که اکثر مناطق کشور در معرض تهاجم سیلاب‌های مخرب قرار دارند و ابعاد خسارات و تلفات جانی و مالی سیل در حال افزایش است. اقدامات آبخیزداری یکی از راه‌های برتر و مناسب در تعدیل خطرات سیلاب است. تأثیر اقدامات آبخیزداری، از دیدگاه‌های مختلف قابل بررسی است. در این تحقیق سعی بر آن است تا با ارزیابی کمی خصوصیات سیل، تأثیر مستقیم اجرای عملیات آبخیزداری در دو دوره قبل و بعد روی سیل بررسی گردد. لذا با بررسی هیدروگراف روزانه دوره‌های مورد بررسی در ایستگاه‌های هیدرومتری تمر و حاجی قوشان، نتایج تجزیه و تحلیل سیلاب‌ها مشتمل بر تعداد وقوع سیل، درصد فراوانی وقوع سیل در ماه‌ها و فصول مختلف تعیین شد. هم‌چنین مقادیر میانگین زمان تداوم، اوج و فروکش سیل‌ها، میانگین و حداکثر دبی اوج سیل‌های دیده شده بررسی شدند. بر اساس بررسی‌های انجام شده روی سیلاب‌های رخ داده، روند وقوع سیلاب‌ها، از یک حالت نسبتاً افزایشی برخوردار بوده است. در دوره بعد از اجرای اقدامات آبخیزداری تعداد سیلاب‌ها در دو ایستگاه هیدرومتری افزایش داشته است، در حالی که عملیات آبخیزداری روی همه مؤلفه‌های سیلاب تأثیر مثبت داشته به طوری که زمان تداوم را به میزان 5/0% افزایش، زمان فروکش، زمان تا اوج سیلاب و مقدار دبی اوج را 90/7% ، 98/21% و 70% را کاهش داده است. به طور کلی زمانی که میزان عملیات آبخیزداری به نسبت سطح حوزه آبخیز کم نباشد تأثیر عملیات آبخیزداری بر مؤلفه‌های سیلاب مثبت است.

---

تخمین دقیق بار معلق رسوبات حمل شده توسط یک رودخانه در بسیاری از پروژه‌های منابع آب مانند سد‌سازی، مهار سیلاب، قابلیت کشتی‌رانی، زیبایی‌شناسی رودخانه و مسائل زیست محیطی دارای اهمیت فراوان می‌باشد. پیچیدگی رفتار رسوبات سبب شده است تا فن‌آوری‌های نوین مانند منطق فازی که توانایی شناسایی ارتباط غیرخطی بین متغیرهای ورودی و خروجی یک مسئله را دارا می‌باشند، مورد توجه قرار گیرند. در این تحقیق کاربرد الگوریتم خوشه‌بندی فازی در تخمین میزان رسوبات بار معلق مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از آمار متناظر دبی جریان و دبی رسوب ایستگاه ولیک‌‌بن در حوزه‌ معرف کسیلیان که طی سال‌های آماری 1350-1349 الی 1354-1353، به‌صورت روزانه اندازه‌گیری شده است، استفاده گردید. 75 درصد داده‌های متناظر به‌عنوان داده‌های آموزش و 25 درصد دیگر داده‌ها به‌منظور صحت‌سنجی، آزمون و تعیین خطای معادلات در نظر گرفته شد. نتایج به‌دست آمده از این روش با استفاده از شاخص‌های آماری با نتایج حاصل از روش مرسوم منحنی سنجه‌ رسوب مقایسه گردید. نتایج نشان داد که چنانچه داده‌ها به‌صورت سالانه دسته بندی شوند، با استفاده از روش الگوریتم خوشه‌بندی فازی می‌توان تا 49/0 برابر مقدار رسوب سالانه‌ی مشاهده شده را تخمین زد، این در حالی است که با استفاده از روش معمول سنجه رسوب در مقیاس سالانه این عدد 19/0 می‌باشد. بنابراین روش الگوریتم خوشه‌بندی فازی با دقت بسیار مناسب و با اطمینان بیشتر نسبت به روش منحنی سنجه‌ رسوب می‌تواند برای تخمین رسوبات بارمعلق مورد استفاده قرار گیرد.

---

تعیین مکان‌های مناسب با دقت و سرعت مورد نیاز جهت پخش سیلاب از اهمیت بسیاری برخوردار است. هدف اصلی این تحقیق تهیه، استفاده و ارزیابی سامانه پشتیبان تصمیم‌گیری برمبنای تکنیک‌های GIS و RS به‌منظور شناسایی و اولویت بندی نواحی مناسب پخش سیلاب، در منطقه مورد مطالعه می‌باشد. در این مطالعه منطقه مناسب برای پخش سیلاب براساس چهار معیار اصلی، هشت زیر معیار و بیست و چهار شاخص انتخاب گردید در نهایت 5 سناریو تهیه و ارزیابی گردید (یک سناریو بر‌اساس ارزش نسبی برابر برای 4 معیار، و چهار سناریو بر‌اساس تفاوت آشکار یکی از معیارهای اصلی). مقایسه میانگین مطلوبیت در بین پنج سناریو نشان دهنده آن است که زیرحوزه 1 در 3 سناریو(ارجحیت نفوذ، ارجحیت کاربرد آب و برابری تمامی معیارهای اصلی) دارای میانگین مطلوبیت بالاتری بوده لذا در میان 2 زیرحوزه در این سناریوها دارای ارجحیت بیشتری نسبت به دیگر زیرحوزه‌ می‌باشد. از بین 2 زیرحوزه منطقه ایور، با توجه به میانگین مطلوبیت آنها، زیرحوزه 1 و از بین سناریوهای اجرا شده، سناریوی 1 (ارجحیت معیار اصلی نفوذ) به‌عنوان اولویت اول انتخاب گردیدند. اولویت دوم برای مکان‌یابی پخش سیلاب متعلق به زیرحوزه 2 و با سناریوی 1 می‌باشد.

---

درپژوهش حاضر، کارآیی شش مدل تجربی با نام‌های فراتر از آستانه ساده، فراتر از نسبت ثابت، ذخیره با تابع درجه دوم، ذخیره با تابع نمایی، ذخیره با تابع درجه سوم و ذخیره با تابع توانی به‌منظور برآورد تغذیه‌ی پتانسیل آب‌های زیرزمینی در منطقه‌ای نیمه‌خشک، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. ابتدا، برآورد تبخیر از روش ضریب دوگانه گیاهی FAO درطی رخداد تغذیه پتانسیل ارزیابی شد. سپس مدل‌های تجربی با استفاده از داده‌های رطوبت خاک و تغذیه پتانسیل، واسنجی شدند. به‌منظور اعتبارسنجی مدل‌های تجربی، رطوبت خاک و تغذیه پتانسیل به‌طور هم‌زمان برای واقعه‌ای مستقل برآورد شدند. مطابق با نتایج، 5 مدل از شش مدل مورد بررسی (به‌استثنای مدل فراتر از آستانه ساده) قادر به برآورد تغذیه‌ی پتانسیل با دقت مناسب و با بیشترین مقدار "جذر میانگین مربعات خطا نرمال شده"(NRMSE) برابر با 4/24 درصد می‌باشند. براساس نتایج اعتبارسنجی، تغذیه پتانسیل توسط مدل‌های نمایی، درجه سه و توانی به‌طور مناسب‌تری نسبت به مدل‌های خطی برآورد گردید. هم‌چنین، رطوبت خاک با به‌کارگیری تمامی مدل‌های تجربی با دقت مناسبی در دوره تغذیه برآورد شد. درنهایت، مدل نمایی که دارای کمترین مقدار NRMSE در برآورد رطوبت خاک و هم‌چنین برآورد مناسبی از تغذیه بوده، به‌عنوان مناسب‌ترین مدل برآورد تغذیه‌ی پتانسیل درمنطقه مورد مطالعه معرفی گردید.

---

هدف از این تحقیق بررسی عرض خیس‌ شده در خاک سنگریزه‌ای تحت تأثیر دبی قطره‌چکان و مدت‌زمان آبیاری و ارزیابی مدل‌های توسعه داده‌شده تخمین عرض خیس‌ شده در پژوهش‌های پیشین می‌باشد. تیمارهای آزمایشی شامل سه زمان آبیاری 4 و 8 و 12 ساعت (به‌ترتیب T، T و T) و سه دبی قطره‌چکان 2، 4 و 8 لیتر بر ساعت (به‌ترتیب q، q و q) با سه تکرار بود. پس از گذشت 24 ساعت از آبیاری عرض خیس ‌شده ایجاد‌ شده توسط هر قطره‌چکان اندازه‌گیری شد. نتایج نشان ‌داد بیشترین و کمترین عرض خیس‌ شده به‌ترتیب برابر 8/159 سانتی‌متر در تیمار Tq و 5/63 سانتی‌متر در تیمار Tq مشاهده‌ شد. مدلی دو متغیره خطی تابعی از دبی قطره‌چکان و مدت‌ زمان آبیاری برای محاسبه عرض خیس ‌شده در خاک‌های سنگریزه‌ای با بافت لوم شنی توسعه داده ‌شد. ارزیابی مدل‌های تعیین عرض خیس ‌شده پیشنهادی پژوهش‌‎های پیشین برای خاک مورد مطالعه نشان‌داد، از بین شش مدل ارزیابی‌شده فقط یک مدل دقت کافی برای تخمین عرض خیس‌ شده را دارا بود. بنابر نتایج شرایط خاک سنگریزه‌ای در عمق و عرض حداکثر عرض پیاز رطوبتی نقش زیادی دارد، بنابراین اندازه‌گیری عمق و عرض خیس‌ شده در مزرعه ضروری ‌است.

---

اطلاع از تغییرات میزان رسوب معلق در مواقع سیلابی از مسائل مهم در پروژه‌های آبی، به‌ویژه مدیریت حوضه‌های آبخیز و بررسی علل فرسایش می‌باشد. رابطه بین دبی و غلظت رسوبات معلق طی سیلاب‌های مختلف به عللی از قبیل تنوع بارش، دبی و منابع تولید رسوب مشابه و همگن نبوده و تولید حلقه‌هایی شبیه به هیسترتیک می‌نماید. بدین منظور استفاده از حلقه‌های پسماند رسوب که بر مبنای تئوری هیسترتیک است در چند سال اخیر گسترش یافته است. در این تحقیق ابتدا مقادیر بار معلق لحظه‌ای با استفاده از روش‌های برنامه‌ریزی ژنتیک و رگرسیونی شبیه‌سازی گردید. در مقایسه نتایج دو مدل حاصل، مدل برنامه‌ریزی ژنتیک به‌ترتیب با ضریب تبیین و میانگین مربعات خطا 8/0 و 5/0 به‌عنوان بهترین مدل در این تحقیق انتخاب گردید سپس براساس این مدل منحنی‌های هیسترتیک بار معلق برای 6 رویداد ثبت‌شده در طول دوره آماری 1387-1383 ترسیم شد و 4 مورد حلقه هیسترتیک خطی و 2 مورد ساعتگرد برای رسوب معلق رودخانه مشاهده گردید. شناسایی انواع حلقه‌های هیسترتیک در تعیین سهم نسبی فرآیندهای مؤثر در تولید و انتقال رسوب از قبیل مقدار و شدت بارش، میزان دبی و شرایط رطوبتی پیشین حوضه مؤثر است و نیز با بررسی آنها می‌توان از منابع تولید و انتقال رسوب آگاهی یافت. نتایج نشان داد که حلقه‌های هیسترتیک ساعتگرد معمولاً در شرایط بارش و دبی زیاد و حلقه‌های هیسترتیک خطی در فصل بهار و ناشی از بارش‌ها با شدت کم اتفاق افتاده است و در این نوع حلقه‌های پسماند تفاوت قابل توجهی در غلظت رسوبات معلق متناظر با شاخه‌های صعودی و نزولی هیدروگراف وجود ندارد.

---

پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر سیلیسیوم و شوری بر رشد، ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های فیزیولوژیکی برنج رقم هاشمی، در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز در سال 1390 انجام شد. این پژوهش در قالب طرح کاملاً تصادفی و به‌صورت فاکتوریل، با سه فاکتور شامل سیلیسیوم در چهار سطح (شاهد، 100، 200 و 300 میلی‌گرم برکیلوگرم خاک)، شوری در چهار سطح (شاهد، 2، 4 و 8 دسی‌زیمنس ‌برمتر) و منبع شوری در دو سطح (کلرید سدیم و ترکیب نمک‌های مختلف) در سه تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد که افزایش شوری خاک باعث کاهش وزن خشک بخش هوایی، افت فعالیت کاتالاز و کم شدن غلظت فسفر، پتاسیم و قندهای احیاءکننده در گیاه شد، در حالی‌که مقدار گلیسین بتائین را افزایش داد. با مقایسه دو منبع مختلف شوری نیز مشخص شد گیاهانی که تحت تنش ناشی از ترکیب نمک‌های مختلف قرار گرفتند، کاهش کمتری در وزن خشک و غلظت پتاسیم و قندهای احیاءکننده نشان دادند، ضمن اینکه میزان افزایش گلیسین بتائین نیز در این گیاهان کمتر بود. از این‌رو می‌توان نتیجه گرفت که شوری حاصل از ترکیب نمک‌ها نسبت به شوری کلرید سدیم آسیب کمتری به گیاه وارد کرده است. از سوی دیگر، کاربرد سیلیسیوم باعث افزایش وزن خشک، فعالیت کاتالاز و غلظت فسفر، پتاسیم، گلیسین بتائین و قندهای احیاءکننده شد. بنابراین، تغذیه سیلیسیومی موجب تعدیل عوارض سوء ناشی از حضور نمک‌ها در خاک و به عبارت دیگر افزایش تحمل برنج به شوری شده است.

---

تعیین روابط تعادلی بین شکل‌های مختلف پتاسیم در خاک و اجزای تشکیل دهنده آن می‌تواند در حل پاره‌ای از مسائل تغذیه‌ای مانند تثبیت و آزاد‌سازی پتاسیم و مدیریت کودی آن در خاک کمک کند. این تحقیق با هدف تعیین سهم پتاسیم تبادلی و غیرتبادلی خاک و اجزای آنها (رس و سیلت) در میزان پتاسیم قابل استفاده گیاه در طی یک کشت گلدانی ذرت در 12 سری از خاک‌های لسی و شبه‌لسی استان گلستان انجام شد. کل پتاسیم جذب شده توسط گیاه ذرت در آزمایش گلخانه‌ای به‌عنوان شاخصی از مقدار پتاسیم قابل استفاده خاک مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که در همه خاک ها سهم پتاسیم تبادلی در جذب پتاسیم گیاه، بیشتر از پتاسیم غیر‌تبادلی در بخش رس بود. در‌حالی‌که در جزء سیلت همه خاک‌ها، سهم پتاسیم غیر‌تبادلی در جذب پتاسیم گیاه به جز خاک سری اوقچی با بیشترین مقدار پتاسیم تبادلی اولیه، بیشتر از پتاسیم تبادلی بود. بنابراین در خاک‌های لسی و شبه‌لسی، جزء سیلت منبع مهمی برای تأمین پتاسیم مورد نیاز گیاه است.

---

عدم شناخت ویژگی‌ها و مسائل ژئوتکنیکی خاک بستر می‌تواند مشکلات عدیده‌ای در رابطه با بهره‌برداری و نگهداری شبکه‌های آبیاری و زهکشی را در پی داشته باشد. به‌طور‌کلی تمام خاک‌های نامتعارف از جمله خاک گچی می‌توانند مشکلاتی را در کانال‌های آبیاری ایجاد نمایند. پژوهش‌های کمی در مورد نحوه تثبیت این خاک‌ها در زیر‌سازی‌ سازه‌های آبی و به ویژه کانال‌های آبیاری انجام شده است. دراین تحقیق در راستای تثبیت و اصلاح خاک مذکور مواد معدنی پرلیت و پامیس با درصدهای متفاوت (5%، 10% و 15%)، میکروسیلیس با درصدهای متفاوت (1%، 5% و 10%) با آن مخلوط گردیدند و ویژگی‌های مکانیکی خاک از جمله پارامترهای برشی، ظرفیت باربری، مشخصات تراکمی و حدود اتربرگ درنمونه‌های تهیه شده، بررسی شد. نتایج استخراج شده در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد تجزیه وتحلیل آماری قرار گرفت و مقایسه میانگین‌های آنها در سطح آماری 1 درصد (01/0P<) انجام پذیرفت. نتایج نشان داد میکروسیلیس بهترین تأثیر را روی پارامترهای برشی، باربری، تراکمی و حدود اتربرگ خاک گچی دارد و باعث بهبود این پارامترها در خاک گردید. پامیس نیز در خاک گچی خواص برشی، باربری، مشخصات تراکمی را بهبود داد. ولی پرلیت باعث تضعیف ویژگی‌های برشی، باربری ومشخصات تراکمی خاک گچی گردید.

---

مدل‌سازی فرایند بارش- رواناب و پیش‌بینی دبی رودخانه یک اقدام مهم در مدیریت و مهار سیلاب‌ها، طراحی سازه‌های آبی در حوزه‌های آبخیز و مدیریت خشکسالی است. هدف این تحقیق شبیه‌سازی جریان روزانه در حوزه آبخیز کسیلیان با مدل WetSpa و شبکه عصبی- فازی تطبیقی است. WetSpa یک مدل پیوسته هیدرولوژیک- فیزیکی است که قابلیت پیش‌بینی سیلاب در مقیاس حوزه آبخیز با گام‌های زمانی مختلف را داراست و شبکه عصبی- فازی تطبیقی هم جزء مدل‌های جعبه سیاه می‌باشند که امروزه مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این تحقیق از آمار باران، تبخیر و دمای ایستگاه هواشناسی سنگده و آمار دبی ایستگاه ولیک‌بن طی سال‌های 1382 تا 1388 استفاده شد. نتایج شبیه‌سازی با مدلWetSpa  نشان داد که این مدل به‌خوبی توانسته جریان پایه رودخانه را با معیار ناش ساتکلیف 64/0 در مرحله آزمون شبیه‌سازی نماید ولی در شبیه‌سازی جریان‌های سیلابی با خطا همراه است که دلیل آن را می‌توان به کوچک بودن آبخیز و کوتاه بودن زمان پیمایش اشاره کرد. همچنین این مدل به‌خوبی توانسته بیلان آب حوزه آبخیز کسیلیان را شبیه‌سازی کند. آنالیز حساسیت پارامترهای مدل نشان داد که ضریب افت آب زیرزمینی از بیشترین حساسیت و ضریب روز درجه بارش از کمترین حساسیت برخوردار است. همچنین شبکه عصبی- فازی تطبیقی با ورودی باران با یک روز تأخیر و تبخیر با یک روز تأخیر با معیار ناش ساتکلیف 80/0 در دوره آزمون پاسخ‌های قابل قبول‌تری نسبت به مدل WetSpa با معیار ناش ساتکلیف 24/0 داشت.

---

مدل غیرخطی ماسکینگام روشی کارا در روندیابی سیلاب است، اما کارایی این روش تحت تأثیر سه پارامتر به‌کار رفته در آن است. در سال‌های اخیر، نتایج رضایت‌بخشی از استفاده الگوریتم‌های فراکاوشی در تعیین مقدار مناسب پارامترهای این مدل گزارش شده است. از این‌رو در این پژوهش به ارزیابی کارایی الگوریتم رقابت استعماری (ICA) در تخمین پارامترهای بهینه مدل غیرخطی ماسکینگام پرداخته شد. علاوه‌بر ICA، الگوریتم ژنتیک (GA) و بهینه‌سازی مجموعه ذرات(PSO)  نیز با هدف در دست بودن معیار برای قضاوت در مورد عملکرد ICA مورد استفاده قرار گرفتند. بدین‌منظور ابتدا ICA در روندیابی سیل ویلسون به‌کار گرفته شد؛ پس از آن روندیابی دو واقعه سیلاب مربوط به رودخانه دوآب صمصامی مورد بررسی قرار گرفت. در مورد سیل ویلسون که تابع هدف به‌صورت مجموع مربعات انحرافات (SSQ) دبی مشاهداتی و محاسباتی در نظر گرفته شد؛ مقدار تابع هدف حاصل از ICA، برابر 77/36 و مقدار تابع هدف حاصل از GA و PSO به‌ترتیب برابر 23/38 و 89/36 به‌دست آمد. در روندیابی دو سیل دیگر علاوه‌بر SSQ، تابع هدف دیگری به‌صورت مجموع قدر مطلق انحرافات (SAD) دبی مشاهداتی و محاسباتی نیز در نظر گرفته شد. در سیلاب اول براساس SSQ، GA بهترین عملکرد را از خود نشان داد ولی براساس SAD، ICA در رتبه نخست قرار گرفت. در مورد سیلاب دوم بر مبنای هر دو تابع هدف، ICA عملکرد بهتری داشته است. در این رابطه ICA نسبت به GA در تابع هدف SSQ، 9 درصد و در تابع هدف SAD، 08/0 درصد بهتر بوده است و نسبت‌به PSO، تابع هدف SSQ و SAD را به‌ترتیب 1/0 و 16/0 درصد بهبود داده است. با توجه به‌نتایج حاصل می‌توان گفت که الگوریتم ICA می‌تواند به‌عنوان یک روش مناسب به‌منظور تخمین پارامترهای مدل غیرخطی ماسکینگام مورد استفاده قرار گیرد.

---

در میان انواع خطر‌های طبیعی، سیل شاید به‌عنوان ویرانگرترین عامل شناخته شود که خسارت زیادی را به جوامع انسانی تحمیل می‌کند. از اینرو اهمیت برآورد خسارات ناشی از سیل و پهنه‌بندی سیلاب که کاربرد بسیاری در مدیریت دشت سیلابی دارد، مشخص می‌گردد. در این مطالعه با استفاده از نرم‌افزار  HEC-FIAکه یکی از مدل‌های جدید (سپتامبر 2012) به‌منظور برآورد اثرات و خسارات ناشی از سیل می‌باشد به محاسبه خسارات سیل در حوزه‌های آبخیز قهرود و قمصر پرداخته شد. در این مدل با‌ استفاده از نقشه آبگرفتگی مربوط به سیلاب‌های با دوره‌های بازگشت مختلف که از HEC-RAS و HEC-Geo RAS به‌صورت فایل HEC-DSS به‌دست می‌آید و با کمک بانک اطلاعاتی جمع‌آوری شده در رابطه با کاربری‌های کشاورزی، ساختمانی و انسانی منطقه، خسارت‌های جانی و مالی به‌طور مستقیم قابل برآورد هستند. براساس نتایج این مدل خسارت‌های بخش کشاورزی، ساختمانی و انسانی به‌ترتیب در حوزه قهرود 354 میلیون ریال و 24 باب ساختمان تحت تأثیر سیل قرار می‌گیرند و همچنین در حوزه قمصر 12879 میلیون ریال و 36 باب ساختمان تحت تأثیر سیل قرار می‌گیرند. از مزایای این مدل نسبت به مدل‌های قبلی برآورد مستقیم خسارت‌های اقتصادی و جانی برای سیل‌های اتفاق افتاده و احتمالی که در آینده به‌وقوع می‌پیوندند، می‌باشد که نتایج آن می‌تواند در مدیریت حوزه آبخیز، بیمه سیل و مدیریت ریسک ستاد بحران کمک شایانی بنماید.

---

در مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی ICSSDOM، الگوریتم بهینه‌سازی SA با مدل شبیه‌سازی هیدرودینامیکی ICSS تلفیق شده و قابلیت وزن­دهی به شاخص‌ها نیز درنظر گرفته شده است. در این تحقیق با استفاده از مدل مذکور ارزیابی عملکرد کانال ₅S-L-R  از شبکه آبیاری دز در یک دوره ده روزه انجام گرفت و با ارائه یک روش پیشنهادی برای وزن­دهی به شاخص‌ها و گزینه‌‎های مختلف آن با استفاده از تحلیل حساسیت پارامتری، تنظیم بهینه دریچه‌های آبگیر و کنترل به‌دست آمد و مشخص شد هرگاه ضریب وزنی هر شاخص به‌صورت نسبت مستقیمی از پتانسیل بهبود آرمانی آن شاخص درنظر گرفته شود، درصد بهبود بیشتر از سایر گزینه‌های بررسی شده می‌باشد. ضمناً با آزمون سازگاری، به لحاظ تاثیر متقابل شاخص‌ها در تابع هدف، سازگاری این روش وزن­دهی با مسئله مورد نظر اثبات شده است. از لحاظ آماری نیز کافی بودن داده‌های این ده روز تایید شد. اعتبارسنجی نتایج مدل با روش ریاضی مجانب نشان داد نتایج مدل با 6% خطا معتبر می‌باشند. به‌عنوان مثال در روز اول براساس گزینه سوم (گزینه برتر)، بازشدگی بهینه برای پنج دریچه‌ آبگیر و یک دریچه کنترل بین 9/3 تا 7/14 سانتی‌متر است. در این شرایط، تحویل بهینه بین 46 تا 178 لیتر در ثانیه است.

---

کمبود بارندگی و همچنین نزول بارش‌هایی با شدت نسبتاً زیاد در مدت کوتاه از ویژگی‌های مناطق خشک دنیا ازجمله ایران است که به وقوع سیلاب‌های عظیم و مخرب که هرساله موجب بروز خسارات جانی و مالی فراوان می‌باشد، منجر می‌گردد. مشکل کمبود آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک دنیا باعث شکننده شدن شرایط زیستی در این مناطق شده است. باتوجه به کاهش مداوم میزان سرانه آب و اهمیت تأمین غذایی افراد جامعه، ضروری است که آب‌های سطحی به‌کمک روش‌هایی از جمله سد سازی و یا روش‌های تغذیه مصنوعی مهار گردند. در این تحقیق، هفت عامل شیب، نفوذپذیری سطحی، قابلیت انتقال آب در آبرفت، کیفیت آبرفت، کاربری اراضی، حجم رواناب و ضخامت لایه هوادار به‌عنوان عوامل مؤثر در مکان‌یابی مناطق مستعد پخش سیلاب و تغذیه مصنوعی جنوب دشت کاشان درنظر گرفته شدند. پس از تهیه لایه‌های رقومی موردنظر، با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی وزن هرکدام از معیارها تعیین گردید. در نهایت نقشه‌های وزندار حاصل و با یکدیگر ادغام و نتایج آن نشان داد که پارامتر کاربری اراضی با وزنی معادل 22% بیشترین وزن را به خود اختصاص داده‌ و به‌عنوان اولویت‌های اول در مکان‌یابی پخش سیلاب مطرح گردید. پارامترهای حجم رواناب، نفوذپذیری، شیب، عمق لایه هوادار، ضریب انتقال و کیفیت آبرفت به‌ترتیب اولویت های دوم تا هفتم را به خود اختصاص دادند.

---

پخش سیلاب بر آبخوان، روشی ارزان جهت استفاده بهینه از سیلاب‌ها برای تغذیه مصنوعی است که کاهش خسارات ناشی از سیلاب را نیز به همراه دارد. در این تحقیق، برای مکان‌یابی و اولویت‌بندی مناطق مستعد پخش سیلاب در دشت مشهد، از ده معیار کاربری اراضی، شیب، ضخامت آبرفت، فاصله از چاه، فاصله از قنات، فاصله از روستا، افت سطح ایستابی، ضریب هدایت هیدرولیکی، هدایت الکتریکی و تراکم زهکشی استفاده گردید. عملیات وزن‌دهی معیارها با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه‌ای (ANP) و منطق فازی انجام شد. بعد از آماده‌سازی نقشه کلیه معیارهای مربوط به مکان‌یابی عرصه‌های مناسب پخش سیلاب و وزن‌دهی نقشه‌ها براساس منطق فازی و مدل فرآیند تحلیل شبکه‌ای، نقشه نهایی مربوط به اولویت‌بندی مناطق مستعد پخش سیلاب آماده گردید. سپس با اعمال لایه محدود کننده که از تلفیق سه معیار کاربری اراضی، شیب و ژئومورفولوژی آماده گردید، نقشه نهایی مناطق مستعد پخش سیلاب آماده و اولویت‌بندی شد. از بین ده عامل مؤثر بر پخش سیلاب، معیار ضخامت آبرفت با وزن 27/0 به‌عنوان مؤثرترین لایه در بحث مکان‌یابی مناطق مستعد پخش سیلاب شناخته شد. از لحاظ شیب، بیشتر مناطق مناسب در شیب‌های کمتر از 3% قرار گرفت که نشان‌دهنده تأثیر به‌سزای این عامل در اجرای پخش سیلاب است. استعداد دشت مشهد در پخش سیلاب، پس از حذف مناطق مستثنیات (8/40 درصد از کل اراضی)، در چهار کلاس نامناسب، نسبتاً مناسب، مناسب و کاملاً مناسب تعریف شد که به‌ترتیب 7/2، 9/25، 5/26 و 1/5 درصد از مساحت دشت را شامل می‌شود.