علوم آب و خاک

---

بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب‌های زیرزمینی به دلیل عدم موازنه میان کل برداشت و تغذیه منجر به کاهش سطح آب‌های زیرزمینی با نرخی سریع‌تر خواهد شد. به منظور برقراری تراز بین برداشت و تغذیه، راه‌کارهای عمده مشتمل بر تقویت مدیریت بهره‌برداری از منابع آب‌های زیرزمینی، به کارگیری سیاست‌های مدیریت تقاضا، بهبود راندمان آبیاری و افزایش عرضه آب است. نظر به این که بین درآمد زارعین و پایداری در مزارعی که متکی برآب‌های زیرزمینی هستند مبادله وجود دارد، ضروری است که از مدل‌های ریاضی جهت بررسی تأثیر میزان برداشت از آب‌های زیرزمینی بر درآمد کشاورزان و پایداری استفاده شود. چنین مدل‌هایی قادرند که الگوی کشت بهینه، استراتژی‌ها و روش‌های مناسب آبیاری را در سطوح مختلف دسترسی به آب آبیاری، تعیین نمایند. ارتباط میان سود زارعین و برداشت از آب‌های زیرزمینی با استفاده از برنامه‌ریزی چند هدفه مورد بررسی قرار گرفت. داده‌های مورد نیاز با استفاده از مصاحبه حضوری از کشاورزان دشت فیروزآباد در سال زراعی 87-86 جمع‌آوری شد و 112 بهره‌بردار نمونه انتخاب شدند. بر اساس نتایج به دست آمده از برنامه‌ریزی چندهدفه برای همه گروه‌های همگن درصد کاهش سود کمتر از درصد کاهش برداشت آب است. به طور مثال کاهش 8 درصد آب مصرفی اثر چشمگیری را بر کاهش سود زارعین نداشته است (سود زارعین حدود 4 درصد کاهش می‌یابد). نهایتاً این‌که نتایج مطالعه حاضر می‌تواند به کشاورزان در انتخاب الگوی کشت، استراتژی و روش آبیاری، به گونه‌ای که سود زارعین و برداشت آب از سفره‌های زیرزمینی همزمان بهینه گردند و منجر به کاهش برداشت از آب‌های زیرزمینی در مقایسه با شرایط کنونی شود، کمک نماید.

---

اگرچه تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه پرش هیدرولیکی در مقاطع مستطیلی انجام شده است، اما مطالعات صورت گرفته روی مقاطع مثلثی بسیار اندک می‌باشد. در این مقاله، خصوصیات پرش هیدرولیکی در مقطع مثلثی به صورت تحلیلی و آزمایشگاهی مطالعه شده است. بررسی تحلیلی با استفاده از اصل پایستگی اندازه حرکت قبل و بعد از جهش صورت گرفته است. آزمایش‌ها در یک کانال با مقطع مثلثی و با زاویه داخلی °4/94 و در دامنه وسیعی از دبی و عدد فرود و به ازای دو بازشدگی مختلف انجام شدند. مشخصه‌های کاربردی پرش از جمله نسبت عمق ثانویه، طول پرش، استهلاک انرژی و پروفیل سطح آب بررسی شد و نتایج با مشخصات پرش در مقطع مستطیلی مقایسه گردید. بررسی‌ها نشان می‌دهد که مقطع مثلثی کارایی بیشتری نسبت به مقطع مستطیلی دارد. به طور مثال به ازای یک عمق اولیه (1Y) و عدد فرود (1F) معین جت ورودی، پرش در مقطع مثلثی به عمق ثانویه کمتری نیاز دارد. هم‌چنین میزان استهلاک انرژی نسبی در مقطع مثلثی حدوداً 12 درصد بیشتر از مقطع مستطیلی است. در نهایت روابط تجربی و نمودارهایی نیز برای محاسبه طول پرش، استهلاک انرژی و پروفیل سطح آب در پرش پیشنهاد شد.

---

نوسان‌های مادن جولیان (MJO) الگوی غالب تغییرات بزرگ مقیاس اقلیمی در مناطق گرمسیری دریایی است که پدیده MJO دوره‌های زمانی زیرفصلی آب و هوای مناطق حاره و جنب حاره را تحت تأثیر قرار می‌دهد. تأثیر پدیده MJO بر وقوع دوران‌های خشک و تر استان فارس در جنوب ایران برای ماه‌های نوامبر تا آوریل ارزیابی شد. برای این منظور داده‌های بارش ماهانه 9 ایستگاه که در مناطق مختلف این استان قرار گرفته است، در دوره زمانی 2005-1979 تحلیل شد. با استفاده از دو نمایه MK و WH فازهای فعال و ضعیف MJO (به ترتیب افزایش و کاهش فعالیت‌های همرفتی در ناحیه گرمسیری اندونزی) در مقیاس زمانی ماهانه و فصلی شناخته گردید. پس از آن ترکیب‌های MJO- بارش برای فازهای مثبت و منفی تشکیل شد. نشان داده شد که مقدار بارش فصلی در فاز منفی MJO به طور معنی‌داری بیشتر از فاز مثبت این پدیده است (حدود 5/2 تا 0/6 برابر). افزون بر این، آزمون‌های آماری نشان داد که بسامد دوره‌‌های خشک و تر به ترتیب با رخدادهای فاز منفی و مثبت MJO در ارتباط است. با چیره شدن فاز مثبت، احتمال خشک‌سالی در استان بین 60 تا 84 درصد در نوسان بوده و در مقابل در فاز منفی MJO احتمال وقوع ترسالی بین 50 تا 76 درصد در تغییر است.

---

قنات یک سازه سنتی کشور ایران بوده که بدون صرف انرژی و هزینه زیاد به صورت یک سرریز طبیعی آب را به سطح زمین می‌رساند. در مناطق شرقی کشور که از داشتن رودهای بزرگ و پرآب محروم‌اند، قنات می‌تواند نقش مهمی در اقتصاد مردم داشته باشد. بنابراین، توجه به قنات در مناطق شرقی کشور امری ضروری به نظر می‌رسد. یکی از این مناطق استان کرمان است که در مناطق جوپار، ماهان، بم و نرماشیر و فهرج دارای قنوات زیاد با آبدهی بالا و مادر چاه عمیق می‌باشد. در این تحقیق مسائل و مشکلات فنی و بهره‌برداری، نظام تقسیم و توزیع آب، وضعیت الگوی کشت اراضی پایین‌دست و تغییرات کمی و کیفی آب 15 رشته از قنوات این استان مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که آبدهی قنوات در دراز مدت دستخوش تغییرات زیاد شده و در دهه اخیر کاهش قابل ملاحظه‌ای داشته است. این کاهش، مساحت و الگوی کشت مناطق پایین‌دست را تغییر داده است. در قنوات مورد مطالعه مقادیر متوسط راندمان انتقال آب و ضریب زبری در کانال‌های انتقال آب از مظهر تا محل مصرف، به ترتیب 2/81 درصد و 024/0، میانگین بازده کاربرد آب در اراضی پایین‌دست قنوات 3/59 درصد و متوسط کارآیی مصرف آب برای محصولات زراعی مانند گندم، یونجه، چغندر، ذرت‌دانه‌ای، ذرت علوفه‌ای و هندوانه به‌ترتیب 43/0، 51/0، 1/3، 65/0، 75/4 و 8 و برای محصولات باغی مانند پسته، بادام، خرما، مرکبات و درختان سیاه‌ریشه به ترتیب 52/0، 3/0، 66/0، 1/1 و 54/0 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. بررسی‌های انجام شده نشان دادند از مشکلات عمده قنوات عدم تخصیص بودجه لازم برای مرمت و نگهداری، حفر چاه‌های عمیق در حریم آنها، عدم رعایت مسائل فنی، بهره‌برداری و نگهداری مناسب است.

---

مطالعه پایداری سیستم‌های زراعی مستلزم ارزیابی جامع و یکپارچه‌ای از دینامیسم حاکم و ارتباط تنگاتنگ ابعاد محیطی، اقتصادی و اجتماعی آنهاست. بهینه‌سازی تخصیص و افزایش بهره‌وری مصرف آب در یک سیستم زراعی، علاوه بر بهبود وضعیت پایداری و حفاظت از منابع آب و خاک، کاهش خسارت‌های اقتصادی و اجتماعی را نیز در پی خواهد داشت. شمار زیادی از مدل‌های برنامه‌ریزی ریاضی برای تحلیل و ارزیابی جوانب مختلف برنامه‌ریزی و مدیریت سیستم‌های زراعی در دهه‌های اخیر توسعه پیدا کرده‌اند. مقاله حاضر به ارزیابی سیستمی پایداری در سیستم زراعی منطقه روستایی براآن جنوبی در شرق شهر اصفهان و تعیین مناسب‌ترین الگوی کشت متناسب با آن می‌پردازد. به منظور تلفیق ابعاد سه‌گانه محیطی، اقتصادی و اجتماعی، دو معیار نسبی حصول بیشترین عایدی اقتصادی و ایجاد بیشترین فرصت‌های اشتغال به‌ازای هر واحد مصرف آب کشاورزی، به عنوان شاخص‌هایی برای پایداری سیستم تعریف شده‌اند. بهینه‌سازی نسبت‌های «سود خالص به مصرف آب» و «ایجاد اشتغال به مصرف آب»، با بهره‌گیری از مدل‌های برنامه‌ریزی ریاضی یک‌هدفه و چندهدفه کسری صورت گرفته است. در ادامه با محاسبه و مقایسه کارایی اقتصادی و اجتماعی هر واحد مصرف آب کشاورزی در سناریوهای مختلف مدل‌های یک‌هدفه و چندهدفه برنامه‌ریزی خطی و کسری، مناسب‌ترین الگوهای کشت منطقه با توجه به منابع موجود آب و خاک و نیروی انسانی تعیین و معرفی شده است

---

زمین‌های شور در قسمت‌های خشک مرکزی ایران با ویژگی‌هایی مانند رطوبت و حاصل‌خیزی کم، شوری، تبخیر و تعرق زیاد شناخته می‌شوند. زیر کشت‌بردن این زمین‌ها ممکن است بر برخی از شاخص‌های کیفیت خاک تأثیر داشته باشد. هدف از این پژوهش تعیین میزان تغییرات شاخص‌های کیفیت خاک در طی احیا و زیر کشت‌بردن زمین‌های شور دشت ابرکوه واقع در مرکز ایران بوده است. شاخص‌های کیفی خاک در سه کاربری شامل زمین‌های شور، زمین‌های زیر کشت گندم‌ و یونجه اندازه‌گیری شده‌اند. نمونه‌های ترکیبی خاک از چهار لایه‌ 10-0، 20-10، 30-20 و 40-30 سانتی‌متری برداشته شده و کربن آلی، نیتروژن کل، کربوهیدرات قابل عصاره‌گیری با اسید رقیق، کربن آلی ذره‌ای موجود در خاک‌دانه‌های درشت (POCmac) و ریز (POCmic)، معدنی‌شدن کربن آلی و پایداری خاک‌دانه‌ها در آنها تعیین شد. زیر کشت‌بردن زمین‌های شور باعث کاهش معنی‌دار شوری خاک در تمام لایه‌ها گردیده ولی مقادیر کربن آلی، نیتروژن کل، کربوهیدرات، POCmac ،POCmic و معدنی‌شدن کربن آلی خاک در زمین‌های کشاورزی افزایش یافته است. در تمام لایه‌ها نسبت POCmac/POCmic در زمین‌های زیر کشت یونجه بیشتر از زمین‌های زیر کشت گندم بوده است. هم‌چنین زیر کشت‌بردن زمین‌های شور موجب افزایش معنی‌دار شاخص پایداری خاک‌دانه‌ها (MWD) شده است. در بیشتر لایه‌ها، میزان مواد آلی و پایداری ساختمان خاک در زمین‌های زیر کشت یونجه بیشتر از زمین‌های زیر کشت گندم بوده که این نشان‌دهنده بهتر‌بودن کیفیت خاک و زیادتر‌بودن پتانسیل ترسیب کربن در زمین‌های زیر کشت یونجه نسبت به زمین‌های زیر کشت گندم می‌باشد.

---

استان چهارمحال و بختیاری طی سال‌های اخیر دچار محدودیت شدید دسترسی به منابع آب سطحی و در نتیجه اعمال فشار بهره‌برداری بر منابع آب زیرزمینی شده است. به همین لحاظ تقویت منابع آب زیرزمینی به کمک منابع سطحی یا تغذیه مصنوعی، یکی از راه‌های جبران این فشار محسوب می‌شود. هدف از انجام این تحقیق تعیین محل‌های مناسب جهت اجرای طرح تغذیه مصنوعی به روش منطق فازی است. عوامل مؤثر در مکان‌یابی در نظر گرفته شده عبارت‌اند از شیب، نفوذپذیری سطحی، ضخامت قسمت غیر اشباع آبرفت، کیفیت شیمیایی آب، کاربری اراضی و شبکه آبراهه‌ای. لایه اطلاعاتی مربوط به هر پارامتر بر اساس منطق فازی، در نرم‌افزارهای Arc View 3.2a و Arc GIS 9.3، کلاسه‌بندی و وزن‌دهی شد و با عملگر حاصل‌ضرب جبری عملیات تلفیق شاخصه‌ها انجام گرفت. نتایج به دست آمده از تلفیق نشان می‌دهد که 79/4 درصد از کل حوضه مناسب و 94/17 درصد نیز نسبتاً مناسب است. جهت تعیین میزان تأثیرگذاری عامل کاربری اراضی بر نتیجه کار، این لایه روی نقشه‌های جواب به صورت جداگانه اعمال شد. مشاهده شد که درصد تناسب اراضی به یک سوم کاهش پیدا کرد. در مجموع حدود 30 نقطه با ذکر ویژگی‌های اجرایی هر یک، معرفی شدند

---

در این تحقیق برای بررسی عمق آبشستگی در اطراف پایه پل در قوس رودخانه، آزمایش‌هایی در یک فلوم آزمایشگاهی با قوس 180 درجه با 7/4 و از جنس پلاکسی گلاس انجام پذیرفت. بدین منظور با قرار دادن یک پایه استوانه‌ای به قطر 6 سانتی‌متر در فلوم با 4 دبی و عمق ثابت12 سانتی‌متر پدیده آبشستگی حول پایه در حالت آب زلال بررسی شد. برای مصالح کف فلوم از ماسه طبیعی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی هنگام نصب پایه استوانه‌ای در طول قوس متفاوت بوده و در موقعیت 60 درجه بیشترین آبشستگی در اطراف پایه ایجاد می‌شود. هم‌چنین با افزایش دبی جریان در کلیه موقعیت‌ها، عمق آبشستگی نیز افزایش یافت.

---

هدایت الکتریکی و اسیدیته خاک، از جمله مهم‌ترین فاکتورهای شیمیایی خاک برای کشاورزی محسوب می‌شود. ماهیت خاک به گونه‌ای است که تغییر در ویژگی‌های آن عمدتاً حالت پیوسته دارد. روشی که بتواند این پیوستگی را در نظر بگیرد، قادر خواهد بود تا تصویر واقعی‌تری از تغییرات خصوصیات خاک را نشان دهد. هدف از این تحقیق بررسی روابط بین داده‌های اندازه‌گیری شده هدایت الکتریکی و اسیدیته خاک دشت قم، خوشه‌بندی، مقایسه روش‌های خوشه‌بندی، تعیین تعداد بهینه خوشه‌ها و پهنه‌بندی خوشه‌ها در منطقه مورد مطالعه بوده است. به این منظور از دو روش خوشه‌بندی فازی FCM و GK به منظور داده‌کاوی و خوشه‌بندی 465 داده اندازه‌گیری شده، استفاده گردید. هم‌چنین به منظور صحت‌سنجی و مقایسه این دو روش از معیارهای ضریب ‌تقسیم‌بندی، گشتاور رده‌بندی، شاخص تقسیم‌بندی، شاخص جداشدگی و شاخص ‌زای و بنی استفاده شده است. نتایج داده‌کاوی داده‌ها نشان داد که تعداد بهینه خوشه‌ها بر اساس روش FCM و GK به ترتیب 15 و 17 می‌باشد. پس از بررسی نتایج خوشه‌بندی و بر اساس معیارهای صحت‌سنجی، مشخص شد که روش GK روش بهتری برای خوشه‌بندی است. براساس این روش 295 داده از 465 نمونه مشاهداتی استفاده شده دارای درجه عضویت بیشتر از 40 درصد بوده‌اند. که در این میان 9 خوشه از 17 خوشه دارای تعداد بیش از 20 عضو بوده‌اند. سپس پهنه‌بندی شوری- قلیائیت بر اساس روش فازی GK و به منظور نمایش بهتر توزیع خوشه‌های تعیین شده برای منطقه مورد مطالعه به‌دست آمده است. نقشه فازی تهیه شده بیانگر آن بود که قسمت‌های شمال غربی و غرب بیشتر جز خوشه 1 و قسمت شرقی منطقه مورد مطالعه جزو خوشه 17 بوده‌اند. به این ترتیب شوری- قلیائیت و در پی آن احتمال تخریب خاک خاک در شرق منطقه مورد مطالعه به مراتب بیشتر از غرب آن است

---

تفکیک دبی پایه همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده و در مناطق خشک و نیمه خشکی مثل ایران نقش حیاتی در مدیریت منابع آب دارد. در این مقاله، مقایسه بین روش‌های متداول خودکار تجزیه هیدروگراف جریان شامل روش تجربی حداقل محلی و روش فیلتر رقومی یک پارامتره با پارامترهای فیلترینگ مختلف 9/0 تا 975/0 و دو پارامتره بر اساس شاخص جریان پایه برای برآورد دبی پایه صورت گرفت. بدین منظور از بررسی جریان روزانه تعدادی از ایستگاه‌های هیدرومتری استان آذربایجان غربی در یک دوره 31 ساله استفاده شد. برای انجام این مقایسه از روش گرافیکی و مطابقت با جریان مشاهداتی روزانه و ضریب هم‌بستگی بین آنها به همراه شاخص دبی پایه استفاده شد. هدف اصلی این تحقیق، تشخیص مناسب‌ترین روش تفکیک هیدروگراف جریان و برآورد دبی پایه است. نتایج نشان داد که جریان پایه در روش‌های مختلف بخش زیادی از کل جریان را تشکیل داده و دارای نوسانات زیادی نیز می‌باشد. اگرچه روش فیلتر رقومی دو پارامتره از لحاظ هیدرولوژیک انعطاف پذیرتر از دیگر روش‌هاست، ولی روش فیلتر رقومی یک پارامتره نیز مشروط به انتخاب پارامتر فیلترینگ مناسب - که در این منطقه 925/0 است - دارای صحت برآورد مناسب می‌باشد. هم‌چنین شاخص دبی پایه نیز در حوزه‌های آبخیز مورد مطالعه با استفاده از روش منتخب فیلتر رقومی دو پارامتره بین 54/0 تا 78/0 متغیر است

---

مصرف علف‌کش‌ها می‌تواند جمعیت و فعالیت ریزجانداران خاکزی را تغییر دهد، از این رو بر واکنش‌های بیـوشیمیایی خاک نیز تأثیرگذار هستند و معمولاً حاصل‌خیزی خاک و رشد گیاه به تبع آن تغییر می‌یابد. هدف این تحقیق ارزیابی تأثیر سطوح مختلف علف‌کش ارادیکان بر کربن و نیتروژن توده زنده میکروبی و نسبت آنها و نیز بررسی روند فعالیت آنزیم‌های اوره‌آز و آریل‌سولفاتاز تحت شرایط مزرعه‌ای بود. در این آزمایش، سطوح 6 و 9 لیتر در هکتار ارادیکان در خاک‌های تحت کشت ذرت و بدون کشت به صورت کرت‌های خرد شده و در قالب طرح پایه بلوک‌های کاملاً تصادفی با سه تکرار به یک خاک آهکی اضافه شد. کربن و نیتروژن توده زنده میکروبی طی دو مرحله (روزهای 30 و90 پس از کشت) و فعالیت آنزیم‌های اوره‌آز و آریل‌سولفاتاز در روزهای 30، 60 و 90 پس از شروع آزمایش اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد در محیط کشت ذرت با افزایش سطح ارادیکان کربن توده زنده میکروبی در تیمارهای 6 و 9 لیتر در هکتار (بین 12 تا 116 درصد)، نیتروژن توده زنده میکروبی (به طور متوسط حدود 50 درصد) و نسبت کربن به نیتروژن توده زنده میکروبی (بین 26 تا 115 درصد) در مقایسه با شاهد افزایش پیدا کرد. فعالیت اوره‌آز در مرحله اول نمونه‌برداری در هر دو محیط در سطح 6 لیتر در هکتار حدود 50 درصد کاهش و در سطح 9 لیتر در هکتار به ترتیب 3 و 137 درصد نسبت به شاهد در محیط کشت شده و کشت نشده افزایش پیدا نمود. با این وجود، در مرحله دوم تفاوت چندانی در فعالیت این آنزیم بین تیمارهای مختلف دیده نشد و در مرحله سوم فعالیت آن در بین تیمارهای مختلف در نوسان بود. این در حالی است که فعالیت آنزیم آریل‌سولفاتاز نیز در خاک تحت کشت ذرت در هر سه مرحله با افزایش سطح سم کاهش (در دامنه 30-50 درصد در سطح 9 لیتر در هکتار) پیدا کرد و در خاک بدون کشت ذرت از روند خاصی پیروی نکرد. به طور خلاصه، نتایج این تحقیق نشان داد مصرف علف‌کش ارادیکان می‌تواند باعث هم کاهش و هم افزایش توده زنده و فعالیت‌های آنزیمی در خاک‌های آهکی تیمار شده با این علف‌کش شود ولی این تغییرات به سطح مصرف ارادیکان، زمان سپری شده پس از مصرف آن و حضور یا عدم حضور گیاه بستگی دارد.

---

اندازه‌گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی غیراشباع (K(h) یا K(θ)) بسیار دشوار و وقت‌گیر است و در بسیاری از مدل‌های کاربردی، اغلب پیش‌بینی هدایت هیدرولیکی براساس اندازه‌گیری‌های منحنی مشخصه رطوبتی خاک و هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) انجام می‌شود. با وجود این، استفاده از KS به عنوان یک مرجع در بسیاری از مدل‌های تخمینی ممکن است باعث بیش برآورد K(θ) در ناحیه خشکی شود. بنابراین در این پژوهش از هدایت هیدرولیکی نقطه عطف منحنی مشخصه رطوبتی (Ki) و Ks به عنوان مرجع برای برآورد K(h) استفاده گردید. برای اندازه‌گیری K(h)، 30 نمونه خاک براساس تنوع بافت (8 کلاس بافتی از شنی تا رسی) و سایر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی از دشت کرج جمع‌آوری شدند. علاوه بر اندازه‌گیری Ks، مقادیر K(θ) در نمونه‌های دست‌نخورده با استفاده از روش جریان خروجی چند مرحله‌ای در مکش‌های ماتریک 1/0، 2/0، 3/0، 5/0، 7/0 و 1 بار و نقطه عطف منحنی مشخصه رطوبتی به کمک ستون آب آویزان و دستگاه صفحه فشاری اندازه‌گیری شد. سپس مقادیر K(h) و پخشیدگی هیدرولیکی D(θ) اندازه‌گیری شده با مقادیر تخمینی از مدل‌های وان‌گنوختن و بروکس و کوری (با فرضیات معلم و بردین) مقایسه شدند. نتایج نشان داد که در 80 درصد نمونه‌ها مدل وان‌گنوختن- معلم با Ki دقیق‌ترین و بهترین مدل برای پیش‌بینی K(θ) بود. یعنی استفاده از Ki به عنوان مرجع در مدل وان‌گنوختن– معلم، باعث برازش بهتر مدل با داده‌های اندازه‌گیری شده گردید. هم‌چنین در 7/6 درصد موارد (دو نمونه خاک رس شنی) مدل بروکس و کوری-‌معلم با Ki و در 3/13 درصد خاک‌ها (دو نمونه رس سیلتی و دو نمونه لوم رسی سیلتی)، مدل وان‌گنوختن– معلم دارای برازش خوبی بر داده‌های اندازه‌گیری شده K(h) بود. علاوه بر این، در 20 درصد موارد (چهار نمونه لوم رسی و دو نمونه لوم سیلتی) دقت و کارآیی مدل‌های وان‌گنوختن– معلم با Ki و وان‌گنوختن– معلم در برآورد K(h) تقریباً یکسان بود. براساس آزمون t-Student میانگین پارامترهای RMSE و GSDER در مدل وان‌گنوختن-‌معلم با Ki در سطح آماری 1%، به طور معنی-داری کمتر از مدل وان‌گنوختن-‌معلم بود. در 90 درصد از نمونه‌های خاک مورد بررسی، مدل‌های وان‌گنوختن- معلم و بروکس و کوری- بردین برازش خوبی بر داده‌های اندازه‌گیری شده D(θ) داشتند، ولی در مواردی مدل وان‌گنوختن- بردین با Ki بهترین مدل برای برآورد D(θ) بود.

---

مناطق کوهستانی زاگرس به دلیل چرای مفرط و پیوسته به شدت در حال تخریب هستند. یکی از مکانیسم‌های اثر چرا بر تولید مرتع ایجاد پسخور منفی از طریق تغییرات ملموس برخی خصوصیات خاک است. معدنی شدن نیتروژن یکی از فرآیندهای زیستی در خاک است که می‌تواند تحت تأثیر عوامل زنده و غیرزنده از جمله مدیریت چرای مرتع قرار ‌گیرد. این مطالعه با هدف بررسی نقش مدیریت مرتع (قرق و چرا) بر معدنی شدن نیتروژن خاک در مراتع طبیعی استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. سه مدیریت مرتع شامل الف) قرق، ب) چرای تحت کنترل و ج) چرای آزاد (مفرط) در مجاورت یکدیگر در سه منطقه سبز کوه (18 سال قرق)، بروجن ( 23 سال قرق) و شیدا (2سال قرق) در استان چهارمحال و بختیاری انتخاب و از عمق 15-0 سانتی‌متری نمونه‌های خاک جمع‌آوری و برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک و روند معدنی شدن نیتروژن در شرایط استاندارد اندازه‌گیری گردید. اثر مدیریت مرتع بر معدنی شدن تجمعی نیتروژن و درصد معدنی شدن نیتروژن (معدنی شدن نسبی نیتروژن) در منطقه سبز کوه معنی‌دار (05/0>P) بود و باعث افزایش 89 و 96 درصد معدنی شدن نسبی نیتروژن در مرتع قرق شده به ترتیب در مقایسه با مرتع تحت کنترل و چرای آزاد گردید. هم‌چنین مدیریت مرتع در منطقه بروجن باعث افزایش معنی‌دار (05/0>P) معدنی شدن نیتروژن در مرتع تحت قرق (بین 3/3 تا 5/3 برابر) در مقایسه با مرتع تحت چرای مفرط شد. در حالی که در منطقه شیدا به دلیل سابقه کوتاه قرق و کشت وکار تفاوت معنی‌دار و محسوس بین مدیریت قرق، کنترل ورود دام و چرای فصلی در معدنی شدن نیتروژن مشاهده نگردید. در مجموع به نظر می‌رسد خاک اکوسیستم‌های مرتعی مناطق سبز کوه و بروجن با مدیریت مناسب و صحیح چرا ظرفیت عرضه نیتروژن معدنی بیشتر و در نتیجه قابلیت احیا شدن دارند در حالی که در منطقه شیدا برای احیای خاک، ایجاد حالت پایا و بهبود کیفیت و باروری آن زمان طولانی‌تری لازم است.

---

یکی از بخش‌های مهم مدیریتی اکوسیستم‌ها، بررسی وضعیت رسوبدهی آبخیزها و تغییرات مربوط به آن است. با توجه به این‌که میزان رسوبدهی وابسته به میزان رواناب می‌باشد و رواناب بهترین شاخص منفرد برای برآورد بار رسوب است در این تحقیق به ارزیابی دو حالت تغییر شکل‌یافته مدل MUSLE برای 9 رویداد سیلابی در دو زیرحوضه اصلی سد کمال‌صالح استان مرکزی پرداخته شد. برای انجام کار، پس از این‌که پارامترهای مدل مذکور شامل رواناب، ضریب فرسایش‌پذیری، توپوگرافی، مدیریت پوشش و عملیات حفاظت خاک با استفاده از روابط مربوطه محاسبه شد، توان عامل رواناب به دو روش اصلاح گردید. نتایج شاخص‌های ارزیابی نشان داد که در روش ضریب تصحیح نسبت m با ارائه یک رابطه به جای عدد 56/0 توان عامل رواناب، اختلاف مقادیر رسوب مشاهده‌ای و برآوردی وقایع سیلابی کوچک و بزرگ در مقایسه با روش ضریب تصحیح میانگین به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. به گونه‌ای که کاربرد این روش اصلاحی باعث افزایش صحت مدل MUSLE شده و درصد انحراف معیار را کاهش داده است. هم‌چنین آزمون اعتبارسنجی مدل در این روش اصلاحی انجام شد که بر این اساس ضریب کارایی برای ایستگاه حسن‌آباد (زیرحوضه رودخانه بزرگ) 997/0 و برای ایستگاه قلعه‌نو (زیرحوضه آشورآباد) 811/0 به دست آمد و کارایی مدل اصلاحی به روش ضریب تصحیح نسبت m را تأیید کرد. با این حال پیشنهاد می‌شود با داشتن تعداد بیشتری هیدروگراف منفرد و رسوبگراف متناظرشان، کارایی این روش اصلاحی در سایر آبخیزها نیز ارزیابی شود.

---

پدیده سخت‌شوندگی یکی از نشانه‌های کیفیت فیزیکی ضعیف خاک است. خاک‌های سخت‌شونده، خاک‌هایی هستند که تغییر مقاومت مکانیکی آنها با خشک‌شدن شدید بوده، در هنگام خشک‌شدن، سخت و متراکم شده و خاک‌ورزی آنها دشوار است. خاک‌های سخت‌شونده دارای دشواری‌هایی مانند تهویه ضعیف در شرایط مرطوب، مقاومت مکانیکی زیاد در دامنه رطوبتی خشک، نفوذپذیری اندک و رواناب و فرسایش زیاد می‌باشند. با توجه به این‌که اکثر خاک‌های ایران از نظر ماده آلی فقیرند، انتظار می‌رود که پدیده سخت‌شوندگی در برخی از آنها رخ دهد. این پژوهش بر روی 9 سری خاک از استان همدان با هدف بررسی پدیده سخت‌شوندگی از راه اندازه‌گیری سه نوع مقاومت کششی (ITS)، فشاری غیرمحصور (UCS) و فروروی (PR) در نمونه‌های باز‌ساخته‌شده خاک انجام شد. آزمون‌های ITS، UCS و PR بر روی نمونه‌های ساخته‌شده با چگالی ظاهری (BD) که ضریبی از BD بحرانی برای رشد گیاه (BDcritical9/0) بود، انجام شدند. هم‌چنین ویژگی‌های ذاتی مؤثر بر این پدیده بررسی شد. براساس تعریف پیشنهادی در سمپوزیوم جهانی خاک‌های سخت‌شونده و سله‌دار به اتحادیه بین‌المللی خاک‌شناسی، که مقاومت کششی خاک سخت‌شونده در حالت هوا-خشک باید بزرگ‌تر یا برابر kPa 90 باشد، می‌توان گفت که در BDcritical9/0، تنها یکی از خاک‌های مورد بررسی (با بافت متوسط) سخت‌شونده شد. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که خاک‌های با بافت متوسط بیش‌تر مستعد سخت‌شوندگی هستند. در تمامی خاک‌های مورد بررسی، با افزایش درصد رس، مقدار ITS افزایش یافت. هم‌چنین اثر افزایشی مقدار رس بر UCS و اثر افزایشی مقدار کربنات کلسیم بر PR دیده شد. کربنات کلسیم مانند سیمانی بین ذرات خاک قرار گرفته و باعث گردیده خاک بیش‌تر مستعد سخت‌شوندگی شود. هم‌چنین در تمامی خاک‌های مورد بررسی، روند کاهشی مقادیر مقاومت مکانیکی با افزایش مقدار رطوبت خاک مشاهده گردید. شیب مدل نمایی (b) برازش‌یافته بر منحنی مشخصه مقاومت مکانیکی به‌عنوان شاخص سخت‌شوندگی خاک، رابطه‌ای مثبت با مقدار شن و رابطه‌ای منفی با مقدار سیلت برقرار کرد. درکل می‌توان گفت بافت و مقدار کربنات کلسیم از عوامل مهم و مؤثر بر پدیده سخت‌شوندگی در خاک‌های همدان می‌باشند.

---

روش شماره منحنی رواناب (SCS-CN) به‌طور گسترده جهت پیش‌بینی رواناب مستقیم از رخدادهای باران استفاده می‌شود. در این روش نسبت نگهداشت اولیه (λ=Ia/S) به حداکثر ظرفیت نگهداشت (S) برابر 2/0 فرض شده است (2/0λ=Ia/S= ). استفاده از نسبت نگهداشت اولیه (2/0) در خارج از منطقه ارائه مدل ممکن است منجر به برآورد غیرمنطقی از رواناب شود. بنابراین این مطالعه به منظور تعیین نسبت نگهداشت اولیه (λ=Ia/S) براساس تجزیه رخدادهای باران - رواناب انجام گرفت. داده‌ها شامل 58 رخداد باران - رواناب طی 15 سال (1380-1366) از اندازه‌گیری‌های رواناب در حوزه آبخیز تهم در شمال غرب زنجان بود. براساس نتایج، میزان رواناب برآورد شده برمبنای 2/0λ=Ia/S=، 7/26 برابر میزان رواناب مشاهده‌ای بود. رابطه ضعیفی بین رواناب مشاهده‌ای و برآوردی مشاهده شد ( 09/0(R2= و میزان خطای برآورد مدل 13/0 بود. مقدار نسبت نگهداشت اولیه ( ( Ia/S از 004/0 تا 008/0 و میانگین آن 006/0 بود. به منظور واسنجی مدل، شاخص ضریب نگهداشت اولیه به صورت 08 /0 اصلاح شد (S08/0Ia=). نتایج نشان داد که میزان رواناب مشاهده‌ای 4/1 برابر مقدار برآوردی با مدل واسنجی شده بود. رابطه نسبتاً قوی بین رواناب برآورد شده با مدل واسنجی شده و رواناب مشاهده‌ای بود (01/0>P و41/0 R2=). زمانی‌که هفت رخداد بارندگی به دلیل شدت بارندگی کم (کمتر از 14/0 میلی‌متر در ساعت) و دو رخداد به دلیل بالاترین میزان بارندگی پنج روز پیش (بیشتر از 47/10 میلی‌متر)، از تحلیل آماری حذف شدند، نسبت میزان رواناب برآوردی به مشاهده‌ای به 3/1 کاهش یافت و ضریب تعیین (R2) به 90 درصد (01/0>p و90/0 R2=) افزایش یافت. میزان خطای برآورد مدل به 007/0 کاهش یافت. میزان کارایی مدل در نسبت نگهداشت اولیه اصلاح شده (08/0 λ=Ia/S=) برابر 89% - بود.

---

افزایش جرم مخصوص ظاهری و کاهش خلل و فرج و میزان نفوذپذیری آب در خاک مهم‌ترین تغییراتی است که حین عملیات چوبکشی زمینی توسط ماشین آلات بهره‌برداری ایجاد می‌شوند. مطالعه حاضر به بررسی تغییردر خصوصیات فیزیکی شامل جرم مخصوص ظاهری، رطوبت، تخلخل وخصوصیات هیدرولوژیکی شامل نفوذپذیری خاک در مسیرهای چوبکشی زمینی در یک بازه زمانی 20 ساله پرداخته است. بدین منظور 4 مسیر چوبکشی رها شده با خصوصیات مشابه از نظر شرایط خاکی، فیزیوگرافی، اقلیمی با سنین مختلف در جنگل‌های حوزه نکاء-ظالمرود در شرق مازندران انتخاب گردید. نتایج نشان داد که با گذشت بیست سال از چوبکشی زمینی آثار تردد ماشین آلات در ترافیک شدید هنوز پابرجاست. در تردد شدید جرم مخصوص ظاهری 42 درصد بیشتر و تخلخل و نسبت پوکی خاک به‌ترتیب به اندازه 25 و 47 درصد کمتر از ناحیه شاهد بوده است. کمترین میزان نفوذپذیری خاک در ترافیک شدید در مسیر با سن 1-5 سال پس از چوبکشی زمینی ثبت گردید، به‌طوری‌که در این تیمار 18 دقیقه پس از شروع آزمایش میزان نفوذ آب به داخل خاک قابل اندازه‌گیری نبوده است. نتایج حاصله در هر مسیر اثبات کرد که با افزایش سن رها شدن خصوصیات فیزیکی و هیدرولوژیکی خاک تخریب شده به مرور زمان در مقایسه با ناحیه شاهد به‌ویژه در تردد کم تمایل به بازیابی دارند.

---

این تحقیق با هدف تعیین پراکنش مکانی غلظت‌‌ فلزات سنگین در کلاس‌های اندازه‌ای ذرات خاک با استفاده از انعکاس ثبت شده از ماهواره Landsat ETM+ در جنوب شهر اصفهان در نزدیکی معدن باما صورت گرفت. برای تحقق این هدف، 100 نمونه مرکب خـاک سطحی به‌طور تصادفی از منطقه مورد نظر جمع‌آوری شد. نمونه‌ها‌ هوا خشک شده و کلاس‌های اندازه‌ای ذرات خاک 500-250، 250-125، 125-75، 75-50 و 50> میکرون بعد از پراکنده کردن کل خاک با استفاده از دستگاه التراسونیک و الک‌های مناسب تعیین شدند. غلظت‌های کل روی، سرب و کادمیوم پس از هضم مرطوب نمونه‌ها با اسید نیتریک با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد بین میزان انعکاس‌های طیفی خاک در باندهای مرئی، مادون قرمز نزدیک و پانکروماتیک ماهواره‌‌ی Landsat ETM+ و غلظت‌های فلزات سنگین در کلاس‌های اندازه‌ای ذرات خاک هم‌بستگی معنی‌دار منفی وجود دارد. مدل‌های رگرسیون چند متغیره گام به گام جهت بررسی امکان تخمین غلظت‌های فلزات سنگین در کلاس‌های ذرات خاک به کمک داده‌های باندهای ماهواره‌ای تشکیل شدند و پراکنش مکانی فلزات سنگین به کمک معادلات رگرسیون چندگانه گام به گام پهنه‌بندی گردید. نتایج نشان داد غلظت فلزات سنگین در همه کلاس‌های اندازه‌ای ذرات خاک در نزدیکی معادن حداکثر است و با افزایش فاصله کاهش می‌یابد.

---

تخمین درست حجم رسوبات حمل شده توسط رودخانه‌ها در پروژه‌های آبی از اهمیت بسیاری برخوردار است. در حقیقت حصول روش‌هایی برای محاسبه دبی رسوبات مهم‌ترین هدف تحقیقات مربوط به فرآیند رسوب شده است. از جمله این روش‌ها می‌توان به روش‌های یادگیری ماشین از قبیل مدل درختان تصمیم‌گیری که مبتنی بر اصول یادگیری می‌باشند، اشاره کرد. روش درخت تصمیم یک روش سلسله مراتبی یا چند مرحله‌ای است که در آن به‌صورت بازگشتی مجموعه داده‌ها به روش دودویی به تقسیمات فرعی و کوچک‌تر تقسیم‌بندی می‌شود تا زمانی‌که تقسیمات فرعی نهایی نتوانند بیشتر از آن تجزیه شوند. درختان تصمیم استقرایی مجموعه‌ای از داده‌های معلوم را می‌گیرد و یک درخت تصمیم را از آن استنتاج می‌کند. سپس درخت می‌تواند به‌صورت مجموعه قوانینی برای پیش‌بینی ویژگی‌های معلوم استفاده شود. در این تحقیق کارایی این تکنیک در پیش‌بینی میزان آورد رسوبات رودخانه گل گل حوضه سد ایلام مورد بررسی قرار گرفته است. جهت ارزیابی دقت و صحت نتایج این مدل که در محیط برنامه‌نویسی M‏ATLAB اجرا شده است معیارهای آماری R, BIAS ,RMSE ,r2 و MAE مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان داده که به‌طورکلی و براساس تمامی معیارهای آماری ذکر شده، مدل درخت تصمیم‌گیری در مقایسه با روش مرسوم منحنی سنجه رسوب تطابق بسیار بیشتری با مقادیر اندازه‌گیری شده داشته و مهم‌ترین عامل ایجاد درخت که هم‌بستگی بالایی با مقادیر رسوب داشته است، دبی متناظر با رسوب و سپس بارش‌های روزانه بوده است.

---

سد لاستیکی عبارت از جسم استوانه‌ای خوابیده‌ای است که در عرض کانال‌ها، رودخانه‌ها و تاج سدها قرار می‌گیرد و از هوا یا آب یا ترکیبی از هر دو پر می-شود. سدهای لاستیکی ممکن است با پرتاب‌کننده یا بدون پرتاب‌کننده ساخته شوند. پرتاب‌کننده زائده‌ای مثلثی یا مستطیلی شکل است که در بدنه پایین‌دست سد نصب می‌شود. هدف از نصب پرتاب‌کننده جدا کردن تیغه آب از بدنه سد لاستیکی و جلوگیری از تماس مجدد آب با بدنه است. در این تحقیق 4 مدل فیزیکی مربوط به سدهای لاستیکی مورد بررسی قرار گرفت. پرتاب‌کننده‌ها نیز با توجه به ارتفاع مدل و نسبت و در دو شکل مثلثی و مستطیلی با طول 25 سانتی‌متر ساخته شده و در سه زاویه 30، 45 و 60 درجه مورد آزمایش قرار گرفتند. پس از تجزیه و تحلیل مشاهدات آزمایشگاهی، با توجه به پروفیل‌های پرتاب آب و طول آن، زاویه نصب 45 درجه مناسب‌تر از گزینه‌های 30 و 60 درجه انتخاب گردید. هم‌چنین برداشت-های آزمایشگاهی و رابطه ارائه شده در این تحقیق با روابط ارائه شده توسط سایر محققین مورد مقایسه قرار گرفت. هم‌بستگی نزدیک مقادیر نشان‌دهنده صحت آزمایش‌ها و روابط می‌باشد.