علوم آب و خاک

---

آگاهی از نحوه توزیع آب در خاک جهت طراحی و مدیریت صحیح سیستم‌های آبیاری قطره‌ای زیرسطحی امری ضروری است. از آنجایی که انجام آزمایش، برای تشخیص شکل توزیع رطوبت در داخل خاک بسیار سخت و وقت‌گیر می‌باشد، لذا استفاده از شبیه‌سازی عددی می‌تواند روشی مؤثر و کارا در امر طراحی این سیستم‌ها باشد. از جمله این مدل‌ها، مدل HYDRUS-2D است که قادر به شبیه‌سازی حرکت آب، املاح و گرما در شرایط اشباع و غیر‌اشباع در خاک می‌باشد. هدف از این پژوهش بررسی میزان توانایی مدل شبیه‌ساز -2D HYDRUS جهت تخمین توزیع رطوبت در خاک اطراف یک قطره چکان نقطه‌ای می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی‌ها با داده‌های به‌دست آمده از مزرعه شامل سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در زمان‌های مختلف از آبیاری و 72 ساعت پس از آبیاری مقایسه شد. هم‌چنین مقادیر خطا برای تمامی نقاط و فواصل از قطره چکان و در تمامی زمان‌های آبیاری و پس از آن بررسی شد. نتایج نشان داد که مدل توانسته روند تغییرات را مشابه آنچه که در پروفیل خاک رخ داده است شبیه‌سازی کند. البته میزان رطوبت خاک را در نقاطی که افزایش رطوبت در آنجا رخ داده است، با خطای بیشتری برآورد شده است، حداکثر مقدار خطا 05/0 RMSE=به ازای زمان 5/1 ساعت از شروع آبیاری در عمق 30 سانتی‌متری در محل نصب قطره چکان. هم‌چنین با افزایش زمان آبیاری و یکنواخت شدن رطوبت خاک در اثر توزیع مجدد رطوبت، مدل برآوردهای بهتری ارائه کرد برآوردها با سپری شدن 72 ساعت از اتمام آبیاری و میانگین خطای 002/0=RMSE به مقادیر واقعی نزدیک‌تر شده است.

---

این تحقیق در شرایط گلخانه‌ای و در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار و چهار که تیمار شامل فاضلاب خام، فاضلاب تصفیه شده، ترکیب فاضلاب تصفیه شده و آب چاه به نسبت 50 درصد و ترکیب فاضلاب خام و آب چاه به نسبت 50 درصد بودند، در درون لایسیمتر انجام گردید. لایسیمترها در مهر ماه 1388ساخته شدند و با یک خاک دو لایه پر گردیدند. لایه بالایی (0-30 سانتی‌متر) و لایه پایینی (30-70 سانتی‌متر) به‌ترتیب لوم شنی و لوم رسی شنی بودند. آبیاری لایسیمترها پنج ماه بدون کشت گیاه صورت گرفت تا خاک به شرایط مطلوب برسد. در مجموع هشت آبیاری، با دوره یازده روزه صورت گرفت. پس از هر بار آبیاری نمونه‌های زه آب و فاضلاب ورودی جهت تعیین درصد انتقال عناصر سنگین (آهن، روی، مس، منگنز، سرب، نیکل و کادمیم) جمع‌آوری گردیدند. نتایج نشان داد که اثر تیمارهای آبیاری بر درصد انتقال عناصر سنگین معنی‌دار بوده و کمترین میانگین در فاضلاب خام مشاهده گردید. هم‌چنین بیشترین درصد انتقال عناصر آهن، مس، روی، سرب و نیکل در تیمار ترکیب فاضلاب خام و آب مشاهده گردید. روند تغییرات درصد انتقال عناصر سنگین با گذشت زمان در بیشتر موارد افزایشی مشاهده گردید.

---

در این بررسی اثر جاذب‌های میکرو و نانوساختار پوشال نیشکر اصلاح شده به منظور حذف نیترات مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مختلفی از جمله زمان تعادل، pH، جرم جاذب، غلظت نیترات ورودی و وجود سایر یون‌های رقابتی روی جذب نیترات مورد آزمایش قرار گرفت. pH بهینه برابر6، زمان تعادل برابر 3 ساعت برای جاذب میکرو و 2 ساعت برای جاذب نانوساختار و جرم بهینه جاذب برابر 5/0 گرم به‌دست آمد. با افزایش غلظت اولیه نیترات (120- 5 میلی‌گرم بر لیتر)، بازدهی حذف در جاذب میکرو از 78 به 60 درصد و در جاذب نانوساختار از 89 به 70 درصد کاهش یافته است. نتایج به‌دست آمده از آزمایش‌های جذب ناپیوسته از مدل سینتیک هوو تبعیت نمود. درآزمایش‌های پیوسته، برای جاذب‌های میکرو و نانوساختار با دبی 27/2 لیتر در ساعت در غلظت‌های 15، 50 و 120 میلی‌گرم بر لیتر نیترات، به‌ترتیب ظرفیت جذب برابر (51/3، 55/10 و 23/17 میلی‌گرم بر گرم) و (39/6، 7/12 و 28/17 میلی‌گرم بر گرم) به‌دست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که جاذب‌های میکرو و نانوساختار پوشال نیشکراصلاح شده قابلیت حذف یون‌های نیترات را در حذف نیترات دارا بوده و از بین دو مقیاس، جاذب نانوساختار جذب بالاتری داشت.

---

اصلاح برنامه‌ریزی آبیاری و بهبود مدیریت سیستم‌های آبیاری، دو محوری است که در ارتقای کارآیی مصرف آب در کشاورزی تأثیر بسزایی دارد. این آزمایش به منظور بررسی تأثیر دو روش آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) و آبیاری شیاری تحت رژیم‌های مختلف آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد سویا در سال زراعی (85-84) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان اجرا شد. آزمایش به‌صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار شامل دو روش آبیاری قطره‌ای نواری (T) و شیاری (S) به عنوان عامل اصلی و سه تیمار آبیاری 50 (I50)، 75 (I75) و 100 درصد نیاز آبی (I100) به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد وزن هزار دانه و ارتفاع بوته در روش آبیاری شیاری به‌طور معنی‌داری بیشتر از روش آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) حاصل شد. هم‌چنین اختلاف معنی‌داری بین رژیم‌های مختلف آبیاری از نظر ارتفاع بوته، تعداد گره و عملکرد محصول دیده شد. به‌طوری‌که آبیاری 100 درصد بیشترین و آبیاری 50 درصد کم‌ترین مقدار را دارا بودند. روش آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) موجب کاهش 63 درصدی در حجم آب مصرفی شد. ارزیابی کارآیی مصرف آب دو روش تحت رژیم‌های مختلف آبیاری نشان داد که روش آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) با رژیم 50 درصد نیاز آبی (09/1 کیلوگرم بر مترمکعب) بیشترین و روش آبیاری شیاری با رژیم 100 درصد نیاز آبی (5/0 کیلوگرم بر مترمکعب) کمترین مقدار را دارا بودند.

---

در این کار تحقیقاتی، کیفیت پساب تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهر مشهد جهت استفاده در کشاورزی، براساس رهنمود کیفی آب آیرس و وستکات مورد بررسی قرار گرفت و پتانسیل اثرات نامطلوب آن بر خاک و گیاهان ارزیابی شد. برای این منظور، از پساب هر یک از تصفیه‌خانه‌های مورد نظر در طی مدت یک سال نمونه‌برداری گردید و نمونه‌ها از نظر پارامترهای pH، هدایت الکتریکی، غلظت یون‌های سدیم، کلسیم، منیزیم، کلراید، بور، نیتروژن نیتراتی، بی‌کربنات و برخی از فلزات سنگین مورد آزمایش قرار گرفتند. با توجه به نتایج به‌دست آمده، کاربرد پساب تصفیه‌خانه‌های شهر مشهد در کشاورزی از نظر غلظت بی‌کربنات (meq/L 1/12-0/8) با محدودیت شدید، و از نقطه‌نظر پارامترهای هدایت الکتریکی (dS/m 9/1-3/1)، غلظت سدیم (7/8-8/5 برحسب SAR)، غلظت کلراید (meq/L 5/6-2/3) و نیز شاخص نسبت جذب سدیم تنظیم شده (7/11-8/7)، با محدودیت کم تا متوسط مواجه است. این در حالی است که مقادیر pH (8-3/7)، نیتروژن نیتراتی (mg/L 2/4-5/0)، بور (mg/L 8/0-2/0) و فلزات سنگین محدودیتی را برای استفاده از این پساب‌ها در کشاورزی نشان ندادند. به‌طورکلی نتایج این پژوهش دلالت بر آن دارد که استفاده از پساب در کشاورزی بایستی براساس رعایت برنامه‌ریزی‌های دقیق پایش و مدیریتی انجام پذیرد.

---

شاخص نوسان جنوبی (Southern Oscillation Index, SOI) و الگوهای دمای سطح آب اقیانوس (Sea Surface Temperature, SST) بر بارش بسیاری از مناطق جهان تأثیرگذار است. در این پژوهش، روابط میان بارش ماهانه و فصلی ایران با SOI و SST اقیانوس‌های آرام و هند بررسی شد. برای این منظور، از داده‌های ماهانه بارش 50 ایستگاه سینوپتیک در ایران استفاده شد. به کمک نرم‌افزار Rainman سری فصلی و ماهانه بارش هر ایستگاه با چهار روش‌ (میانگین SOI، فازهای SOI، فازهای SST اقیانوس آرام و فازهای SST اقیانوس هند) با در نظر گرفتن زمان‌پیشی (Lead-time) صفر الی سه ماه، به گروه‌های مختلف تقسیم گردید و اختلافات میان گروه‌های بارش به کمک آزمون‌های آماری ناپارامتری کروسکال- والیس و کلموگروف- اسمیرنف تحلیل شد. صحت استفاده از روابط معنی‌دار در پیش‌بینی احتمالی بارش ایران به کمک آزمون LEPS (Linear Error in Probability Space) برآورد شد. نتایج نشان داد که شاخص SOI در فصل تابستان (ژوئیه - سپتامبر) به‌طور غیرهمزمان با بارش‌های ماه اکتبر (مهر) و پائیزه (اکتبر- دسامبر) در نواحی غرب و شمال‌غرب ایران و سواحل غربی دریای خزر رابطه معنی‌دار و پایداری دارد. به‌طوری‌که فازهای النینو (منفی) و لانینا (مثبت) اغلب به‌ترتیب با افزایش و کاهش بارش در این نواحی همراه هستند. استفاده از میانگین SOI جهت پیش‌بینی بارش نواحی ذکر شده مناسب است، اما الگوهای SST اقیانوس‌های آرام و هند به‌دلیل رابطه ضعیف با بارش ایران و یا ناپایداری روابط، جهت پیش‌بینی بارش‌های ایران مناسب به نظر نمی‌رسند. بنابراین به دلیل این‌که بارش‌های ایران در تمامی فصول تنها در ارتباط با شاخص SOI و SST اقیانوس‌های آرام و هند نمی‌باشند، نرم‌افزار Rainman به عنوان ابزاری جامع برای مدیریت منابع آب ایران در کلیه فصول سال به شمار نمی‌آید. پیشنهاد می‌شود تأثیر دور سایر نوسانات اقیانوسی- اتمسفری با بارش ایران بررسی شود و براساس شاخص‌های نوسانات مؤثر بر بارش ایران، مدلی شبیه Rainman برای پیش‌بینی بارش ایران تهیه شود.

---

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.

---

خاک‌های متورم‌شونده، خاک‌هایی هستند که با تغییر رطوبت، حجم آنها تغییر می‌کند. تغییر حجم این خاک‌ها باعث ایجاد خسارت به سازه‌های بنا‌شده روی آنها می‌شود. از آنجایی که تورم و انقباض در این خاک‌ها از هم جدایی ناپذیرند، بنابراین بررسی تورم بدون انقباض منطقی به نظر نمی رسد. در این پژوهش میزان تورم-پذیری یک خاک متورم‌شونده تحت سربار 10 کیلوپاسکال با سه نوع کیفیت آب در چرخه‌های متوالی تر و خشک‌شدن، بررسی شد. به این منظور، یک نمونه از خاک متورم‌شونده که به روش استاتیکی متراکم شد، در دستگاه تحکیم اصلاح‌شده تحت سربار ثابت 10 کیلو پاسکال با سه کیفیت مختلف آب در معرض چرخه‌های تر و خشک‌شدن قرار گرفت. نتیجه حاکی از یکسان‌شدن تورم و انقباض پس از طی حدود 6 چرخه بود. هم‌چنین تغییرات پتانسیل تورمی خاک در چرخه‌های متوالی تر و خشک متأثر از کیفیت آب بود به گونه‌ای که آب شور سبب کاهش پتانسیل تورم پس از چند چرخه، نسبت به آب خالص شد. منحنی‌های تغییرات نسبت پوکی در برابر رطوبت در حالت تعادل نیز نشان‌گر حذف پدیده پس‌ماند پس از اعمال چرخه‌های تر و خشک‌شدن بود.

---

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.

---

پخش سیلاب یکی از روش‌های مناسب در مهار سیلاب‌ها و حفظ آب و خاک در مناطق خشک و نیمه‌خشک است. با توجه به این‌که ویژگی‌های خاک ممکن است تحت تأثیر پخش سیلاب قرار گیرند، در این بررسی تأثیر پخش سیلاب بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک در پهنه پخش سیلاب قره‌چریان واقع در شمال غربی زنجان در سال 1389 بررسی گردید. برای این منظور سه عرصه پخش سیلاب همراه با یک عرصه شاهد جهت نمونه‌برداری خاک انتخاب شد. در هر عرصه پخش، هشت مکان و در عرصه شاهد، سه مکان تحت نمونه‌برداری خاک قرار گرفت. در این راستا 216 نمونه خاک از سه عرصه پخش همراه با 27 نمونه از عرصه شاهد برداشت شد. نفوذپذیری خاک نیز با استفاده از استوانه‌های مضاعف در سه مکان در هر عرصه پخش و عرصه شاهد اندازه‌گیری شد. بررسی ویژگی‌های فیزیکی خاک نشان داد که پخش سیلاب اثر کاهشی معنی‌دار(001/0 P<) بر نفوذپذیری و آب قابل دسترس خاک داشت. کاهش نفوذپذیری خاک در عرصه‌های پخش نسبت به عرصه شاهد به‌دلیل کاهش درصد شن و افزایش درصد رس بود. هم‌بستگی معنی‌دار منفی بین مقدار آب قابل دسترس و میزان رس خاک نیز وجود داشت(05/0 P<). ویژگی‌های شیمیایی خاک شامل شوری، پتاسیم و بی‌کربنات بر خلاف اسیدیته، آهک و ازت در عرصه‌های پخش سیلاب افزایش یافتند(001/0 P<). تفاوت مقدار ماده آلی و کربنات در عرصه‌های پخش و عرصه شاهد معنی‌دار نبود. این پژوهش آشکار کرد که کنترل بار معلق و نمک‌های محلول در سیلاب به منظور جلوگیری از افت کیفیت فیزیکی (نفوذپذیری و آب قابل دسترس) و شیمیایی خاک (شوری و بی‌کربنات) در عرصه‌های پخش و افزایش کارایی این روش حائز اهمیت است.

---

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

---

افزایش فشار آب منفذی در سدهای با هسته رسی حین ساخت و اولین آبگیری می‌تواند باعث آغاز و یا پیشرفت شکست هیدرولیکی گردد. در این تحقیق ضمن مدل‌سازی سد مسجد سلیمان، تغییرشکل‌ داخلی، فشار آب منفذی، ضریب فشار‌ آب منفذی و تنش‌ کل محاسبه شده و با مقادیر اندازه‌گیری شده مقایسه گردیده است. برای انجام آنالیز از نرم‌افزار GEOSTUDIO نسخه 6.02 که قابلیت ساخت لایه به لایه سد و انجام تحکیم دوبعدی همبسته رادارداستفاده شده است. مدل‌های رفتاری استفاده شده در تحلیل، مدل الاستیک خطی و الاستیک غیرخطی است. برای ارزیابی دقیق و به‌دست آوردن پارامترهای صحیح مدل رفتاری، آزمایش‌های سه محوری که روی مصالح هسته صورت گرفته است، مدل گردید. از مقایسه نتایج مدل‌سازی و ابزار دقیق می‌توان به رفتار مناسب سد و در نتیجه روند صحیح مدل‌سازی پی برد. هم‌چنین تأثیرآبگیری بر تغییرشکل‌، فشار‌ آب منفذی، ضریب فشار‌ آب منفذی و تنش‌ کل ارزیابی گردیده است.

---

یکی از راه‌های استفاده بهینه از آب، به‌کارگیری روش‌های مدرن آبیاری از جمله آبیاری قطره‌ای نواری است. در این تحقیق به منظور ارزیابی سیستم‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیر‌سطحی بر عملکرد پنبه، آزمایشی به‌صورت کرت‌های خرد شده و در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی با سه تکرار در مزرعه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی ارزوئیه واقع در استان کرمان در سال 1389 اجرا گردید. تیمارها شامل سه سطح آبیاری100، 80 و 60 درصد نیاز آبی به‌عنوان عامل اصلی و دو سیستم آبیاری قطره‏ای سطحی و زیر‌سطحی به‌عنوان عامل فرعی می‌باشند. میزان صرفه‌جویی در آب مصرفی دو تیمار 60 و 80 درصد نیاز آبی نسبت به تیمار 100 درصد نیاز آبی، به‌ترتیب به میزان 3200 و 1500 مترمکعب در هکتار می‌باشد. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که عملکرد محصول ناشی از اعمال تیمارهای 60 و 80 درصد نیاز آبی نسبت به تیمار 100 درصد نیاز آبی، به‌ترتیب به میزان 2/37 و 6/15 درصد کاهش وکارایی مصرف آب در دو تیمار مذکور به‌ترتیب 8/3 درصد کاهش و 7/0 درصد افزایش دارد. هم‌چنین عملکرد محصول و کارایی مصرف آب ناشی از اعمال تیمار سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی نسبت به سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی به-ترتیب به میزان 11 و 3/11درصد افزایش داشت. علاوه بر این نسبت منفعت به هزینه سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در حدود 8 درصد نسبت به سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی کمتر می‌باشد. با توجه به نتایج به‌دست آمده، استفاده از سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در قالب تیمار 80 درصد نیاز آبی در کشت پنبه در منطقه ارزوئیه استان کرمان می‌تواند راهکاری مناسب برای صرفه‌جویی در مصرف آب و افزایش کارایی مصرف آب در دوره‌های خشک‌سالی باشد.

---

یکی از مهم‌ترین عوامل آلودگی منابع آب، مصرف کودهای نیتروژنی در بخش کشاورزی است. مدل‌های گیاهی با قابلیت شبیه‌سازی آبشویی نیترات و تعیین سرنوشت نیتروژن در گیاه و خاک برای مدیریت کاهش آلودگی نیترات در آب‌های سطحی و زیر زمینی بسیار مفید می‌باشند. مدل نیتروژن- خاک (Soil-Nitrogen-Balance) از بسته نرم‌افزاری DSSAT قابلیت شبیه‌سازی سرنوشت نیتروژن در خاک و گیاه را دارد. هدف از انجام این تحقیق ارزیابی مدل DSSAT برای آبشویی نیترات از عمق توسعه ریشه ذرت رقم سینگل کراس 704 و برداشت نیتروژن گیاه در سطوح مختلف نیتروژن و آب مصرفی است. طرح آزمایشی شامل سه سطح کود نیتروژنی شامل صفر، 150 و 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و چهار سطح آب کاربردی شامل 0.7SMD (Soil moisture depletion)، 0.85SMD، 1.0SMD و 1.13SMD بود که در سه تکرار اجرا شد. آبشویی نیتروژن نیتراتی از عمق 60 سانتی‌متری در طی دوره رشد در 36 کرت آزمایشی به‌وسیله دستگاه مکش رطوبت خاک (Ceramic Suction Cups, CSC) اندازه‌گیری گردید. پس از واسنجی مدل، با استفاده از داده‌های مزرعه‌ای مدول نیتروژن مدل ارزیابی گردید. چهار شاخص آماری راندمان مدل، میانگین انحراف، ضریب تبیین و شاخص توافق برای بررسی دقت مدل در شبیه-سازی آبشویی نیتروژن نیتراتی از عمق 60 سانتی‌متر استفاده شد. مقایسه شاخص‌های آماری در هر تیمار نشان داد که دقت مدل در سطح آّبیاری کامل (W3) و همین‌طور در سطح بیش‌آبیاری (W4) با افزایش کود نیتروژنی کاربردی، افزایش یافت. در تیمارهای کم‌آبیاری مدل مقدار تلفات نیترات را برابر مقدار واقعی (صفر) شبیه‌سازی نمود. بنابر نتایج، مدل با دقت قابل قبولی قادر به شبیه‌سازی آبشویی نیتروژن نیتراتی از زیر عمق توسعه ریشه در سطوح مختلف آب و کود نیتروژنی است.

---

تحقیق حاضر با هدف بررسی تأثیر پوشش گیاهی روی میزان رواناب و رسوب در کرت-های با سطح پوشش مختلف در حوزه آبخیز مهریان پی‌ریزی گردید. این تحقیق در مقیاس مکانی کرت به ابعاد 3×2 متر و زمانی رگبار در طول یکسال آبی و در سه تیمار مختلف از جمله فاقد پوشش، تلفیقی (گرامنیه و بوته‌ای) و بوته‌ای است، در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نمونه برداری در طول یک‌سال آبی انجام گردید به‌طوری‌که میزان بارندگی در طول این مدت به‌صورت ماهانه و میزان روان‌آب و رسوب بعد از هر ماه برداشت و اندازه‌گیری گردید. مقدار رسوب به‌روش ثابت‌گذاری و خشک کردن محاسبه شد. هم‌چنین میزان پوشش با استقرار پلات‌های به ابعاد 60×25 متر اندازه‌گیری گردید. تجزیه و تحلیل آماری نتایج با استفاده از نرم افزار SPSS و در قالب طرح سپلیت پلات انجام گرفت. نتایج بیانگر آن بود که حداقل و حداکثر روان‌آب در پلات‌های بدون پوشش ، پوشش بوته‌ای و تلفیقی به‌ترتیب معادل 38 و 162، 15 و 74 و 15 و 96 لیتر و حداقل و حداکثر رسوب به‌ترتیب معادل 8/3 و 21، 8/1 و 11، 9/1 و 13 گرم در لیتر در نوسان بوده است. نتایج آنالیز آماری در قالب طرح اسپلیت پلات نشان داد که بین تیمارها اختلاف معنی‌داری در رواناب و رسوب (01/0P<) مشاهده گردید. هم‌چنین نتایج نشان داد که میزان رواناب در بوته‌ای‌ها 1/2‌ برابر بیشتر از فاقد پوشش و 8/1 برابر بیش‌تر از تلفیقی و در در تلفیقی 1/1 برابر بیش‌تر از بوته‌ای بود در حالی‌که در میزان رسوب مقادیر فوق به‌ترتیب 4/2، 6/1 و 5/1 بود.

---

از عوامل موثر در فرسایش خاک، زمین شناسی سطحی است که هم از حیث حساسیت به فرسایش و هم از نظر تولید رسوب قابل بررسی است. استفاده از سامانه های مختلف خاک‌ورزی پس از تغییر ناآگاهانه و غیر علمی کاربری اراضی سایر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک را تحت تاثیر قرار می دهد. این امر به ویژه در اراضی حاشیه ای و مناطق پر شیب کوهستانی بیشتر مشهود است. در این تحقیق به منظور بررسی حساسیت به فرسایش و تلفات خاک کاربری های مختلف نهشته های سازند آغاجاری، بخشی از حوزه آبخیز مرغا شهرستان ایذه به مساحت 1609 هکتار انتخاب گردید. این تحقیق به منظور تعیین رابطه بین تلفات خاک بوسیله شبیه ساز باران با برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مانند درصد ماسه خیلی ریز، شن، رس، سیلت، اسیدیته، هدایت الکتریکی، رطوبت، کربنات کلسیم و شوری خاک در کاربری های مختلف سازند های آغاجاری انجام گرفت. نمونه برداری با دستگاه شبیه ساز باران در 7 نقطه و با 3 بار تکرار در شدت های مختلف 75/0، 1 و 25/1 میلیمتر در دقیقه در سه کاربری مرتع، منطقه مسکونی و اراضی کشاورزی انجام شد. به منظور بررسی عوامل موثر در تلفات خاک و فرسایش پذیری، نمونه برداری از خاک در لایه 0-20 سانتی متری نیز به همان تعداد برداشت رسوب صورت گرفت. به منظور انجام کلیّه تجزیه و تحلیل‌های آماری از نرم افزار11.5 SPSS و EXCEL استفاده گردید. سپس مهمترین عوامل موثر در تولید رسوب به کمک رگرسیون چند متغیره شناسایی شدند. نتایج نشان داد که تلفات خاک و فرسایش پذیری در کاربری ها، در شدت های مختلف بارش اختلاف معنی داری با هم دارند. مدل های رگرسیونی به دست آمده نشان داد که در کاربری های مختلف، از بین عامل های اندازه گیری شده شاخص های مقادیر سیلت، ماسه خیلی ریز، آهک، شوری، اسیدیته خاک و ماده آلی بیشترین نقش را در تولید رسوب داشته اند. درصد شن در کاربری مسکونی و درصد ماسه خیلی ریز و شوری خاک و ماده آلی در کاربری زراعی بیشترین تاثیر را در تولید رسوب داشته اند. در کاربری مرتع نیز درصد رطوبت و اسیدیته خاک بیشترین نقش را در تولید رسوب دارد.

---

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

---

شبیه‌سازی پاسخ عملکرد گیاه نسبت به آب، نقشی کلیدی در بهینه نمودن بهره‌وری آب کشاورزی بازی می‌کند. در این تحقیق از مدل CropSyst جهت شبیه‌سازی پاسخ عملکرد دو رقم برنج محلی تحت پنج رژیم آبیاری شامل آبیاری برنج به صورت غرقاب دائم و آبیاری صفر، سه، شش و نه روز پس از ناپدید شدن آب از روی سطح زمین در منطقه رشت در دو فصل زراعی 1382 و 1383 استفاده شد. ضرایب واسنجی مدل با استفاده از داده‌های سال 1382 به‌دست آمد و ارزیابی مدل توسط داده‌های سال 1383 انجام گرفت. نتایج انجام آزمون F حاکی از عدم وجود اختلاف معنی‌دار در سطح اطمینان 99 درصد بین مقادیر مشاهده شده و شبیه‌سازی شده عملکرد در هر دو رقم بینام و حسنی بود. خطای نسبی برآورد عملکرد در سال 1382 برای رقم بینام بین 81/0- تا 58/12 درصد و برای رقم حسنی بین 4/2- تا 42/19 درصد و در سال 1383 برای رقم بینام بین 83/0 تا 4/16 درصد و برای رقم حسنی بین 82/2- تا 27/21 درصد به‌دست آمد. با توجه به توانایی مدل CropSyst در شبیه‌سازی عملکرد گیاه برنج تحت رژیم‌های مختلف آبیاری، این مدل می‌تواند در تعیین استراتژی‌های بهینه مدیریت برای بهبود بهره‌وری آب در کشت برنج مورد استفاده قرار گیرد.

---

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.

---

مدل‌های مختلفی برای جذب آب به‌وسیله ریشه ارائه شده است. در این تحقیق با استفاده از داده‌های تبخیر و تعرق و درصد رطوبت خاک به‌دست آمده از لایسیمتر و داده‌های توزیع ریشه در خاک درخت زیتون، دقت مدل‌ جذب ریشه در تخمین تغییرات درصد رطوبت خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. عمق لایسیمتر 120 سانتی‌متر و از نوع وزنی بود که از خاک لوم- رسی پر شد. در دوره آزمایش مقادیر ورود و خروج آب در لایسیمتر ثبت گردید و مقادیر دقیق تبخیر و تعرق ستون خاک محاسبه شد. تغییرات رطوبت خاک عمقی توسط دستگاه رطوبت سنج (TDR) نصب شده در لایسیمتر در دوره آزمایش به‌صورت کامل ثبت گردید. برای تعیین نقش توزیع ریشه در خاک، مدل فدس با استفاده از تراکم طولی ریشه استفاده گردید. معادلات حرکت جریان به‌صورت عددی حل شد که در حل این معادلات داده‌های تبخیر و تعرق به‌صورت داده‌های ورودی استفاده شد و تغییرات رطوبت خاک شبیه‌سازی شده با تغییرات رطوبت خاک اندازه‌گیری شده جهت تأیید مدل جذب آب توسط ریشه مورد مقایسه قرار گرفت. مقایسات نشان داد که متوسط خطای نسبی مدل فدس 10 درصد بود. براساس نتایج حاصل از این تحقیق، حدود 90 درصد جذب ریشه درخت زیتون در عمق صفر تا 40 سانتی-متری صورت می‌گیرد.