علوم آب و خاک

---

حرکت باکتری اشریشیا کولی مقاوم به نالیدیکسیک اسید (E. coli NAR) تحت شرایط جریان اشباع و غیراشباع در دو دمای ºC 5 و ºC 20 در دو خاک لوم‌رسی و لوم‌شنی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌های آبشویی در ستون‌های بزرگ بازسازی‌شده با هوادیدگی فیزیکی انجام شد. از دستگاه نفوذسنج مکشی برای برقراری شرایط جریان اشباع و غیراشباع ماندگار استفاده گردید. نمونه‌برداری از زه‌آب خروجی از سه عمق 10، 30 و 45 سانتی‌متر در زمان‌های مشخص انجام شد. شرایط رطوبتی اشباع، دمای ºC 20 و خاک لوم-رسی سبب افزایش غلظت باکتری در زه‌آب خروجی شدند. ضریب پالایش و شاخص نسبی جذب در خاک لوم‌شنی (میانگین شرایط جریان، دما و عمق خاک) به ترتیب 32% و 23% بیشتر از خاک لوم‌رسی به دست آمد، که بیانگر توانایی بیشتر خاک لوم‌شنی در پالایش باکتری به دلیل ساختمان ضعیف‌تر و منافذ ریزتر است. به عبارت دیگر باکتری‌ها در منافذ ریز خاک لوم‌شنی به صورت فیزیکی حبس شده و گیر می‌افتند. با افزایش عمق خاک غلظت آلاینده نیز کمتر شد که نشان‌دهنده اثر خاک در پالایش آلاینده‌های میکروبی به عنوان یک فیلتر طبیعی است. کاهش دمای محیط شستشو سبب کاهش شدت جریان و در نتیجه افزایش پالایش باکتری (میانگین شرایط جریان، دما و عمق خاک) به میزان 100% در خاک لوم‌رسی و 68% در خاک لوم‌شنی شد

---

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

---

مطالعه انتقال میکروب‌ها در خاک از جنبه‌های مختلفی مانند آلودگی آب‌های زیرزمینی و پالایش زیستی خاک و آب زیرزمینی اهمیت دارد. هدف از این پژوهش مطالعه کمی انتقال باکتری در ستون‌های خاک آهکی دست‌نخورده تحت شرایط رطوبتی اشباع بود. بدین منظور، منحنی رخنه باکتری سودوموناس فلورسنس و کلراید در شرایط اشباع پایدار اندازه‌گیری شد. پس از پایان آزمایش انتقال باکتری، تعداد باکتری در لایه‌های مختلف خاک شمارش شد. مدل جذب- واجذب سینتیک تک مکانی و دو مکانی برنامه HYDRUS-1D برای پیش‌بینی انتقال و جذب باکتری در ستون خاک استفاده شد. نتایج نشان داد مدل جذب- واجذب سینتیک دو مکانی در مقایسه با مدل تک مکانی برآوردی بهتر از انتقال و نگهداشت باکتری در نیمرخ خاک دارد. کارایی این مدل (E) در برآورد منحنی رخنه باکتری از 92/0 تا 95/0 و در برآورد نگهداشت باکتری در نیمرخ خاک از 86/0 تا 94/0 بود. جذب باکتری به مکان 1 نسبتاً سریع و واجذب آن کند بود. در‌حالی‌که جذب باکتری و واجذب آن از مکان 2 سریع بود. ویژگی جذب سریع و واجذب کند باکتری در مکان 1 به کربنات کلسیم خاک نسبت داده شد که مکانی مناسب برای جذب باکتری است. نرخ واجذب باکتری کمتر از 01/0 نرخ جذب آن بود که نشان‌دهنده جذب تقریباً غیرقابل برگشت باکتری به کربنات کلسیم است. بیشتر باکتری‌ها پالایش شده در لایه‌های سطحی خاک نگهداشته شدند و با کاهش عمق مقدار نگهداشت باکتری به‌صورت نمایی کاهش یافت. نرخ حذف باکتری در خاک از 4 تا 9/4 متغیر بود. نرخ بالای حذف باکتری به کربنات کلسیم خاک نسبت داده شد که دارای بار موافق برای جذب باکتری گرم منفی است

---

در این تحقیق به منظور بررسی وضعیت جریان‌های کم در حوضه آبخیز کرخه از پنج شاخص جریان کم رودخانه‌ای شامل 10،7Q، 20،7Q، 10،30Q، 3،4Q و95Q استفاده شد و آمار دبی روزانه 12 ایستگاه هیدرومتری این حوضه در طول دوره آماری سال‌های 46-1345 تا 81-1380 مورد استفاده قرار گرفت. همگنی داده‌های دبی از طریق آزمون توالی بررسی شد. مقادیر شاخص 95Q با ترسیم منحنی‌های تداوم جریان مشخص شد و چهار شاخص 10،7Q، 20،7Q، 10،30Q ، 3،4Q به کمک تحلیل فراوانی جریان‌های کم 4، 7 و 30 روزه محاسبه گردید. پس از محاسبه شاخص‌ها، دوره‌های جریان کم در ایستگاه‌های مختلف مشخص شد. ناحیه‌بندی شاخص‌ها نیز به کمک روش کریجینگ صورت گرفت. نتایج نشان داد که شاخص‌های 3،4Q و 95Q نسبت به بقیه شاخص‌های جریان کم مقادیر کمتری دارند و هرچه دوره بازگشت افزایش یابد، مقدار شاخص جریان کم کاهش می‌یابد. براساس نقشه‌های ناحیه‌بندی شاخص‌های جریان کم، بیشترین مقدار شاخص‌های جریان کم در نواحی مرکزی و جنوبی حوضه می‌باشد و هرچه به سمت شمال حوضه حرکت شود از مقدار این شاخص‌ها کاسته می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که سال‌های وقوع خشک‌سالی هیدرولوژیک در ایستگاه‌های مختلف حوضه آبخیز کرخه یکسان نیست، ولی در سال‌های 46-1345، 78-1377، 79-1378، 80-1379 و 81-1380 در بیشتر ایستگاه‌ها خشک‌سالی هیدرولوژیک اتفاق افتاده است، به طوری که در این سال‌ها به ترتیب در 67، 92، 84، 75 و 59 درصد ایستگاه‌ها خشک‌سالی هیدرولوژیک اتفاق افتاده است.

---

در مقاله حاضر به بررسی و تجزیه و تحلیل پروفیل‌های سرعت در جریان غلیظ تحت شرایط متغیری از شیب کف، دبی و غلظت جریان غلیظ و کشش سیال پیرامون پرداخته شده است. آزمایش‌ها در فلومی شیب‌پذیر با استفاده از محلول آب و نمک به عنوان جریان غلیظ صورت گرفت. نتایج نشان داد که اعمال هر یک از شرایط فوق تأثیر بسزایی بر مشخصه‌های مهم پروفیل‌های سرعت دارد. در ادامه نیز پروفیل‌های بدون بعد جهت بررسی و مقایسه آنها در رژیم‌های زیربحرانی، بحرانی و فوق بحرانی استخراج شدند که نتایج نشان داد در حالت فوق بحرانی ضخامت پروفیل‌ها عموماً بیشتر است که به دلیل کشش بیشتر سیال پیرامون می‌باشد. هم‌چنین ضرایب روابط پروفیل‌های سرعت در نواحی جت و دیواره استخراج شدند که تطابق خوبی با اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی را نشان دادند. نسبت مشخصه‌های پروفیل‌های سرعت به یکدیگر نیز جهت درک بهتر ساختار پروفیل‌ها در جریان غلیظ محاسبه شدند

---

در کشاورزی برای بهبود حاصل‌خیزی خاک از کودهای گاوی بهره‌گیری می‌شود. اشرشیا کولی معمول‌ترین کلیفرم روده‌ای کود گاوی است، که به عنوان شاخص آلودگی آب‌های زیرزمینی مورد بررسی قرار می‌گیرد. هدف این پژوهش بررسی چگونگی حرکت باکتری اشرشیا کولی آزادشده از کود گاوی در شرایط جریان غیراشباع خاک، در مزرعه است. لایسیمترهایی (به قطر درونی 5/20 و ارتفاع cm‌50) در مزرعه‌ای با بافت خاک لوم رسی کار گذاشته شدند. کنترل جریان غیراشباع در پتانسیل ماتریک cm 5- با دستگاه نفوذسنج مکشی انجام گرفت. پس از برقراری جریان ماندگار، کود گاوی تازه هوا-خشک به میزان Mg ha-1 10 (براساس وزن خشک) روی لایسیمترها ریخته شد. نمونه‌گیری با نمونه‌گیرهای پلاستیکی کارگذاشته شده در عمق‌های 20 و cm 40 لایسیمتر و در زمان‌های 1، 2، 4، 6، 12 و 24 ساعت پس از آغاز آبشویی کود انجام گرفت. فراوانی اشرشیا کولی در واحد حجم محلول خروجی از نمونه‌گیرها (C) و آب ورودی (C0) به روش زنده (شمارش پلیت) شمارش گردید. اثر عمق خاک، زمان نمونه‌برداری و اثر متقابل آنها بر C و C0/ Cمعنی‌دار شد (در سطح آماری 1%). در همه زمان‌ها شاخص نسبی جذب باکتری (SR) در مجموع دو لایه کمتر بود و با افزایش عمق خاک میزان پالایش هم بیشتر شد. با تصحیح غلظت ورودی برای لایه دوم دیده شد که SR در این لایه (cm 40-20) قابل توجه بوده و در زمان‌های 4 و 6 ساعت بیشتر از لایه اول به دست آمد. نقش لایه رویین خاک در پالایش باکتری برجسته بود ولی وجود جریان‌های ترجیحی به ویژه در زمان‌های آغازین باعث انتقال باکتری‌ها تا لایه دوم شد. کاهش دما در کاهش آزادشدن باکتری از کود و افزایش گران‌روی آب تأثیرگذار بوده و سبب کاهش شدید غلظت باکتری محلول خاک در زمان h 24 شد. در کل نتایج این پژوهش نشان داد که افزون بر لایه رویین، لایه زیرین خاک با توجه به درصد بیشتر رس و آهک می‌تواند در پالایش باکتری‌ها کارایی ویژه‌ای داشته باشد.

---

در این مقاله مزیت و اهمیت یک مدل عددی به منظور پیش‌بینی و پایش فرآیندهای حاکم بر جریان رودخانه‌ها مورد بحث قرار گرفته است. به همین منظور و با توجه به اهمیت سرعت جریان آب و تنش‌های برشی ناشی از آن بر فرسایش کناره‌ها و کف رودخانه، از یک مدل عددی دو بعدی تحت عنوان CCHE2D برای شبیه‌سازی الگوی جریان در بازه‌ای از یک پیچان‌رود طبیعی (خشکه رود فارسان در 30 کیلومتری غرب شهرکرد) بهره گرفته شده است. در این بررسی پس از نقشه‌برداری دقیق نقشه‌های توپوگرافی با مقیاس مناسب از محدوده مورد مطالعه به‌دست آمد و سپس هندسه مدل و شبکه محاسباتی با ابعاد مختلف تهیه، و در نهایت براساس مشخصات اندازه‌گیری شده جریان رودخانه، مدل هیدرودینامیک دو بعدی متوسط عمق، اجرا و نتایجی همچون توزیع عمق و سرعت جریان در خم رودخانه استخراج گردید. نتایج به‌دست آمده نشان دادند که بهره‌گیری از مدل‌های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای مدل‌سازی جریان آب، ما را یک گام به پیش‌بینی‌های کلی‌تر برای فرآیندهای حاکم بر جریان در رودخانه‌های پیچان‏رودی نزدیک‏تر می‌کند. نتایج شبیه‏سازی با نتایج به‌دست آمده از اندازه‌گیری صحرایی نشان داد، مدل CCHE2D از قابلیت خوبی جهت پیش‌بینی مشخصات جریان در رودخانه‌های پیچان‌رود برخوردار است.

---

یکی از روش‌های معمول استهلاک انرژی در پایین دست سد، بهره جستن از پدیده پرش هیدرولیکی می‌باشد. پرش هیدرولیکی از نوع جریان‌های متغیر سریع است که در آن جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تغییر می‌یابد و با استهلاک انرژی قا بل توجهی همراه است. در این مطالعه به منظور کاهش طول پرش هیدرولیکی و نیز کاهش عمق مزدوج پرش از ترکیب دو جت آبی که ترکیبی از جریان عبوری از روی سرریز اوجی با استاندارد USBR و جریان خروجی از شکاف در بدنه سد است، استفاده شد. در این آزمایش جت آب خروجی از شکاف ایجاد شده در بدنه سد با سه زاویه صفر، 45 و 90 درجه نسبت به افق با جریان عبوری از روی سد در نسبت‌های متفاوتی از دبی که در هر زاویه برخورد، شش نسبت دبی از شکاف عبور داده می‌شد، تلاقی داده شد و تأثیر هر یک بر روی میزان کاهش طول و عمق مزدوج پرش بررسی شد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که تلاقی جت‌های آب با زاویه 45 درجه نسبت به افق بیشترین تأثیر را در کاهش طول و عمق مزدوج پرش دارد و هنگامی‌که 26 درصد دبی از شکاف عبور می‌کند، طول پرش نسبت به حالت کلاسیک در حدود 50 درصد کاهش می-یابد. این سازه هم‌چنین می‌تواند باعث تخلیه رسوبات پشت سرریز و نیز عدم تجمع رسوبات در بالادست آبگیر و افزایش ضریب دبی سرریز شود.

---

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

---

در این پژوهش اثر ساختمان خاک در انتقال بروماید غیر‌فعال تحت شرایط جریان اشباع و غیراشباع بررسی گردید. تیمارهای ساختمان خاک شامل ستون‌های خاک دست‌نخورده (ساختمان منشوری و دانه‌ای) و خاک دست‌خورده (ساختمان تک‌دانه) بودند. غلظت ثابتی از برومید (M 005/0) بر سطح ستون‌ها تحت شرایط جریان ماندگار اعمال شد. برای شرایط اشباع، شدت جریانی برابر با بیشترین هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) خاک‌ها و برای ایجاد شرایط غیراشباع، شدت جریانی برابر نصف کمترین Ks روی ستون‌ها اعمال گردید. آبشویی ستون‌ها تا حجم آب خروجی 5 حجم آب منفذی ( PV) ادامه یافت. غلظت برومید خروجی با فواصل PV2/0 توسط الکترود انتخابگر برومید اندازه‌گیری شد. منحنی رخنه برومید برای ساختمان تک‌دانه S شکل و نزدیک به الگوی جریان‌های پیستونی و مویینه‌ای بود. در دو ساختمان منشوری و دانه‌ای، منحنی رخنه در ابتدا دارای شیب تند و سپس شیب ملایم‌تر و کشیده بود. مسیرهای ترجیحی موجب خروج زود هنگام برومید از ستون‌های خاک در این دو ساختمان شد. کشیدگی منحنی رخنه بیان‌گر نقش مهم پخشیدگی و پراکنش در انتقال برومید در این خاک‌ها می‌باشد. در شرایط اشباع، جبهه برومید نسبت به شرایط غیراشباع به علت غالبیت جریان توده‌ای و جریان سریع‌تر در منافذ درشت زودتر به انتهای ستون رسید. نتایج این پژوهش اهمیت ساختمان خاک، مسیرهای ترجیحی و شرایط جریان را در انتقال املاح نشان می‌دهد.

---

نقطه غوطه‌وری هنگامی روی می‌دهد که در برخورد جریان غلیظ با سیال ساکن، جریان غلیظ به‌درون سیال ساکن نفوذ کرده باشد. در این تحقیق پارامترهای هیدرولیکی جریان غلیظ و هم‌چنین شیب بستر سیال ساکن که بر نقطه غوطه‌وری تأثیر گذار هستند، تحت شرایط دو مدل‌ تلاطمی استاندارد و RNG (که در سراسر متن به اختصار مدل استاندارد و RNG از آنها یاد خواهد شد) با استفاده از مدلFlow-3D مورد بررسی قرار گرفته‌اند. در این تحقیق ابتدا یک مدل فیزیکی ساخته شد و آزمایش‌های مختلف- در مجموع 36 آزمایش در آن انجام گردید. سپس با استفاده از مدل Flow-3D ارتفاع نقطه غوطه‌وری برای شرایط آزمایشگاهی موجود تحت شرایط دو مدل آشفتگی مذکور شبیه‌سازی شد. بررسی مقایسه‌ای نشان داد که عمق غوطه‌وری برآورد شده تحت مدل آشفتگی RNG نسبت به مدل استاندارد، به مقادیر اندازه گیری شده آزمایشگاهی نزدیک‌تر می‌باشد. این در حالی است که در شیب 12 درصد مدل RNG مقدار 28/12 درصد و مدل استاندارد حدود 30 درصد نتایج را بیشتر از داده‌های آزمایشگاهی پیش‌بینی نموده است. در مجموع برای کلیه شیب‌ها به‌طور متوسط نتایج حاصل از مدل تلاطمی RNG، 5/10 درصد و نتایج حاصل از مدل استاندارد 27 درصد بیشتر از مقادیر اندازه‌گیری شده می‌باشد. با توجه به بررسی آماری انجام شده مشخص گردید که مدل تلاطمی RNG به‌طور کلی نتایج ارتفاع غوطه‌وری را با دقت رضایت ‌بخشی نسبت به مدل استاندارد تخمین می‌زند.

---

سرریزهای استوانه‌ای و نیم‌استوانه‌ای در سیستم‌های توزیع و انتقال آب، اندازه‌گیری جریان و کنترل سطح آب در کانال‌های روباز مورد استفاده قرار می‌گیرند. با بررسی تحقیقات انجام گرفته پیرامون سرریزهای جانبی مشخص شد که تاکنون از این‌‌گونه از سرریزهای به‌صورت جانبی استفاده نشده است لذا به‌دلیل راندمان مناسب آبگیری یا اقتصادی بودن آنها و نیز سهولت ساخت این سرریزها، مطالعه خصوصیات هیدرولیکی سرریزهای استوانه‌ای و نیم‌استوانه‌ای نظیر ضریب دبی و عمق جریان روی تاج سرریز در آزمایشگاه هیدرولیک بخش مهندسی آب دانشگاه شیراز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آزمایشات نشان می‌دهد که به‌دلیل عدم جداشدگی جریان از بدنه سرریز، ضریب دبی جریان در سرریزهای جانبی استوانه‌ای ونیم‌استوانه‌ای نسبت به‌سایر سرریزهای از جمله لبه پهن افزایش می‌یابد که این افزایش تا 57 درصد هم مشاهده گردید و مشخص شد که با افزایش بار آبی در بالا دست سرریز ضریب دبی افزایش می‌یابد. لذا نتیجه‌گیری می‌شود که اجرای سرریزهای استوانه‌ای و یا نیم‌استوانه‌ای به‌صورت سرریز جانبی در مقایسه با سایر سرریزهای جانبی لبه پهن، ضمن کاهش در طول سرریز، افزایش راندمان هیدرولیکی و کاهش هزینه‌های اجرایی را به‌دنبال دارد.

---

خشکسالی هیدروژیک معمولاً بر منطقه وسیعی تأثیر گذار است و جریان حداقل رودخانه‌ای شاخص مناسبی برای مطالعه خشکسالی هیدرولوژیک است. در این تحقیق جهت پیش‌بینی خشکسالی هیدرولوژیک در حوزه آبخیز کارون شمالی، 14 ایستگاه با طول دوره آماری مناسب و آمار ثبت شده تا سال آبی 88-1387 انتخاب شد و 13 خصوصیت فیزیوگرافی و اقلیمی از ایستگاه‌های منتخب برای انجام آزمون همگنی به روش تحلیل خوشه‌ای سلسله مراتبی مد نظر قرار گرفت. سپس سری زمانی جریان حداقل 7 روزه، برای هر ایستگاه محاسبه شد و بر اساس آزمون‌های نکویی برازش کای اسکوئر و کلموگراف اسمیرنوف و همچنین محاسبه آماره توزیع گامای 2 پارامتره به عنوان بهترین توزیع منطقه‌ای شناسایی گردید و دبی جریان حداقل 7 روزه با دوره های بازگشت ‌‌5، 10،20، 50 و 100 سال با استفاده از نرم‌افزار FREQ در هر ایستگاه برآورد گردید. سپس تحلیل منطقه‌ای جریان کم به روش رگرسیون چند متغیره انجام شد. به علاوه با ترسیم منحنی تداوم جریان در هر ایستگاه، شاخص نیز برای هر ایستگاه استخراج گردید و نقشه‌های ناحیه‌بندی شاخص‌های ، ، و تهیه شد. نتایج تحلیل منطقه‌ای نشان داد که ارتفاع متوسط و شیب متوسط حوزه آبخیز کارون شمالی از عوامل مؤثر بر جریان حداقل در این حوزه می‌باشند. همچنین بررسی نقشه‌های ناحیه‌بندی جریان حداقل نیز نشان داد از میان نواحی که بیشتر خشکسالی را تجربه می‌کنند گستره جنوب شرقی حوزه، خشکسالی شدیدتری را نسبت به سایر نقاط تجربه می‌کند.

---

فرسایش شیاری عبارت از فرآیند جدا ‌شدن و انتقال ذرات خاک توسط جریان متمرکز رواناب است. این فرسایش شکل رایج فرسایش آبی در دامنه‌ها می‌باشد. فرسایش‌پذیری شیاری بیان‌گر میزان جدا ‌شدن ذرات خاک و انتقال آنها توسط نیروی برشی جریان متمرکز است. این ‌آزمایش به‌منظور تعیین فرسایش‌پذیری شیاری در برخی خاک‌های استان زنجان تحت باران شبیه‌سازی‌ شده انجام گرفت. برای این‌منظور نمونه‌هایی از هشت خاک با بافت مختلف شامل رسی، لوم رسی، لوم سیلتی، لوم رس شنی، لوم شنی، شن لومی،لومی و شنی از سطح استان جمع‌آوری و به ‌داخل کرت‌های کوچک (120 ×100 سانتی‌متر) مستقر روی زمینی با شیب یکنواخت (10 درصد) انتقال یافت. کرت‌ها تحت پنج رخداد باران با‌شدت 60 میلی‌متر در ساعت به‌مدت یک ساعت قرار گرفتند. براساس نتایج، فرسایش‌پذیری شیاری در خاک‌های با بافت مختلف تفاوتی معنی‌دار داشت (01/0P<). فرسایش‌پذیری شیاری خاک‌ها همبستگی معنی‌داری با درصد بخش معدنی (شن، رس و سنگریزه) و درصد سدیم تبادلی داشت. با افزایش درصد شن و سنگریزه، نفوذپذیری خاک افزایش یافت و در نتیجه تولید جریان متمرکز کاهش یافت. تجزیه رگرسیون خطی چندگانه نشان داد که فرسایش‌پذیری شیاری در خاک‌ها به‌طور قابل‌ ملاحظه‌ای رابطه‌ای معنی‌دار با درصد سدیم تبادلی خاک دارد (01/0, P< 85/0=2R). در خاک رسی به‌دلیل وجود درصد سدیم تبادلی بالا (حدود 13) نسبت به‌ سایر خاک‌ها بالاترین میزان فرسایش‌پذیری شیاری بین خاک‌ها مشاهده ‌شد.

---

شکاف‌ها و منافذ درشت ناشی از پوسیدگی ریشه گیاه، مسیرهای آب‌گذری سریعی را برای انتقال آلاینده‌ها در خاک‌رخ فراهم می‌کنند. هدف از این‌ پژوهش، بررسی کمی اثر ریشه گیاه ذرت بر حرکت یون کلرید و باکتری اشریشیاکلی در شرایط جریان اشباع در خاک بوده‌ است. تیمارها شامل ستون‌های خاک دست‌ خورده به‌ترتیب شاهد (بدون ریشه گیاه)، با ریشه گیاه و با ریشه پوسیده‌ شده گیاه بودند. تعداد 9 ستون خاک با بافت شن لومی (با جرم ویژه ظاهری 48/1 گرم بر سانتی‌متر ‌مکعب) تهیه گردید. مدل سینتیک جذب-واجذب تک‌مکانی و دو‌مکانی برنامه HYDRUS-1D برای پیش‌بینی انتقال و جذب باکتری در ستون خاک استفاده‌ شد. نتایج آزمایش‌ها نشان ‌داد که تفاوت بین ویژگی‌های هیدرولیکی ( Ksو و D) تیمارهای مختلف چشمگیر بود. مدل جذب-واجذب سینتیک دو مکانی در مقایسه با تک‌مکانی برازش بهتری با داده‌های انتقال باکتری داشت. کارایی این‌مدل (E) در برآورد منحنی رخنه باکتری از 97/0 تا 99/0 بود. بیشتر باکتری‌های پالایش‌ شده در لایه‌های سطحی خاک نگهداشته‌ شدند. کاهش نرخ حذف باکتری در تیمارهای با ریشه گیاه و با ریشه پوسیده‌ شده، بیانگر وجود منافذ درشت در خاک ‌بوده که در ‌نتیجه سیستم ریشه‌ای عمیق گیاه ذرت در خاک ایجاد شده‌اند.

---

دریاچه ارومیه واقع شده در شمال غربی ایران، در معرض انواع تهدیدات مانند خشکسالی، احداث سدهای متعدد، تغییر کاربری اراضی و افزایش دما روبرو است. با توجه به اهمیت دریاچه هرگونه مطالعه که به شناسایی مشکلات در این حوضه بیانجامد دارای توجیه می‌باشد. در مطالعه حاضر، توانایی مدل SWAT در شبیه‌سازی جریان حوضه آبریز ارومیه با مساحت 52000 کیلومترمربع مورد بررسی قرار گرفت. مدل برای دوره زمانی 1997 -1980 اجرا شد که بازه زمانی 1991-1980 برای دوره واسنجی و دوره 1998 - 1992 به‌عنوان اعتبارسنجی درنظر گرفته شد. نتایج واسنجی در 10 درصد ایستگاه‌های هیدرومتری در حد خیلی‌خوب و 85 درصد از ایستگاه‌ها مناسب ارزیابی شدند. همچنین نتایج اعتبارسنجی نشان داد که به‌ترتیب در 25 و 45 درصد ایستگاه‌های نتایج در حد خیلی‌خوب و مناسب بوده است. این شرایط نشان‌دهنده توانایی بالای مدل در شبیه‌سازی جریان در این حوضه می‌باشد. همچنین برخی عوامل تأثیرگذار بر رواناب ورودی به دریاچه در سال‌های اخیر مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که تغییرات اخیر (احداث سدهای متعدد، تغییر اقلیم و کاربری اراضی) در حوضه سبب کاهش حجم رواناب ورودی به دریاچه در حدود 80 درصد گردیده است. بنابراین، اگر شرایط مدیریتی طبیعی در حوضه آبریز برقرار بود وضعیت دریاچه می‌توانست بهتر از وضعیت کنونی باشد.

---

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

---

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

---

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.

---

در طول چند دهه اخیر، بخش جنوبی دریای مازندران با وقایع اقلیمی شدیدی مانند خشکسالی و سیل مواجه بوده است. آنالیز روند متغیرهای هیدرو اقلیمی با استفاده از آزمون غیر‌پارامتری من-کندال و آزمون رگرسیون برای حوضه نکارود در شمال ایران انجام شده است. روند خصوصیات جریان رودخانه و بارش شامل جریان ماکزیمم، جریان متوسط و شاخص‌های جریان کم در مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و سالانه از سال 1358 تا 1391 آنالیز شدند. نتایج آنالیز، کاهش تدریجی در بارش فصل زمستان،کاهش سالانه و همچنین کاهش بارش ماکزیمم روزانه همراه با افزایش روند در بارش ماکزیمم روزانه را نشان داد. برای متغیرهای هیدرولوژی، جریان کم هفت روزه در همه زیرحوضه‌ها در تابستان کاهش داشته است. جریان متوسط ماهانه و سالانه به‌ویژه در زمستان، در همه زیرحوضه‌ها روند کاهشی داشته اما جریان ماکزیمم سالانه از حوضه‌های بالادست تا پایین‌دست، روند افزایشی داشته است. تغییرات کاربری اراضی مانند شهرسازی و جنگل‌زدایی در طول 34 سال در حوضه‌های پایین‌دست، افزایش داشت. نتایج نشان داد که جریان‌های کم و جریان متوسط، به‌شدت تحت تأثیر تغییرات اقلیمی هستند. به‌طور کلی، از لحاظ هیدرولوژیکی نتایج نشان می‌دهد که منطقه مورد مطالعه با وقایع خشکسالی شدیدی مواجه می‌باشد. نتایج این تحقیق می‌تواند در پیش‌بینی خشکسالی‌های آتی، برنامه‌ریزی آبیاری و مدیریت منابع آب منطقه به‌کار گرفته شود.