علوم آب و خاک

---

قدرت فرسایندگی باران به عنوان عامل اصلی ایجاد هدررفت خاک در قالب شاخص‌هایی پیشنهاد شده‌ است. این پژوهش با هدف تعیین شاخص فرسایندگی مناسب در دو اقلیم خیلی‌مرطوب (الف) سرد سنگده در استان مازندران و نیمه‌خشک مراوه‌تپه در استان گلستان حوزه آبریز خزر و از طریق بررسی رابطه بین شاخص‌های فرسایندگی و مقادیر رسوب خروجی از کرت‌های فرسایشی انجام شد. در این رابطه، از مقادیر شدت در فواصل زمانی مختلف و مقدار بارش مربوط به 12 واقعه بارندگی در مراوه‌تپه و 11 واقعه در سنگده استفاده شد. تعداد 25 شاخص‌ فرسایندگی مختلف بر مبنای شدت و انرژی‌ جنبشی باران محاسبه شدند. در همان فاصله زمانی و در هر دو اقلیم از داده‌های مقادیر رسوب خروجی کرت‌های آزمایشی در سه تکرار، پس از هر واقعه بارندگی استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین شاخص‌های فرسایندگی باران مطالعه شده در سنگده و در مراوه‌تپه به‌ترتیب با ضرایب هم‌بستگی 803/0 و 727/0 در سطح اطمینان 99 درصد بیشترین هم‌بستگی را با رسوب نشان می‌دهند. به‌طور‌کلی، در این شرایط اقلیمی غلبه شاخص گروه مرتبط با حاصل‌ضرب شدت‌ حداکثر بارش در پایه‌های زمانی کوتاه 10 و 30 دقیقه در مقدار انرژی جنبشی رگبار نسبت به سایر شاخص‌های مورد مطالعه مشاهده می‌شود

---

صفحات مستغرق سازه‌های هدایت جریان با نسبت طول به ارتفاع کمی هستند که به صورت عمودی با زاویه‌ای نسبت به جهت جریان در بستر رودخانه نصب می‌شوند. این صفحات با ایجاد چرخش ثانویه در جریان باعث اصلاح الگوی جریان نزدیک بستر و توزیع مجدد جریان و انتقال رسوب در عرض کانال می‌شوند. طوق صفحه‌ای تخت با ضخامت کم است که در تراز بستر یا نزدیک آن روی پایه به صورت عمود بر آن نصب می‌شود و با ممانعت از برخورد جریان رو‌ به ‌پایین در جلوی پایه به ذرات بستر، باعث کاهش آبشستگی می‌شود. در این تحقیق به منظور کاهش آبشستگی پایه پل، از صفحات مستغرق و کاربرد توأم صفحات مستغرق و طوق استفاده گردید. بدین منظور پایه استوانه‌ای به قطر 6 سانتی‌متر در کانالی به طول 8 متر و عرض 80 سانتی‌متر در شرایط آب زلال با 9/0 u* / u*c =، مدل‌سازی شد. آزمایشات با طوقی به قطر سه برابر قطر پایه همتراز بستر و صفحاتی با طول یک و نیم برابر قطر پایه و ارتفاع روی بستر صفر انجام شد. بیشترین میزان کاهش در عمق حفره آبشستگی با کاربرد توأم طوق و چهار عدد صفحه به مقدار 61 درصد حاصل شد

---

پخش سیلاب نقش مؤثری در بهبود و حاصل‌خیزی خاک، تغذیه آب‌های زیرزمینی، احیا و تقویت پوشش گیاهی و کنترل بیابان‌زایی دارد. از آنجایی که سیلاب زمینه انتقال ذرات خاک را فراهم می‌آورد، در صورت مناسب بودن مواد معلق موجود در سیلاب، پخش آن سبب افزایش حاصل‌خیزی خاک می‌شود. در نتیجه لازم است تا میزان این تغییرات و روند آن در طول زمان بررسی و روش مناسب در راستای افزایش بهره‌وری این طرح‌ها ارائه شود. به همین منظور با نمونه‌برداری از نقاط مختلف عرصه پخش سیلاب و تجزیه فیزیکی و شیمیایی این نمونه‌ها، این روند در طول 5 سال دوره رسوب‌گذاری بررسی شد. در این رابطه، نمونه‌برداری به روش سیستماتیک - تصادفی و با شبکه‌بندی نوارها از سه نوار اول سیلگیری شده مربوط به 13 ایستگاه منتخب پخش سیلاب در سراسر کشور انجام و شاخص‌های نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، پتاسیم قابل جذب و کربن آلی خاک اندازه‌گیری شد. برای مقایسه میانگین‌ها، به دلیل عدم تطابق داده‌ها با توزیع نرمال، از آزمون ناپارامتری استفاده گردید. هم‌چنین، به منظور دست‌یابی به اهداف مورد نظر و تحلیل صحیح داده‌های جمع‌آوری شده، مبادرت به گروه‌بندی ایستگاه‌‌ها شد. بدین منظور، با استفاده از تجزیه خوشه‌ای، میانگین ویژگی‌‌های فیزیکی و شیمیایی خاک، ایستگاه‌های منتخب در سه دسته قرار گرفت. نتایج نشان ‌داد که تغییرات شاخص‌های حاصل‌خیزی در نوارهای پخش در سال‌‌های مختلف، دارای تغییرات نامنظم و هم‌چنین بین گروه‌‌های سه‌گانه ایستگاه‌‌ها نیز تا حدی متفاوت بوده است. به نظر می‌رسد این موضوع می‌تواند متأثر از عوامل مختلفی از جمله متفاوت بودن کمیّت و کیفیت سیلاب منحرف شده، متفاوت بودن بستر عرصه‌‌های پخش سیلاب و عدم توزیع یک‌نواخت سیلاب روی عرصه‌ها باشد. اگرچه بستر اولیه عرصه‌های پخش سیلاب از نظر مواد آلی و حاصل‌خیزی خاک فقیر است، ولی در مجموع پخش سیلاب باعث بهبود شاخص‌های حاصل‌خیزی در خاک سطحی عرصه‌های پخش سیلاب شده است، البته برای رسیدن به شرایط اید‌آل نیاز به گذشت زمان بیشتری می‌باشد.

---

شناخت سهم و یا جداسازی منابع رسوب به عنوان ابزاری در پیش‌بینی فرسایش، اعتبارسنجی مدل‌های فرسایش و رسوب، پایش بیلان رسوب و در نتیجه در تعیین مناسب‌ترین عملیات‌ کنترل فرسایش و رسوب و حفاظت خاک در مقیاس حوزه آبخیز مورد نیاز است. تفکیک خاک فرسایش یافته به چندین منبع با استفاده از ردیاب‌های طبیعی رویکردی جامع در مطالعات فرسایش و رسوب محسوب می‌شود. هدف از این تحقیق، به عنوان نخستین مطالعه، بررسی تغییرات مکانی ردیاب‌های بیوشیمیایی و کارایی این ردیاب‌ها در جداسازی منابع رسوب در سطح حوزه آبخیز تحت تأثیر انواع کاربری اراضی و فرسایش آبی، و کاربرد آنها به عنوان منشأیاب و تعیین سهم نسبی منابع رسوب است. به این منظور چهار فعالیت آنزیمی به عنوان ردیاب بیوشیمیایی در 42 نمونه منابع رسوب و 14 نمونه رسوب اندازه‌گیری گردید. نتایج تحلیل توابع تشخیص نشان داد ترکیب بهینه دو ردیاب شامل اوره‌آز و دهیدروژناز با تایید بیش از 92 درصد تفکیک منابع رسوب قادر به جداسازی منابع رسوب در منطقه مطالعاتی هستند. مدل منشأیابی منابع رسوب براساس ترکیب بهینه ردیاب‌های حاصل از تحلیل توابع تشخیص اجرا و درصد سهم نسبی هر یک از منابع رسوب تعیین گردید. نتایج نشان داد میانگین سهم نسبی رسوب (خطای استاندارد ± میانگین) از واحدهای کاری مرتع- فرسایش سطحی، اراضی کشاورزی-فرسایش سطحی، مرتع- فرسایش آبراهه‌ای و اراضی دیم- فرسایش سطحی به‌ترتیب برابر با مقادیر 3/5±3/11، 8/3±1/8، 5/8±75 و 5/2±6/3 درصد است. بدین ترتیب می‌توان نتیجه گرفت منشأیابی با استفاده از ردیاب‌های بیوشیمیایی، می‌تواند باعث تحول و ارتقای مدل‌های منشأیابی گشته و گام نخستی برای ایجاد ابزاری نوین برای تکمیل رویکرد منشأیابی در آینده باشد.

---

رودخانه‌ها به عنوان منبع اصلی تأمین آب مورد نیاز برای شرب و کشاورزی و صنعت از اهمیت زیادی برخوردارند؛ این مطلب لزوم مطالعه برای کنترل، بهبود و رفع مشکلات مربوط به رودخانه‌ها را به ویژه در مورد مسائل مربوط به کیفیت و آلودگی معلوم می‌سازد. برآورد رسوب معلق از جمله مواردی است که در این راستا مورد توجه واقع شده است. در این تحقیق انتقال رسوب معلق غیرچسبنده در رودخانه کرخه به کمک مدل عددی مطالعه شده است. معادلات هیدرودینامیکی سنت-ونانت و هم‌چنین معادله انتقال-پخش برای مدل‌سازی جریان و انتقال رسوب معلق مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در معادله انتقال-پخش علاوه بر انتخاب معادله مناسب برای برآورد رسوب معلق در حالت تعادلی، لازم است تا ضریب پخش مناسب برای رودخانه مورد مطالعه تعیین شود. در این تحقیق 5 معادله رسوب معلق و 6 معادله برای تعیین ضریب پخش انتخاب شد. تعداد 30 ترکیب از این معادلات تهیه و مدل نهایی برای هرکدام از این ترکیب‌ها جداگانه اجرا گردید. با مقایسه نتایج به‌دست آمده از مدل با داده‌های اندازه‌گیری شده در ایستگاه شاخص، عبدالخان، در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی ملاحظه شد که ترکیب معادله رسوب معلق فان رایان و معادله ضریب پخش فیشر نتایج مناسبی را ارائه می‌کنند. حداکثر درصد خطا در برآورد غلظت رسوب معلق در این حالت معادل 56/19 و 3/26، به‌ترتیب در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی بوده است.

---

مارن‌ها تشکیلات رسوبی ناپایدار شامل مواد شیمیایی و ذرات تخریبی هستند. فرآیندهای فرسایشی در رابطه با مارن‌ها بسیار شدید هستند؛ به‌طوری‌که اشکال مختلف فرسایش خاک (به‌ویژه بدلندها)، ویژگی‌های بارز در اراضی مارنی به شمار می‌آیند. از این‌رو، شناخت ویژگی‌های مؤثر در فرسایش‌پذیری مارن‌ها برای اقدامات و اتخاذ روش‌های اصلاحی، لازم و ضروری است. در این پژوهش، برای بررسی فرسایش‌پذیری واحدهای مارنی حوزه آبخیز حبله‌رود، از یک بارانساز قابل حمل استفاده شد. مقادیر رسوب و روان‌آب هریک از واحدهای مارنی اندازه‌گیری شد. سپس با استفاده از پارامترهای آماری عوامل مؤثر شناسایی گردیدند. در نهایت، با استفاده از تحلیل عاملی، رابطه بین ویژگی‌های شیمیایی مارن‌ها و رسوبدهی تعیین شد و پارامترهای تأثیرگذار در فرسایش و تولید رسوب مشخص شدند. نتایج نشان داد که رسوبدهی، به‌ترتیب در واحدهای مارن ژیپسی، مارن ماسه‌ای، مارن نمکی و مارن آهکی، کم شده است. هم‌چنین، با افزایش هدایت‌الکتریکی، سدیم، کلر و نسبت جذب سدیم و کاهش بی‌کربنات و کربنات کلسیم فعال موجود در واحدهای مارنی مختلف، شدت فرسایش و رسوبدهی بیشتر شده است.

---

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.

---

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.

---

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.

---

یکی از راه‌های جلوگیری از ورود آلودگی ناشی از تجمع فلزات سنگین خاک به داخل گیاهان تثبیت این عناصر توسط رسوبات رسی در خاک‌های آلوده می‌باشد. این مطالعه با هدف بررسی پتانسیل رسوبات حاوی رس‌های اسمکتیت و پالیگورسکیت در جذب کادمیم و جلوگیری از ورود این فلز به داخل گیاه کلزا انجام شد. نمونه‌برداری رسوبات از دو منطقه واقع در استان اصفهان صورت گرفت. پس از تجزیه‌های فیزیکی و شیمیایی نمونه‌های رسوب، مشخص شد کانی غالب در رسوب 1 پالیگورسکیت و در رسوب 2 اسمکتیت است. آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. هر واحد آزمایشی شامل یک گلدان 800 گرمی با سه بوته بود. در 27 گلدان، رس به عنوان بستر کشت و شن کوارتزی به‌عنوان پرکننده با نسبت 5 درصد به صورت رس 1 (پالیگورسکیت غالب) + شن کوارتزی، رس 2 (اسمکتیت غالب) + شن کوارتزی و شن کوارتزی (شاهد) خالص ریخته شد. برای آلوده کردن خاک با کادمیم از نمک کلرید کادمیم با غلظت‌های صفر، 5/2 و 5/7 میلی‌گرم بر کیلوگرم استفاده شد. آزمایش گلدانی ثابت کرد استفاده از رس‌هایی با کانی‌های غالب پالیگورسکیت و اسمکتیت برای تثبیت کادمیم در خاک‌های آلوده و جلوگیری از ورود آن به گیاه بسیار مفید است. کانی رسی اسمکتیت، نسبت به پالیگورسکیت میزان بیشتری از فلز کادمیم را جذب کرد . گیاهان کاشته شده در گلدان‌های حاوی رس اسمکتیت رشد رویشی بهتری نسبت به گلدان‌های حاوی رس پالیگورسکیت و شاهد داشتند.

---

  پیش­بینی میزان بار رسوب منتقل شده توسط رودخانه­ها، یکی از جنبه­های مهم مدیریت رودخانه­ها، مخازن سدها و به‌طور کلی پروژه­های آبی به‌شمار می­رود. در تحقیق حاضر به‌منظور پیش­بینی بار معلق رسوب رودخانه طالقان با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و شناسایی شبکه بهینه با بالاترین دقت، از 500 داده روزانه متغیرهای دبی روز مورد‌نظر، دبی یک روز قبل، اشل و وضعیت هیدروگراف (به‌ترتیب با میانگین ( m³/s ) 83/13، ( m³/s ) 42/15، ( cm )83/89 و036/0-) به‌عنوان ورودی مدل و 500 داده روزانه بار معلق رسوب متناظر، به‌عنوان خروجی مدل استفاده شد. داده­های مورد استفاده مربوط به بازه زمانی 1384- 1363، می­باشد. با ایجاد ترکیب­های متفاوتی از متغیرهای ورودی و هم‌چنین با تغییر تعداد نرون­های لایه پنهان و تابع آستانه، 80 شبکه عصبی متفاوت ایجاد شد، که با مقایسه دو پارامتر R^{2 و RMSE در مدل­های مختلف، دقت آنها بررسی شد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی با ساختار 1-9-3 و با ترکیب پارامتر­های ورودی شامل دبی روز مورد‌نظر، دبی یک روز قبل و اشل، با R2 و RMSE آزمون، به‌ترتیب97/0 و 068/0 دارای بالاترین دقت می­باشد. بر‌اساس نتایج حاصل از شبکه 1-9-3، میانگین داده­های رسوب مشاهداتی و پیش‌بینی شده توسط مدل بهینه (مربوط به بخش آزمون)، به‌ترتیب802/1122 و 924/ 1184 (تن در روز) می­باشد.}

---

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.

---

مسئله رسوب یکی از مسائل و مشکلات مربوط به بهره‌برداری از منابع آب می‌باشد. برای تخمین بار بستر روابط متعددی ارایه شده‌اند. در این تحقیق به‌منظور گزینش مناسب‌ترین روش برآورد بار بستر در رودخانه ناورود در ایستگاه هیدرومتری خرجگیل از 11 روش پر کاربرد شامل روش‌های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی از قبیل انیشتین، توفالتی، میر پیتر مولر، ون‌راین، ون‌راین اصلاح شده، یالین، بگنولد، فرایلینک، حبیبی و سیوا کومار و ساماگا برای محاسبه باربستر استفاده گردید نتایج نشان داد که روش حبیبی و سیواکومار با میانگین محاسباتی به مشاهده‌ای 35/1، انحراف معیار محاسباتی به مشاهده‌ای96/1، ریشه میانگین مربعات خطا 63/1 و هم‌چنین ارزیابی بر‌اساس نسبت ناجوری که نسبت نرخ حمل پیش بینی شده به اندازه‌گیری شده است با 82/33 درصد در محدوده تخمین5/0 تا 2 در مقایسه با روش‌های دیگر روش مناسب‌تر شناخنه شد.

---

ارزیابی رفتار هیدرولوژی و بررسی فرسایش‌خاک به‌عنوان یک بحران زیست‌محیطی، به منظور حفظ امنیت اکولوژیکی حوزه آبخیز در سطح مطلوب، ضرورت دارد. در این تحقیق سعی بر این است که با استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی- مکانی WetSpa، رسوب-گراف آبخیز طالقان را شبیه‌سازی نموده و از این طریق میزان کارایی مدل جهت پیش‌بینی فرسایش و رسوب مشخص گردد. نقشه‌های رقومی پایه و سری‌های زمانی پیوسته در گام زمانی روزانه ورودی‌های اصلی مدل می‌باشند. واسنجی پارامترهای مدل برای 5 سال ابتدای دوره آماری و اعتبارسنجی مدل برای دوره 4 ساله بعدی و با لحاظ کردن دوره سه ماهه آماده‌سازی (گرم شدن) مدل در آغاز هر دوره انجام شد. نتایج ارزیابی مدل، صحت شبیه‌سازی‌ دبی جریان را بر‌اساس معیار نش- ساتکلیف 7/82 درصد در دوره واسنجی و 79 درصد در دوره اعتبارسنجی نشان می‌دهد. در ادامه به‌منظور شبیه‌سازی فرسایش و انتقال رسوب، واسنجی بخش (ماژول) فرسایش و رسوب صورت گرفت. نتایج، معیار نش- ساتکلیف 60 و 64 درصد را به‌ترتیب برای غلظت و انتقال رسوب معلق نشان داد. نتایج ارزیابی مدلWetSpa در آبخیز طالقان، نشان می‌دهد مدل مؤلفه‌های هیدرولوژیک از جمله رواناب و هم‌چنین کنش خاک توسط قطرات باران و جریان‌سطحی، هدررفت خاک و غیره را در مکان و زمان با دقت قابل‌قبول برآورد می‌کند.

---

در‌این تحقیق، میزان تولید و تحویل رسوب توسط جاده‌های جنگلی دارابکلا با استفاده از مدل‌ SEDMODL برآورد گردیده و سپس به ‎منظور ارزیابی نتایج مدل، به‌صورت مستقیم میزان رسوب‌دهی در جاده‌های مذکور با استفاده از شبیه‌ساز باران اندازه‌گیری گردید. برای ارزیابی نتایج از آزمون t جفتی، BIAS، RE و RMSE استفاده شد. نتایج نشان داد که میزان تولید رسوب از سطح جاده‌های مورد مطالعه طبق مدل SEDMODL و اندازه‌گیری مستقیم تحت شبیه‌سازی باران به‌ترتیب 97/420 و 19/341 تن در سال و میزان تحویل رسوب به آبراهه‌ها با نسبت تحویل رسوب به‌ترتیب معادل 42% و 51%، حدود 58/177 و 02/174 تن در سال می‌باشد. هم‌چنین، نتایج روش‌های آماری BIAS، RE و RMSE برای مدل مذکور به‌ترتیب 04/0، 59/17 و 71/0 بوده و اختلاف معنی‌داری در سطح اطمینان 95% بین داده‌های مشاهده‌ای و برآوردی مشاهده نگردید. لذا مدل مذکور دقت و کارایی مناسب جهت برآورد میزان رسوبدهی جاده‌های جنگلی دارابکلا را دارا می‌باشد. با بررسی فاکتورهای مؤثر در تولید و انتقال رسوب بر‌اساس مقدار عددی امتیازات هر فاکتور در حین اجرای مدل مشخص گردید که در بین عوامل ورودی مدل، فاکتورهای شیب طولی جاده، بارندگی و تحویل رسوب به‌ترتیب تأثیرگذارترین عوامل در تولید و انتقال رسوب می‌باشند.

---

رسوبات چسبنده دارای سطح مخصوص بزرگی می‌باشند که قابلیت جذب یکدیگر و موادی همانند لای و سدیم را دارند و پس از ترکیب، به حالت لخته‌ای شکل (فولوکوله) در می‌آیند. در نتیجه، رفتار و عملکرد این نوع رسوبات در محیط آبی بسیار متفاوت با رسوبات غیرچسبنده می‌باشد. ساختارهای تشکیل‌شده در بستر، با اعمال تنش برشی مناسب وارده از سیال شروع به فرسایش کرده و به اندازه‌های ریزتری تبدیل می‌شوند که می‌توانند توسط سیال حمل گردند. تاکنون محققین زیادی بر‌اساس مطالعات آزمایشگاهی، روابطی تجربی برای فرسایش رسوبات ریزدانه تابع تنش برشی بستر و خصوصیات رئولوژیکی مصالح بستر ارائه داده‌اند. در این تحقیق، نرخ فرسایش رسوبات چسبنده تابع مشخصه‌ها و خصوصیات آنها از جمله نتش برشی تسلیم و غلظت رسوبات بستر بررسی گردیده است. بدین‌منظور، پس از صحت‌سنجی نتایج و واسنجی پارامترهای نرم‌افزار Mike با نتایج آزمایشگاهی، داده‌ها توسعه یافته‌اند.. آنگاه عوامل مؤثر بر نرخ فرسایش در قالب اعداد بدون بعد بررسی گردیده‌اند. رابطه به‌دست آمده دارای شکل نمایی می‌باشد که دقت مناسبی با ضریب تبیین 99/0 نسبت به رابطه ارائه شده توسط مهتا را نشان می‌دهد.

---

اندازه‌گیری کمی ریزگرد‌ها کمک شایانی در منشاء‌یابی و کنترل فرسایش بادی می‌نماید. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی کارایی تله اصلاح شده ویلسون و کوک (MWAC)، تله رسوب‌گیر دورانی با مخروط (CDSC)، تله رسوب‌گیر دورانی بدون مخروط (CDS) و تله رسوب‌گیر تیله‌ای (MDCO) در مقایسه با نمونه‌گیر BSNE در سرعت‌های گوناگون با اندازه ذرات متفاوت بود. بدین منظور نمونه‌گیر‌های MWAC،BSNE وMDCO شبیه‌سازی و دو تله رسوب‌گیر دورانی با مخروط (CDSC) و بدون مخروط (CDS) طراحی و ساخته شده است. کارایی نسبی نمونه‌گیرهای MWAC، MDCO وCDS ، CDSC در سرعت‌های7-2 متر بر ثانیه و با ذراتی به قطر 50D، 80، 137 و 260 میکرومتر در آزمایشگاه با استفاده از تونل باد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کارایی نسبی تله رسوب‌گیرCDSC نسبت به تله‌های رسوب‌گیرCDS، MWAC و MDCO در سرعت‌های 2-7 متر بر ثانیه بیشتر بود. کارایی CDSC و CDS با افزایش سرعت باد متغیر بود درحالی‌که، کارایی تله‌های رسوب‌گیرMWAC و MDCO ثابت بود. همچنین با افزایش اندازه ذرات از 80 به 260 میکرومتر، کارایی نسبی تله‌های رسوب‌گیرCDSC ، CDS، MWAC، MDCO به‌ترتیب بین 8/0، 48/0، 18/2، 58/0 برابر متغیر بود.

---

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.

---

کاربری اراضی یکی از فاکتورهای اساسی در کنترل رفتار هیدرولوژیکی حوزه‌ها می‌باشد. در مقابل ویژگی‌های عمدتاً ثابت حوزه و مؤثر بر چرخه آب حوزه (مانند خصوصیات خاک، توپوگرافی، اقلیم و کاربری اراضی) ممکن است زمینه‌ساز تغییرات کوتاه مدت باشند. بنابراین، عموماً فرض می‌شود که تغییر کاربری اراضی علت تغییر در پویایی هیدرولوژیکی حوزه‌ها می‌باشد. در این مقاله اثر کاربری اراضی در شرایط فعلی و بهینه بر رسوبدهی حوزه با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی و اجرای مدل هیدرولویکی HEC-HMS در حوزه آبخیز شور و شیرین واقع در استان فارس بررسی شده است. نقشه کاربری اراضی جهت تهیه نقشه شماره منحنی استفاده شد و این نقشه به‌عنوان پارامتر مهم جهت ورودی مدل استفاده گردید. نتایج نشان داد که رسوب برآورد شده در دو شرایط با یکدیگر تفاوت داشته و رسوب برآوردی به‌میزان متوسط 12 درصد، در شرایط کاربری بهینه کمتر از شرایط فعلی اراضی می‌باشد. کاهش دبی اوج و میزان رسوب در شرایط بهینه اراضی نسبت به شرایط کاربری فعلی بیان‌کننده این مطلب است، که تغییر کاربری اراضی و نوع کاربری مورد استفاده نقش بسزایی در کاهش یا افزایش ارتفاع رواناب و در نتیجه دبی اوج سیلاب و میزان رسوبزایی حوزه دارد.