علوم آب و خاک

شبیه‌سازی انتقال آب و املاح در خاک، برای مدیریت بهینه مصرف آب و کود در مزرعه بسیار مؤثر است. در این تحقیق از مدل
D1- HYDRUS برای شبیه‌سازی انتقال آب و نیترات در آبیاری جویچه‌ای نیشکر استفاده شد. آزمایش به‌صورت کرت‌های یک بار خرد شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار در یک قطعه 25 هکتاری در اراضی کشت و صنعت نیشکر دهخدا از اسفندماه 1391 تا مهرماه 1392 اجرا شد. فاکتور اصلی تقسیط‌های کودی بود که در سه سطح (دو تقسیطی، سه تقسیطی و چهار تقسیطی) اعمال گردید. فاکتور فرعی سطوح کود مصرفی بود که در سه سطح (100%، 80% و 60% کود مورد نیاز به‌ترتیب معادل 350، 280 و 210 کیلوگرم کود اوره) اعمال شد. تخمین پارامترهای هیدرولیکی خاک از طریق مدل‌سازی معکوس و با استفاده از داده‌های رطوبتی که در طول دوره بیش از 4 ماه از رشد نیشکر به‌دست آمده بود، انجام گرفت. پارامترهای انتقال املاح با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی و داده‌های غلظت نیترات برآورد گردید. براساس نتایج حاصله ضریب همبستگی میزان رطوبت و غلظت نیترات مشاهده و شبیه‌سازی شده در تیمار چهار تقسیطی و 60% سطح کودی (تیمار واسنجی‌شده) به‌ترتیب معادل 7/62 و 2/91 درصد برآورد گردید. عمق نفوذ تجمعی در تیمارهای واسنجی و اعتبارسنجی شده به‌ترتیب 46 و 58 میلی‌متر و میزان تبخیر-تعرق تجمعی در تیمارهای مذکور به‌ترتیب 50 و 60 میلی‌متر به‌دست آمد. دامنه تغییرات میزان رطوبت در لایه سطحی خاک در تیمارهای واسنجی و اعتبارسنجی شده به‌ترتیب معادل 21 تا 45 و 21 تا 42 درصد بود. این در حالی‌است که میزان رطوبت در لایه عمقی در هر دو تیمار از 33 تا 38 درصد متغیر بود. 

کمبود آب سبب شده که کشاورزان از پساب‌ها به‌عنوان منبع آب در دسترس، بدون توجه به اثرات آن بر محیط زیست و آلودگی خاک و گیاه و به‌ویژه آلودگی فلزات سنگین استفاده کنند. هدف از این مطالعه، بررسی اثر کاربرد زئولیت به‌عنوان اصلاح کننده خاک بر جذب کادمیم در گیاه اسفناج تحت آبیاری با پساب (حاوی ppm 10کادمیم) می‌باشد. مقادیر مختلف زئولیت (0، 1 و 5 درصد وزنی) به خاک اضافه و آزمایش به‌صورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار درگلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد زئولیت در مقدار 1% سبب کاهش غلظت کادمیم در گیاه شد. این تیمار سبب کاهش درصد کادمیم قابل عصاره‌گیری با DTPA در خاک نیز شد. اما افزودن 5% از این نوع زئولیت به‌دلیل افزایش شوری خاک، سبب افزایش غلظت کادمیم گیاه شد که این افزایش نسبت به شاهد، معنی‌دار نبود. آبیاری با پساب باعث تغییر معنی‌دار زیست توده اسفناج نشد ولی حضور کادمیم در پساب به‌شدت محصول را کاهش داد.

روی یکی از عناصر غذایی کم‌نیاز گیاه محسوب می‌شود و اغلب کمبود آن در خاک‌های آهکی گزارش می‌شود. با این حال، عصاره‌گیر مناسب روی در خاک‌های آهکی تیمار شده با لجن فاضلاب معرفی نشده است. هدف این پژوهش ارزیابی چند روش شیمیایی (7 روش) در برآورد روی قابل استفاده در خاک‌های آهکی تیمار شده (1٪ وزنی- وزنی) و تیمار نشده با لجن فاضلاب بود. نتایج نشان دادند که در خاک‌های تیمار شده و تیمار نشده با لجن فاضلاب، بیشترین مقدار روی با استفاده از روش مهلیچ 3 و کمترین مقدار آن با استفاده از روش مهلیچ 1 عصاره‌گیری شد. بر اثر افزودن لجن فاضلاب به خاک، شاخص‌های گیاه گندم (عملکرد، غلظت روی و میزان جذب) افزایش یافت. همچنین نتایج نشان دادند که در خاک‌های تیمارنشده روی عصاره‌گیری شده با عصاره‌گیرهای DTPA‌-AB، DTPA-TEA و مهلیچ 3 با شاخص‌های گیاه همبستگی معنی‌داری (**91/0 -* 65/0r=) داشت. درحالی‌که در خاک‌های تیمار شده با لجن فاضلاب، فقط بین روی عصاره‌گیری شده با روش مهلیچ 2 و غلظت همبستگی معنی‌دار (**83/0r=) وجود داشت. نتایج این پژوهش نشان داد که عصاره‌گیر مناسب روی قابل استفاده در خاک‌های تیمارشده با لجن فاضلاب با خاک‌های تیمارنشده تفاوت دارد.

خشکسالی عبارت است از یک دوره ممتد کمبود بارش که منجر بهصدمه زدن به انواع مصرف کنندگان آب، به‌ویژه بخش کشاورزی و کاهش عملکرد آنها می‏شود. شاخص‌های مختلفی برای ارزیابی خشکسالی پیشنهاد شده که براساس یکی از انواع خشکسالی‌های هواشناسی، هیدرولوژی یا کشاورزی بوده و تاکنون شاخصی که دربرگیرنده کلیه عوامل مورد نظر باشد، معرفی نشده است. هدف از این تحقیق، ارزیابی شاخص‏های موجود در پایش خشکسالی و ارائه یک شاخص یکپارچه و در برگیرنده عوامل اصلی خشکسالی است که به‌دلیل موقعیت حساس حوضه آبریز زاینده‏رود در فلات مرکزی ایران، این حوضه به‌عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب گردیده است. شاخص یکپارچه در برگیرنده عوامل مختلف خشکسالی مانند هواشناسی، هیدرولوژیک، کشاورزی، اجتماعی- اقتصادی و زیست محیطی می‌باشد. در طراحی شاخص یکپارچه، از تلفیق لایه‌های استاتیک و دینامیک استفاده شده است. لایه‌های استاتیک شامل کاربری زمین، شیب و جنس خاک حوضه می‌باشد. لایه‌های دینامیک شامل بارش، تبخیر، دما، ذخیره آب سطحی، موقعیت سطح آب زیرزمینی و نیاز زیست محیطی می‌باشد. هر یک از این لایه‌ها با ضریب وزنی خود وارد نرم افزار GIS می‌شود و نقشه‌های پهنه‌بندی خشکسالی به‌دست می‌آید. به‌عنوان نتیجه‌ای از این شاخص سال آبی 1372 به‌عنوان سال تر سالی و سال آبی 1378 به‌عنوان بحرانی‌ترین سال از لحاظ خشکسالی انتخاب شد. بر این اساس، در نهایت، یک سیستم به‌روز پایش خشکسالی ارائه شده است.

در این تحقیق، در قوس 90 درجه ملایم توأم با استقرار آب‌شکن سرسپری در حالت بستر صلب، تأثیر قدرت جریان ثانویه و چرخش بر تغییرات تنش برشی بستر برای موقعیت‌های مختلف نصب آب‌شکن با هم مقایسه شده است. در انجام این آزمایشات برای اندازه‌گیری سرعت از دستگاه سرعت‌سنج سه‌بعدی ADV استفاده شده است. مقایسه بین بردارهای سرعت و تغییرات خطوط جریان در طول قوس انجام شده و مقادیر قدرت جریان ثانویه و چرخش برای موقعیت‌های مختلف استقرار آب‌شکن محاسبه و تأثیر آن بر تغییرات تنش برشی بستر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج بیانگر این است که در موقعیت‌های مختلف نصب آب‌شکن، در فاصله حدود 6/0 طول آب‌شکن و در بالادست، بیشترین مقدار قدرت جریان ثانویه ایجاد می‌گردد. محل وقوع بیشینه چرخش نیز بر محل وقوع بیشینه قدرت جریان ثانویه در جلو بال آب‌شکن منطبق می‌باشد. با توجه به نتایج ارائه‌شده پیش‌بینی می‌شود که مکان وقوع آبشستگی بیشینه نیز نزدیک به مکان وقوع بیشینه پارامترهای قدرت جریان ثانویه و چرخش باشد. همچنین مسیر حرکت رسوبات نیز بر مکان هندسی نقاطی که تنش برشی بیشتری دارند، منطبق می‌باشد.

هدف از این پژوهش تهیه نقشه پتانسیل چشمه‌های آب زیرزمینی با استفاده از روش‌های وزن‌دهی شواهد، رگرسیون لجستیک و نسبت فراوانی و مقایسه کارایی این روش‌ها در حوزه آبخیز چهل‌گزی، استان کردستان می‌باشد. ابتدا 17 عامل مؤثر در ظهور چشمه‌ها شامل: زمین‌شناسی، فاصله از گسل، تراکم گسل، ارتفاع، نفوذپذیری نسبی سنگ‌شناسی، درصد شیب، جهت شیب، نقشه‌های انحنا (Profile Curvature, Curvature, Plan Curvature)، بارندگی، فاصله از آبراهه، تراکم آبراهه، شاخص حمل رسوب، توان آبراهه، شاخص نمناکی توپوگرافی، پوشش/کاربری اراضی انتخاب شدند. برای صحت‌سنجی روش‌های مذکور از منحنی مشخصه عملکرد نسبی (ROC) استفاده شد و میزان مساحت زیر این منحنی(AUC) روش‌های وزن‌دهی شواهد، رگرسیون لجستیک و نسبت فراوانی به‌ترتیب 8/85%، 79% و 89% درصد به‌دست آمد. نتایج نشان داد که هر سه روش تخمین‌گرهای مناسبی برای تهیه نقشه پتانسیل چشمه آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه هستند. اما روش نسبت فراوانی با مقدار AUC بیشتر به‌عنوان بهترین روش در شناسایی و پهنه‌بندی پتانسیل چشمه‌های آب زیرزمینی معرفی گردید. همچنین صحت‌سنجی نقشه‌های پهنه‌بندی براساس درصد وقوع چشمه‌های آزمایشی، تعلیمی و کل چشمه‌ها نشان داد، نقشه پهنه‌بندی به‌دست آمده براساس روش‌های رگرسیون لجستیک، وزن‌دهی شوهد و نسبت فراوانی به‌ترتیب با داشتن مقدار 45، 56 و 45 درصد وقوع چشمه‌ها در طبقه با احتمال وقوع زیاد، بیشترین صحت را دارا شدند. 

این آزمایش به‌منظور بررسی اثرات کود مرغی و بیوچارهای حاصل از آن بر ویژگی‌های شیمیایی یک نمونه خاک آهکی اجرا شد. کود مرغی و بیوچارهای تهیه شده از آن در دماهای 200 (بیوچار 200)، 300 (بیوچار 300) و 400 (بیوچار 400) درجه سلسیوس به‌میزان 2% وزنی با 400 گرم خاک مخلوط و به‌مدت 150 روز خوابانده شد. برخی ویژگی‌های شیمیایی خاک و فراهمی زیستی عناصر غذایی فسفر، پتاسیم، آهن، روی، منگنز و مس در زمان‌های مختلف خواباندن اندازه‌گیری شد. تمامی منابع ماده آلی سبب افزایش فراهمی عناصر غذایی و مقادیر کربن آلی و افزایش قابلیت هدایت الکتریکی و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک شد. بیوچار تهیه شده در دمای بالاتر در افزایش کربن آلی خاک و ماندگاری آن مؤثرتر بود. کود مرغی و بیوچار 200 سبب کاهش و بیوچار 400 سبب افزایش pH خاک شد. هرچند حداکثر قابلیت هدایت الکتریکی خاک در مراحل اولیه خواباندن در خاک‌های تیمار شده با بیوچارهای 300 و 400 مشاهده شد، اما سرعت افزایش آن در خاک‌های تیمار شده با کود مرغی و بیوچار 200 شدیدتر بود. به‌طور کلی بیوچار 300 بیشترین تأثیر را در بهبود قابلیت استفاده عناصر غذایی و ماندگاری آن در خاک داشت. 

در این تحقیق اثرات چند ماده آلی و یک سوپرجاذب رطوبت بر آب قابل استفاده و تأخیر در نقطه پژمردگی دائم یک خاک مربوط به فضای سبز شهر رشت بررسی شد. در مرحله انکوباسیون، 12 تیمار شامل شاهد (70 درصد حجمی خاک و 30 درصد کمپوست کود دامی) و مقادیر مختلفی از خاک، کمپوست زباله شهری، کمپوست کود دامی، ضایعات زیتون، برنج و یک سوپر جاذب رطوبت (A₂₀₀) در یک طرح کاملاً تصادفی استفاده شد. به‌منظور تهیه منحنی رطوبتی و تعیین رطوبت معادل ظرفیت زراعی و پژمردگی دایم از روش کاغذ صافی استفاده شد. سه تیماری که در آزمایش انکوباسیون، رطوبت قابل استفاده بیشتر داشتند و سبب تأخیر بیشتری در ایجاد نقطه پژمردگی دائم شدند به‌همراه تیمار شاهد در مرحله گلخانه استفاده شدند. در مرحله گلخانه در یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی، اثر تیمارها و دور آبیاری (36، 72 و 168 ساعت) بر رشد گیاه لیزیماکیا بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین وزن خشک اندام هوایی در تیمار 30 درصد کمپوست زباله شهری و ضایعات برنج در دور آبیاری 36 ساعت دیده شد، اما در دور آبیاری 168 ساعت، وزن خشک کاهش یافت و بیشترین وزن خشک مربوط به تیمار سوپرجاذب بود. 

برای تعیین میزان تأثیر ریشه در افزایش مقاومت برشی خاک، بررسی سامانه ریشه و مقاومت کششی آنها ضروری است. هدف از انجام این تحقیق بررسی تأثیر شیب ساحل و جریان رودخانه بر سامانه ریشه درختان پده می‌باشد. در بازه نسبتاً مستقیمی،  تعداد 6 پایه درخت پده روی شیب ساحل رودخانه سیمره، انتخاب گردید. برای بررسی سیستم ریشه، از روش مقطع پروفیل دورانی استفاده شد. پیرامون هر درخت به چهار ناحیه بالادست و پایین‌دست در جهت شیب و جریان تقسیم گردید. تعداد و قطر ریشه‌ها در هر ناحیه اندازه‌گیری شد. نتایج تحقیق نشان داد که بیشترین تعداد ریشه‌ها در عمق 90 تا 100 سانتی‌متری قرار دارد. در جهت شیب 59 درصد و در جهت جریان 53 درصد تعداد ریشه‌ها در ناحیه بالایی قرار دارند. حدود 97 درصد تعداد ریشه‌ها قطری تا 20 میلی‌متر دارند. بیشترین تفاوت تعداد ریشه‌ها در نواحی بالایی و پایینی شیب و جریان،  مربوط به قطر‌های تا 5 میلی‌متر می‌باشد. این تفاوت درجهت شیب حدود 7/2 برابر بیشتر از جهت جریان می‌باشد. متوسط نسبت سطح مقطع ریشه برابر 26/0 درصد می‌باشد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که سامانه ریشه درختان پده روی ساحل رودخانه به‌صورت نامتقارن است. 

این مطالعه به‌منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیر و تعرق و تعادل آن با منابع آب حوضه زاینده ‌رود انجام گرفته است. دو ایستگاه شاخص هواشناسی در حوضه زاینده‌رود شامل ایستگاه‌های اصفهان و چلگرد که به‌ترتیب در شرق و غرب حوضه واقع شده‌اند، به‌عنوان ایستگاه‌های مورد بررسی انتخاب شدند. براساس روش وزن‌دهی، ترکیبی از 15 مدل GCM ایجاد گردید و الگوهای تغییر اقلیم شامل ایده‌آل، متوسط و بحرانی تعریف گردیدند. با استفاده از الگوهای ارائه شده پیشنهادی، اثرات تغییر اقلیم روی دما و تبخیر و تعرق ایستگاه اصفهان و بارندگی ایستگاه چلگرد تحت دو سناریوی انتشار 2A و 1 B مورد بررسی قرار گرفت. دو شاخص برای مشخص نمودن وضعیت تعادل آب کشاورزی حوضه درنظر گرفته شد. نسبت تبخیر و تعرق شرق حوضه به بارندگی غرب حوضه به‌عنوان شاخص EPR ( تعادل در آب موجود و مصرف آب کشاورزی) و نسبت کمبود حداکثر کمبود آب به نیاز آبی کشاورزی به‌عنوان شاخص کمبود حداکثر (MD) درنظر گرفته شد. نتایج نشان داد که دمای سالانه شرق حوضه بین 63/0 تا 13/1 درجه سلسیوس افزایش پیدا خواهد کرد. کاهش بارندگی غرب حوضه نیز بین 5/6 تا 30 درصد در الگوهای خوش‌بینانه تا بحرانی تغییر می نماید. فصل تابستان بیشترین مقدار افزایش دما و فصل زمستان بیشترین مقدار کاهش بارندگی را نشان دادند. سناریوی انتشار 2 A افزایش دما و کاهش بارندگی را بیش از سناریوی انتشار 1 B نشان داد. همچنین نتایج نشان دهنده افزایش 1/3 تا 8/4 درصدی تبخیر و تعرق پتانسیل در حوضه زاینده‌رود بود. مقدار شاخص EPR حوضه زاینده‌رود در الگوهای تغییر اقلیم مختلف، بین 13 تا 52 درصد و شاخص MD بین 9 تا 35 درصد افزایش می‌یابد. نتایج نشان‌دهنده بر هم خوردن تعادل مصرف آب کشاورزی در شرق حوضه با بارندگی در غرب حوضه است. به‌عبارت دیگر در این شرایط بایستی برنامه‌ریزی و مدیریت ویژه‌ای برای ایجاد پایداری منابع آب در حوضه آبریز زاینده ‌رود اتخاذ نمود.

رطوبت خاک از پارامتر‌های اصلی ورودی در بسیاری از مدل‌های پایش و پیش‌بینی عملکرد محصولات زراعی است. توانایی مدل‌های ریاضی، بهره‌برداری درست از آب‌های شور و انتخاب گزینه‌های مدیریتی را امکان‌پذیر نموده است. هدف این مطالعه، بررسی کارایی مدل D2HYDRUS- در شبیه‌سازی رطوبت حجمی خاک تحت شرایط میدانی برای خاکی با بافت سنگین ناهمگن بود. سه حجم آبیاری 10، 15 و20 لیتر و سه سطح شوری آب 279/1، 5/2 و 5 (¹dSm^-) در سه تکرار در یک سامانه آبیاری قطره‌ای نواری اعمال شد. به‌منظور پایش رطوبت، نیم‌رخ خاک تا عمق 40 سانتی‌متری حفر و دیواره عمود بر نوار آبیاری قطره‌ای شبکه‌بندی شد. رطوبت حجمی توسط رطوبت‌سنج (TDR) مدل B1K3X6050 MiniTrase kit اندازه‌گیری و مقادیر رطوبت حجمی مشاهده‌ای و شبیه‌سازی، توسط آماره‌های nRMSE و CRM مقایسه شدند. نتایج نشان داد که میانگین توزیع رطوبت توسط آبیاری با شوری‌های مختلف در محدوده ظرفیت زراعی است. مقادیر nRMSE برای تکرار‌های مختلف از 91/0 تا 07/2 درصد متغیر بود. براساس مقادیر nRMSE، شبیه‌سازی رطوبت در رده‌ی عالی طبقه‌بندی شد. شاخص CRM نیز در محدوده 0080/0- تا 0170/0 به‌دست آمد که مقدار بسیار کمی است. نتایج این دو آماره نشان‌دهنده توانمندی بالای مدل در شبیه‌سازی رطوبت حجمی خاک با استفاده از برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک به روش حل معکوس می‌باشد.

این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی تخلیه سیال چگال، تحت جت سطحی در محیط پذیرنده کم عمق می‌پردازد. پارامترهای مورد بررسی شامل، عمق محیط پذیرنده‌، دبی و غلظت جت سطحی می‌باشد. برای بررسی و چگونگی ارتباط بین این پارامترها، آزمایش‌ها دریک مدل فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز انجام گردید. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که طول پیش‌رونده هسته جت، با عدد فرود سیال چگال نسبت مستقیم و با غلظت سیال چگال نسبت عکس دارد. همچنین با افزایش عمق محیط پذیرنده طول پیش‌رونده هسته جت افزایش می‌یابد. این افزایش طول به‌دلیل کاهش کشش سطحی در سطح آب می‌باشد. به‌طور میانگین با دو برابر شدن عمق محیط پذیرنده، طول پیش‌رونده 38 درصد و با سه برابر شدن عمق محیط پذیرنده نسبت به حالت اولیه، طول پیش‌رونده هسته جت، 62 درصد افزایش می‌یابد، همچنین در رابطه به‌دست آمده برای طول پیش‌رونده هسته جت ²R برابر 941/0 می‌باشد.

خشکسالی یک ناهنجاری‌ آب‌ و هوایی است که با کمبود (نبود) بارش و مُهیایی منابع‌ آب در پهنه‌ جغرافیایی بزرگ پیوند داشته و در طول دوره‌ قابل توجهی از زمان گسترش می‌یابد که می‌تواند بخش‌های مختلف از زندگی و محیط زیست را متأثر سازد. یکی از روش‌های خیلی رایج در ارزیابی و پایش خشکسالی، محاسبه‌ شاخص‌های خشکسالی می‌‌باشد. گسترش فضایی و زمانی و شدت(سختی) خشکسالی با استفاده از این شاخص‌ها مشخص می‌گردد. در این بررسی، شاخص تلفیقی خشکسالی(هیدرو- متئورولوژی) برای ارزیابی خشکسالی‌های آب شناختی و هواشناختی حوضه رودخانه سرباز در جنوب شرق ایران استفاده شده است. شاخص تلفیقی خشکسالی به‌طور جامع همه اشکال فیزیکی خشکسالی(هواشناختی، هیدرولوژیکی و کشاورزی) را از طریق انتخاب متغیرهای مرتبط به‌هر نوع خشکسالی شامل می‌شود. در این مورد، ارزش‌های ماهانه شاخص خشکسالی جریان رودخانه‌ای و شاخص بارش استاندارد شده برای چهار دوره مرجع مشابه تحت یک تحلیل مؤلفه مبنا قرار گرفته و براساس مؤلفه نخست آن، شاخص تلفیقی هیدرو- متئورولوژیکی ایجاد شده است. دوره مورد بررسی از سال آبی 61-1360 تا 90- 1389 شمسی و سرآغاز سال‌ آبی نیز از ماه مهر تعیین گردیده است. براساس نتایج شاخص تلفیقی خشکسالی، یک دوره بزرگ خشکسالی از سال‌آبی 79-1378 الی 85-1384 در جنوب‌شرق ایران حاکم بوده است که شدت آن در سال آبی 83-1382 فوق‌العاده خشک بوده است. روش‌شناسی شاخص تلفیقی خشکسالی، یک رویکرد عینی و واضح برای توصیف شدت خشکسالی فراهم‌ می‌کند. شاخص تلفیقی خشکسالی به‌خوبی قادر به نمایش رفتار خشکسالی‌های هیدرو- متئورولوژیکی محدوده مورد مطالعه بوده و به‌عنوان شاخص ترکیبی برای پایش و ارزیابی خشکسالی منطقه‌ای توصیه می‌گردد. در نهایت، حالت‌های خشکسالی هیدرو- متئورولوژیکی براساس آستانه‌های قراردادی منطقه‌ای استخراج و از طریق زنجیره مارکوف مدل‌سازی شده‌اند که اجازه می‌دهد تا برآورد فراوانی انتقال حالت خشکسالی انجام گیرد و پیش‌بینی حالت خشکسالی‌ آینده در زمان واقعی امکان‌پذیر گردد. ماتریس‌های ‌فراوانی انتقال حالت، ابزارهای اصلی برای پیش‌بینی حالت خشکسالی در زمان واقعی می‌باشند. نتایج اعتبارسنجی و انطباق پیش‌بینی‌ها با واقعیت‌ها بیانگر آن است که پیش‌بینی‌های انتقال حالت‌های خشکسالی آب‌شناختی در حوضه مورد مطالعه به‌روش زنجیره مارکوف دارای اعبتار می‌باشد.

هدف از این تحقیق بررسی اثر آبیاری با مدیریت تلفیقی و چرخشی آب شور و شیرین روی الگوی توزیع شوری در خاک می‌باشد. برای
اجرای این طرح یک زمین به 32 عدد کرت به ابعاد 5/2×6 متر‌مربع تقسیم‌بندی گردید. طرح آماری مورد استفاده در این تحقیق کرت‌های خرد شده (اسپلیت پلات) با 2 رقم آفتابگردان (آلستار و هایسان 33)، 4 رژیم آبیاری و 4 تکرار می‌باشد. رژیم‌های آبیاری به‌عنوان تیمار‌های تحقیق عبارتند از: 1T- آبیاری یک در میان با آب شور 11 دسی‌زیمنس بر متر و آب معمولی 2 دسی‌زیمنس بر متر (یک در میان)، 2T- معمولی ـ شور، 3T- مخلوط و 4T- شور ـ معمولی. در این تحقیق در اول، وسط و آخر فصل آبیاری نمونه‌برداری‌هایی از اعماق 0 ـ 20، 20 ـ 40 و 40 ـ 60 سانتی‌متری خاک انجام گرفته و میزان شوری، کلسیم و منیزیم، سدیم و کلر خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان می‌دهد که میزان شوری در عمق 40 سانتی‌متری برای هر دو رقم آفتابگردان و هر چهار رژیم آبیاری و در مراحل مختلف رشد گیاه، از دو عمق 20 و 60 سانتی‌متر بیشتر است. رژیم معمولی ـ شور در بین چهار تیمار اعمالی بیشترین میزان شوری خاک را دارد. با افزایش عمق آبیاری میزان کلر و سدیم خاک در اکثر رژیم‌ها و مراحل رشد، افزایش یافت و به حدود 50 و 75 میلی‌اکی‌والان‌برلیتر افزایش یافت. عناصر کلسیم و منیزیم برای رقم آلستار در رژیم‌های مختلف و در حالت تأثیر رژیم‌ها برروی عمق‌های مختلف معنی‌دار بوده است. در رقم آلستار کمترین شوری و بیشترین عملکرد بعد از تیمار شور ـ معمولی، مربوط به تیمار مخلوط، بعد از آن یک در میان و در آخر تیمار معمولی ـ شور می‌باشد. 

فرسایش پاشمانی از اشکال اصلی و مهم فرسایش آبی است که بستر را برای ایجاد سایر اشکال فرسایش فراهم می‌کند. هدف از این مطالعه مدل‌سازی فرسایش پاشمانی در بخشی از حوضه آبخیز کارون شمالی از طریق روش استنتاج فازی می‌باشد. عمده کاربری اراضی منطقه به‌صورت کشت آبی، کشت دیم، مرتع و مرتع تخریب شده می‌باشد. ویژگی‌های خاک شامل ماده آلی، آهک، مقاومت برشی سطحی، توزیع اندازه ذرات، میانگین وزنی قطر خاکدانه و فرسایش پاشمانی خاک در چهار حالت شیب (S: ٪) و شدت بارندگی (RI: ¹mm.h^-) به‌ترتیب 50-5، 50-15، 80- 5، 80- 15، توسط دستگاه پاشمانی چند متغیره (MSS) در 80 نقطه اندازه‌گیری شد. مدل‌سازی براساس روش موسوم به قانون ترکیبی استنتاج با پنج روش در انتخاب عملگرها صورت گرفت. کارایی این پنج روش با استفاده از شاخص میانگین مربعات خطا بین مقادیر اندازه‌گیری شده و برآورد شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر 5 روش کارایی مناسبی در تخمین فرسایش پاشمانی دارند. همچنین فرسایش پاشمانی به‌وسیله پارامترهای شیب، شدت بارندگی، میانگین وزنی قطر خاکدانه، مقاومت برشی سطحی، شن ریز و سیلت درشت به‌خوبی و با دقت زیاد برآورد می‌شود.

آگاهی از تغییرات خصوصیات خاک از رخدادی به رخداد دیگر، برای تعیین دوره‌های بحرانی حساسیت خاک به فرآیندهای فرسایش حائز اهمیت است. این پژوهش به‌منظور بررسی هدررفت خاک در رخدادهای پیاپی باران در استان زنجان انجام گرفت. پس از شناسایی 10 کلاس بافتی، نمونه‌های خاک‌ها در سه تکرار به کرت‌هایی کوچک (60 سانتی‌متر×80 سانتی‌متر) به ‌عمق 20 سانتی‌متر در زمینی با شیب 8 درصد منتقل شدند. کرت‌ها در معرض 10 رخداد باران شبیه‌سازی شده با شدت 55 میلی‌متر بر ساعت و مدت 30 دقیقه با فاصله پنج روز قرار گرفتند. در مجموع 300 رخداد باران بر کرت‌ها اعمال شد. نتایج نشان داد که رطوبت نگهداشته شده، تولید روان‌آب و هدررفت خاک تحت تأثیر معنی‌دار رخداد باران قرار گرفتند (001/0P<). افزایش رطوبت خاک و در نتیجه کاهش ظرفیت نفوذ، عامل اصلی افزایش تولید روان‌آب و هدررفت خاک در رخدادهای پیاپی باران بود به‌طوری‌که حدود 84 درصد از تغییرات هدررفت خاک طی رخدادهای باران براساس رطوبت پیشین خاک قابل بیان بود. پس از رخداد پنجم به‌دلیل رسیدن رطوبت خاک به‌حد ظرفیت نگهداری آب، تغییرات چشمگیری در نفوذپذیری و تولید روان‌آب مشاهده نگردید. با این حال، هدر رفت خاک پس از رخداد پنجم به‌دلیل وجود ذرات فرسایش‌پذیر بیشتر در سطح خاک و در نتیجه افزایش غلظت جریان‌های سطحی، همچنان الگویی افزایشی نشان داد.

در این تحقیق تأثیر درجه حرارت، تبخیر و تعرق، بارندگی، جهت دامنه و طبقات ارتفاعی، بافت و اسیدیته خاک بر درصد کربن آلی در دو عمق 15 و 45 سانتی‌متری خاک مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج آزمون t جفتی نشان داد اختلاف معنی‌داری بین مقادیر اندازه‌گیری شده در دوعمق خاک وجود دارد. پس از تهیه داده‌های مورد نیاز و پردازش آنها و حذف داده‌های پرت، نقشه‌های پایه مربوط به هریک از لایه‌های اطلاعاتی، توسط نرم‌افزار Arc GIS9.3 به‌دست آمدند و سپس با روی‌هم‌گذاری نقشه‌ها اطلاعات مربوط به یکدیگر جفت شدند. ضرایب همبستگی پیرسون بین عوامل مورد نظر نشان دادند که در عمق 15 سانتی‌متری خاک ، مقادیر کربن آلی با دو عامل محیطی شامل دما و ارتفاع در سطح 01/0 همبستگی دارد. همچنین نتایج آنالیز آماری حاصل از انجام تجزیه مؤلفه‌های اصلی (PCA) نشان دادند که عوامل درجه حرارت، تبخیر، درسطح یک درصد و میزان لای و رس خاک، در سطح پنج درصد بر مقدار کربن آلی خاک تأثیرگذار هستند. محورهای اول، دوم و سوم با مقادیر ویژه 98/4، 78/3 و 92/1 به‌ترتیب 33/0، 25/0 و 13/0 درصد از تغییرات همبستگی بین مقادیر کربن آلی و داده‌های محیطی را توجیه نمودند.

در حوضه‌های آبریز رودخانه‌ای استراتژی‌های مختلفی را در سطح حوضه و یا در قسمت‌های مختلف آن در راستای مدیریت منابع آب می‌توان به‌کار گرفت. یکی از این استراتژ‌ی‌ها، تخصیص بهینه آب و تعیین الگوی کشت بهینه است. در این مطالعه، یک مدل بهینه‌سازی تخصیص آب و الگوی کشت بر مبنای تئوری بازی‌های همکارانه ارائه شده است. به‌منظور سنجش کارایی مدل، اراضی تحت پوشش یکی از کانال‌های شبکه آبیاری سد درودزن فارس مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از یک مدل فازی و در نظر گرفتن مقادیر فازی ضرایب و محدودیت‌ها در تابع هدف، الگوی کشت بهینه و مقادیر آب تخصیص داده شده به آنها تعیین شده است. سپس با تدوین یک مدل بازی همکارانه (مدل بازی کوچک‌ترین هسته)، براساس ساختار شبکه توزیع آب و تعیین حقابه هر بخش، به تعیین سود حاصل از تشکیل ائتلاف تصمیم‌گیرندگان و ذینفعان، بازتوزیع منافع و انتخاب بهترین استراتژی در صورت برقراری همکاری پرداخته شده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که با تخصیص آب بیشتر به بخش‌های با پتانسیل تولید بیشتر، سود و بهره‌وری اقتصادی آب افزایش می‌یابد. به عنوان مثال مقدار مجموع سودخالص حاصل از شکل‌گیری ائتلاف اصلی بین بازیکنان 724/9 میلیارد تومان است که این مقدار در صورت عدم‌ شکل‌گیری ائتلاف 906/8 میلیارد تومان خواهد بود که با توجه به مقدار آب ثابت تخصیص‌ یافته به منطقه در هر دو حالت، افزایش بهره‌وری اقتصادی آب در صورت برقراری ائتلاف را نشان می‌دهد.

به‌منظور ارزیابی وضعیت زرد برگی درختان چنار فضای سبز شهری اصفهان، شدت زرد برگی ظاهری  73 درخت از مناطق مختلف بر اساس 1: ضعیف (کمتر از 5% برگ‌ها)، 2: متوسط (کمتر از 50% برگ‌ها)، 3: شدید (بیشتر از 50% برگ‌ها)، 4: خیلی شدید (بیش از 95% برگ‌ها) انتخاب و طی سال‌های 1387 و 1388 از برگ‌های کامل (همراه با دمبرگ) دو قسمت بالایی و پایینی هر درخت به‌صورت جداگانه نمونه‌برداری انجام شد. سپس برخی ویژگی‌های شیمیایی برگ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که غلظت آهن برگ‌های جوان در طی دو سال به‌ترتیب در بیش از 95 و 71 درصد از درختان، کمتر از حد بحرانی آهن (202 میلی‌گرم در کیلوگرم)  بود. در مورد برگ‌های مسن نیز، غلظت آهن برگ تمامی درختان کمتر از حد بحرانی (382 میلی‌گرم در کیلوگرم) بود و این حالت در کلیه درختان چنار با زرد برگی ظاهری کم، نیز مشاهده شد. دامنه غلظت روی برگ در درختان با شدت زرد برگی متفاوت و نیز در برگ‌های جوان و پیر هر درخت گسترده بوده و تناسبی بین غلظت روی برگ با شدت زرد برگی دیده نشد. در طی دو سال، غلظت روی برگ‌های جوان به‌ترتیب در بیش از 92 و 87 درصد درختان و تقریباً غلظت روی تمامی برگ‌های مسن درختان چنار مورد مطالعه کمتر از حد بحرانی (23 میلی‌گرم در کیلوگرم) بود. مقایسه غلظت مس با حد بحرانی این عنصر در برگ درختان چنار نیز نشان داد که بیش از 90% برگ‌های جوان نمونه‌برداری شده در سال اول و بیش از 98% برگ‌های جوان نمونه‌برداری شده در سال دوم و بیش از 90% برگ‌های پیر نمونه‌برداری شده در سال اول دارای زیاد بود عنصر مس بودند. مقایسه غلظت فسفر با حدود بحرانی (13/0 %)  این عنصر نشان داد که در سال اول حدود 79% و در سال دوم حدود 53% برگ‌های جوان نمونه‌برداری شده دارای زیاد بود فسفر بودند. این وضعیت در مورد برگ‌های پیر کمی تعدیل یافته به‌شکلی که زیاد بود فسفر در سال اول در برگ‌های پیر مشاهده نشد و در سال دوم نیز تنها حدود 29% از نمونه‌ها دارای غلظت‌های زیادتر از حد بحرانی فسفر بودند.

فلزات سنگین موجود در گرد و غبار هوا قادرند مستقیماً از طریق بلع و تنفس وارد بدن انسان شوند و یا از طریق ریزش‌های جوی به سطح زمین برسند و پس از آلودگی منابع آب و خاک و ورود به ساختار گیاهان از طریق آب و غذا وارد بدن شوند. هدف از این تحقیق، بررسی غلظت فلزات سنگین و شناسایی منابع احتمالی آن در گرد و غبار استان کرمانشاه بود. 49 نمونه گرد و غبار از شهرستان‌های کرمانشاه، سنقر، گیلان‌غرب، قصرشیرین، صحنه، سرپل‌ذهاب، کنگاور، پاوه و جوانرود طی فصل بهار 1392 جمع‌آوری شد. غلظت فلزات روی، مس، نیکل، کروم، منگنز و آهن بعد از عصاره‌گیری با ترکیب اسید کلریدریک و اسید نیتریک غلیظ (نسبت 3:1) تعیین شد. میانگین غلظت روی، مس، نیکل، کروم، منگنز و آهن به‌ترتیب 3/182، 6/48، 3/115، 9/73، 1/428 و 23161 میلی‌گرم در کیلوگرم بود. برای شناسایی آلاینده‌های گرد و غبار با منشأ احتمالی انسانی و طبیعی از آنالیزهای  همبستگی، مؤلفه‌های اصلی و خوشه‌ای و برای شناسایی اثرات احتمالی فعالیت‌های انسانی بر غلظت فلزات سنگین از فاکتور غنی‌سازی استفاده شد. نتایج نشان داد که غلظت فلزات در گرد و غبار به‌جز برای آهن و منگنز در مقایسه با خاک‌های جهان بالاتر بود. روی، مس، نیکل و کروم عمدتاً منشأ انسانی و آهن و منگنز منشأ طبیعی دارند. روی و مس عمدتاً از منابع ترافیکی و تا حدودی از منابع صنعتی و نیکل و کروم از منابع صنعتی، فرآیندهای احتراق همراه با منابع ترافیکی مشتق شده‌اند. همچنین نتایج فاکتور غنی‌سازی نشان داد که غنی‌سازی برای منگنز و کروم متوسط و برای روی، مس و نیکل قابل‌ توجه بود. با توجه به نتایج مطالعه، شناسایی و کنترل منابع آلاینده‌هایی چون فلزات سنگین در گرد و غبار به‌منظور پیشگیری از آلودگی ناشی از آنها نیازمند توجه بیشتر می‌باشد.