علوم آب و خاک

شوری و سدیمی بودن خاک کیفیت فیزیکی، شیمیایی و همچنین بیولوژیکی خاک را کاهش می‌دهد و در نهایت کاهش عملکرد محصول را به‌دنبال دارد. این تحقیق با هدف ارزیابی تغییرات شوری خاک با استفاده از روش‌های مختلف زمین‌آماری در شهرستان اهواز انجام گرفته است. برای این‌منظور تعداد 69 نمونه خاک از عمق صفر تا 10 سانتی‌متری سطح خاک برداشت شد و مقادیر هدایت الکتریکی عصاره نسبت 1:1 خاک به آب در نمونه‌ها اندازه‌گیری گردید. در این پژوهش از سه روش زمین‌آماری کریجینگ معمولی، لاگ نرمال کریجینگ و کریجینگ شاخص برای تهیه نقشه شوری خاک استفاده گردید. به‌منظور ارزیابی دقت این روش‌ها از پارامترهای آماری مجذور میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین استفاده شد. نتایج نشان داد که روش لاگ کریجینگ با داشتن حداقل مجذور میانگین مربعات خطا و حداکثر ضریب تبیین که به‌ترتیب برابر 34/0 و 73/0 است، مدل مناسب و دقیق‌تر برای ارزیابی شوری خاک است. روش کریجینگ شاخص براساس آستانه‌های تعریف ‌شده توانسته است احتمال خطر شوری را در کلاس‌های 4، 8، 16 و 32 دسی‌زیمنس بر متر نشان دهد. بر این اساس بخش اعظم منطقه دارای شوری بالای 4 دسی‌زیمنس بر متر است. نتایج نقشه نهایی شوری خاک نشان داد که بیشترین مقدار تجمع نمک مربوط به غرب و جنوب غرب منطقه و کمترین مقدار شوری در بخش‌های شرق و شمال منطقه مشاهده می‌شود.

هدف این مطالعه مقایسه و واسنجی تعداد ۲۰ روش مختلف تخمین تبخیر- تعرق گیاه مرجع (₀ET) مبتنی بر سه روش کلی دمای هوا، تابش خورشید و انتقال جرم در حوضه آبریز دریاچه ارومیه می‌باشد. برای این‌ منظور از اطلاعات ۱۰ ایستگاه هواشناسی همدید در دوره آماری ۲۰۱۰-۱۹۸۶ استفاده شد. نتایج روش‌های مذکور با خروجی روش فائو پنمن- مانتیث (۵۶PMF-) مقایسه شد. واسنجی روش‌ها برای یکایک ایستگاه‌ها و تمام ماه‌ها و در طول دوره آماری مذکور انجام شد. ارزیابی عملکرد روش‌ها با آماره‌هایR²،RMSE ، MBE و MAE به‌عمل آمد. نتایج نشان داد که واسنجی روش‌ها عملکرد آنها را به‌طور قابل ملاحظه‌ای بهبود می‌دهد. بعد از واسنجی، از بین روش‌های بر مبنای دمای هوا، روش هارگریوز (HG) با ضریب تبیین ۹۶/۰=^۲R، از بین روش‌های کلی تابش، روش دورنبوس- پروئیت ((DP با ضریب ^۲R معادل ۹۸۲/۰ و از بین روش‌های مبتنی بر انتقال جرم، بعد از واسنجی، روش مییر (M) با ^۲R معادل ۸۹۵/۰ به‌عنوان بهترین روش در حوضه مورد مطالعه شناخته شدند. به‌طورکلی، عملکرد روش‌های مبتنی بر تابش پس از واسنجی بهتر از سایر روش‌ها در این حوضه بود. بنابراین، روش DP پس از واسنجی برای تخمین ₀ET در حوضه دریاچه ارومیه از دقت بالاتری برخوردار بوده و قابل توصیه می‌باشد.

وضعیت شکل‌های پتاسیم خاک و ارتباط آن با مقدار پتاسیم دانه گندم در زمان برداشت می‌تواند در مدیریت حاصلخیزی این عنصر مهم باشد. بدین‌منظور تعداد ۴۰ نمونه خاک سطحی (عمق 20-0 سانتی‌متر) و زیرسطحی (عمق ۴۰-۲۰ سانتی‌متر) و همچنین نمونه‌های دانه‌های گندم از مزارع شهرستان داراب که تحت کشت گندم بودند در خردادماه ۱۳۹۳ به‌صورت تصادفی برداشته شد. سپس ویژگی‌های مختلف فیزیکی و شیمیایی و شکل‌های مختلف پتاسیم شامل محلول، تبادلی و غیرتبادلی و همچنین مقدار پتاسیم دانه گندم اندازه‌گیری گردید. نتایج نشان داد که پتاسیم محلول، تبادلی و غیرتبادلی در خاک‌های مورد مطالعه به‌ترتیب در دامنه ۷۰-۱۵، ۴۴۳-۹۱ و ۱۱۸۲-۳۹۶ میلی‌گرم بر کیلوگرم بودند. ارتباط معنی‌داری بین شکل‌های پتاسیم خاک و مقدار رس، کربنات کلسیم و ظرفیت تبادل کاتیونی به‌دست آمد. اگرچه انتظار می‌رود که در مرحله پایانی رشد گندم مقدار پتاسیم به‌سهولت قابل‌استفاده خاک (پتاسیم محلول و تبادلی) کم باشد، اما اغلب خاک‌های مورد مطالعه دارای مقدار کافی پتاسیم بودند. همچنین ارتباط مثبت و معنی‌دار بین شکل‌های مختلف پتاسیم، نشان از به تعادل رسیدن مجدد شکل‌های پتاسیم در زمان برداشت گندم داشت. اگرچه ارتباط معنی‌داری بین مقدار پتاسیم دانه گندم و شکل‌های پتاسیم خاک به‌دست نیامد اما برای خاک‌های بافت ریز (رس>۳۰ درصد) نشان داده شد که مقدار پتاسیم دانه با پتاسیم تبادلی خاک و درصد رس همبستگی مثبت و معنی‌داری دارد. این بدان ‌معنی است که برای خاک‌های سنگین، استات آمونیم می‌تواند عصاره‌گیر مناسبی جهت تخمین وضعیت پتاسیم خاک و مقدار پتاسیم قابل‌استفاده گیاه در منطقه مورد مطالعه باشد.

با توجه به اهمیت حفاظت خاک و جلوگیری از فرسایش بادی در اراضی ماسه‌ای و تأثیر جنگل‌کاری به‌عنوان یک عامل مؤثر و دائمی در امر تثبیت ماسه‌های روان، یکی از کانون‌های بحرانی فرسایش بادی در نزدیکی شهرستان شوش که تقریباً ۲۰ سال پیش مالچ‌ پاشی و نهال‌کاری شده است، را انتخاب و تأثیر سطوح مختلف تاج ‌پوشش را بر خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک بررسی نمودیم. از اینرو، دو منطقه جنگل‌کاری با تاج ‌پوشش ۱۰۰-7۵ درصد و ۵۰-2۵ درصد و منطقه شاهد به مساحت هرکدام ۱۰ هکتار انتخاب شد. سپس در هر منطقه ۱۵ پلات پیاده و خواص فیزیکو شیمیایی خاک مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. نتایج نشان داد جنگل‌کاری باعث تغییر بافت خاک از شنی به شن‌لومی و افزایش میزان فسفر، پتاسیم، کربن آلی و نیتروژن خاک در عمق ۵-0 سانتی‌متر شده بود که به‌دلیل جذب املاح از عمق خاک توسط ریشه و تجمع آن در برگ و اندام‌های گیاهی و درنهایت ریزش و تجزیه لاشبرگ بیشتر در این منطقه نسبت به منطقه شاهد بود. همچنین در این مطالعه تاج ‌پوشش ۵۰-2۵ درصد بهترین حالت را برای بهبود خواص فیزیکو شیمیایی خاک داشته است. بنابراین می‌توان گفت جنگل‌کاری نه‌تنها باعث حفاظت خاک و تثبیت ماسه‌های روان می‌شود؛ بلکه منجر به حاصلخیزی خاک و پایداری دائمی آن شده است.

پخش سیلاب بر آبخوان، روشی ارزان جهت استفاده بهینه از سیلاب‌ها برای تغذیه مصنوعی است که کاهش خسارات ناشی از سیلاب را نیز به همراه دارد. در این تحقیق، برای مکان‌یابی و اولویت‌بندی مناطق مستعد پخش سیلاب در دشت مشهد، از ده معیار کاربری اراضی، شیب، ضخامت آبرفت، فاصله از چاه، فاصله از قنات، فاصله از روستا، افت سطح ایستابی، ضریب هدایت هیدرولیکی، هدایت الکتریکی و تراکم زهکشی استفاده گردید. عملیات وزن‌دهی معیارها با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه‌ای (ANP) و منطق فازی انجام شد. بعد از آماده‌سازی نقشه کلیه معیارهای مربوط به مکان‌یابی عرصه‌های مناسب پخش سیلاب و وزن‌دهی نقشه‌ها براساس منطق فازی و مدل فرآیند تحلیل شبکه‌ای، نقشه نهایی مربوط به اولویت‌بندی مناطق مستعد پخش سیلاب آماده گردید. سپس با اعمال لایه محدود کننده که از تلفیق سه معیار کاربری اراضی، شیب و ژئومورفولوژی آماده گردید، نقشه نهایی مناطق مستعد پخش سیلاب آماده و اولویت‌بندی شد. از بین ده عامل مؤثر بر پخش سیلاب، معیار ضخامت آبرفت با وزن 27/0 به‌عنوان مؤثرترین لایه در بحث مکان‌یابی مناطق مستعد پخش سیلاب شناخته شد. از لحاظ شیب، بیشتر مناطق مناسب در شیب‌های کمتر از 3% قرار گرفت که نشان‌دهنده تأثیر به‌سزای این عامل در اجرای پخش سیلاب است. استعداد دشت مشهد در پخش سیلاب، پس از حذف مناطق مستثنیات (8/40 درصد از کل اراضی)، در چهار کلاس نامناسب، نسبتاً مناسب، مناسب و کاملاً مناسب تعریف شد که به‌ترتیب 7/2، 9/25، 5/26 و 1/5 درصد از مساحت دشت را شامل می‌شود.

انتخاب تکنیک درون‌یابی بهینه جهت تخمین پارامترهای کیفی آبخوان در نقاط اندازه‌گیری نشده نقش مهمی در مدیریت کمی و کیفی منابع آب ایفا می‌کند. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی دقت روش‌های درون‌یابی متداول با استفاده از GIS و مدل شبکه عصبی مصنوعی می‌باشد. بدین‌منظور تخمین سه پارامتر کیفی CL، EC و pH آبخوان دشت قروه- دهگان واقع در استان کردستان توسط هر یک از مدل‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق از داده‌های کیفی 56 چاهک مشاهداتی که دارای پراکندگی مناسبی در کل دشت هستند، استفاده گردید. در این تحقیق داده‌های 46 چاهک مشاهداتی جهت واسنجی و داده‌های 10 چاهک دیگر جهت صحت‌ سنجی مدل‌ها استفاده شدند. نتایج نشان داد که روش‌های شبکه عصبی مصنوعی، IDW و کریجینگ (spherical) به‌ترتیب جهت تخمین پارامترهای کیفی CL، PH و EC از دقت بیشتری نسبت به سایر مدل‌ها برخوردار بوده‌اند. البته مدل شبکه عصبی در تخمین هر سه پارامتر دارای دقت بسیار خوبی می‌باشد.در صورت کمبود وقت و همچنین نیاز به‌دقت قابل‌ قبول و ریسک کمتر در تخمین پارامترهای کیفی، استفاده از این مدل نسبت به سایر مدل‌های آماری به‌کار رفته ارجحیت دارد.

اوره یکی از پرکاربردترین کودهای نیتروژن‌دار در زمین‌های کشاورزی است. سرنوشت این کود در خاک بسیار وابسته به فعالیت آنزیم اوره‌آز بوده و این آنزیم نیز عمدتاً به‌صورت جذب‌ شده بر سطح کلوئیدهای خاک به‌ویژه رس‌ها قرار دارد. به‌منظور بررسی ویژگی‌های سینتیکی اوره‌آز آزاد و جذب‌ شده بر سطوح رس‌های سپیولیت و ورمیکولیت، آزمایشی با هشت سطح غلظت اوره (۵، ۱۰، ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۰۰ و ۱۲۰ میلی مولار) و غلظت ۱ واحد آنزیمی در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد و ۷pH= انجام شد. جذب اوره‌آز بر سطوح رس‌ها ویژگی‌های سینتیکی آن را نسبت به حالت آزاد تحت تأثیر قرار داد. نتایج نشان دادند که اوره‌آز در هر دو حالت آزاد و جذب‌ شده از سینتیک میکائیلیس- منتن پیروی می‌نمود. بیشترین مقدار V_max پس از اوره‌آز آزاد در کمپلکس اوره‌آز- سپیولیت و کمترین میزان K_m نیز در کمپلکس اوره‌آز- ورمیکولیت مشاهده گردید. همچنین نتایج نشان دادند که بیشترین کارایی کاتالیزوری پس از اوره‌آز آزاد به‌ترتیب متعلق به اوره‌آز در حضور ورمیکولیت و سپیولیت بود. همچنین فاکتور اثربخشی برای اوره‌آز جذب‌ شده بر سطح سپیولیت بیشتر از اوره‌آز جذب‌ شده بر سطح ورمیکولیت بوده و این امر به‌نوعی مبین کامل‌تر بودن فرآیند پخشیدگی در حضور سپیولیت است.

مدیریت جامع حوضه‌های آبخیز در گرو دانش عمیق از اطلاعات پایه حوضه و از جمله آرایش اراضی و نوع کاربرد آن می‌باشد. موقعیت مکانی و سطح پراکنش کاربری کشاورزی کمک شایانی به تعادل منابع آبی در یک حوضه می‌کند. در این تحقیق و با کمک تصاویر ماهواره‌ای لندست ۵ و ۸ و الگوریتم طبقه‌بندی نظارت‌ شده به روش حداکثر احتمال، کاربری‌های پهنه‌های آبی، شوره‌زار و کشت آبی حوضه آبخیز ارومیه و در سال‌های ۱۳۸۹ و ۱۳۹۲ تهیه گردید. تمام تصاویر انتخابی از ماهواره لندست در ماه‌های تیر و مرداد قرار گرفته‌اند. سپس به مقایسه کاربری‌های حاصل از ماهواره مودیس برای سال ۱۳۸۹ و ۱۳۹۱ و در انتها به مقایسه نتایج حاصل از ماهواره مودیس و لندست برای سال ۱۳۸۹ پرداخته شده است. نتایج بررسی ماهواره‌های لندست و مودیس نشان می‌دهد که سطح اراضی کشت آبی افزایش و پهنه‌های آبی کاهش یافته است. با مقایسه کاربری اراضی کشت آبی و پهنه‌های آبی سال ۱۳۸۹ میان ماهواره مودیس و لندست نشان می‌دهد که ماهواره مودیس کشت آبی و پهنه‌های آبی را بهتر از زمین‌های بایر برآورد نموده است. مقدار ضریب کاپا برای کاربری‌های حاصل از ماهواره لندست برای سال‌های ۲۰۱۰ و ۲۰۱۳ به ترتیب ۷۷/۰ و ۸۷/۰ می‌باشد.

یکی از روش‌های کنترل رسوب به آبگیر جانبی، استفاده از صفحات مستغرق در جلوی دهانه آبگیر می‌باشد. استقرار صفحات مستغرق در مسیر جریان باعث انحراف جریان به سمت قوس داخلی می‌شود. در این تحقیق به بررسی عملکرد صفحات مستغرق در انتقال رسوب به دهانه آبگیر در قوس ۱۸۰ درجه پرداخته شده است. آزمایش‌ها در یک کانال آزمایشگاهی با قوس ۱۸۰ درجه و در شرایط آب زلال انجام شد. آزمایش‌ها با استفاده از دو ردیف صفحه موازی با چهار زاویه متغیر در دبی‌های مختلف و دو شرایط بدون صفحه و با صفحه انجام شد. در هر آزمایش دبی کانال اصلی و انحرافی و همچنین دبی رسوب انحرافی و عبوری اندازه گیری گردید. نتایج این تحقیق نشان داد عملکرد صفحه مستغرق موازی در منحرف کردن مسیر حرکت رسوبات به زاویه برخورد صفحه با جریان بستگی دارد. همچنین نسبت آبگیری با نسبت رسوب ورودی به آبگیر نسبت مستقیم دارد و با افزایش نسبت آبگیری در کلیه زوایا، نسبت رسوب ورودی به آبگیر افزایش می‌یابد. عملکرد مناسب در کاهش انتقال رسوب به دهانه آبگیر در زاویه ۱۵ درجه صفحه نسبت به محور جریان مشاهده گردید. بعبارت دیگر با افزایش زاویه صفحه نسبت به محور جریان، توان حمل رسوب به دهانه آبگیر افزایش می‌یابد.

با توجه به آشکار شدن تغییرات اقلیمی در اکثر مناطق دنیا و اثر آن بر بخش‌های مختلف چرخه آب، آگاهی از وضعیت منابع آب به‌منظور مدیریت صحیح منابع و برنامه‌ریزی برای آینده ضروری است. از اینرو مطالعات زیادی در مناطق مختلف با هدف تحلیل اثرات تغییر اقلیم بر فرآیندهای هیدرولوژیک در دوره‌های آتی انجام شده است. در مطالعه حاضر به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب سطحی در حوضه آبخیز بازفت پرداخته شده است. حوضه آبخیز بازفت که در شمال غرب استان چهارمحال و بختیاری واقع شده، به‌دلیل وضعیت خاص توپوگرافیکی و موقعیت جغرافیایی خود سهم قابل توجهی در تولید منابع آب منطقه دارد. در این مطالعه از مدل اقلیمی سه HadCM و سناریوهای انتشار ۲A و ۲B جهت ارزیابی عدم قطعیت موجود در پیش‌بینی تغییر اقلیم استفاده شده است. بدین‌منظور، مدل آماری SDSM برای ریز مقیاس کردن داده‌های بزرگ مقیاس بارش و دما و مدل هیدرولوژیک WetSpa برای شبیه‌سازی رواناب مورد استفاده قرار گرفته است. پس از واسنجی مدل هیدرولوژیک، داده‌های ریز مقیاس شده بارش و دما در دوره‌های آینده نزدیک (۲۰5۰ – ۲۰2۰) و آینده دور (۲۱۰۰- ۲070) به مدل WetSpa معرفی و رواناب برای دوره‌های مذکور شبیه‌سازی گردید. نتایج این مطالعه بیانگر عملکرد مناسب مدل SDSM در ریز مقیاس‌سازی داده‌های اقلیمی به‌ویژه دمای حداقل و حداکثر می‌باشد. ارزیابی کارایی مدل WetSpa نیز حاکی از عملکرد مناسب این مدل برای شبیه‌سازی رواناب در حوضه بازفت است، به‌طوری‌که ضریب ناش- ساتکلیف طی واسنجی و صحت‌سنجی به‌ترتیب برابر ۶۳/۰ و ۶۵/۰ حاصل شده است. همچنین، بررسی میزان رواناب پیش‌بینی شده در دوره‌های آتی نشان‌دهنده افزایش رواناب سالانه در حوضه آبخیز بازفت تحت هر دو سناریوی ۲ A و ۲B است.

با توجه به بحران کمبود آب در کشور، برآورد هر چه دقیق‌تر ذخایر آب در اکوسیستم‌های جنگلی می‌تواند از مهم‌ترین راهکارهای مورد استفاده درزمینه مدیریت بهینه منابع و چرخه آب برای توسعه بهره‌وری مدنظر قرار بگیرد. بدین منظور، با استفاده از تکنیک شبکه عصبی مصنوعی موجودی وزنی ذخایر آب تنه ۱۷۴ پایه قطع‌ شده درختان گونه‌های مختلف اعم از راش، آزاد، ممرز، انجیلی، توسکا، بلوط و پلت شبیه‌سازی شد. از هر بخش از تنه استحصال‌ شده درختان، قطعاتی با ابعاد حجمی ثابت در دمای ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد در آون قرارگرفته و ضریب خشکی و چگالی ویژه کلیه نمونه‌ها اندازه‌گیری شدند. سه لایه ورودی شامل قطر برابر سینه، ارتفاع تنه و چگالی ویژه برای روند شبیه‌سازی متغیر پاسخ مورد استفاده قرار گرفتند. برای معماری توپولوژی شبکه عصبی مورد مطالعه از روش سعی و آزمون استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از قطر برابر سینه به‌عنوان تنها لایه ورودی بر مبنای شاخص‌های اعتبار قطعیت شبکه عصبی، ۶۵ درصد از واریانس آزمون داده‌ها را توجیه کرد. با ورود هر سه لایه ورودی، خروجی بهینه با یک لایه پنهان حاوی تابع تانژانت سیگموئیدی در معماری صورت گرفته با تعداد ۱۵ نورون عصبی دارای حداکثر قطعیت برآوردی در جنگل‌های آمیخته راش مورد مطالعه است (۰۸/۸۱= RMSE، ۰۰۱/۰= MSE، ۹۲/۰ = ^۲R). برای صرفه‌جویی در هزینه‌ها، نیروی انسانی و جلوگیری از روش برآورد تخریبی، خروجی بهینه حاصل در قالب جعبه سیاه با قابلیت کاربرد در فضای سیستم‌های دیجیتالی دارای قابلیت کاربرد وسیع برای پیش‌بینی ذخایر آب و به‌تبع آن مدیریت چرخه آب در اکوسیستم جنگلی مورد مطالعه است.

گز درختچه‌ای است که در بسیاری از نقاط کشور پراکنش دارد ولی اطلاعات زیادی در رابطه با همزیستی این‌گونه با قارچ‌های میکوریز وجود ندارد. بنابراین هدف اصلی این تحقیق بررسی همزیستی قارچ‌های میکوریز اربوسکولار با درختچه گز و تأثیر پذیری آنها در اثر فاصله از رودخانه و همچنین خصوصیات فیزیکی و شیمایی خاک است. برای این منظور جنگل‌های حاشیه رودخانه مارون به منطقه کنار رودخانه، میانی و منطقه دور از رودخانه با فواصل 200 متری تقسیم شد. در هرکدام از این مناطق 10 درختچه گز به‌طور تصادفی انتخاب و نمونه‌های خاک و ریشه از ریزوسفر آنها جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد که آغشتگی ریشه و تراکم اسپور در منطقه میانی به ترتیب کمترین و بیشترین مقدار را دارا بود و دارای اختلاف معنی‌داری با دیگر مناطق بود. متوسط میزان آغشتگی ریشه در منطقه کنار رودخانه، میانی و دور از رودخانه به ترتیب 37/82، 77/73 و 17/80 درصد بود درحالی‌که متوسط تراکم اسپور برای این مناطق به ترتیب 189، 5/245 و 8/188 اسپور در پنج گرم خاک بود. آغشتگی ریشه با میزان پتاسیم خاک همبستگی مثبت معنی‌داری نشان می‌دهد ولی تراکم اسپور با هیچ‌یک از متغیرهای مورد بررسی همبستگی نشان نداد. همچنین میزان نیتروژن 6/52، کربن آلی 19/51، پتاسیم 50 و رس 4/23 درصد در منطقه دور از رودخانه نسبت به کنار رودخانه کاهش نشان دادند. با توجه به نتایج این تحقیق درختچه گز دارای همزیستی بالایی با قارچ‌های میکوریز بوده که فاصله از رودخانه می‌تواند این همزیستی را تحت تأثیر قرار دهد.

هدف از این پژوهش تعیین میزان مشارکت زیرحوضه‌ها از نقطه ‌نظر مساحت، دبی یک جریان رودخانه در سیل‌خیزی کل حوضه آبریز رودخانه خرسان در استان کهگیلویه و بویراحمد می‌باشد. برای این‌کار از مدل بارش- رواناب HEC-HMS برای شبیه‌سازی دبی رواناب 11 زیرحوضه استفاده به‌عمل آمد. اطلاعات ورودی این مدل با ابزار سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه شد. نتایج نشان داد که با تغییر در دوره بازگشت‌های مختلف، تغییر اندکی در اولویت‌بندی سیل‌خیزی زیرحوضه‌ها مشاهده می‌شود. به‌طوری‌که به‌ازای دوره بازگشت 2، 50 و 100 سال، سیل‌خیزترین زیرحوضه‌ها بدون تغییر و به‌ترتیب زیرحوضه‌های 1 تا 11 خواهند بود. سهم مشارکت از نقطه نظرمساحت و دبی جریان با هم متفاوت بود، به‌طوری‌که اثرمساحت بین 31/0 تا 03/1 درصد یعنی زیرحوضه 6 بالاترین رتبه و زیرحوضه 7 پائین‌ترین رتبه را داشتند. درحالی‌که از نقطه نظر دبی، اثر حذف زیرحوضه‌ها بین 2/51 تا 2/1004 درصد بود، یعنی زیرحوضه 6 کمترین دبی و زیرحوضه 11 بیشترین مقدار دبی را داشت.

پتاسیم فراوان‌ترین عنصر غذایی موجود در بخش سطحی خاک بوده که بخش اعظم آن غیرقابل‌ دسترس برای گیاه می‌باشد. مطالعه حاضر با هدف جداسازی باکتری‌های حل‌ کننده پتاسیم از خاک ریزوسفری و ارزیابی توانایی کمی پتاسیم آزاد شده توسط سویه‌ها از منابع مختلف سیلیکاته انجام شد. بدین‌منظور بررسی‌های آزمایشگاهی و نیز گلخانه‌ای با گیاه ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس ۶۴۰ به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. عامل‌های آزمایشگاهی شامل منبع پتاسیم (چهار سطح)، زمان انکوباسیون (هفت سطح) و تلقیح میکروبی (شش سویه) و فاکتورهای گلخانه‌ای شامل منبع پتاسیمی (۵ سطح) و تلقیح میکروبی (چهار سطح) بودند. نتایج نشان داد که از بین سویه‌ها، سویه _۱۳KSB دارای بیشترین قطر هاله انحلال (۲۵ میلی‌متر) و شاخص حلالیت (سه) بود. بالاترین مقدار پتاسیم آزاد شده (۳۲/۳ میکروگرم بر میلی‌لیتر) از منبع بیوتت بوده که توسط سویه _۱ KSB پس از ۱۰ روز انکوباسیون به‌دست آمد. تلقیح میکروبی، وزن خشک ریشه و ارتفاع گیاه را به‌ترتیب ۳۰ و ۲۵ درصد نسبت به شاهد افزایش داد. همچنین میانگین مقدار پتاسیم و وزن خشک بخش هوایی گیاهان در تیمار میکروبی در کانی‌های سیلیکاته به‌ترتیب ۷۵/۳ و ۵۷/۱ برابر بیش از تیمار شاهد به‌‌دست آمد. می‌توان نتیجه‌گیری کرد که تلقیح باکتریایی سبب آزادسازی پتاسیم از کانی‌های سیلیکاتی و بهبود رشد گیاه می‌شود.

بیشتر اراضی زیر کشت ذرت در استان همدان به‌صورت سنتی با گاوآهن برگردان‌دار و یک‌سری ادوات خاک‌ورزی ثانویه آماده می‌شود. در سال‌های اخیر استفاده از سیستم‌های خاک‌ورزی حفاظتی مورد استقبال قرار گرفته است. این پژوهش در قالب طرح آماری کرت‌های خردشده (اسپلیت پلات) با ۶ تیمار و ۳ تکرار انجام شد. روش‌های خاک‌ورزی شامل: ۱T- روش مرسوم، شخم با گاوآهن برگردان‌دار + سیکلوتیلر مجهز به غلطک ۲T- خاک‌ورز مرکب، گاوآهن قلمی مجهز به غلطک و ۳T- خاک‌ورزی نواری با تیغه‌های قلمی به‌عنوان کرت اصلی و دو روش کوددهی شامل ۱F- پخش سطحی کود فسفاته قبل از کاشت ۲F- جای‌گذاری نواری کود فسفاته به هنگام کاشت به‌عنوان کرت فرعی در‌نظر گرفته شد. برخی از خواص فیزیکی خاک شامل، سرعت نفوذ آب در خاک، مقاومت خاک (شاخص مخروطی) و چگالی ظاهری خاک و نیز عملکرد و اجزا عملکردی ذرت دانه‌ای اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که روش‌های خاک‌ورزی و عمق خاک اثر معنی‌دار بر چگالی ظاهری و شاخص مخروطی خاک دارند. همچنین اثر روش خاک‌ورزی بر سرعت نفوذ آب در خاک معنی‌دار شد. اثر روش کوددهی بر عملکرد ذرت در سطح احتمال ۱% معنی‌دار شد. جای‌گذاری نواری کود به هنگام کاشت با میانگین عملکرد دانه، ۱۰۸۶۲ کیلوگرم در هکتار نسبت به پخش سطحی کود با میانگین عملکرد دانه، ۹۹۶۵ کیلوگرم در هکتار برتری داشت. اگرچه تأثیر روش‌های مختلف خاک‌ورزی بر عملکرد دانه ذرت معنی‌دار نشد اما تیمار ۲T با میانگین عملکرد دانه، ۱۰۹۱۳ کیلوگرم در هکتار نسبت به دو تیمار دیگر (۱T با میانگین عملکرد دانه، ۱۰۱۰۶ کیلوگرم در هکتار و ۳T با میانگین عملکرد دانه، ۱۰۲۲۲ کیلوگرم در هکتار) برتری داشت.

استفاده مداوم از پساب فاضلاب در آبیاری گیاهان زراعی در بلند مدت باعث انباشته شدن عناصر سنگین و آلودگی گیاهان، حیوانات و محیط زیست در ابعاد مختلف می‌گردد. هدف از این تحقیق، ارزیابی تأثیر استفاده از آبیاری قطره‌ای عمقی در کاهش پتانسیل تجمع عناصر سنگین در خاک و محصول و همچنین شاخص ریسک آلودگی تحت آبیاری با پساب می‌باشد. مزرعه مورد آزمایش در قالب طرح اسپلیت بلوک با دو تیمار اصلی شامل آب معمولی و پساب و سه تیمار فرعی شامل عمق قطره‌ چکان صفر، 15 و 30 سانتی‌متر با چهار تکرار در شهر اصفهان قرار داشت. نمونه‌های خاک در ابتدا و پس از برداشت گندم کشت‌ شده در دو سال متوالی در زمین مورد آزمایش از هر پلات برداشته شدند. غلظت عناصر سنگین Cu, Zn, Cd, Pb, Cr, Ni در نمونه‌های خاک و دانه‌های گندم با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شدند. شاخص افزایش آلودگی (PLI) نشان داد که افزایش میزان عناصر سنگین در خاک‌های آبیاری شده تحت تیمار پساب اختلاف معنی‌داری با آب معمولی نشان نداد (05/0P>). غلظت عناصر Cu، Pb، Cr و Zn در دانه‌های گندم کمتر از میزان حداکثر مجاز استاندارد بود ولی میزان Cr بیشتر از مقدار مجاز بود و میزان Ni چندین برابر حد مجاز بود. نتایج حاصل از آزمایشات میزان شاخص ریسک آلودگی 17/5 و 57/1 را برای عناصر Cd و Cu نشان داد. همچنین مقدار این شاخص برای عناصر Cd، Cu و Cr برای کودکان نیز بیش از یک بود. بر‌اساس نتایج ارائه‌ شده می‌توان نتیجه گرفت که عمق قطره‌ چکان تأثیر معنی‌داری در انباشته شدن عناصر سنگین در خاک و دانه گندم ندارد.

این مطالعه با هدف بررسی تغییرات دینامیک فرسایش شیاری و همچنین بررسی کارایی مدل Hairsine-Rose در برآورد غلظت رسوب انجام شده است. آزمایش‌ها در ایستگاه تحقیقات حفاظت خاک و آب دانشگاه تهران واقع در منطقه کوهین استان قزوین انجام شد. چهار دبی جریان در سه شیب مختلف در شیارهایی دست‌ساز ذوزنقه‌ای به‌طول ۳ متر و عرض کف ۵ سانتی‌متر مورد آزمون قرار گرفت. در هر آزمایش، رواناب خروجی در فواصل زمانی مختلف جمع‌آوری و برای تعیین غلظت رسوب به آزمایشگاه منتقل گردید. تمام آزمایش دو بار و در فصل‌های پاییز و بهار انجام شد. نتایج بیانگر تغییرات دینامیک غلظت رسوب بود که تابعی از دبی جریان، شیب بستر و فصل بود. غلظت رسوب در دقایق اولیه آزمایش زیاد بود، اما با گذشت زمان کاهش ‌یافته و به یک حالت کم ‌و بیش پایدار رسید. اثر شدت جریان و شیب در شرایط ناپایدار اولیه آشکارتر از شرایط پایدار نهایی بود. همچنین غلظت رسوب در آزمایش‌های فصل پاییز بیش از آزمایش‌های فصل بهار بود، هرچند که روند تغییرات زمانی مشابه بود. مدل Hairsine-Rose در برآورد غلظت رسوب در قدرت جریان‌های کم بهتر عمل نمود، اما در کل دارای بیش‌ برآوردی بسیار زیادی در تمام دامنه بود که بیانگر اشکال ساختاری مدل است.

فرسایش تشدید شونده خاک در سطح کشور موجب اثرات محلی و برون محلی می‌گردد و شناسایی منابع تولید رسوب و تعیین سهم هر کدام در تولید رسوب برای انتخاب راهبردهای مدیریتی در سطح حوضه آبخیز ضروری است. با وجود افزایش مطالعات منشایابی، تعیین مقادیر عدم قطعیت مرتبط با مدل‌های ترکیبی به‌ویژه براساس ویژگی‌های پذیرفتاری مغناطیسی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، تعیین سهم زیرحوضه‌ها در تولید رسوب با استفاده از ویژگی‌های پذیرفتاری مغناطیسی (فرکانس بالا، فرکانس پایین و فرکانس وابسته) و مدل ترکیبی عدم قطعیت است. به این منظور، تعداد ۲۵ نمونه از خروجی زیرحوضه‌ها و حوضه اصلی جمع‌آوری و ویژگی‌های پذیرفتاری مغناطیسی آنها اندازه‌گیری و محاسبه شد. نتایج تحلیل آزمون کروسکال والیس و توابع تحلیل تشخیص نشان داد که می‌توان ویژگی‌های پذیرفتاری مغناطیسی را به عنوان ترکیب بهینه ردیاب‌ها در مدل ترکیبی عدم قطعیت استفاده نمود. نتایج مدل منشایابی رسوب براساس عدم قطعیت Bayesian نشان داد که میانگین (حدود عدم قطعیت) سهم نسبی زیرحوضه‌های اسپاران، جویبند و بویوک‌ چای به‌ترتیب ۹۲ (۸/۹۴-9/۸۳)، ۸/۲ (۷/۱۰-2/۰) و ۷/۵ (۵/۱۰- ۲/۰) درصد بود. براساس نتایج موجود، بیشترین میزان تولید رسوب مربوط به زیرحوضه اسپاران‌ چای بوده و در اجرای برنامه‌های مدیریتی برای حفاظت خاک باید مدنظر قرار گیرد.

کمبود آب یک مسئله مهم و ساختاری در مناطق خشک و نیمه‌خشک دنیا است که به‌شدت موجب نگرانی سیاست‌گزاران محیط زیست شده است. مسئله تعدیل تقاضای افزون بر عرضه پایدار آب عمدتاً با سیاست‌های مدیریت تقاضای آب که به‌دنبال افزایش کارایی آب و فناوری‌های آب‌اندوز است، پیگیری می‌شود. ارزیابی‌های بسیار کمی از این برنامه‌ها انجام شده است. اما تعداد زیادی از ارزیابی‌های موجود، شک جدی در مورد اثر بخشی آنها در زمینه‌های حفاظتی و کاهش مصرف آب، به‌دلیل وقوع پدیده "اثر بازگشت به‌حالت اولیه"، مطرح می‌کنند. در این مطالعه، با مراجعه میدانی به مزرعه ۲۴۳ زارع که اقدام به نصب سیستم‌های آبیاری بارانی کرده‌اند و استفاده از تحلیل سلسله مراتبی و مدل رگرسیون چندگزینه‌ای مرتب‌ شده، پدیده اثر بازگشت به‌حالت اولیه مطالعه شد. نتایج نشان داد که در ۵/۷۴ درصد از مزارع مورد مطالعه، این پدیده به‌میزان متوسط تا زیاد وجود داشته است. همچنین، مشخص شد که میزان اراضی دیم و آیش مزارع به هنگام نصب سیستم آبیاری بارانی، رابطه مستقیمی با وقوع پدیده اثر بازگشت به حالت اولیه دارند. از نتایج این مدل می‌توان برای تعیین احتمال وقوع افزایش مصرف آب بعد از نصب سیستم آبیاری بارانی در مزارعی که اطلاعات آنها موجود است، استفاده کرد. به‌طور مثال، در مزارعی با ویژگی‌های مزرعه شماره ۲۴ احتمال وقوع پدیده اثر بازگشتی ناشی از اقدامات آب اندوز در سطح کم، متوسط و زیاد به‌ترتیب ۴/0 ۳۲ و ۶/۶۷ درصد می‌باشد. بنابراین در چنین مزارعی باید اقدامات کارایی و حفاظتی آب را براساس تلفیقی از ابزارهای فنی، اقتصادی، اجتماعی و سیاسی به‌کار گرفت تا فشارهای وارد بر منابع کمیاب آب، کاهش یابد.

سرریز نیلوفری یکی از انواع سرریزها است که در مواقعی که امکان استفاده از سایر سرریزها فراهم نباشد از آن استفاده می‌شود. با شروع استغراق و ایجاد افت جریان و نیز شدت یافتن جریان‌های چرخشی و گرداب‌ها، کارایی سرریز به‌شدت افت کرده و با کاهش شدید ضریب دبی سرریز، ارتفاع آب مخزن افزایش می‌یابد که باعث افزایش احتمال آسیب دیدن سد بر اثر عدم توانایی سرریز در تخلیه جریان‌های بزرگ می‌شود. تیغه های گرداب شکن برای حل این مشکل استفاده می شوند. درصورتی‌که بتوان آستانه استغراق سرریز را افزایش داد، امکان عبور جریان‌های بزرگ‌تر، بدون مستغرق شدن سرریز و بروز پیامدهای منفی آن فراهم می‌شود. علاوه بر کاربرد تیغه‌های گرداب‌شکن در اصلاح جریان چرخشی و گردابی، ممکن است تیغه‌ها در افزایش آستانه استغراق نیز مؤثر باشند. به‌منظور بررسی امکان این موضوع تعداد ۱۱۰ آزمایش به‌وسیله مدل فیزیکی روی سرریزهایی با مقطع مربعی و دایره‌ای و باحالت‌های مختلف تعداد و زاویه گرداب‌شکن انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش تعداد تیغه‌ها آستانه استغراق افزایش می‌یابد و سرریزها ارتفاع و جریان ورودی بیشتری را بدون آن‌که مستغرق شوند از خود عبور می‌دهند. میزان این تأثیر در سرریز دایره‌ای بیشتر از مربعی بود، چون جریان‌های چرخشی و گردابی در سرریز دایره‌ای بیشتر است. همچنین حالت استفاده از تیغه‌های گرداب‌شکن با4 گرداب شکن و زاویه قرارگیری ۹۰ درجه بیشترین ضریب تخلیه جریان را دارند.