علوم آب و خاک

کمبود مواد آلی و pH قلیایی خاک‌های آهکی مناطق خشک و نیمه¬خشک از مهم‌ترین دلایل کم بودن قابلیت جذب برخی عناصر غذایی برای گیاه در این خاک‌ها هستند. یکی از راه¬های ارتقاء ویژگی شیمیایی و حاصلخیزی خاک‌های آهکی کاربرد مواد آلی از جمله بیوچار تولید شده از ضایعات آلی است. اما بیوچارها عمدتاً دارای pH  قلیایی بوده و کاربرد مقادیر زیاد آنها می‌تواند کمبود برخی عناصر غذایی را برای گیاه در خاک‌های آهکی تشدید کند. پیرولیز ضایعات خاص در شرایط دمایی کنترل شده می‌تواند منجر به تولید بیوچار باpH  اسیدی شود. در مطالعه حاضر تأثیر بیوچارهای اسیدی به‌عنوان اصلاح‌کننده بر چندین ویژگی‌ شیمیایی دو خاک آهکی استان اصفهان انجام شد. تیمارها شامل دو نوع بیوچار (مخروط کاج و شلتوک برنج) در مقادیر یک، سه و شش درصد، دو نوع خاک (با بافت‌های لوم شنی (تیران) و لوم رسی (لورک)) و دو زمان انکوباسیون یک و شش ماه به‌همراه 4 شاهد و در مجموع 28 نمونه بودند. کاربرد بیوچار در دو خاک قلیایی توانست برخی ویژگی¬های شیمیایی و حاصلخیزی خاک را بهبود ببخشد. نتایج نشان داد کاربرد بیوچار اندکی pH خاک را کاهش و هدایت الکتریکی خاک را افزایش داد. به‌علاوه، میزان کربن آلی، نیتروژن کل و غلظت منگنز قابل جذب خاک در همه تیمارها و غلظت فسفر، پتاسیم، آهن، روی و مس قابل جذب خاک در اکثر تیمارها افزایش معنی‌داری نسبت به شاهد نشان داد. استفاده از بیوچار به میزان 6 درصد سبب بیشترین تغییرات در پارامترهای مورد اندازه‌گیری در هر دو نوع خاک شد. به‌طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد بیوچار تولید شده از مخروط کاج و شلتوک برنج می‌تواند به‌عنوان یک ماده بهساز مناسب برای ارتقاء ویژگی¬های شیمیایی و حاصلخیزی خاک‌های آهکی مورد استفاده قرار گیرد.

هدف از پژوهش حاضر یافتن بهترین روش¬های بهره¬گیری از سنجش از دور و الگوریتم¬های طبقه¬بندی نظارت¬شده در پایش شوری بلندمدت در منطقه عتابیه در غرب استان خوزستان با وسعت 5000 هکتار است. شیوه کار بر پایه تفکیک سطوح مختلف خاک¬های شور به‌وسیله اطلاعات حاصل از تصاویر ماهواره¬ای لندست 7 و 8 (۲۰۰۱ تا ۲۰۱۵) همراه با داده¬های شوری برداشت¬شده از منطقه مورد مطالعه، و شاخص¬های شوری SI1، SI2، SI3، NDSI، IPVI و VSSI است. نتایج بدست آمده از طبقه¬بندی تصاویر ماهواره¬ای نشان-دهنده گسترش روند محدوده¬های شور در خاک¬های منطقه مورد مطالعه بوده که در این بین، خاک¬های با EC بیشتر از 16 دسی¬زیمنس بر متر (بسیار شور)، بیشترین فراوانی را دارند. افزایش وسعت خاک¬های شور به میزان قابل توجهی در طی 15 سال رخ داده است، به-طوری که وسعت اراضی شور بیش از 90 درصد افزایش داشته است. بر اساس این مطالعه، تنها شاخص معنی¬دار در شوری خاک در سطح اطمینان %95، شاخص SI3 بوده که توانسته است تخمین مناسبی از تغییرات افزایشی خاک¬های منطقه داشته باشد. نتایج طبقه¬بندی نظارت¬شده نشان داد که ماشین بردار پشتیبان (با دقت کلی 95/78 و ضریب کاپا 0/89)، دارای دقت بیشتری است. پس از روش ماشین بردار پشتیبان به ترتیب روش¬های حداقل فاصله از میانگین، حداکثر احتمال شباهت و فاصله ماهالانوبیس دارای بیشترین دقت هستند. بر اساس نقشه¬های شوری بدست آمده در سال¬های 2001، 2005، 2010 و 2015 میلادی می¬توان گفت میزان شوری در تمام منطقه مورد مطالعه پیشروی داشته و همزمان وسعت شوری در کلاس¬های متوسط و زیاد توسعه بسیار زیادی داشته است. به¬طوری که وسعت شوری در کلاس بسیار زیاد در سال 2015 به تدریج نسبت به سال 2001 در تمام منطقه پراکنش داشته است. 

در دهۀ اخیر استفاده از سازه‌های گابیونی در مهندسی هیدرولیک برای پایداری سازه به جهت دارا بودن چگالی و وزن زیاد، زبری برای افت انرژی و تخلخل برای زهکشی رواج زیادی یافته است. این پژوهش به ارزیابی عملکرد سازه‌های تورسنگی در شرایط ایجاد پرش هیدرولیکی مستغرق در استهلاک انرژی نسبی پایین‌دست سرریز اوجی پرداخته است. پارامترهای مورد ارزیابی در این پژوهش عبارت از: عدد فرود، ارتفاع آب‌پایه، ضخامت آب‌پایه و قطر سنگدانه‌ها است. آزمایش‌ها با سه دانه‌بندی سنگدانه با قطر متوسط 1/5، 2/2 و 3 سانتی‌متر با سه ارتفاع آب‌پایه 10 و 20 سانتی‌متر و Max و ضخامت‌های 10، 20 و 30 سانتی‌متر  و دبی‌های 20 تا 40 لیتر بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان داد که در تمامی مدل‌های مورد آزمایش با کاهش قطر سنگدانه‌های آب‌پایه، میزان استهلاک انرژی نسبی افزایش می‌یابد، به نحوی  که در آب‌پایه با سنگدانه به قطر 1/5 سانتی‌متر، مقدار استهلاک انرژی به‌میزان 3/6 درصد نسبت به سنگدانه به قطر متوسط 3 سانتی‌متر افزایش پیدا کرده است. افزایش ارتفاع آب‌پایه توری سنگی تا میزانی که جریان کاملاً درون‌گذر شود، می‌تواند تا مقدار 33 درصد نسبت به آب‌پایه با ارتفاع 10 سانتی‎‌متر، استهلاک انرژی نسبی بیشتری داشته باشد. همچنین با افزایش قطر آب‌پایه از 10 سانتی‌متر به 30 سانتی‌متر میزان استهلاک انرژی نسبی تا 15 درصد افزایش می‌یابد.

روش شماره منحنی رواناب به‌طور گسترده‌ای جهت پیش‌بینی رواناب استفاده شده و در بسیاری از بسته‌های نرم‌افزاری محبوب برای مدل‌سازی گنجانده شده است؛ اما تا حد زیادی به خصوصیات گروه‌های هیدرولوژیکی خاک وابسته است. بنابراین، تلاش در جهت کاهش این اثر و استخراج اطلاعات خاک ضروری است. مطالعه حاضر به‌‌منظور ادغام منطق فازی برای استخراج شماره منحنی رواناب انجام شده است. برای دستیابی به این هدف مدل توزیعی جدیدی به نام CNS2 توسعه داده شده است. در بخش نخست، فرموله¬کردن و برنامه‌نویسی مدل CNS2‌ با استفاده از محیط زبان برنامه‌نویسی پایتون انجام شد، سپس مدل در حوزه آبخیز بهشت¬آباد اجرا شد. این مدل در گام زمانی ماهانه با شماره منحنی فازی و در نظرگرفتن فاکتور تعداد روزهای بارانی، ضریب مدیریت معادله جهانی فرسایش خاک،‌ شیب و ضریب تتای خاک، میزان تولید رواناب را در یک حوزه آبخیز شبیه‌سازی می‌نماید. نتایج بیانگر آن است که مدل با شاخص نش- ساتکلیف 0/6 و ضریب تبیین 0/63 در دورۀ واسنجی و شاخص نش 0/53 و ضریب تبیین 0/56 در دورۀ اعتبارسنجی، کارائی مناسب‌تری نسبت به روش سنتی شماره منحنی در شبیه‌سازی رواناب دارد. مزیت توزیعی¬بودن مدل امکان شناخت مناطق با تولید رواناب بیشتر را فراهم می‌آورد.

رواناب سطحی یکی از مهم‌ترین اجزای چرخه آب است که باعث افزایش فرسایش خاک و انتقال رسوب در رودخانه‌ها و همچنین کاهش کیفیت آب رودخانه‌ها است. بنابراین، پیش‌بینی دقیق پاسخ هیدرولوژیکی حوضه‌ها یکی از مراحل مهم در برنامه‌ریزی و مدیریت منطقه‌ای است. در این راستا، مدل‌سازی بارندگی- رواناب به پژوهشگران هیدرولوژی به‌ویژه در زمینه علوم مهندسی آب کمک می‌کند. بدین منظور، مطالعه حاضر به‌منظور تجزیه و تحلیل شبیه‌سازی بارندگی- رواناب در حوزه آبخیز گرگانرود واقع در شمال شرقی ایران با استفاده از مدل‌های AWBM،Sacramento ،SimHyd ، SMAR و Tank انجام شد. از بارندگی، تبخیر و تعرق و رواناب روزانه هفت ایستگاه هیدرومتری در دوره 2010-1970 و 2015-2011 به‌ترتیب برای واسنجی و اعتبارسنجی استفاده شد. فرایند واسنجی خودکار با استفاده از الگوریتم‌های جستجوی تکاملی ژنتیک و روش‌های SCE-UA، با استفاده از معیارهای ارزیابی ضرایب ناش- ساتکلیف (NSE) و ریشه دوم میانگین مربعات خطا (RMSE) انجام شد. نتایج نشان داد که در دوره اعتبارسنجی مدل SimHyd با ضریب ناش 0/66، مدل TANK با استفاده از الگوریتم ژنتیک و روش SCE-UA با ضریب ناش به‌ترتیب 0/67 و 0/66 و مدل Sacramento با روش الگوریتم ژنتیک و روش SCE-UA با ضریب ناش به‌ترتیب 0/52 و 0/55 بهترین عملکرد را دارند.

پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی تلفیق بخشی از اطلاعات استخراج¬شده برای پهنه‌بندی تخریب اراضی با استفاده از داده‌های زمینی و سنجش از دور در استان فارس صورت گرفته است. بدین¬منظور نقشه معیارهای پوشش گیاهی، تولید خالص اولیه، کاربری اراضی و شیب به‌ترتیب از طریق داده‌های سنجش از دور MOD13A3، MOD17A3 ، SRTMو Landsat TM؛ فرسایش آبی توسط مدل آیکونا (ICONA) و رواناب سطحی با استفاده از مدل SCS سال 2010 به‌دست آمد. معیار کارایی مصرف بارش نیز از نسبت تولید خالص اولیه به نقشه بارندگی مستخرج از ایستگاه‌های هواشناسی تولید شد و سپس نقشه تخریب اراضی منطقه با استفاده از روش هم‌پوشانی وزنی کلیه معیارها تهیه شد. مطابق مدل آیکونا 5/1، 9/05، 47/21، 27/91و 10/73 درصد از منطقه مطالعاتی به‌ترتیب در کلاس‌های فرسایش آبی خیلی‌کم، کم، متوسط، شدید و بسیار‌شدید قرار گرفت. هم‌پوشانی نقشه مدل آیکونا با نقشه معیارهای دیگر نشان داد که کلاس‌های تخریب خیلی‌زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی‌کم به‌ترتیب 1/3، 7/18، 70 ، 9/1 و 0/9 درصد از سطح استان را در بر‌ می‌گیرند. مطابق یافته‌ها، تلفیق سنجش از دور با مدل‌های آیکونا و SCS باعث ارتقاء قدرت شناسایی تخریب اراضی می شود.

برنامه‌ریزی آبیاری گیاهان زراعی مؤثرترین راه برای افزایش بهره‌وری مصرف آب کشاورزی است. در برنامه‌ریزی آبیاری تعیین زمان آبیاری به مراتب مهمتر و مشکل‌تر از تعیین عمق آب آبیاری است و در بین روش‌‌های تعیین زمان آبیاری گیاهان زراعی، روش‌هایی که از خود گیاه برای این منظور استفاده می‌شود دقیق‌تر از سایر روش‌هاست. بر این اساس در این مقاله از شاخص تنش خشکی گیاه گندم که مبتنی بر کمبود فشار بخار هوا و اختلاف دمای پوشش گیاهی و هواست (Tc-Ta) استفاده شد. برای این منظور ابتدا نمودار و رابطه خط مبنای بالا و پایین استخراج سپس شاخص تنش آبی گندم در منطقه کرج ترسیم شد. سپس برای تعیین شاخص تنش خشکی بهینه گندم، چهار تیمار شامل I1: 30 درصد تخلیه مجاز رطوبتی، I2: 45 درصد تخلیه مجاز رطوبتی، I3: 60 درصد تخلیه مجاز رطوبتی و I4: 75 درصد تخلیه مجاز رطوبتی در چهار تکرار اجرا شد و در طول فصل مقدار شاخص تنش خشکی هر تیمار جداگانه محاسبه شد و تیماری که بالاترین کارایی مصرف آب را داشت CWSI آن برای تعیین زمان آبیاری گندم استفاده شد. نتایج نشان داد که ابتدا رابطه خط مبنای بالا و پایین برای گیاه گندم در منطقه کرج به‌ترتیب به صورت Tc-Ta=3.6 0c و Tc-Ta=-0.27VPD - 2.64 است، به¬علاوه تیمار 45 درصد تخلیه مجاز رطوبتی بالاترین کارایی مصرف آب را داشت و بر اساس آن شاخص تنش خشکی بهینه برای گیاه گندم در منطقه کرج 36/0 به‌دست آمد.

فرسایش خاک یکی از مهم¬ترین مشکلات حوضه¬های آبخیز در جهان و از موانع اصلی دستیابی به توسعه پایدار در کشاورزی و استفاده از منابع طبیعی است. شناسایی و اولویت¬بندی مناطق حساس به فرسایش خاک به¬منظور اجرای عملیات حفاظت¬ آب و خاک و مدیریت منابع طبیعی در حوضه¬های آبخیز ضروری است. در این پژوهش به اولویت‌بندی خطر فرسایش خاک در 12 زیرحوضه آبخیز رود زرد در سال 1400 با استفاده از آنالیز پارامترهای مورفومتری و روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره پرداخته شده است. در این راستا 11 پارامتر مورفومتری محاسبه و وزن آنها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی به‌دست آمد. عملیات اولویت‌بندی با استفاده از روش‌های TOPSIS، VIKOR و SAW انجام و نتایج آن با استفاده از روش¬های میانگین رتبه¬ای، کاپلند و بردا تلفیق و درنهایت اولویت¬بندی نهایی با مقدار فرسایش ویژه زیرحوضه‌ها در مدل MPSIAC مقایسه و ضریب همبستگی رتبه‌ای اسپیرمن بین آنها برآورد شد. بر اساس نتایج، پارامترهای خطی بافت زهکشی، تراکم زهکشی و فراوانی آبراهه به‌ترتیب با وزن 0/161، 0/158 و 0/146 بیشترین تأثیر و در مقابل پارامترهای شکلی ضریب شکل، نسبت کشیدگی و ضریب گردی به‌ترتیب با وزن 0/049، 0/036 و 0/026 کمترین تأثیر را در فرسایش‌پذیری زیرحوضه‌ها داشتند. ضریب همبستگی رتبه‌ای اسپیرمن بین اولویت‌بندی نهایی و مدل MPSIAC، به میزان 0/8 به‌دست آمد (p-value<0.01). نتایج اولویت‌بندی نشان داد که زیرحوضه‌های R11، R12 و R10 با مساحت 83/191 کیلومتر مربع، به‌دلیل مقدار زیاد پارامترهای خطی، مقدار کم پارامترهای شکلی، ساختار زمین‌شناسی حساس به فرسایش و پوشش گیاهی ضعیف در اولویت اول تا سوم و در طبقه خیلی حساس به فرسایش خاک قرار دارند و برای اجرای اقدامات مدیریتی و عملیات آبخیزداری در اولویت هستند. نتایج کلی پژوهش نشان داد که روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره و آنالیز مورفومتری ابزاری مناسب برای شناسایی مناطق حساس به فرسایش خاک هستند.

روش‌های متعددی برای شوری‌زدایی از پساب‌های شور وجود دارد که یکی از مهم‌ترین آنها، زیست‌پالایی است. هالوفیت‌ها گیاهانی هستند که قادرند غلظت‌هایی از نمک را تحمل کنند که اغلب گیاهان در این شرایط قادر به حیات نیستند. در این پژوهش، امکان شوری‌زدایی با استفاده از گیاه هالوفیت کینوا گونه تیتیکاکا مورد مطالعه قرارگرفته است. گیاه کینوا با استفاده از سیستم کشت بدون خاک (هیدروپونیک) و در سه سطح شوری (2، 8 و 14 دسی‌زیمنس بر متر) و تعداد 12 مخزن (9 مخزن با گیاه و 3 مخزن دیگر بدون گیاه و به‌عنوان شاهد) با تعداد کل 135 بوته (تعداد 15 بوته در هر مخزن) و با دو زمان ‌ماند 15روزه‌ای (15 و30 روز) و در قالب یک طرح کاملاً تصادفی به‌شکل چند عاملی با سه تکرار برای هر سطح شوری کشت داده شد و پارامترهای هدایت الکتریکی و سایر غلظت کاتیون‌ها و آنیون‌ها، قبل و بعد از تصفیه توسط این گیاه اندازه‌گیری شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان‌دهندۀ آن است که گیاه کینوا مقادیر هدایت الکتریکی را در سطوح شوریEC~ 2 dS/m  (آب کم شور)، ~EC 8ds/m (آب لب‌شور) و EC~14 dS/m (آب با شوری زیاد) در مدت 30 روز به‌ترتیب 5/33، 8/12 و 9/35 درصد کاهش داد. همچنین یون‌های کلسیم، منیزیم، سدیم و کلراید را به‌ترتیب حداکثر 10، 7/62، 5/60 و 7/01 درصد بسته به سطح شوری کاهش می‌دهد. بر اساس نتایج این پژوهش، گیاه‌پالایی کینوا پتانسیل کمی در کاهش نمک از آب‌های نامتعارف مانند پساب‌های شور دارد.

به‌منظور مدیریت بهینه منابع آب یک حوضه، تعیین میزان تبخیروتعرق واقعی و بررسی روند زمانی آن ضروری است. در این راستا در مقاله حاضر به شبیه‌سازی سری زمانی تبخیروتعرق واقعی و تحلیل روند آن با توجه روند مؤلفه‌های اقلیمی و کاربری اراضی در حوضه آجی‌چای طی دوره 1394-1366پرداخته شد. به این منظور، مدل جامع SWAT برای حوضه آجی‌چای تنظیم، واسنجی و صحت‌سنجی شد. همچنین متوسط تبخیروتعرق واقعی شبیه‌سازی شده محصولات (در سال‌های پرباران) با مقادیر نظیر در سند ملی آب مقایسه شد. نتایج آزمون روند من‌کندال نشان داد که بارندگی سالانه در اکثر ایستگاه‌های هواشناسی روند نزولی داشته و در 10 ایستگاه، روند بارندگی به‌طور معنی‌داری کاهش یافته است. درحالی که دمای حداکثر سالانه در همه ایستگاه‌ها و دمای حداقل در اکثر آنها روند افزایشی معنی‌دار داشته است. بررسی نقشه‌های کاربری اراضی نشان داد که سطح کشت آبی حوضه طی دوره مورد مطالعه 39 درصد افزایش داشته است. بر اساس نتایج تحقیق تبخیروتعرق پتانسیل حوضه با شیب 2/54 میلی‌متر در سال دارای روند افزایشی معنی‌دار بوده است. نتایج نشان داد که با وجود روند صعودی تبخیروتعرق پتانسیل و سطح اراضی کشاورزی آبی، تبخیروتعرق واقعی حوضه به‌دلیل کاهش بارندگی، با نرخ 2/2 میلی‌متر در سال روند کاهشی معنی‌دار داشته است.

فرسایش بارانی نقش مهمی در تلفات خاک به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه¬خشک با پوشش گیاهی فقیر ایفا می‌کند. در این مقاله با تحلیل الگو‌ی رگبار‌‌های رخ داده طی 26 سال در چهار حوضه واقع در شهرستان سمنان به بررسی تأثیر آنها بر الگو‌ی رسوبات فرسایش یافته از حوضه پرداخته شده است. برای این منظور، افق‌‌‌های رسوبی حاصل از نمونه‌برداری رسوبات سدهای تأخیری در سال 1396 به بارش‌های متناظر مرتبط شده‌اند. با توجه به وقوع بیشترین میزان بارندگی در هر یک از چارک‌های بارش، هایتوگراف بارش‌ها به 4 دسته تقسیم شد. دسته منحنی‌های تجمعی بارش با چارک مشابه در یک شکل ترسیم شده و با منحنی‌های رسوبات و بالعکس با لحاظ کردن خصوصیات فیزیکی حوضه مقایسه شدند. نتایج نشان داد که حوضۀ علی‌آباد (با شیب کمتر و کشیدگی بیشتر) با چارک مؤثر نوع 3 بیشترین میزان شباهت را در الگوهای بارش و رسوب دارد و همچنین حوضۀ سولدره¬غربی (با بیشترین شیب و کمترین کشیدگی) با چارک مؤثر نوع 2 کمترین میزان شباهت را در الگوهای بارش و رسوب دارد. نتایج بیانگر نقش مهم الگوی رگبار بر الگوی رسوبات ناشی از آن است که شباهتی تا 85 درصد را نشان می‌دهد.

وجود خاک سیلت ماسه¬ای در زمان فونداسیون¬های سازه‌های بتنی و سازه‌های هیدرولیکی و آبیاری همواره باعث به‌وجود آمدن چالش‌هایی شده است. بالابردن پایداری و ظرفیت باربری این خاک سست، با استفاده از اضافه کردن مواد دیگر همواره مورد بحث و تحقیق بوده است. تحقیق حاضر، اثر دوره عمل‌آوری و درصدهای مختلف مواد افزودنی گوناگون روی مقاومت خاک‌های سیلت ماسه‌ای را مورد بحث و بررسی قرار می‌دهد. از این‌رو، مواد افزودنی مختلفی با درصد ‌اختلاط 3، 5 و 7 درصد وزنی در دوره‌‌های عمل‌آوری 3، 7، 14، 21 و 28 روز به خاک اضافه شد. به‌منظور بررسی تأثیر هر یک از این مواد افزودنی بر پارامترهای مقاومتی خاک سیلت ماسه‌ای، تست‌های آزمایشگاهی نظیر مقاومت فشاری تک محوری (U.C.S) و ظرفیت باربری کالیفرنیا (C.B.R) انجام شد. در مجموع، 299 آزمایش در آزمایشگاه مکانیک ¬خاک دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران انجام گرفت. نتایج نشان داد،که اضافه کردن افزودنی‌های بتن به‌مراتب تأثیر بیشتری را بر بالابردن مقاومت فشاری و ظرفیت باربری در خاک سیلت ماسه‌دار دارد. همچنین، مقاومت فشاری و ظرفیت باربری به‌مرور زمان برای افزودنی‌های سیمان افزایش پیدا کرده و در روز 21 این درصد نرخ ثابت به‌خود می‌گیرند. درحالی که مواد افزودنی کانفیکس و بنتونیت تأثیر معناداری بر افزایش ظرفیت باربری ندارند. در ادامه تغییرات درصد اختلاط مواد نشان داد، افزایش میزان اختلاط مواد سیمانی باعث افزایش مقاومت فشاری و ظرفیت باربری برای مواد بتنی می¬شود. درحالی که مواد کانفیکس و بنتونیت همچنان تأثیر کمی را دارا هستند. بیشترین ظرفیت باربری و مقاومت فشاری به‌ازای سیمان پوزولانی به‌وجود می¬آمد. این مقادیر نشان داد به‌ازای افزودن 5 درصد سیمان پوزولانی و 7 درصد سیمان پرتلند با 28 روز عمل‌آوری، بیشترین عدد CBR  و مقاومت UCS   به‌ترتیب به‌مقدار 176/26  و 17/58 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع به‌وجود خواهد آمد. همچنین الگوی گسیختگی مورد بررسی قرار داده شد. این مقایسه¬ها نشان داد با افزایش دوره عمل‌آوری، رفتار نمونه‌ها از نیمه ترد به ترد و به‌سمت سخت شدن تغییر می‌کند.

استفاده ناکار‌آمد از منابع آب محدود و در کنار آن افزایش جمعیت و افزایش تقاضای آب به‌منظور تولید غذا، منابع آب کشاورزی را با تهدیدهای زیادی مواجه کرده است. یکی از راه‌های غلبه با این مشکل، بهبود بهره‌وری آب با معرفی محصولات جدید متحمل به تنش‌های آبی مانند کینوا است. در این مطالعه، اثر تنش آبی در مراحل مختلف رشد گیاه (سبزینگی، گلدهی و پر کردن دانه) بر روی پارامترهای گیاهی، عملکرد و بهره‌وری آب کینوا بررسی شد. این پژوهش در شرایط مزرعه‌ای و تیمارها به‌صورت آزمایش بلوک و در قالب طرح کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایش عبارتند از: تیمار بدون تنش آبی یا آبیاری کامل (F) و تیمار تنش آبی (D) به میزان 50 درصد نیاز آبیاری کامل در مراحل مختلف رشد. کاربرد کم‌آبیاری در طی مراحل مختلف رشد باعث کاهش هدایت روزنه‌ای، شاخص سطح برگ، پتانسیل آب برگ، عملکرد دانه و بهره‌وری آب شد، درحالی که کم‌آبیاری باعث افزایش دمای پوشش سبز گیاه شد. با توجه به نتایج این پژوهش، مرحله گلدهی کینوا به تنش آبیاری بسیار حساس بوده، به‌طوری که میزان محصول کمتری نسبت به حالتی که تنش آبی در مرحله سبزینگی و یا پرکردن دانه اعمال شود، تولید شده است.

حضور صنایع و نزدیکی آنها به مراکز مسکونی در شهر اراک و آلودگی ناشی از عناصر بالقوه سمّی (PTEs= Potentially toxic elements) تهدید جدی برای سلامتی انسان و موجودات زنده در این منطقه محسوب می‌شود. در این میان آلودگی خاک به PTEs یکی از چالش‌های مطرح¬شده در این منطقه است و مطالعات متنوعی در این زمینه انجام شده است. مطالعات فراتحلیل، ارزیابی جامع از نتایج موجود در یک موضوع ارائه می‌دهند. در بررسی حاضر نتایج مطالعات آلودگی خاک به PTEs در دوره 11 ساله (2009 تا 2020) در شهر اراک مورد تحلیل قرار گرفت. در این بررسی خطر، پتانسیل سمّیت و خطرات سرطان‌زایی و غیر سرطان‌زایی PETs به کمک شاخص‌ها و روابط ریاضی ارزیابی شد. بر اساس نتایج حاصل از شاخص‌های آلودگی، خاک منطقه مورد مطالعه از نظر PETs شامل Zn، Cd، Cr، Ni، As، Pb، Cu و Hg در طبقه آلوده و بسیار آلوده قرار داشت. خطر اکولوژیک PETs در منطقه قابل توجه بوده و خاک منطقه از نظر پتانسیل سمّیت PETs دارای سمّیت حاد برآورد شد. سهم کادمیوم، آرسنیک و جیوه به‌ترتیب 49/3، 23/2 و 18/3 درصد از خطر اکولوژیک منطقه و نیکل، کروم و آرسنیک به‌ترتیب 34/7، 23/03 و 22/07 درصد از پتانسیل سمّیت PETs در خاک منطقه برآورد شد. آرسنیک، نیکل و کروم بیشترین خطر سرطان‌زایی برای کودکان از هر دو مسیر بلع و تنفس را داشته و در مورد بزرگسالان کروم، آرسنیک و نیکل بیشترین خطر سرطان‌زایی را از مسیر تنفس داشتند. با توجه به نتایج به‌دست آمده از مطالعات صورت گرفته، نگران‌کننده‌ترین PETs در منطقه مورد مطالعه شامل As، Cd و Pb و مهم‌ترین منشأ انتشار آنها در شهر اراک منابع انسان¬زاد و صنایع هستند.

انجام برنامه‌ریزی و فراهم آوردن ابزارهای مناسب برای کاهش اثرات نامطلوب مخاطرات طبیعی از جمله سیل، اجتناب‌ناپذیر است. دستیابی به هدف فوق وابسته به وجود آگاهی و اطلاعات کافی و دقیق درباره آسیب‌پذیری بوم‌سازگان‌های مختلف (آبخیزها) نسبت به عوامل مخرب گوناگون است. ارزیابی آسیب‌پذیری از طریق شناسایی تنش‌ها و آشفتگی‌های بالقوه (طبیعی و انسان پدید) و نیز برآورد درجه حساسیت آبخیزها، امکان پیش‌بینی اثرات و انتخاب راه‌کارهای مناسب را برای مدیریت پایدار این بوم‌سازگان‌ها فراهم می‌آورد. از این‌رو، این پژوهش با هدف شناسایی و رتبه‌بندی زیرحوضه‌های آسیب‌پذیر در مقابل سیلاب در دشت اردبیل با درنظر گرفتن ابعاد اجتماعی، اقتصادی، زیرساختی و بوم‌شناختی طرح‌ریزی شده است. برای این منظور ابتدا شاخص‌ها و معیارهای هر بُعد با درنظر گرفتن شرایط حاکم بر دشت اردبیل شناسایی شده، سپس اطلاعات و داده‌های اقلیمی، هیدرولوژیکی، جمعیتی، اقتصادی و زیرساختی و کاربری اراضی از مراجع ذی‌ربط اخذ شد. در ادامه معیارهای مذبور استاندارد شده و وزن متناسب با اهمیت آنها بر اساس روش BWM محاسبه و داده‌های حاصل از این مرحله با استفاده از تکنیک TOPSIS، برای رتبه‌بندی آسیب‌پذیری سیلاب برای زیرحوضه‌های مختلف موجود در دشت اردبیل و برای دوره زمانی 1385-1395 انجام شد. درنهایت نقشه آسیب‌پذیری دشت اردبیل در مقابل سیلاب تهیه و ارائه شد. طبق نتایج، معیارهای تراکم ساختمان، بارش، تراکم جمعیت و نرخ بیکاری از مهم‌ترین معیارهای آسیب‌پذیری بود و در میان ابعاد مورد بررسی، بُعد زیرساختی دارای اهمیت زیادی در آسیب‌پذیری در مقابل سیلاب در دشت اردبیل است. بر اساس نقشه جامع آسیب‌پذیری نیز زیرحوضه 7 در دشت اردبیل، آسیب‌پذیر‌ترین زیرحوضه منطقه مورد مطالعه شناسایی شد.

مدل‌های هیدرولوژیک برای ارزیابی و پیش¬بینی میزان آب قابل استحصال حوضه‌ها، تحلیل فراوانی سیل و تدوین استراتژی¬های مقابله با سیلاب‌ها روز به روز در حال گسترش است. در این مطالعه از مدل HEC-HMS  و الحاقیه‌های HEC-GeoHMS وArc Hydro  در محیط ArcGIS برای شبیه‌سازی هیدروگراف‌های سیلاب طراحی در حوضه آبریز آیدوغموش واقع در شمال غرب ایران استفاده شد. برای محاسبه تلفات بارش، تبدیل بارش به رواناب، روندیابی و جریان پایه به‌ترتیب از روش -CN SCS، -UH SCS، ماسکینگهام و مدل ثابت ماهانه استفاده شد. در واسنجی مدل با دو رخداد واقعی سیل، میانگین مقادیر قدر مطلق باقیمانده‌ها، مجموع مربع باقیمانده‌ها و مجذور پیک وزنی میانگین مربعات خطا، برای حجم سیلاب به‌ترتیب برابر 2/75، 5/91 و 5/32 و برای دبی اوج به‌ترتیب برابر 8/9، 8/0 و 8/0  به‌دست آمد. صحت‌سنجی مدل نیز با مقدار یک درصد خطا در دبی اوج و 19 درصد خطا در حجم سیلاب مناسب ارزیابی شد. برای بارش‌های حداکثر 24 ساعته، توزیع لوگ پیرسون تیپ 3 به‌عنوان مناسب‌ترین توزیع در نرم‌افزار SMADA تعیین و بارش‌های طراحی با دوره‌های بازگشت مختلف استخراج شد. به این ترتیب برای دوره بازگشت 2 تا 1000 سال دبی اوج و حجم سیلاب طراحی به‌ترتیب برابر 18/8 تا 415/6 مترمکعب بر ثانیه و 5/7 تا 87/9 میلیون مترمکعب شبیه‌سازی شد.

یکی از اجزا مهم در هیدرولیک سدها، سرریزها هستند. مبنای طراحی سرریزهای اوجی، پروفیل زیرین جریان عبوری از سرریز لبه‌تیز است. چنانچه پروفیل سرریز اوجی در حالت دبی حداکثر از پروفیل زیرین جریان عبوری از سرریز لبه‌تیز تبعیت نماید، فشار وارده به کف سرریز برابر با صفر می‌شود. بنابراین، در این مقاله به طراحی سرریز اوجی براساس پروفیل زیرین جریان عبوری از سرریز لبه‌تیز مستطیلی حاصل از شبیه¬سازی عددی در حالت دو بعدی قائم و سه‌بعدی و مقایسه آن با پروفیل استاندارد سرریز اوجی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که پروفیل استاندارد سرریز اوجی و پروفیل زیرین به دست آمده از حالت دو بعدی کاملاً بر یکدیگر منطبق شدند ولی در مقایسه با پروفیل سه‌بعدی تفاوت‌هایی مشاهده شد، که این مهم به عدم در نظر گرفتن دیوار هدایت¬ها در داخل مخزن سد مرتبط بود. با توجه به تحلیل¬ها، درصورتی که جریان ورودی به سرریز به صورت موازی با محور آن باشد پروفیل زیرین سرریز لبه‌تیز در تطابق کامل با پروفیل استاندارد خواهد بود. از آنجا که هندسه دیوار هدایت سرریزها معمولاً بوسیله ساخت مدل فیزیکی در آزمایشگاه بوده و این عمل نیز اغلب بصورت سعی و خطا و با هزینه زیاد انجام می‌شود، در این مقاله بر اساس مطالعه موردی سرریز سد کارون 3، سعی شده است با استفاده از مدل‌سازی عددی نزدیکترین هندسه به هندسه‌ دیوار هدایت سرریز که کمترین اختلاف را در سرعت-های عرضی ایجاد نماید، به دست آید. این روش باعث خواهد شد تا روند طراحی و مدل‌سازی فیزیکی سرریز نیز از نظر زمانی و اقتصادی بهینه¬تر و سریعتر انجام شود.

انسان‌ها همواره برای استفاده از منابع طبیعی و برطرف‌کردن نیازهای خود درصدد تغییر زمین و اراضی آن هستند. یکی از تغییرات کاربری که برای بهره‌مندی از منابع آبی پایدار رخ می‌دهد، سدسازی است. احداث سد از همان مراحل آغازین تا بهره‌برداری، پیامدهای مثبت و منفی زیادی را برای محیط‌ زیست به‌همراه دارد. هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر سد گتوند بر تغییر کاربری اراضی، با توجه ‌به مشکل برخورد مسیر جریان آب به گنبدهای نمکی و تجمع حجم زیادی از نمک، پشت دریاچه سد است؛ لذا به این منظور از تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست ۵ برای سال ۱۳۷۰، سنجنده ETM+ ماهواره لندست ۷ برای سال ۱۳۸۷ و سنجنده OLI ماهواره لندست ۸ برای سال ۱۳۹۹ برای طبقه‌بندی تصاویر و همچنین تهیه نقشه‌های کاربری اراضی حوضه مورد مطالعه استفاده شد. با بررسی و ارزیابی نقشه‌های کاربری از منطقه نتایج تحقیق نشان داد که اراضی کشاورزی پس از بهره‌برداری از سد در حال توسعه است. در طول دوره مطالعه اراضی بایر در حال کاهش و همچنین وسعت آب منطقه در حال افزایش است. طی سال‌های ۱۳۸۷ تا ۱۳۹۹ با گسترش جمعیت، مناطق مسکونی با افزایش مساحت همراه بود. مراتع و مرغزارها نیز در طی دوره اول روند افزایشی و در دوره دوم روند کاهشی داشته‌اند. نتایج صحت طبقه‌بندی به روش شیء‌گرا برای سه مقطع زمانی ۱۳۷۰، ۱۳۸۷ و ۱۳۹۹ به‌ترتیب 0/92، 0/97 و 0/93 به‌دست آمد. به‌طور کلی طبق نتایج این تحقیق می‌توان بیان کرد که ساخت سد باعث افزایش سطح زیر کشت اراضی شده است و در مقابل با افزایش جمعیت و گسترش شهرنشینی در محدوده ساخت سد، باعث تخریب و کاهش مساحت مراتع می‌شود.