علوم آب و خاک

---

رابطه بین زیرواحدهای گلوتنین با وزن مولکولی بالا و خواص کیفی آرد، با استفاده از 117 لاین نوترکیب F₇ حاصل از روش تک بذر در تلاقی انزاواینیا (به ترتیب لاین‌های باارزش نانوائی پائین و بالا) مورد مطالعه قرار گرفت. والدها در هر سه مکان ژنی 1-GLU دارای آلل‌های متفاوت بودند. لاین‌های نوترکیب، برای 8 ترکیب آللی ممکن، با استفاده از الکتروفورز با ژل پلی اکریلامید طبقه‌بندی شدند. GLU-D1 ، اکثر تغییرات مشاهده شده در ارتفاع رسوب، زمان اختلاط، مقاومت خمیر و درصد پروتئین را توجیه کرد. در مکان ژنی GLU-D1، زیرواحدهای 10 + 5 بر 12 + 2 برتری نشان دادند. هر سه مکان ژنی، اثرات افزایشی معنی‌داری بر ارتفاع رسوب و مقاومت خمیر داشتند. اثرات افزایشی مکانی ژنی 1D-GLU بر زمان اختلاط و درصد پروتئین نیز معنی‌دار بود. اثرات متقابل اپیستازی افزایشی به طور عمده منفی، و به استثناء α_AB و α_AD برای ارتفاع رسوب، معنی‌دار نبودند.

---

یکی از مشکلات اساسی ذخیره و بهره‌برداری از آبهای سطحی برای مصارف شرب، کنترل سیل،‌ برقابی و کشاورزی، مسئله رسوبگذاری در مخازن سدها و سر آمدن عمر مفید آنهاست. عمر مفید یک سد معادل مدت زمانی است که حدود 80 درصد حجم اولیه مخزن آن از رسوب پر شود. عمر مفید تابعی از مقدار رسوبات وارده، وزن مخصوص مواد رسوبی و بازده (راندمان) تله‌اندازی مخزن سد می‌باشد. بازده تله‌اندازی رسوب به خصوصیات ذرات رسوب، عمر مفید مخزن، شکل مخزن، روش بهره‌برداری از مخزن و نسبت ظرفیت ذخیره به میزان جریان ورودی بستگی دارد. هدف از این تحقیق، محاسبه بازده تله‌اندازی رسوب در تعدادی از سدهای خاکی کوچک و تعیین روابط حاکم بر عناصر مؤثر در آن در منطقه استان چهارمحال و بختیاری بوده است. بدین منظور، تعداد 14 سد خاکی کوچک در اطراف شهرکرد و بروجن، با ارتفاع کمتر از 15 متر و ظرفیت کمتر از یک میلیون متر مکعب انتخاب شدند و مورد مطالعه قرار گرفتند. چون هیچگونه اندازه‌گیری میزان رسوب وارده به این مخازن وجود نداشت، برای برآورد مقدار رسوب وارده به سدها از مدل تجربی MPSIAC استفاده شد. این مدل، 9 عامل مؤثر در فرسایش و رسوب‌دهی حوزه‌ها شامل زمین‌شناسی سطحی، خاک، آب و هوا، رواناب، پستی و بلندی، پوشش زمین،‌ کاربری زمین، فرسایش سطحی و فرسایش رودخانه‌ای را در نظر می‌گیرد. عوامل نه‌گانه در حوزه بالا دست سدها بررسی شده و میزان رسوب وارده به مخازن در طی یک سال تخمین زده شده است. با نقشه‌برداری از مخازن سدها و مقایسه نقشه‌های حجم – ارتفاع اولیه و ثانویه، مقدار رسوب ته‌نشین شده در طی کل دوران بهره‌برداری از سدها به دست آمد. بازده تله‌اندازی رسوب در هر مخزن محاسبه شد. نتایج حاصل نشان می‌دهد بازده تله‌اندازی رسوب در سدهای مورد مطالعه از 4/10 تا 9/68 درصد متغیر است. منحنی‌های جدیدی برای پیش‌بینی تله‌اندازی رسوب در سدهای کوچک رسم شده است.

---

آب مورد نیاز اراضی شالیکاری استان گیلان توسط یک شبکه وسیع آبیاری شامل سد مخزنی سپیدرود، سد انحرافی تاریک، شبکه فومنات، سد انحرافی سنگر و کانال‌های سمت چپ و راست سد سنگر تأمین می‌شود. به دلیل جمع شدن رسوبات در مخزن سد سپیدرود، حجم آن به شدت کاهش یافته است. برای حل این مسئله، عملیات رسوب‌زدایی در نیمه دوم هر سال،‌ در مخزن آن انجام می‌شود. رسوبات حاصل از فرسایش در حوزه سد سپیدرود که با سیلابهای بهاره وارد مخزن سد شده و بخشی از آنها خارج می‌شوند و همچنین رسوبات ته‌نشین شده در رودخانه در اثر عملیات رسوب‌زدایی، شبکه آبیاری را مورد تهدید قرار می‌دهد. در این تحقیق با هدف بررسی چگونگی تأثیر رسوب در شبکه آبیاری سپیدرود، اطلاعات ایستگاه رسوب سنجی سد سپیدرود تجزیه و تحلیل شده و از سدهای انحرافی تاریک و سنگر، ابتدا و انتهای حوضچه‌های رسوبگیر سد سنگر، مسیر کانال‌های BP₄ و SP₃ تا کانال‌های مزرعه و زهکشهای آنها نمونه‌برداری رسوب توسط نمونه‌بردار دستی انجام شد. نتایج به دست آمده نشان داد که در دبی‌های کم رودخانه سپیدرود، رسوب در رودخانه و مخزن سد تاریک تجمع می‌یابد اما در دبی‌های زیاد فرسایش‌پذیر می‌باشد. متوسط بازده حوضچه‌های رسوبگیر سمت چپ و راست سد سنگر 3/15 و 2/11 درصد به دست آمد. زیر شبکه فومنات نیاز به تأسیسات رسوبگیری دارد. تأسیسات موجود در شبکه در معرض تهدید رسوب قرار داشته و کانال‌های درجه 1 و 2 وضع بهتری (از لحاظ رسوب) نسبت به کانال‌های درجه 3 و 4 دارند.

---

خاکهای گچی که از بارزترین خاکهای مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌باشند، در استان اصفهان پراکنش زیادی دارند. اراضی گچ‌دار شمال غربی اصفهان، قسمتی از حوضه آبخیز شمالی رودخانه زاینده‌رود را تشکیل داده، به صورت حوضه‌ای بسته توسط منابع زمین شناختی محصور گردیده‌اند. به منظور بررسی منشأ گچ و شناخت منابع زمین شناختی تغذیه کننده کانی گچ در منطقه فوق، 22 قطعه مطالعاتی از کل سطح مواد زمین شناختی حوضه، بر اساس سطح تأثیرگذاری هر کدام در تولید گچ انتخاب گردید. با استفاده از مقاطع طبیعی و مصنوعی در نقاط تعیین شده، نمونه‌های متعددی از رسوبات لایه‌های مختلف تمامی نقاط برداشته شد.

مشاهدات صحرایی بیانگر آن بود که: در سازند نایبند و شمشک، بلورهای گچ در اطراف و سطوح جانبی شیل‌های متورق به مقادیر زیادی وجود دارد و بلورهای پیریت تنها در شیل‌های معدن باما قابل رویت بود. در مواد فرسایش یافته از کنگلومرای قرمز رنگ قاعده کرتاسه، مقادیر قابل توجهی گچ تجمع یافته است. در رگه‌های هیدروترمال موجود در سازندهای شمشک و نایبند، بلورهای گچ در متن یا داخل حفرات و یا بین رگه‌های مختلف سنگها دیده می‌شود. در قسمتهایی از سازند قم (رسوبات تبخیری)، مقادیر متنابهی گچ وجود دارد. مشاهدات صحرایی و نتایج آزمایشهای تفرق اشعه ایکس (XRD) روی پودر سنگها و نمونه‌های تلخیص شده (توسط سیاله‌های سنگین) و اندازه‌گیری سولفور باقی‌مانده در شیل‌های سطحی و همچنین تفاسیر مقاطع نازک و صیقلی سیگها چنان نشان می‌دهند که اولاً، در شیل‌ها هنوز هم پیریت و سولفورهای دیگر باقی است و ثانیاً، کانی گچ در متن بیشتر سنگهای نمونه‌برداری شده وجود دارد. بر اساس نتایج به دست آمده می‌توان موارد زیر را به ترتیب اهمیت به عنوان منشأ و عامل اصلی تغذیه کننده گچ در خاکهای اراضی مورد مطالعه معرفی نمود:

الف- رها شدن گچ از آهکهای کرتاسه، مخصوصاً از کنگلومرای قرمز رنگ قاعده کرتاسه به واسطه هوادیدگی و فرسایش.

ب- تشکیل گچ بر اثر اکسیداسیون پیریت و دیگر سولفورهای موجود در شیل‌ها.

ج- رها شدن گچ از کانیهای شیمیایی و تبخیری موجود در مارن‌ها و رسوبات سازند قم به واسطه هوادیدگی و فرسایش.

د- تشکیل گچ بر اثر فرایندهای هیدروترمالی آتش‌فشانهای اواخر دوران سوم.

---

کاربرد روش تصحیح شده اینشتین، توسط دفتر استانداردهای صنعت آب ایران، وابسته به دفتر فنی وزارت نیرو توصیه شده است. این روش در رودخانه‌های کم عمق نبراسکا (آمریکا) کالیبره شده و ضریب Ø به طور مصنوعی به نصف کاهش داده شده است. از طرفی، این روش به صورت ترسیمی و وقت‌گیر می‌باشد، به طوری که کاربرد آن را غیرممکن نموده است. از این رو، در این مطالعه به منظور سهولت و تسریع محاسبات، یک مدل ریاضی تهیه گردیده است. در این مدل کلیه منحنی‌ها به معادلات جبری تبدیل و انتگرال‌های پیچیده با روش تحلیلی و عددی حل شده است. هم‌چنین، به منظور تعیین دقت کاربرد و واسنجی روش در رودخانه‌های کارون و کرخه، داده‌های رسوب و هیدرولوژی ایستگاه‌های اهواز و حمیدیه به مدت 7 سال جمع‌آوری و میزان بار رسوب با مدل محاسبه و با نتایج اندازه‌گیری شده مقایسه گردید.

 میزان تأثیر تعدادی از متغیرهای مهم، از جمله مقدار Ø، در برآورد بار رسوب مورد مطالعه قرار گرفت. از آن جا که روش تصحیح شده اینشتین، میزان بار بستر را نیز جداگانه محاسبه می‌کند، سعی گردید تا با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده قبلی از رودخانه‌های آمریکا، دقت روش در برآورد میزان بار بستر مورد ارزیابی قرار گیرد. در این مقاله نحوه مدل کردن روش، داده‌های جمع‌آوری شده، تجزیه و تحلیل حساسیت روش و دقت روش در برآورد بار بستر و بار کل رسوب ارائه شده است.

---

برای انتخاب مناسب‌ترین معادله برآورد رسوب نیاز به ارزیابی و واسنجی آنها برای رودخانه مورد نظر می‌باشد. در این پژوهش ارزیابی معادله‌های برآورد بار رسوب در ایستگاه‌های اهواز از رودخانه کارون، بامدژ از رودخانه دز، پای پل از رودخانه کرخه و چم‌نظام از رودخانه مارون بررسی گردید. افزون بر معادله‌هایی که اخیراً ارائه شده، رایج‌ترین معادله‌های موجود در این پژوهش به کار رفت، که عبارتند از: میر-پیتر و مولر، انیشتین، بگنولد، انگلاند و هانسن، توفالتی، ایکرز و وایت، یانگ، وان ریجن، وایف، ساماگا و همکاران، بگ، و فاضل. به منظور محاسبه سریع دبی رسوب، از روش‌های فوق یک مدل کامپیوتری تهیه گردید. در مرحله بعد، 490 دوره داده اندازه‌گیری شده از این ایستگاه‌ها گردآوری شد. به دلیل هم‌زمان نبودن داده‌های دانه‌بندی بستر با داده‌های شرایط جریان در برخی از موارد، این داده‌ها با دبی که به صورت روزانه موجود بود، ارتباط داده شد و روابطی بین دانه‌بندی بستر و دبی به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که به طور کلی معادله‌هایی که مبتنی بر انرژی تبادلی جریان می‌باشند، با اصلاحاتی برای رودخانه‌های خوزستان مناسب‌ترند. از این معادلات، روش انگلاند و هانسن، جز برای ایستگاه چم‌نظام، در ایستگاه‌های دیگر تخمین‌های نسبتاً خوبی داشته است. میانگین نسبت بار رسوبی این روش برای رودخانه کارون 41/1، برای رودخانه کرخه 07/2 و برای رودخانه دز 85/1 است. هم‌چنین، انحراف از معیار نسبت مذکور برای این روش، در مقایسه با روش‌های دیگر، مقادیر بسیار کمتری می‌باشد. روش بگ نیز با کاربرد ضریب 1/0، جز برای ایستگاه چم‌نظام، در سه ایستگاه دیگر برآوردهای مناسبی داشته است. این روش نیز نتایجی مشابه روش انگلاند و هانسن داشته و دارای میانگین نسبت بار رسوبی 32/1 برای رودخانه دز، 91/0 برای رودخانه کرخه و 73/0 برای رودخانه کارون می‌باشد.

---

مقدار فرسایش‌پذیری خاک در مناطق خشک، و به ویژه در خاک‌های با تکامل کم، بسیار وابسته به نوع مواد مادری خاک است. این پژوهش با هدف مقایسه توان تولید رواناب و رسوب در خاک‌هایی با مواد مادری متفاوت، و شناسایی حساسیت آنها به فرسایش در حوزه آبخیز گل‌آباد انجام شده است. حوزه آبخیز گل‌آباد واقع در شمال شرق اصفهان با میانگین بارندگی سالیانه 160 میلی‌متر و سنگ‌شناسی متنوع، یکی از حوزه‌های آبخیز با فرسایش شدید در کشور است. دوازده نوع خاک تشکیل شده روی مواد مادری متفاوت این حوزه انتخاب گردید. به طور کلی، خاک‌های مورد بررسی میزان مواد آلی و رس کمی داشته ولی دارای مقادیر زیادی سنگ‌ریزه و شن می‌باشند. با استفاده از باران‌ساز صحرایی، رگباری با شدت 5±40 میلی‌متر در ساعت و مدت 80 دقیقه، با میانگین قطر قطرات 56/6 میلی‌متر و کارمایه 7/13 تا 2/17 ژول بر متر مربع بر میلی‌متر، روی کرتی به مساحت یک متر مربع با سه تکرار روی هر خاک تولید گردید، و میزان رواناب و رسوب تولید شده در فواصل 10 دقیقه اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که خاک‌های حاصل از آندزیت سبزرنگ و آبرفتی با پستی و بلندی کم و با منشأ مخلوط آذرین و رسوبی حداکثر رواناب و سریع‌ترین زمان تبدیل بارندگی به رواناب، و خاک‌های با مواد مادری سنگ آهک کرتاسه بالایی، گرانودیوریت و آبرفتی با پستی و بلندی متوسط، کمترین میزان رواناب و طولانی‌ترین زمان تبدیل بارندگی به رواناب را داشتند. هم‌چنین، حداکثر میزان رسوب در خاک‌های حاصل از آندزیت سبزرنگ و پلمه‌سنگ همراه با ماسه‌سنگ، و حداقل آن در خاک‌های حاصل از آبرفت با پستی و بلندی متوسط و گرانودیوریت دیده شد. حداکثر گل‌آلودگی در پلمه‌سنگ همراه با ماسه‌سنگ مشاهده گردید، و خاک‌های دیگر تفاوتی از نظر میزان گل‌آلودگی نشان ندادند. در مجموع، نتایج این پژوهش، علاوه بر رتبه‌بندی حساسیت خاک‌ها به فرسایش، گویای وابستگی بسیار زیاد توان تولید رواناب و رسوب خاک‌ها به مواد مادری آنها در حوزه آبخیز مورد بررسی است، که نمونه خوبی از آبخیزهای منطقه خشک کشور می‌باشد.

---

شرایط سخت نگه‌داری آب‌میوه‌‌ها و بهره‌گیری از پودر آنها در صنایع مختلف غذایی سبب روآوری مصرف‌کنندگان و تولیدکنندگان به پودر آب‌میوه‌‌ها شده است. خشک کردن آب‌میوه‌‌ها به‌صورت پودر از پیچیده‌ترین روش‌های فرآوری میوه‌هاست. خواص آب‌دوستی ترکیبات آب‌میوه‌ و ویژگی‌های ترموپلاستیکی آنها پس از آب‌گیری، کنترل زمان خشک شدن و بردن از محفظه خشک‌کن به قسمت‌های بعدی را بسیار مشکل کرده است. دراین پژوهش با یک خشک‌کن پاششی ‌آزمایشگاهی، عوامل مؤثر بر رسوب پودر آب‌پرتقال بر دیواره‌های خشک‌کن بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که بدون بهره‌گیری از مواد افزودنی به کنسانتره پرتقال،‌ هیچ‌گونه پودری تولید نمی‌شود. بهره‌گیری از گلوکز مایع به‌عنوان ماده کمکی خشک شدن در کنسانتره پرتقال، عملکرد را بالا برده و رسوب پودر را به میزان قابل ‌توجهی کاهش می‌دهد. شرایط بهینه کاری خشک‌کن پاششی برای خشک‌کردن آب پرتقال با افزودنی گلوکز مـایع با دمای هـوای ورودی 130 درجه سانتیگراد، دمای هـوای خروجی 85 درجه سانتیگراد و مقدار تغذیه 15 میلی لیتر در دقیقه به‌دست آمد. نتایج تجزیه و تحلیل آماری داده‌های آزمایشگاهی نشان می‌دهد که پارامترهای دمای هوای ورودی و مقدار تغذیه به‌صورت مستقل و در کنار هم، اثر معنی‌داری درسطح 1% بر عملکرد خشک‌کن و رسوب دیواره دارند. با افزایش دمای هوای ورودی و مقدار تغذیه، عملکرد خشک‌کن کاهش و رسوب دیواره افزایش می‌یابد. با وجود بهره‌گیری از افزودنی مناسب، بین 14 تا 65% پودر بر دیواره‌ها رسوب کرد. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که عامل اصلی رسوب، دمای بالای دیواره است. برای جلوگیری از رسوب، باید دمای دیواره از دمای نقطه چسبندگی پودر پرتقال کمتر باشد. برای پودر پرتقال با رطوبت 2%، دمای نقطه ‌چسبندگی 44 درجه سانتیگراد به‌دست آمد. برای کنترل دمای دیواره، خشک‌کنی با دیواره دو جداره و سیستم خنک‌کننده دیواره پیشنهاد می‌شود.

---

امروزه یکی از کاربردهای سنجش از دور و تصاویر ماهواره‌ای در منابع طبیعی، در زمینه‌های تشخیص و بارزسازی تغییرات در سطح زمین می‌باشد. روش طبقه بندی با استفاده از روش حداکثر تشابه (MLC) یکی از این موارد است که در این مقاله بر روی تصاویر ماهواره‌ای TM و +ETM به منظور بارزسازی رسوب در سطح یک شبکه پخش سیلاب انجام و مورد آزمون واقع گردید. برای انجام این تحقیق برای تهیه نمونه‌ها و کنترل های میدانی از روش شبکه بندی با لحاظ 30 نقطه نمونه در داخل عرصه پخش سیلاب و 30 نقطه به عنوان شاهد استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که بارزسازی رسوب با استفاده از روش طبقه بندی مزبور بر روی تصاویر ماهواره‌ای لند ست TM و +ETM با دقتی معادل 82 درصد قابل انجام می‌باشد. علاوه بر این، نتایج تحقیق هم چنین نشان دهنده این است که می‌توان روند و شکل تغییرات ناشی از رسوبات در پهنه پخش سیلاب را به دقت آشکار نمود. با توجه به قابلیت بالفعل و بالقوه این روش در مشخص نمودن تغییرات ناشی از رسوب‌گذاری که در این تحقیق در پهنه‌ای به مساحت 450 هکتار به اثبات رسیده است، می‌توان به این نکته تأکید داشت که استفاده از این روش در پهنه‌هایی با وسعت بیشتر موجب افزایش سرعت و دقت انجام کار در بارزسازی طبقات مختلف پوشش زمین می‌شود.

---

حوضه مورد بررسی در شمال شهر کرمانشاه قرار گرفته است.‏‏‏‏‏‎‏ مساحت حوضه 14348 هکتار، حداکثر ارتفاع آن 3300 و حداقل آن 1400 متر می‌باشد. بر اساس طبقه‌بندی اقلیمی به روش آمبرژه و دمارتن،‏‏‏‏‏‎‏ اقلیم حوضه از نوع مرطوب و پوشش زنده گیاه در آن از 25 تا 55 درصد متغیر است. بر اساس مطالعات قابلیت اراضی و خاک‌شناسی، چهار تیپ اصلی اراضی کوهستانی، تپه‌ای، آبرفت‌های باد بزنی ‌شکل سنگ‌ریزه‌دار و دشت‌های دامنه‌ای در حوضه مشخص شده‌اند. در این پژوهش لایه‌های مربوط به مدل‌های ( MPSIAC (Modified Pasific Southwest Inter Agency و ( EPM ( Erosion Potential Method  ابتدا در محیط نرم‌افزار Autocad اصلاح شدند و سپس با استفاده از نرم‌افزار Arc-Info برای لایه‌های اطلاعاتی توپولوژی ساخته شد. بعد از انجام این مراحل عملیات مدیریتی و انطباق لایه‌ها به وسیله نرم‌افزار Arc-Veiw انجام شد. بر اساس روش MPSIAC، میزان فرسایش سالانه حوضه 7/1002 m³/km² و بر اساس روش EPM این مقدار 2/1739 m³/km² به ‌دست آمد. هم‌چنین میزان رسوب سالانه در روش MPSIAC و EPM به ترتیب برابر با 8/307 m³/km² و 7/521 m³/km² محاسبه شد. کلاس فرسایشی مدل MPSIAC متوسط و کلاس فرسایشی مدل EPM در گروه شدید قرار گرفت که با مشاهدات صحرایی چندان منطبق نبود. با توجه به تحقیقات صورت گرفته مدل MPSIAC، نتایج بهتری را نسبت به مدل EPM ارائه می‌کند.  

---

یکی از روش‌های ساده برای کنترل فرسایش، ‌مهار سیلاب و کاهش خسارات سیل در آبراهه‌‌ها‌ی حوضه‌های آبخیز، احداث سد‌های اصلاحی خشکه‌چین است. برای بررسی عملکرد این نوع سد‌ها در ترسیب رسوبات ریزدانه در آبراهه‌ها، تعدادی آبراهه در حوضه سد درودزن که دارای سد‌های اصلاحی خشکه‌چین تثبیت شده با عمر بیش از 27 سال بودند، بررسی شدند. در هر آبراهه سه سد اصلاحی مشابه ( از نظر اندازه و نوع سنگچین) به ترتیب در بالادست آبراهه (شماره 1)، میانه آبراهه (شماره 2) و پایین دست آبراهه (شماره 3) انتخاب شدند. از رسوبات ترسیب شده پشت این سد‌ها و هم‌چنین خاک طبیعی کنار آنها، نمونه‌‌هایی از عمق صفر تا 50 سانتی‌متری، به صورت مخلوط تهیه و با آزمایش‏های هیدرومتری و دانه بندی، تعیین بافت گردیدند. بر اساس نتایج، غالب خاک مناطق حاشیه آبراهه‌ها نسبت به رسوبات پشت سدهای مربوطه ریز بافت تر به دست آمد. مقایسه منحنی‌های دانه بندی رسوبات پشت سدها نشان داد که در بیشتر آبراهه‌ها سد‌های شماره 3 (انتهایی) از عملکرد نسبی بهتری برخوردار هستند و سدهای شماره 2 و 1 ( میانی و ابتدایی) به ترتیب در رتبه‌های بعدی قرار دارند. هم‌چنین مقایسه درصد ماسه، سیلت و رس سدهای هر آبراهه نشان داد که در غالب آبراهه‌ها درصد رس و سیلت در سد‌های انتهایی بیشتر از میانی و در سد‌های میانی بیشتر از سدهای ابتدایی می‌باشد. درصد ماسه در سد‌های ابتدایی بیشترین و در سد‌های انتهایی کمترین مقدار است. به طور کلی نتایج بیانگر آن است که خاک منطقه برای غالب آبراهه‌ها نسبت به رسوبات ریز‌بافت‌تر است که نشانگر عملکرد نه چندان خوب این نوع سد‌ها در ترسیب رسوبات ریزدانه است. مقایسه منحنی‌های دانه‌بندی رسوبات پشت سد‌های هر آبراهه نیز نشان داد در غالب آبراهه‌ها سد‌های واقع در پایین‌دست آبراهه‌ها از عملکرد بهتری در ترسیب رسوبات ریزدانه برخوردار بوده و سد‌های شماره 2 و 1 که در موقعیت میانی و ابتدایی آبراهه‌ها قرار دارند به ترتیب در رتبه‌های بعدی می‌باشند. این بررسی‌ها و نتایج نشان می‌دهند وقتی هدف اصلی از احداث این گونه سازه‌ها ترسیب رسوبات ریزدانه باشد بهتر است حتی‌الامکان در پایین دست آبراهه‌ها احداث شوند.

---

رسوب گذاری و متعاقب آن تحکیم رسوبات چسبنده در مخازن سدها بخصوص در نزدیک ساختگاه سد، مشکلات متعددی را به‌وجود می‌آورد که ممکن است منجر به گرفتگی دریچه‌های تحتانی و یا ورود رسوبات به درون آبگیر نیروگاه گردد. خروج این رسوبات با روش آبشوئی تنها زمانی موفق خواهد بود که با توجه به پارامترهای فیزیکی- مکانیکی رسوبات چسبنده تحکیم یافته، شرایط هیدرولیکی مناسب ایجاد گردد. هر چند تحقیقات بسیار گسترده‌ای در خصوص توزیع رسوب در مخازن سدها انجام شده است ولی مطالعات در رابطه با رسوبات چسبنده و چگونگی تغییرات پارامترهای فیزیکی- مکانیکی این رسوبات نسبت به زمان، بسیار اندک می‌باشد. از این رو در این تحقیق با استفاده از مدل فیزیکی استوانه‌ای شکل به ارتفاع 3/8 متر، قطر 30 سانتی‌متر، نمونه‌های خاک چسبنده تحت شرایط رسوب گذاری و سپس تحکیم قرار گرفته و پارامترهایی چون وزن مخصوص ظاهری خاک، نسبت پوکی و پارامترهای تحکیم اندازه‌گیری گردیدند. با توجه به اهمیت سد دز و پیش بینی این‌که تا پنج سال آینده رسوبات چسبنده وارد نیروگاه می‌شوند، نمونه‌های رسوبی تهیه شده از مخزن سد دز مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که تغییرات غلظت رسوب در فرایند ته نشینی و تحکیم نسبت به زمان به صورت تابع لگاریتمی با چهار مرحله کامــلاً مـجزا می‌باشد. هم‌چنین در این تحقیق روابط تنش مؤثر- ضریب نفوذپذیری- نسبت پوکی به صورت روابط نمائی استخراج گردید که از این روابط می‌توان در مدل‌های ریاضی پیش بینی تحکیم رسوبات چسبنده در سدهای مخزنی استفاده کرد. نتایج این مطالعه با مطالعات محققین دیگر نیز مقایسه و نشان داد که روابط به‌دست آمده از این تحقیق مورد تأیید است.

---

  به منظور ارزیابی کمی رسوب دهی حوزه‌های آبخیز فاقد آمار، استفاده از مدل‌های تجربی اجتناب ناپذیر است. مدل EPM یکی از مدل‌های مورد استفاده در ایران می باشد که بعضاً مورد ارزیابی قرار گرفته است. ولیکن اغلب ارزیابی‌ها، با استفاده از آمار رسوب رودخانه‌ها انجام پذیرفته و از اندازه‌گیری مستقیم رسوبات در مخازن سدها و بندها کمتر استفاده شده است، در صورتی که روش اندازه‌گیری رسوبات مخازن سدها و بندها از دقت بالاتری برخوردار می‌باشد. در این تحقیق تعداد 9 حوزه آبخیز کوچک در استان سمنان انتخاب شده‌اند. درخروجی این حوزه‌ها، سدهای خاکی کوتاه طی سال‌های گذشته احداث گردیده‌اند که عمر آنها به ده سال می‌رسد. این سدها تا زمان اندازه‌گیری رسوب سرریز ننموده‌اند و به همین دلیل تمامی رسوبات تولیدی حوزه آبخیز بالادست آنها در مخازن سدها به تله افتاده‌اند. مقدار رسوبات ته نشین شده در مخازن این سدها از طریق عملیات نقشه برداری محاسبه شد. وزن مخصوص ظاهری رسوبات در هر مخزن اندازه‌گیری شد و مقادیر حجمی رسوبات به مقادیر وزنی تبدیل گردید. با استفاده از مدل EPM مقدار رسوب تولیدی حوزه‌ها به صورت حجمی و وزنی برآورد گردید. مقادیر رسوب تولیدی اندازه‌گیری شده در مخازن سدها با مقادیر برآورد شده با استفاده از آزمون t استیودنت مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اختلاف بین میانگین‌ها برای مقادیر حجمی و وزنی رسوب دهی برآورد شده با استفاده از مدل EPM با مقادیر اندازه‌گیری شده، در سطح 5 درصد معنی‌دار نمی‌باشد ولی تعیین کارایی و میانگین نسبی مجذور مربعات خطای مدل نشان داد که مدل EPM از کارایی نسبتاً پایینی در برآورد رسوب دهی حوزه‌های آبخیز مناطق مورد مطالعه برخوردار است.

---

  فرسایش خاک یکی از تهدیدهای مهم برای تولید کشاورزی و کیفیت محیطی به خصوص کیفیت آب و خاک است. برای انجام برنامه‌ریزی در یک حوضه اّبخیز و انجام پروژه‌های حفاظتی لازم است تا اطلاعات کافی از مقدار هدررفت خاک و میزان رواناب در دسترس باشد. مدل EUROSEM یک مدل پخشی، دینامیک و تک رخدادی است که برای شبیه سازی فرسایش، انتقال رسوب و ته نشست رسوب به وسیله فرایندهای شیاری و بین شیاری طراحی شده است. هدف از این مطالعه بررسی کارایی مدل EUROSEM در شبیه سازی رواناب و رسوب بر اساس اندازه‌گیری میزان فرسایش و رواناب واقعی در زیرحوضه سولیجان با مساحت 20 هکتار واقع در استان چهارمحال و بختیاری می‌باشد. زیر حوضه مورد مطالعه بر اساس اطلاعات نقشه پستی و بلندی زمین، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، شیب و نقشه موقعیت جاده‌ها و کانال‌ها به 19 واحد همگن تقسیم بندی گردید. اطلاعات مختلف خاک، پوشش گیاهی، مشخصات سطح زمین و داده‌های اقلیمی برای واحدهای مختلف به وسیله مشاهدات صحرایی و اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی برآورد گردیدند. رواناب و رسوب واقعی نیز برای رخدادهای بارندگی مورد مطالعه اندازه‌گیری شدند. بعد از انجام آنالیز حساسیت مدل، مراحل واسنجی و اعتبار سازی مدل و شبیه‌سازی رواناب و رسوب صورت گرفت. نتایج نشان داد که مدل EUROSEM در این زیرحوضه برای پیش بینی رواناب کل و حداکثر دبی رواناب به پارامترهای هدایت هیدرولیکی اشباع، حرکت موئینگی و رطوبت اولیه بیش از سایر عوامل حساس می‌باشد. هم‌چنین کل هدررفت خاک به پارامترهای ضریب زبری مانینگ شیاری و بین شیاری و چسبندگی خاک حساسیت بیشتری نشان داد. نتایج ارزیابی شبیه سازی مدل نشان داد که در زیرحوضه مورد مطالعه مدل قادر است میزان کل رواناب، اوج رواناب، کل رسوب و زمان اوج رسوب را به خوبی شبیه سازی نماید. ولی مدل نتوانست اوج دبی رسوب و زمان اوج رواناب را به خوبی شبیه سازی نماید. هر چند به نظر می‌رسد مدل EUROSEM قادر است رواناب و رسوب، زمان رسیدن به اوج رواناب و رسوب را در زیرحوضه‌ها و کل حوضه در رخداد‌های جداگانه به خوبی پیش بینی نماید، لیکن پیشنهاد می‌شود تا کارایی مدل در شرایط مختلف آب و هوایی و خاک‌های مختلف و در حوضه‌های آبخیز متفاوت مورد ارزیابی قرار گیرد.

---

این مطالعه به منظور بررسی تأثیر رابطه خصوصیات ژئومورفولوژیک کفه‌رسی (claypan) بر کاربری اراضی و تنزل اراضی انجام گرفته است. بانک اطلاعات با جمع آوری نقشه‌ها و گزارش‌های مربوط به منطقه تشکیل شد و مدل تغییرات رقومی (Digital Terrain Model) کفه‌رسی فراهم گردید. با استفاده از فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی نقشه شبکه‌های مسیر جریان‌های آب زیر‌زمینی (Drainage network)، شاخص انتقال رسوب (Sediment Transport Index) و شاخص رطوبتی خاک (Wetness Index) تعیین گردید. در کفه‌رسی گودال‌هایی عمدتاً پر شده از مواد رسوبی جدیدتر وجود دارد و هر گودال دارای یک حوضه آبخیز است. شوری و کاربری اراضی تابع موقعیت این گودال‌هاست. در صورتی که این چاله‌ها به طریقی طبیعی یا مصنوعی زه‌کشی شوند آن حوضه‌ها باز می‌باشند و اراضی قرار گرفته بر روی آنها غیر شور یا با شوری متوسط خواهند بود در غیر این صورت مناطقی باتلاقی (Marshland) یا آبگرفته (Waterlogged) را تشکیل می‌دهند یا پوسته‌های نمکی (Salt crust) در اثر تبخیر سطحی در سطح خاک آن مناطق توسعه می‌یابد. رابطه شوری خاک سطحی و عمق کفه رسی نشان می‌دهد با در نظر گرفتن عوامل مؤثر بر زه‌کشی اراضی با داشتن هدایت الکتریکی و در نظر گرفتن باز یا بسته بودن گودال‌ها می‌توان عمق کفه‌رسی را تخمین زد.

---

فرسایش خاک از جنبه های اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی اهمیت دارد که برای کنترل آن نیاز به مدیریت صحیح حوضه آبخیز می‌باشد. در سال های اخیر، استفاده از مدل سازی به‌عنوان راه کار ارزیابی اقدامات کاهش فرسایش مطرح شده است. به هر حال، به‌دلیل محدودیت دسترسی به داده‌های هیدرولوژیک کافی در مناطق کوهستانی، مدل‌سازی حوضه های آبخیز دارای عدم قطعیت هایی می باشد. در مطالعه حاضر، توانایی مدلSWAT2000 در شبیه‌سازی دبی جریان و غلظت رسوب حوضه بهشت‌آباد (از زیرحوضه‌های کارون شمالی) با مساحت 3860 کیلومتر مربع بررسی شد. واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل با استفاده از برنامه SUFI-2 انجام پذیرفت. شاخص‌های p-factor، d-factor، R2 و ناش- ساتکلیف (NS) به‌منظور ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیه‌سازی رواناب و رسوب به‌کار برده شد. آمار رواناب شش ایستگاه هیدرومتری در سال های 1996-2004 برای واسنجی و اعتبارسنجی این حوضه به‌کار برده شد. نتایج نشان داد که در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب p-factor، d-factor، R2 و NS در خروجی حوضه به ترتیب 61/0، 48/0، 85/0 و 75/0 و در مرحله اعتبارسنجی 53/0، 38/0، 85/0 و 57/0 به‌دست آمد. این ضرایب در مرحله واسنجی غلظت رسوب روزانه در خروجی حوضه 55/0، 41/0، 55/0 و 52/0 و در مرحله اعتبارسنجی 69/0، 29/0، 60/0 و 27/0 به‌دست آمد. در مجموع، نتایج مطالعه نشان داد که SWAT رواناب را بهتر از رسوب شبیه‌سازی کرد. از دلایل ضعف مدل در شبیه‌سازی رواناب در بعضی از ماه‌های سال می‌توان به شبیه‌سازی ضعیف ذوب برف برای این حوضه کوهستانی، عدم سازگاری فرضیات مدل در انتقال جریان در لایه‌های یخ‌زده و اشباع و تعداد کم داده‌ها اشاره کرد. از علت‌های ضعف مدل در شبیه‌سازی بار رسوب می‌توان به شبیه‌سازی ضعیف جریان، تعداد کم داده‌ها و هم‌چنین عدم پیوستگی اطلاعات رسوب استفاده شده اشاره کرد.

---

پس از احداث سد روی یک رودخانه، رسوبات در پشت آن تجمع می یابند. پیش بینی مقدار و نحوه توزیع رسوب برای طراحان سدها اهمیت دارد. در این پژوهش، میزان خطای روش های تجربی افزایش سطح و کاهش سطح در پیش بینی توزیع رسوب مخازن سدهای دز، درودزن و شهید عباسپور ارزیابی شده است. آخرین نتایج رسوب سنجی در مخازن این سدها در سال های 1382 (دز)، 1384 (درودزن) و 1384 (شهید عباسپور) به‌دست آمده است. مقایسه توزیع رسوب واقعی با توزیع رسوب پیش بینی شده توسط روش های افزایش سطح و کاهش سطح نشان می دهد که حداکثر میزان خطا در تعیین عمق رسوب در پشت بدنه سد اتفاق می افتد و با افزایش تراز، میزان خطا کمتر می شود. برای سد درودزن که حجم رسوبات آن خیلی کم است (31 میلیون متر مکعب)، روش کاهش سطح نسبت به روش افزایش سطح دارای خطای بیشتری است (81% در مقابل 5/37%). در سدهای دز و شهید عباسپور که حجم رسوبات آنها زیاد است (به ترتیب 608 و 737 میلیون متر مکعب)، هر دو روش دارای خطای تقریباً یکسانی می باشند (در سد دز هر دو روش 29% و در سد شهید عباسپور، روش کاهش سطح 22% و روش افزایش سطح 25% خطا داشت). با افزایش حجم رسوب نهشته شده طی سال های متمادی پس از بهره-برداری از این سدها، مقدار ضریب شکل هر سه مخزن کم شده و در نهایت تیپ مخازن به تیپ 2 تغییر پیدا کرده است.

---

عدم وجود و یا کمبود آمار و اطلاعات در زمینه فرسایش خاک و تولید رسوب در بسیاری از حوزه های آبخیز کشور، استفاده از روش های تجربی مناسب برای برآورد شدت و مقادیر فرسایش خاک و تولید رسوب را گریزناپذیر می نماید. در این تحقیق، میزان کارآیی مدل USLE و نسخ مختلف آن شامل MUSLE-S، AOF، MUSLT، MUSLE-E، USLE-M و AUSLE در کرت استاندارد در تیمارهای دیم، شخم رها شده و مرتع در مقیاس رگبار ارزیابی شده است. برای این منظور کلیه متغیرهای مورد نیاز و ورودی مدل های مذکور در سه کرت مستقّر در هر تیمار در ایستگاه تحقیقات منابع طبیعی خسبیجان در شهرستان اراک محاسبه و به منظور اجرای مدل های مذکور مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از به کارگیری هر یک از مدل ها با مقادیر رسوب اندازه گیری شده 12 رگبار مقایسه و نهایتاً کارآیی و دقّت مدل های مذکور در هر یک از تیمارهای مورد بررسی ارزیابی شد. نتایج ارزیابی ضمن تأیید ارتباط آماری خوب بین برآوردهای بسیاری از مدل ها با یکدیگر نمایان گر عدم توانایی و کارآیی مدل های مذکور در برآورد رسوب ناشی از رگبارها در تیمارهای مورد مقایسه بوده اند. حال آن که ارتباط معنی دار تخمین های حاصل از مدل MUSLE-E (99/0r=) و غیرمعنی‌دار MUSLE-S و MUSLE-E (50/0r<) با مقادیر مشاهده ای به ترتیب در کاربری های مرتع، و دیم و شخم رهاشده مورد تأیید قرار گرفت.

---

اطلاع از چگونگی فرآیند فرسایش و میزان توانایی حمل رسوب بر اساس مطالعات انجام شده در کرت های اندازه گیری برای بررسی فرآیندهای موجود در تحقیقات فرسایش مورد استفاده قرار می گیرد. لیکن، انجام بررسی در خصوص امکان تعمیم نتایج حاصل از کرت‌های آزمایشی به حوزه های آبخیز کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از این رو، در تحقیق حاضر سعی شد تا دقت کرت های مختلف فرسایش خاک در برآورد روان آب و رسوب حوزه های آبخیز کوچک مورد بررسی قرار گیرد. به منظور انجام تحقیق، تعداد 12 کرت آزمایشی با طول های 2، 5، 10، 15، 20 و 25 متر و عرض ثابت 2 متر در دو دامنه شمالی و جنوبی یکی از حوزه های آبخیز پایگاه تحقیقاتی حفاظت خاک سنگانه واقع در شمال شرقی استان خراسان رضوی مستقر گردید. به منظور بررسی دقت کرت های مورد بررسی، مقادیر روان آب و رسوب خروجی از کرت ها و حوزه آبخیز محاط بر آن به مساحت حدود 1 هکتار با استفاده از مخازن، جمع آوری، اندازه‌گیری و برای مقایسه مورد استفاده قرار گرفت. در طول مدت تحقیق از اواخر آبان 1385 تا خرداد 1386 به عنوان دوره بارندگی منطقه، 12 رگبار منجر به روان آب به وقوع پیوست که کلیه داده های حاصل در خروجی کرت ها شامل روان آب، رسوب و غلظت جمع‌آوری و نهایتاً مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل دلالت بر افزایش دقت کرت های مورد مطالعه در برآورد روان آب و رسوب حوزه های آبخیز کوچک با افزایش طول آنها داشته و طول مناسب آنها برای تخمین صحیح هر یک از متغیرهای روان آب و رسوب به میزان طول متوسط شیب حوزه آبخیز و بیش از 20 متر بوده است.

---

رسوب‌گذاری در مخازن سدها امری اجتناب ناپذیر است. این پدیده آثار نامطلوب زیادی در مخازن دارد، مانند کاهش حجم مفید مخزن، کاهش پایداری سد، عملکرد نامناسب دریچه‌های بهره‌برداری و پنستاک‌ها و کاهش حجم کنترل سیلاب. کمینه‌سازی رسوب‌گذاری در مخازن یک مسئله بهینه‌سازی غیرخطی مقید است. قیدهای این مسئله شامل محدودیت‌های دبی خروجی از تخلیه کننده‌های تحتانی، محدودیت‌های سطح آب در مخزن در هر دوره زمانی و محدودیت سطح آب در انتهای دوره بهره‌برداری است. در این تحقیق پس از واسنجی نرم‌افزار GSTARS3 (یکی از جدیدترین مدل‌های ریاضی پیش‌بینی رسوب‌گذاری در رودخانه‌ها و مخازن که توسط USBR توسعه داده شده) برای منطقه سد وشمگیر، نتایج حاصل از اجرای این نرم‌افزار به عنوان بخشی از داده‌های ورودی توسط یک برنامه کامپیوتری واسط به برنامه بهینه‌سازی منتقل شد. پس از اجرای برنامه بهینه‌سازی نتایج به دست آمده توسط یک برنامه کامپیوتری واسط دیگر به عنوان بخشی از فایل ورودی وارد نرم‌‌افزار GSTARS3 می‌شود. سپس این نرم‌افزار مجدداً اجرا شده و نتایج به برنامه بهینه‌سازی منتقل می‌شود. این فرایند، زمانی خاتمه می‌یابد که دقت مورد نظر به دست آید. به عبارت دیگر شرایط بهینه زمانی به‌دست می‌آید که اجرای این حلقه بسته خاتمه یابد. مسئله بهینه‌سازی مقید با استفاده از روش تابع جریمه به حالت نامقید تبدیل و برای حل مسئله بهینه‌سازی نامقید به‌دست آمده، روش پاول که یکی از روش‌های جستجوی مستقیم می‌باشد، مورد استفاده قرار گرفته است. قابلیت‌های مدل حاصله با اجرای آن برای مخزن سد وشمگیر گرگان به اثبات رسیده و سیاست بهره‌برداری بهینه با هدف کمینه‌سازی رسوب‌گذاری در مخزن سد برای یک دوره 12 ماهه به‌دست آمد.