علوم آب و خاک

---

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.

---

به منظور بررسی فرسایش بادی در صحرا و طرح و ارزیابی فناوری‌های کنترل فرسایش بادی، مشاهدات جزئی از حمل ذره خاک و توزیع عمودی ذرات خاک فرسایش یافته مورد نیاز است. اهداف این پژوهش عبارت بود از: 1. توصیف یک ابزار برای اندازه‌گیری حمل ذرات خاک،BSNE به عنوان یک گیرنده رسوب 2. تعیین توزیع عمودی رسوب فرسایش یافته بادی با ارتفاع در منطقه شرق اصفهان. گیرنده رسوب BSNE یک نمونه‌بردار فرسایش بادی است، که مواد متحرک را در هفت ارتفاع، به ترتیب 24/0، 60/0، 08/1، 60/1، 00/2، 00/3 و 00/4 متر از سطح خاک به‌ دام می‌اندازد. هر تله شامل یک محفظه فلزی با یک دهانه ورودی و یک دهانه خروجی است، که روی یک بادنما نصب شده و حول یک محور می‌چرخد. پیش از استفاده در صحرا، نمونه‌بردار در تونل باد تحت آزمایش قرار گرفت و واسنجی شد. نتایج نشان داد که میانگین بازده تله‌اندازی در بادهایی با سرعت 2/5 تا 2/7 متر در ثانیه برای چهار رسوب بادی مختلف برابر با 44/0 تا 68/0 است. بازده تله‌اندازی به سرعت باد، توزیع اندازه ذرات، چگالی و نوع رسوب وابسته بود. کمترین کارایی تله‌اندازی نمونه‌بردار مربوط به ذرات کمتر از 44 میکرون می‌باشد. در این آزمایش یک دستگاه گیرنده رسوب BSNE در پایگاه هوایی بابایی نصب گردید. پس از یک دوره نمونه‌برداری، رسوب به ‌دام افتاده در هر تله (نمونه‌بردار) جمع‌آوری و توزین گردید. مواد به ‌دام افتاده مخلوطی از ذرات در حال جهش و تعلیق بود. توزیع نیم‌رخ عمودی رسوب فرسایش یافته بادی نشان داد که با افزایش ارتفاع، مقدار مواد جمع‌آوری شده کاهش، و درصد ذرات ریز (کمتر از 63 میکرون) افزایش می‌یابد. برای یک دوره نمونه‌برداری، مقدار رسوب به ‌دام افتاده در واحد سطح دهانه ورودی نمونه‌بردار، با افزایش ارتفاع، به ترتیب برابر با 00/12، 42/3، 99/1، 56/1، 75/0، 21/0 و 39/0 گرم بر سانتی‌متر مربع بود.

---

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.

---

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.  

---

منطقه دشتیاری با سطحی بالغ بر 580000 هکتار در جنوب شرق ایران تحت تأثیر فرسایش خندقی بوده که میزان رشد آن در دهه‌های اخیر به طور چشم‌گیری افزایش یافته است. تصاویر ماهواره‌ای به دلایل داشتن سری‌های زمانی، هزینه کم، پوشش زیاد و قابلیت پردازش رقومی، می‌توانند اطلاعات مناسب و جامعی از رشد و گسترش خندق‌ها در اختیار قرار دهند. در این راستا، پژوهش حاضر با هدف تعیین مناسب ترین روش اندازه‌گیری ویژگی‌های مورفومتریک خندق‌های منطقه دشتیاری از شهرستان چابهار با استفاده از پردازش رقومی سنجنده ⁺ETM^�انجام شد. بدین منظور، از تصاویر ماهواره‌ای لندست 7 سال 2001 و هم‌چنین از اطلاعات جمع آوری شده حاصل از اندازه‌گیری‌های صحرایی روی 25 خندق نمونه به منظور کنترل و ارزیابی نتایج، استفاده گردید. در ادامه، پس از تصحیح خطاهای هندسی و پخش آتمسفریک، با استفاده از روش‌های بارزسازی طیفی مانند بسط تباین خطی و ایجاد ترکیب‌های رنگی کاذب، تصاویر برای تفسیر چشمی و انتخاب محل‌های نمونه برداری آماده شدند. با مشخص شدن محل نمونه‌ها روی تصویر، برداشت‌های میدانی روی خندق‌های نمونه صورت پذیرفت. این برداشت‌ها، ویژگی‌های مورفومتریک هر خندق در سه مقطع 25%،50% و 75% مانند، طول، عـرض و ارتفاع را شامل می‌شود. در مرحله پایانی، با استفاده از روش‌های رقومی پردازش اطلاعات ماهواره‌ای مانند فیلترها، روش‌های ادغام و روش آنالیز مؤلفه‌های اصلی، طول و مشخصات هر یک ازخندق‌های نمونه در هر روش اندازه‌گیری و با نتایج حاصل از برداشت‌های صحرایی از طریق مقایسه اختلاف میانگین‌ها و آزمون‌های F و t بررسی گردیدند. نتایج نشان داد، در سطح احتمال 5 درصد و 1 درصد، تفاوت‌های مشاهده شده بین میانگین‌های نمونه‌ها معنی‌دار بوده و از بین روش‌ها، روش آنالیز مؤلفه‌های اصلی با تصویر PCA1 کمترین اختلاف را با اندازه‌گیری‌های صحرایی دارد. بنابراین، روش آنالیز مؤلفه‌های اصلی، به عنوان روشی رقومی برای ادامه پایش رشد و گسترش خندق‌ها در دشتیاری و مناطق مشابه در جنوب شرق ایران پیشنهاد می‌شود.

---

یکی از چالش‌های اصلی مناطق خشک و بیابانی ایران مسأله کنترل شن‌های روان است. استفاده ازانواع مالچ یکی از روش‌هایی است که به شکل گسترده به منظور تثبیت شن‌های روان به کار می‌رود. هدف از این تحقیق تعیین مناسب‌ترین ترکیب، غلظت و ضخامت مالچ رسی برای تثبیت شن‌های روان می‌باشد. بدین منظور، برای تعیین مناسب‌ترین ترکیب مالچ، دونمونه خاک از یک واحد پلایایی با سطح ژئومرفیک دق رسی با دو میزان شوری متفاوت به عنوان مالچ و یک نمونه شن روان از تپه‌های شنی به عنوان بستر از منطقه اردستان انتخاب گردید. برای تعیین بهترین غلظت مالچ، نمونه‌های خاک رسی با مقدار معین آب مخلوط و در روی بستر شن روان جمع آوری شده از مناطق بیابانی توسط دستگاه مالچ‌پاش پاشیده شد. علاوه براین، یک‌سری آزمایش نیز برای بررسی اثر کاه در جلوگیری از فرسایش انجام گردید. تیمارهایی را که دارای کمترین ترک و بیشترین نفوذ مالچ در بستر شنی را داشتند، برای انجام آزمایش‌ها انتخاب گردید. تیمارهای انتخاب شده به عنوان مالچ عبارت بودند از: 1) 250 گرم شن روان + 250 گرم خاک رس + 25 گرم کاه، 2) 250گرم خاک رس+ 25 گرم کاه، 3) 250 گرم شن روان + 250 گرم خاک رس 4) 250 گرم خاک رس 5) 125 گرم شن روان + 125 گرم خاک رس و 6) 125گرم خاک رس، که هر تیمار با 500 میلی‌لیتر آب مخلوط و سپس پاشش انجام شد. به منظور بررسی مناسب‌ترین ضخامت مالچ، با انجام یک بار عمل مالچ‌پاشی اجازه داده شد که نمونه‌ها در مجاورت هوا خشک شده و سپس عمل مالچ‌پاشی مجدد بر روی آنها صورت گرفت. تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد که تیمارها شامل نوع مالچ (6 نوع مالچ)، دو ضخامت ( یک لایه و دو لایه) و دو سطح شوری که برای هر کدام سه تکرار انجام گرفت. نتایج نشان داد که مالچ‌های رسی در برابر جریان باد مقاوم هستند. ولی زمانی که تحت تأثیر بمباران ذرات موجود در جریان باد قرار گیرند، فرسایش می‌یابند. مقاومت مالچ با توجه به نوع مالچ متفاوت خواهد بود و مقاومت مالچ‌هایی که در آن کاه به کار رفته، به دلیل افزایش استحکام ساختاری از دیگر انواع مالچ‌ها بیشتر است. هر چه تعداد لایه مالچ (مرتبه مالچ پاشی) بیشتر شود، پایداری آن در برابر فرسایش به دلیل افزایش مقدار رس و سیلت در مالچ زیادتر می‌شود. تیمار اول با کاربرد با دو لایه مالچ‌پاشی(دو مرتبه مالچ) به عنوان تیمار مناسبی به منظور تثبیت شن‌های روان منطقه توصیه می‌گردد.

---

سایش، مهم‌ترین مشکل تیغه‌های‌ برش خاک ورز برگردان دار است. ابتدای تیغه برش چون عمل برش خاک را انجام می‌دهد، بیشتر ساییده می‌شود و مقدار سایش آن بر عملکرد خاک ورز تأثیری زیاد دارد. هدف از این پژوهش، مطالعه سـایش در طول تیغـه برش خاک ورز برگردان دار برحسب مسافت کارکرد بوده است. به این منظور، مقدار سایش نمونه‌های استوانه‌ای شکل که در طول تیغه‌های برش یک خاک ورز چهار خیش نیمه سوار نصب شده بودند در پنج مسافت 50 کیلومتری، در خاک لوم رسی سیلتی با رطوبت 13 تا 15 درصد، تعیین شد. نتایج نشان داد که به رغم تفاوت در مقادیر سایش تیغه‌ها، اختلافی معنی‌دار بین میانگین سایش آنها وجود نداشت. با افزایش مسافت، آهنگ سایش کاهش یافت که نشان دهنده کارسختی (Work Hardening) سطح فولاد بر اثر سایش با خاک است. دو مدل رگرسیونی تدوین شده نشان داد که: مقدار سایش در طول هر تیغه را می‌توان به وسیله تابعی توانی، با توان 75/0مسافت پیمـوده شده تخمـین زد و سایش طول تیغه‌ها بر حسب فاصله از نوک، به صورت تابع درجه 2 با ضریب تبیین 93/0 تغییر داشت. نزدیک به 75% سـایش طولی ابتدای تیغـه مربوط به فاصله  3/1 از نوک تیغـه بود.

---

عدم وجود مدیریت صحیح استفاده از اراضی در یک حوزه آبخیز، تأثیرات نامناسبی بر منابع موجود در آن دارد. بهینه سازی کاربری اراضی یکی از راه‌کارهای مناسب برای دست‌یابی به توسعه پایدار و کاهش هدررفت منابع می‌باشد. تحقیق حاضر در حوزه آبخیز بریموند به مساحت 9572 هکتار در استان کرمانشاه به منظور تعیین مناسب‌ترین ترکیب کاربری اراضی شامل باغ، کشت آبی، کشت دیم و مرتع جهت کمینه‌سازی فرسایش خاک و بیشینه سازی سود صورت گرفت. برای انجام تحقیق حاضر، مقادیر فرسایش، سود خالص و نیز نقشه‌های تهیه شده طبق استانداردهای استفاده از اراضی به عنوان ورودی توابع هدف و محدودیت‌های مدل بهینه‌سازی کاربری اراضی استفاده شد. مدل برنامه ریزی خطی چند هدفی تهیه و با استفاده از روش سیمپلکس در نرم افزار ADBASE حل شد. نتایج به‌دست آمده از تحقیق، ضمن معرفی کاربری بهینه اراضی حوزه آبخیز بریموند، میزان کاهش فرسایش خاک و افزایش سود سالانه را به ترتیب 78/7 درصد و 62/118 درصد ارائه نمود. بهینه‌سازی انجام شده بر کاهش اراضی دیم و افزایش اراضی باغی در منطقه تأکید دارد. نتایج به‌دست آمده از تحلیل حساسیت نیز نمایانگر تأثیر پذیری زیاد توابع هدف از حداکثر سطح اراضی کشاورزی آبی و باغی است.

---

عدم توجه انسان به نحوه بهره‌برداری از منابع طبیعی از جمله خاک باعث تخریب و فرسایش آن می‌گردد. فرسایش آبی یکی از عوامل مهم تخریب خاک می‌باشد. در اثر تعییر کاربری اراضی مرتعی به دلیل کاهش پوشش گیاهی و بهم خوردگی سطح خاک، مقاومت خاک سطحی کاهش یافته و فرسایش آبی شدیدی رخ می‌دهد. مطالعه‌ای در منطقه چشمه علی (سولیجان) استان چهارمحال ‌و بختیاری با هدف برآورد رسوب، رواناب و هدررفت عناصر غذایی در چهار کاربری اراضی انجام شد. چهار کاربری بررسی شده شامل مرتع با پوشش گیاهی تقریباً خوب (20% <)، مرتع با پوشش گیاهی ضعیف (10%>)، دیمزار و دیمزار رها شده بود. نمونه‌های خاک از عمق 10 - 0 سانتی‌متر در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار برداشته شد. به منظور برآورد رسوب، رواناب و هدررفت عناصر غذایی از اندازه‌گیری صحرایی فرسایش خاک تحت شرایط استاندارد از باران‌ساز مصنوعی استفاده شد. درصد مواد آلی، ازت کل، فسفر قابل دسترس، توزیع اندازه ذرات رسوب و خاک در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان داد که بیشترین تخریب در این منطقه از فرسایش آبی بوده و عوامل متعددی در گسترش آن نقش داشته‌اند از جمله چرای بی‌رویه در مرتع، حساسیت سازندهای زمین‌شناسی و مهم‌ترین آن تغییر کاربری اراضی مرتعی به دیمزارهای کم بازده را می‌توان نام برد. بیشترین مقدار رواناب در کاربری دیمزار رها شده و کمترین مقدار رواناب در کاربری مرتع با پوشش گیاهی خوب ایجاد گردید. بیشترین مقدار رسوب درکاربری دیمزار مشاهده شد. مقدار رسوب در کاربری‌های دیمزار، دیمزار رها شده و مرتع با پوشش گیاهی ضعیف به ترتیب 5/54، 21 و 4/10 برابر مرتع با پوشش گیاهی خوب بود. کمترین مقدار رواناب و رسوب در کاربری مرتع با پوشش گیاهی خوب ایجاد گردید. نسبت غنی شدن ذرات خاک در رسوب در جزء سیلت ریز (mμ 5 - 2) و سپس رس بیشترین و در مورد شن کمترین مقدار بود. درصد هدررفت مواد آلی، ازت کل ومقدار فسفر قابل دسترس همراه با رسوب در ساعت اول بارندگی نسبت به ساعت دوم بارندگی بیشتر بود که علت آن انتقال ذرات ریزتر در ابتدای واقعه بارندگی است. هدررفت کل این سه فاکتور اندازه‌گیری شده در رسوب طی 2 ساعت بارندگی در کاربری دیمزار بیشترین، در کاربری مرتع با پوشش گیاهی ضعیف و دیمزار رها شده در حد متوسط و در کاربری مرتع با پوشش گیاهی خوب کمترین مقدار بود. نسبت غنی شدن ماده آلی، ازت کل و فسفر در رسوب در چهار کاربری بیشتر از یک است که دلیلی بر انتقال ماده آلی و این دو عنصر غذایی همراه با رسوب می‌باشد. به طور کلی می‌توان گفت تغییر کاربری اراضی از عرصه‌های منابع طبیعی نظیر مرتع به کاربری‌های دیگر که تحت سیستم مدیریت انسان باعث افزایش فرسایش، هدررفت تشدیدی خاک و انتقال عناصر غذایی همراه با آن می‌شود.

---

  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.

---

نقشه شکل های فرسایش خاک از نقشه های پایه در مطالعات فرسایش و رسوب است که در مدیریت و برنامه  ریزی حوزه های آبخیز حائز اهمیت است. برای تهیه نقشه 250000 :1 شکل های فرسایش خاک، مطالعه ای در حوزه  آبخیز جاجرود در استان تهران انجام شد. از ترکیب لایه های زیر به عنوان روش‌های مختلف تهیه نقشه واحدهای کاری استفاده گردید: الف- پوشش گیاهی، زمین شناسی و شیب ب- کاربری، زمین شناسی و شیب ج- کاربری، حساسیت سنگ ها به فرسایش و شیب و د- کاربری، حساسیت سنگ ها به فرسایش و واحدهای اراضی. نقشه واحدهای کاری حاصل از تلفیق لایه های اطلاعاتی به همراه سه روش دیگر شامل نقشه های واحدهای کاری مبتنی بر ه- واحدهای اراضی و- واحدهای حساسیت سنگ ها و ز- واحدهای فتومورفیک حاصل از تفسیر تصاویر ماهواره ای، در حوزه مورد بررسی قرار گرفتند. با تعیین شدت و نوع شکل های مختلف فرسایش خاک در 314 نقطه و به کمک روش تیسن و بهره گرفتن از تصاویر ماهواره ای در تفکیک و تلفیق مرز واحدها، نقشه شکل های فرسایش تهیه شد. این نقشه با هر یک از نقشه های واحدهای کاری الف تا ز مقایسه شد. نتایج نشان داد که از روش‌های تلفیق لایه ای با توجه به ملاحظات اقتصادی، روش د، بهتر جواب داده است. روش واحدهای اراضی و حساسیت سنگ ها با صحت های 0/53 و 9/42 درصد روش‌های مناسبی در تهیه نقشه شکل‌های فرسایش نبودند. روش تفسیر تصاویر ماهواره ای دارای صحت 0/72 درصد در تهیه نقشه شکل های فرسایش بود. جذر میانگین مربعات خطاهای واحدهای کاری نشان داد که روش‌های واحدهای اراضی و حساسیت سنگ ها دارای خطای بیشتری نسبت به روش‌های تلفیق لایه ای و تفسیر تصاویر ماهواره ای بودند. بیشترین ضریب تغییرات صحت واحدهای کاری مربوط به روش‌های واحدهای اراضی و حساسیت سنگ ها و کمترین ضریب تغییرات صحت واحدهای کاری و در نتیجه بالاترین دقت مربوط به روش تفسیر تصاویر ماهواره ای و تلفیق لایه ای بود. در کل، نقشه واحدهای کاری حاصل از تفسیر تصاویر ماهواره ای، بهترین روش در تهیه نقشه شکل های فرسایش معرفی می گردد.

---

امروزه به ایمنی شغلی کشاورزان در کشورهای در حال توسعه کمتر توجه می‌شود. این مسأله برای رانندگان تراکتورها که در معرض شرایط بسیار نامناسب محیط کار و ارتعاش زیاد تراکتور و صندلی آن قرار دارند از اهمیت بیشتری برخوردار می‌باشد. بنابراین بررسی منابع ارتعاش و روش‌های کاهش آن در تراکتورها از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد. در این پژوهش ارتعاش وارد بر بدن چند راننده تراکتور با جرم‌های متفاوت هنگام رانندگی با سه تراکتور متداول در ایران هنگام انجام عملیات شخم با گاوآهن برگرداندار، دیسک زنی و حرکت روی جاده آسفالت در دو سرعت پیشروی بررسی گردید. مقادیر شتاب روی تراکتور و بدن رانندگان تراکتور، هنگام رانندگی با تراکتور اندازه‌گیری و ثبت گردید و پس از انجام آنالیز فوریه روی این داده‌ها، ریشه میانگین مربع‌های شتاب وزن‌دار شده تیمارهای مختلف در دو وضعیت سلامتی و آسایش راننده، آنالیز و تجزیه و تحلیل گردیدند. نتایج به دست آمده بیانگر عدم وجود اختلاف معنی‌دار در سرعت‌های مختلف پیشروی بود. در حالی‌که میانگین‌های‌ بردارهای شتاب روی تراکتورها و بدن رانندگان اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال 1% نشان دادند به نحوی‌که با افزایش جرم راننده، میانگین بردار شتاب روی بدن او کاهش می‌یافت. به‌عنوان مثال راننده با جرم 55 کیلوگرم بیشترین میانگین شتاب (8/9 متر بر مجذور ثانیه) و راننده با جرم 100 کیلوگرم کمترین میانگین شتاب( 3/3 متر برمجذور ثانیه) را به خود اختصاص داده بودند. با مقایسه مدت زمان مجاز رانندگی روزانه این سه تراکتور، در مجموع تراکتور جاندیر مدل 3140 و تراکتور یونیورسال مدل651 به ترتیب بیشترین و کمترین مدت زمان مجاز رانندگی روزانه را به خود اختصاص دادند. هم‌چنین پس از مقایسه میانگین‌های شتاب‌ روی بدن رانندگان مختلف با استاندارد‌های جهانی، سطح آسایش و راحتی این افراد هنگام رانندگی با این تراکتورها فوق‌العاده ناراحت به‌دست آمد.

---

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.

---

ارزیابی مناسب عامل فرسایش‌پذیری خاک (K) برای پیش بینی قابل اطمینان فرسایش آبی حائز اهمیت است. در این پژوهش، عامل فرسایش‌پذیری خاک در 900 کیلومتر مربع از خاک‌های شهرستان هشترود واقع در ناحیه نیمه خشک شمال غربی ایران مورد بررسی قرار گرفت. نتایج اندازه‌گیری مقدار هدررفت خاک در 36 زمین مختلف در کرت-های استاندارد تحت باران های طبیعی از سال 1384 تا 1386 نشان داد که مقدار عامل فرسایش‌پذیری اندازه‌گیری شده 77/8 برابر کمتر از مقدار برآوردی با نموگراف USLE است. برای دست‌یابی به نموگراف جدید، هم‌بستگی بین عامل فرسایش‌پذیری اندازه‌گیری شده و ویژگی‌های خاک‌ها بررسی شد. نتایج نشان داد که شن درشت، رس، ماده آلی، آهک، پایداری خاکدانه و نفوذپذیری خاک، هم‌بستگی منفی معنی دار و شن بسیار ریز و سیلت، هم‌بستگی مثبت معنی دار با عامل فرسایش‌پذیری خاک دارند. نتایج تجزیه مولفه های اصلی و رگرسیون چند متغیره نشان داد که نفوذپذیری خاک، پایداری خاکدانه، آهک و شن درشت رابطه ای معنی-دار (92/0=2R) با فرسایش‌پذیری دارند. برای برآورد آسان عامل فرسایش‌پذیری، نموگرافی بر اساس عوامل مذکور با ضریب تبیین 92 درصد تهیه شد. از این نموگراف در مناطقی که دارای ویژگی خاک و باران مشابه با منطقه مورد بررسی باشند، برای برآورد مطمئن عامل فرسایش‌پذیری خاک می توان بهره گرفت.

---

اگر چه ماده آلی بخش کمی از وزن خاک را تشکیل می‌دهد ولی تأثیر زیادی بر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک دارد و از شاخص‌های مهم کیفیت و توان تولید خاک به‌شمار می‌رود. تعیین مقدار ماده آلی خاک در مطالعات حاصل‌خیزی خاک‌‌ و آلودگی محیط خاک، ضروری است. روش اکسایش تر واکلی- بلک یکی از روش‌های متداول تعیین ماده‌ آلی است. این روش علی‌رغم دقت و تبعیت از استانداردها، پرهزینه و با مصرف ترکیب کرومیوم‌دار انجام می‌شود. سوزاندن در کوره (Loss On Ignition, LOI) روش دیگری است که به دلیل عدم تمایل به استفاده از اسید کرومیک، هزینه کم و آسانی بیشتر مورد توجه قرارگرفته است. اهداف این پژوهش، تعیین روابط بین روش‌‌های اکسایش ‌تر و LOI در خاک‌های چهار دشت‌ مهم استان چهار محال و بختیاری و تعیین مناسب‌ترین دمای سوزاندن در کوره برای برآورد ماده آلی خاک است. بدین منظور، نمونه‌برداری خاک از لایه سطحی صفر تا 25 سانتی‌متری چهار دشت‌ شهرکرد، فارسان، کوهرنگ و لردگان به طور تصادفی ‌انجام گردید و در مجموع 205 نمونه خاک برداشت شد. ماده آلی خاک به روش‌های اکسایش تر و LOI در پنج دمای 300، 360، 400، 500 و 550 درجه سیلسیوس به مدت دو ساعت تعیین گردید. به منظور تعیین بهترین دمای سوزاندن خاک، 40 نمونه‌‌ خاک، انتخاب و ماده‌ آلی و کربنات کلسیم معادل آنها، قبل و بعد از سوزاندن در دماهای مذکور اندازه‌گیری گردید. نتایج نشان داد در هر دشت بین روش‌های اکسایش تر و LOI در دما‌های مختلف یک رابطه خطی، مثبت و معنی‌دار وجود دارد. تفاوت در دشت‌ها موجب گردید معادله‌ به دست آمده برای هر دشت از معادله‌ کلی متفاوت باشد و تفکیک داده‌ها بر اساس دشت، موجب افزایش R2 معادلات شد. با افزایش دمای سوزاندن، R2 و شیب معادلات کاهش و مجذور میانگین مربعات خطای باقی‌مانده (RMSE) افزایش یافت. در مقادیر بالاتر کربنات کلسیم معادل، کاهش شیب خطوط رگرسیون با افزایش دما قابل توجه بود که می‌تواند ناشی از تخریب بیشتر کربنات‌ها در دمای بالاتر باشد. در این پژوهش، دمایی حدود 360 درجه سیلسیوس بهترین دمای سوزاندن خاک در کوره تشخیص داده شد زیرا در این دما تمام کربن آلی سوزانده شده، حداقل تخریب کربن معدنی و از دست دادن آب ساختمانی از کانی‌های رسی صورت گرفته و هزینه انرژی مصرفی کمتر است.

---

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.

---

فرسایش پاشمانی باران به‏عنوان اولین رویداد در فرسایش خاک، حرکت ذرات و کلوخه‏های خاک را سبب می‏شود، و یک فرآیند مهم در فرسایش بین‏شیاری محسوب می‏شود. نرخ جدایش در فرسایش پاشمانی با ویژگی‏های خاک و باران مرتبط بوده و تحت تأٔثیر فرسایندگی باران و فرسایش‏پذیری خاک است. بنابراین در این بررسی نرخ فرسایش پاشمانی و مقایسه آن در کاربری‏های مختلف و ارتباط آن با برخی خصوصیات خاک مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور 120 نمونه خاک از سه کاربری اراضی مجاور هم شامل جنگل، مرتع و کشاورزی در دو عمق 0-10 و10-20 سانتی‏متری از حوزه آبخیز کسیلیان جمع‏آوری شد. اندازه‏گیری فرسایش پاشمانی تحت شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از شبیه‏ساز باران و فنجان پاشمان انجام شد. نتایج نشان داد که اختلاف معنی‏داری بین نرخ فرسایش پاشمانی در کاربری‏های مختلف وجود ندارد و تغییر کاربری جنگل به کاربری کشاورزی و مرتع درصد ماده آلی را به ترتیب 93/59 و 62/33 درصد در عمق سطحی و 33/33 و 59/25 درصد در عمق زیرین کاهش داده است. درصد سیلت در کاربری کشاورزی دارای هم‏بستگی مثبت معنی‏دار (742/ 0=r ، 018/0= p)، ماده آلی در کاربری مرتع دارای هم‏بستگی منفی معنی‏دار (798/0= r ، 001/ 0= p) و شاخص فرسایش‏پذیری خاک در کاربری کشاورزی دارای هم‏بستگی مثبت معنی‏دار (668/0 r =و 00/0 p=) با نرخ پاشمان است.

---

فرسایش داخلی دومین عامل اصلی تخریب سدهای خاکی پس از سرریز شدن آب از روی تاج سد است. از عوامل مؤثر بر فرسایش داخلی در سدهای خاکی، نوع کانی خاک رس مورد استفاده در ساخت سدها و هم‌چنین تأثیر میزان تلاش تراکمی وارده بر خاک در مرحله ساخت می‌باشد. در تحقیق حاضرضمن بررسی پدیده فرسایش داخلی، به تحقیق بر روی تأثیر تلاش تراکمی بر فرسایش‌پذیری مصالح و نیز تأثیر نوع کانی‌های خاک رس بر فرسایش داخلی پرداخته شده است. بدین منظور نخست از خاک رسی کائولینیتی و مونتموریلونیت سدیمی (بنتونیت) به‌صورت مجزا و سپس با درصدهای مختلف اختلاط، جهت بررسی تأثیر درصدهای مختلف بنتونیت بر روند فرسایش پذیری خاک‌ها و دو چکش تراکم استاندارد و اصلاح شده به منظور تحقیق بر روی تأثیر تلاش تراکمی متفاوت بر فرسایش داخلی، استفاده شده است. نتایج نشان داد که با افزایش تلاش تراکمی در درصد رطوبت ثابت، فرسایش‌پذیری مصالح نیز در حدود 3% افزایش می‌یابد و فرسایش‌پذیری رس کائولینیتی بیش از رس بنتونیتی است که میزان آن به 65% می‌رسد، هم‌چنین با افزایش 12% بنتونیت در خاک رس کائولینیتی فرسایش‌پذیری مصالح به شدت کاهش می‌یابد.

---

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