آبیاری و زهکشی ایران
سال:1389 | دوره:4 | شماره:1 |تعداد مقالات:20

 آبهای زیرزمینی همواره به عنوان یکی از منابع مهم و عمده تامین آب شرب و کشاورزی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مطرح بوده است. دشت بیرجند نیز با قرار گرفتن در منطقه خشک، استفاده از آبهای زیرزمینی را به عنوان مهمترین و در عین حال تنهاترین منبع تولید آب شیرین در پیش رو دارد. در همین زمینه پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت می تواند کمک شایانی به برنامه ریزی و تصمیم گیری های بعدی، جهت تامین دراز مدت آب شرب، کشاورزی و صنعت نماید. در این تحقیق هدف تخمین سطح آب زیرزمینی دشت بیرجند با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی می باشد. روش شبکه عصبی مصنوعی یکی از روشهای هوشمند می باشد که با استفاده از ارتباط ذاتی داده ها، روابط غیر خطی بین آنها را یاد گرفته و نتایج را برای بقیه حالتها تعمیم می دهد. بمنظور آموزش مدل، از اطلاعات 16 پیزومتر که اغلب دارای بیش از 15 سال آمار بودند، استفاده گردید. ورودی های مدل، میزان برداشت آب از چاههای آب شرب، صنعت و کشاورزی، میزان آب ورودی به هر پلیگون بر حسب متر مکعب (ناشی از بارندگی منطقه) و تراز سطح آب در هر پیزومتر در گام زمانی قبل و خروجی مدل، تراز سطح آب در گام زمانی فعلی بوده است. بر خلاف تحقیقات گذشته که از اطلاعات تبخیر از سطح گیاه مرجع به عنوان شاخص برداشت آب استفاده شده است، در این تحقیق، حجم آب برداشتی در هر ماه از کنتورهای توربینی، الکترومغناطیس و آلتراسونیک، با دقت بسیار بالا محاسبه گردید. در چاههای آب کشاورزی نیزکه طیف وسیعی از چاهها را شامل می شد، با توجه به آزمایش پمپاژ، ساعت کارکرد الکتروپمپ و دبی سنجی های سالانه حجم آب برداشت شده از آبخوان در هر پلیگون محاسبه شد. همچنین از روش شبکه عصبی مصنوعی در دو حالت (برای هر پیزومتر یک شبکه عصبی و یا یک شبکه عصبی برای کل پیزومترها) استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی و تدقیق تخمین میزان آب برداشتی می توان سطح آب زیرزمینی را تا 12 ماه بعد و با دقت بالاتر (99/0=R2، MSE=0.032) نسبت به روشهایی که از اطلاعات تبخیر از سطح گیاه مرجع به عنوان شاخص برداشت آب استفاده می کنند، تخمین زد. همچنین در نظر گرفتن شبکه برای تک تک پیزومترها به طور مجزا نسبت به اجرای شبکه برای کل پیزومترها از دقت بالاتری برخوردار است.

در تمامی مناطق کشاورزی تعیین پارامترهای فصل بارش از جمله تاریخ شروع بارش ها، تاریخ پایان فصل بارش و یا تعیین تداوم دوره های خشکی بین بارندگی ها از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد. در این تحقیق از داده های روزانه بارش برای دوره زمانی 1340-1387 ایستگاه اقلیم شناسی شهر مشهد برای بدست آوردن پارامترهای فوق استفاده شده است. تاریخ شروع بارش ها با استفاده از 7 روش مختلف که تعدادی از آنها بر پایه مقدار بارش تجمعی و بعضی بر پایه روابط بین بارندگی و تبخیر و تعرق پتانسیل می باشند، محاسبه و در انتها یک روش ترکیبی با توجه به شرایط منطقه، برای محاسبه این پارامترها ارایه شده است. همچنین برای تمامی سالها برای هر روش چنانچه تاریخ شروع محاسبه شده بر اساس تعریف، اشتباه بوده آن سال مشخص شده است. تاریخ پایان فصل بارش نیز با 2 فرضیه بررسی و سپس با توجه به تاریخ های شروع با فرضیه ترکیبی و تاریخ های پایان با روش دوم، طول فصل رویش معین شده که با توجه به این بررسی ها به طور متوسط شروع فصل بارش در مشهد ششم آذرماه است و طول دوره بارش 185 روز خواهد بود. در انتها نیز اثر تغییر اقلیم بر تاریخ شروع و پایان فصل بارش و طول دوره بارندگی مورد بررسی قرار گرفته است که این بررسی نشان می دهد تغییر اقلیم تاثیر چندانی بر پارامترهای فصل بارش نداشته است.

در این مقاله، راه حل تحلیلی برای محاسبه نشت حالت پایدار محصور نشده از یک کانال منحنی شکل با مقطع نیمه بیضی ارائه شده است. راه حل تحلیلی محاسبه نشت از کانال های منحنی شکل به دلیل مشکل بودن نگاشت کانفرمال پروفیل سطح مقطع این گونه کانال ها عمومیت نیافته است. در کار حاضر از هدوگراف سرعت و تبدیل شوارتز-کریستوفل استفاده شده است. در بدست آوردن نگاشت پروفیل سطح مقطع کانال از روشی به نام روش معکوس استفاده می شود که در آن مرز پروفیل سطح مقطع واقعی کانال در امتداد یک دایره در صفحه هدوگراف سرعت نگاشت می شود. محاسبات در حالت نشت پایدار از کانال نیمه بیضی که در زیر آن یک لایه زهکش در عمق محدود در زیر بستر کانال قرار گرفته است، انجام می شود. از این روش می توان مقدار نشت، با فرض قرارگیری لایه زهکش در عمق بی نهایت را نیز بدست آورد. از راه حل ارایه شده میزان دبی نشت، معادلات پارامتریک برای نشان دادن مکان هندسی منحنی سطح آزاد و مقدار عرض نشت در لایه زهکش را می توان بدست آورد. همچنین می توان گفت که دقت روش معکوس در مقایسه با روش های تحلیلی سایر محققین نظیر کازنی قابل قبول بوده و محدودیت آن یعنی غیر عملی بودن شکل مقطع کانال با نسبت های کوچک عرض سطح آب به عمق را نخواهد داشت.

متغیر سرعت باد به ندرت در بین متغیرهای هواشناسی به منظور کشف تغییرات آب و هوایی مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، بررسی روند تغییرات زمانی سرعت باد در شبکه ای متشکل از 40 ایستگاه سینوپتیک ایران در بازه زمانی 2005- 1975 می باشد. این ایستگاهها معرف اقلیمهای مختلف ایران بر اساس طبقه بندی دومارتن گسترش یافته می باشند. سریهای زمانی موجود توسط آزمون کولموگروف-اسمیرنوف مورد آنالیز قرار گرفت و مشخص گردید که توزیع داده ها نرمال است. برای تحلیل روند تغییرات از دو روش غیرپارامتری، من-کندال و ضریب اسپیرمن و دو روش پارامتری تحلیل رگرسیون و ضریب همبستگی پیرسون در سطح اطمینان 95 درصد استفاده گردید. نتایج حاصله نشان داد که در سری زمانی سالانه 50 درصد از ایستگاه های مورد مطالعه بر اساس روش من- کندال و 60 درصد بر اساس روش اسپیرمن و 70 درصد از ایستگاهها بر اساس روش پیرسون دارای روند بوده اند. همچنین مشخص گردید که روند افزایشی سرعت باد در فصل زمستان بیشتر از سایر فصول و در فصل تابستان کمتر از سایر فصول بوده است. بیشترین روند کاهشی در فصل پاییز و کمترین روند کاهشی در فصل تابستان مشاهده گردید. بیشترین روند تغییرات کاهشی سرعت باد در اقلیم نیمه خشک معتدل مشاهده گردید. در این اقلیم سرعت باد در هر دهه 045/0 متر بر ثانیه کاهش پیدا کرده است. همچنین اقلیم نیمه خشک سرد بیشترین روند افزایشی (145/0 متر بر ثانیه در دهه) را داشته است. روند افزایشی سرعت باد بیشتر از روند کاهشی سرعت باد بوده است که این امر می تواند در کنار تاثیر سایر عوامل هواشناسی، باعث تغییر تبخیرتعرق شود که در اقالیم خشک و نیمه خشک ایران حایز اهمیت است.

روند رو به رشد مشکلات کمبود آب، نقش موثری را در تشدید بحران آب ایران دارد. این شرایط، نیاز به اعمال راه کارهایی موثر برای مدیریت بهینه و کارآمد آب را بیش از پیش ضروری می سازد. بدین منظور، استراتژی مناسب برای تطبیق با این شرایط، برآورد نیاز بخش کشاورزی با در نظر گرفتن آب قابل دسترس، مراحل رشد گیاهان، مسایل اقتصادی و تعامل میان اجزای سیستم های آبی است که روش شناسی و ابزارهای خاص خود را طلب می کند. هدف این تحقیق، ارایه رویکردی بدین منظور است که برای آن بهینه سازی سیستم دینامیک  (SDO)مورد ارزیابی قرار گرفته و شبکه آبیاری زاینده رود نیز برای ارایه روش شناسی و ارزی آبی انتخاب شده است. نتایج نشان می دهد که  SDOابزار مفیدی برای تبیین مکانیزم تخصیص آبیاری و همچنین مناسب برای ارزیابی سناریوها می باشد. همچنین نتایج مربوط با مدل بهینه سازی غیرخطی با استفاده از نرم افزار LINGO مقایسه گردید که نشان از توان قابل قبول بهینه سازی در SDO را داشت. ضمن اینکه این ابزار قابلیت بالایی برای پشتیبانی از تصمیمات (DSS) و ارزیابی سناریوهای مختلف را دارد که نمونه ان برای یک خشکسالی در مقاله نشان داده شد.

کنترل رسوبات در ورودی آبگیر شبکه های انتقال و توزیع آب از اهمیت زیادی برخوردار است. رسوب ورودی به آبگیردر قسمت های مختلف آبراهه ها ته نشین شده و ظرفیت حمل جریان را کاهش می دهد که باعث افزایش هزینه های نگهداری و لایروبی سامانه می گردد. از این رو، طراحان همواره در پی روشی سریع و اقتصادی جهت کنترل رسوبات وارده به آبگیرها می باشند. یکی از روش های متداول برای کنترل رسوبات ورودی به آبگیر استفاده از لوله رسوبگیر گردابی می باشد که در سامانه های آبگیری مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق، به بررسی پارامترهای موثر بر تله اندازی لوله رسوبگیر گردابی نظیر سرعت مماسی، سرعت نزدیک شونده و آفت انرژی، با دبی خروجی کنترل شده و بدون کنترل (آزاد) در کانال های آبیاری پرداخته شده است. تحقیقات با 4 عرض نسبی شکاف ورودی رسوبات به قطر لوله(t/d) 15/0، 2/0، 25/0 و 3/0 و تحت تاثیر 4 نرخ دبی تخلیه کنترل شده 5/2%،5%،5/7% و 10% انجام پذیرفته است تا بتوان تغییرات پارامتر های هیدرولیکی جریان را مورد بررسی قرارداد. نتایج نشان دهنده آن است که زمانی که عرض نسبی شکاف ورودی رسوبات به قطر لوله برابر با 15/0 می باشد، پارامترهای موثر در تله اندازی رسوبات، در حالت کنترل شده و کنترل نشده، در شرایط بهینه می باشند.

ضعف عملکرد شبکه های روباز و توسعه اخیر شبکه های تحت فشار، ضرورت توسعه ابزارهای مناسب برای ارزیابی عملکرد شبکه های تحت فشار به منظور پیشگیری از ضعف و یا بهبود عملکرد را گوشزد می نماید. در این تحقیق، مدل کامپیوتری PAPIS برای ارزیابی عملکرد شبکه های تحت فشار تهیه گردیده است. در این مدل، با استفاده از روش کلاسیک، کاربر می تواند از دیدگاه های مدیریتی، فنی، اقتصادی - مالی، اجتماعی و زیست محیطی، سیستم را به دو روش اجمالی و تفصیلی ارزیابی نموده و اعتبار ارزی آبی آن ها و عملکرد کل شبکه را تعیین نماید. برای نمایش کاربرد مدل PAPIS ، واحد اکرم آباد از شبکه آبیاری تحت فشار آیدوغموش واقع در شهرستان میانه استان آذربایجان شرقی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از ارزیابی نشان دهنده آن است که بهترین دیدگاه ها، دیدگاه فنی با عملکرد 2/87% با درجه اعتبار 8/81% و دیدگاه مدیریتی با عملکرد 81% و درجه اعتبار 8/91% در ارزیابی تفصیلی می باشند و ضعیف ترین عملکرد مربوط به دیدگاه اقتصادی-مالی با عملکرد 7/47% و درجه اعتبار 8/40% می باشد. نمره عملکرد کل شبکه و اعتبار ارزیابی در ارزیابی اجمالی به ترتیب 5/88% و 4/84% و در ارزیابی تفصیلی 8/80% و 7/78% به دست آمدند که درصد بالای آن ها نشان دهنده عملکرد خوب شبکه با اعتبار بالای ارزیابی می باشد. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که مدل PAPIS ابزار کارآمدی برای ارزیابی کمی عملکرد سیستم های آبیاری تحت فشار می باشد.

یکی از دلایل ضعف عملکرد پروﮊه های آبیاری و زهکشی مشکلات برنامه-ریزی توزیع و تحویل مناسب آب در شبکه های آبیاری است. این مشکلات موجب عدم تناسب تحویل آب با نیاز مصرف کنندگان و افزایش تلفات بهره برداری می شود. روش های معمول برای برنامه ریزی تحویل و توزیع آب عموما ابتکاری و مبتنی بر تجربه کارشناسی بوده که مناسبترین روش نمی باشند. استفاده از روش های تحلیلی و بهینه سازی می تواند بخشی از مشکلات موجود را رفع نماید. مساله برنامه ریزی توزیع و تحویل آب در شبکه های آبیاری یک مساله پیچیده بهینه سازی چند هدفه، چند متغیره، و چند محدودیتی با انواع متغیرها است که حل آن نیازمند کاربرد روش های توانمند بهینه ساز است. روش های بهینه سازی کلاسیک دارای محدودیت-هایی مانند توقف در نقاط بهینه موضعی و عدم توانایی بکارگیری انواع متغیرها می باشند. برای رفع این محدودیت ها می توان از روش های ابتکاری که توانایی حل مسایل پیچیده و عبور از نقاط بهینه موضعی و یافتن بهینه سراسری را دارند استفاده نمود. در این تحقیق الگوریتم بهینه سازی PSO  رفتار جمعی اجزا) برای توزیع و تحویل بهینه آب در کانال های آبیاری مورد استفاده قرار گرفته و روش مذکور در کانال amx از شبکه آبیاری ورامین با 11 آبگیر بکار رفته است. روش PSO از رفتار جمعی پرندگان یا ماهی ها که مسیر یافتن بهترین موقعیت را بر اساس ترکیب دو مولفه انفرادی اجزا و جایگاه جمعی گروه اصلاح می نمایند الهام گرفته شده و در دهه اخیر در انواع مسایل بهینه سازی مهندسی با موفقیت بکار گرفته شده است. در این مساله که هدف حداقل سازی ظرفیت کانال و حداکثر استفاده از دور آبیاری بوده، دبی و مدت تحویل بهینه آب به 11 آبگیر با رعایت ظرفیت کانال و سازه ها و حداکثر دور آبیاری تعیین شده است. با در نظر گرفتن 3 بلوک آبیاری (حداکثر تعداد آبگیرهایی که همزمان آبیاری می کنند) ظرفیت کانال 64/1 متر مکعب در ثانیه به دست آمد که در مقایسه با کاربرد روش SA در همین کانال به میزان 320 لیتر در ثانیه کمتر است. نتایج حاصله نشان دهنده توانایی روش PSO در حل مساله برنامه ریزی بهینه توزیع آب در کانال های آبیاری می باشد.

در این مطالعه، تاثیر بازه زمانی متغیرهای هواشناسی اندازه گیری شده در برآورد تبخیر تعرق مرجع (ETo) در ایستگاه هواشناسی خودکار مستقر در مزرعه دانشگاه شهید باهنر کرمان مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از سری داده های اندازه گیری شده در فواصل زمانی 10 دقیقه ای طی یک دوره زمانی یک ماهه (ژوئن 2007) مشتمل بر 4318 داده از متغیرهای هواشناسی تشعشع طول موج کوتاه خورشید، سرعت باد، دمای هوا و رطوبت نسبی، ابتدا تاثیر بازه زمانی نمونه برداری در برآورد میانگین های متغیرهای مذکور تحلیل شده است. همچنین با استفاده از تحلیل حساسیت مدل پنمن- مونتیث استاندارد ASCE و با ترکیب ضرایب حساسیت و خطاهای حاصله به سبب نمونه برداری زمانی، تاثیر بازه زمانی اندازه گیری داده های هواشناسی در براورد ETo روزانه برای هر متغیر به صورت کمی بررسی گردیده است. نتایج نشان داد که شدت تابش خورشید و سرعت باد از حساس ترین متغیرهای هواشناسی موثر بر اریبی در اثر بازه زمانی نمونه  برداری ناکافی بوده اند. به طوری که خطای روزانه ای معادل 6/12% برای شدت تابش و 6/13% برای سرعت باد در اثر ناکافی بودن نمونه گیری متغیرها به دست آمد. به علاوه، تاثیر ناکافی بودن نمونه گیری زمانی در برآورد ETo روزانه با توجه به حداکثر اریبی 41/0 میلی متر بر روز به سبب نمونه  برداری ناکافی شدت تابش خورشید معنی دار بوده است.

به منظور بررسی عکس العمل کارآیی مصرف آب و عملکرد سیب زمینی رقم سانته به آبیاری محدود، پژوهشی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی اکباتان- همدان با تیمارهای آبیاری کامل (شاهد)، آبیاری با یک هفته، دو هفته و سه هفته تاخیر در چهارمین آبیاری سیب زمینی در سه سال زراعی متوالی از 1383 تا 1385 انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد بیشترین و کمترین عملکرد برابر 82/27 و 95/24 تن در هکتار به ترتیب از آبیاری با دو هفته تاخیر و آبیاری کامل به دست آمده است. عدم حساسیت مراحل اولیه رشد سیب زمینی به تاخیر در آبیاری موجب این نتیجه شده است. علاوه بر آن، آب مصرفی در آبیاری کامل سیب زمینی حدود 12803 مترمکعب در هکتار بوده، در حالی که نیاز آبی آن در شرایط اقلیمی اکباتان نزدیک 6640 مترمکعب در هکتار است. به نظر می رسد کاربرد آب زیاد، موجب کاهش عملکرد شده باشد. همچنین بیشترین کارآیی مصرف آب برابر 44/2 وکمترین مقدار آن برابر 96/1 کیلوگرم بر مترمکعب به ترتیب از کاربرد تیمار آبیاری با دو هفته تاخیر و آبیاری کامل حاصل شده است. آبیاری محدود در مراحل اولیه رشد سیب زمینی نه تنها موجب کاهش عملکرد آن نشده، بلکه موجب افزایش کارآیی مصرف آب نسبت به آبیاری کامل نیز شده است. برای مرتبط نمودن عملکرد محصول به آب مصرفی، یک تابع تولید با تحلیل رگرسیون چندگانه به دست آمد.کاربرد آبیاری با تاخیر دو هفته، موجب افزایش عملکرد به اندازه 4/11 درصد و صرفه جویی در آب به اندازه 3/10 درصد نسبت به شرایط آبیاری کامل شده است. توصیه می شود برای داشتن عملکرد وکارآیی مصرف آب بهینه، سیب زمینی رقم سانته با دوهفته تاخیر پس از سومین نوبت، آبیاری شود.

یکی از مشکلات توسعه روش آبیاری قطره ای (تیپ) در مزارع سیب زمینی، مصرف زیاد نوارهای تیپ در واحد سطح می باشد که در نتیجه باعث افزایش هزینه ها می شود. به همین منظور، سه آرایش کاشت سیب زمینی بعنوان عامل اصلی و سه سطح تامین آب مورد نیازگیاه بعنوان عامل فرعی در چهار تکرار در قالب طرح اسپلیت پلات برپایه بلوکهای کامل تصادفی با استفاده از روش آبیاری قطره ای (تیپ)، طی دو سال زراعی 1382 و 1383 درمنطقه فیروزکوه مورد آزمایش قرار گرفت. تیمارهای آزمایش شامل سه آرایش کاشت مختلفB1  ،B2  و B3 و سه سطح آبیاریI 1 ،  I 2وI 3  به ترتیب معادل 100، 80 و 60 درصد تامین آب مورد نیاز گیاه بود. مبنای محاسبه آب مورد نیاز سند ملی آب کشور بود. هر سال در زمان برداشت وزن کل محصول، شامل وزن غده های قابل ارایه به بازار، غده های ریز و غده های بذری برای تمام تیمارهای آزمایش تعیین و نسبت به تجزیه واریانس آنها اقدام گردید. نتایج نشان داد که اثر آرایش کاشت بر کارآیی مصرف آب در سطح یک درصد و اثر آبیاری بر عملکرد کل و عملکرد غده های قابل ارایه به بازار به ترتیب در سطح یک و پنچ درصد معنی دار شد. کاهش آب مصرفی به میزان 20 درصد نسبت به نیاز آبی ارایه شده از سند ملی آب محصولات کشاورزی سبب افزایش عملکرد کل، عملکرد قابل ارایه به بازار و کارآیی مصرف آب سیب زمینی گردید. تیمار آرایش کاشت B2 با سطح تامین 80 درصد نیاز آبی از نظر عملکرد کل، عملکرد محصول قابل ارایه به بازار و کارآیی مصرف آب به ترتیب به میزان 40249 و 36965 کیلوگرم در هکتار وkg/m3 11/69  از بقیه تیمارها برتری داشت. لذا تیمار آرایش کاشت B2 با دو ردیف کاشت با فاصله 35 سانتی متر (روی پشته) و یک نوار آبده تیپ وسط آنها با تامین 80 درصد نیاز آبی گیاه قابل توصیه برای مناطق سرد و معتدل مشابه منطقه مورد مطالعه می باشد.

یکی از مشکلات پیش رو در توسعه سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی، ایجاد مکش در موقع توقف پمپ، ورود خاک به قطره چکان و نهایتا گرفتگی آنها می باشد. استفاده از پوشش در اطراف قطره چکانها می تواند باعث کاهش مشکل مذکور گردد ولیکن احتمال تغییر پیاز رطوبتی در خاک وجود دارد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر استفاده از دو نوع پوشش ژئوتکستایل در اطراف قطره چکان بر عمق و عرض خیس شده در این سیستم آبیاری می باشد. این تحقیق در لایسسیمتری واقع در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام گردید. برای اندازه گیری جبهه رطوبتی از 5 میله حسگر(Probe)  به طول 60 سانتیمتر استفاده شد. بر روی هر میله ،حسگرهای رطوبت به فاصله 10 سانتیمتری از یکدیگر قرار گرفتند. طرح آماری مورد استفاده در این آزمایش طرح فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی با 9 تیمار در دو سطح (فاکتور) و سه تکرار بود که عبارتند از: فاکتور اول عمق نصب قطره چکان (صفر، 15 و 30 سانتیمتر) و فاکتور دوم نوع پوشش (بدون پوشش به عنوان تیمار شاهد، ژئوتکستایل بافته شده و ژئوتکستایل نبافته). نتایج بدست آمده نشان داد که استفاده از پوشش ژئوتکستایل نبافته نسبت به ژئوتکستایل بافته شده تاثیر بیشتری بر روی پروفیل رطوبتی خواهد داشت. پوشش نبافته میزان عرض خیس شده را از 27 به 37 سانتیمتر در زمان 30 دقیقه و از 37 به 45 در زمان 60 دقیقه افزایش داده است. به طور کلی استفاده از پوشش باعث کاهش عمق خیس شده و افزایش عرض خیس شده در سطح معنی داری یک درصد گردیده است. البته این تاثیرات در پوشش نبافته بیشتر از پوشش بافته شده بود.

در این پژوهش یک مدل نیمه تجربی در دو حالت با کاربرد توابع توزیع گاما و نرمال برای شبیه سازی الگوی توزیع آبپاش سیستم آبیاری سنترپیوت بسط داده شد. آبپاش اسپریر با پد چرخان و زاویه پخش º360 با نام تجاری نلسون R3000 که یک آبپاش بسیار متداول در سیستم های سنترپیوت می باشد، مورد استفاده قرار گرفت. آزمایشات متعدد میدانی بر اساس استانداردهای S398.1-ASAE وISO-8026  برای تعیین الگوی توزیع آب در شرایط بدون باد و حالت وجود باد به انجام رسید. در مجموع نتایج تعداد 18 آزمایش که از دقت و صحت آنها اطمینان حاصل شده بود برای صحت سنجی مدل مورد استفاده قرار گرفت. حداقل و حداکثر سرعت باد در شرایط مزرعه ای به ترتیب برابر 57/0 و 41/7 متر در ثانیه ثبت و قابلیت خوب مدل با کاربرد هر دو ت آبع در شبیه سازی الگوی توزیع آبپاش در محدوده سرعت های باد مذکور مشخص شد. متوسط ضریب تعیین (R2) بین ارقام حاصل از کاربرد توابع توزیع گاما و نرمال با ارقام مشاهداتی به ترتیب برابر 86/0 و 80/0 و متوسط جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) مربوط به هر کدام به ترتیب برابر 35/0 و 44/0 حاصل گردید. لذا دقت مدل در حالت کاربرد تابع توزیع گاما بیشتر از حالت کاربرد توزیع نرمال ارزیابی شد. بیشترین مقدار ضریب تعیین بین ارقام مشاهداتی و ارقام حاصل از مدل برابر 96/0 و با کاربرد تابع توزیع گاما و کمترین مقدار آن برابر 72/0 با کاربرد توزیع نرمال حاصل گردید.

تعیین معادلات مقدار-مدت-فراوانی بارندگی گامی مهم در علم هیدرولوژی بوده که به منظور تخمین رگبارهای طرح در بسیاری از پروژه های مهندسی و طراحی سازه های آبی به کار می روند، به طوری که بتوان برآورد قابل قبولی از بارش های مورد نظر جهت طراحی پروژه های آبی فراهم آورد. همواره کمبود ایستگاه های اندازه گیری، کوتاه بودن طول دوره آماری، وجود داده های پرت و غیر قابل اطمینان، مهمترین مشکلات موجود برای نیل به این هدف بوده است. در این مطالعه به منظور رفع مشکلات مذکور، از تحلیل منطقه ای بارش های کوتاه مدت بر اساس تئوری گشتاورهای خطی استفاده شده است. به طوریکه در این تحلیل به جای استفاده از امار یک ایستگاه، آمار و ویژگی های مجموعه ای از ایستگاه های هم رفتار مورد مطالعه قرار می گیرد. در تمامی مراحل تحلیل منطقه ای از جمله تعیین نواحی همگن و هم رفتار، برازش و برآورد پارامترهای توابع توزیع مناسب در هر ناحیه همگن و تعیین معادلات مقدار-مدت-فراوانی بارش های کوتاه مدت از گشتاورهای خطی استفاده شده است. بر این اساس 24 ایستگاه باران سنج ثبات با طول دوره آماری 8 تا 24 سال واقع در استان های خراسان (تحت نظارت وزارت نیرو) با استفاده از تحلیل خوشه ای و بر اساس ویژگی هایی از جمله باران متوسط سالانه، طول و عرض به دو ناحیه تقسیم شده، به طوریکه در ناحیهA ،8  ایستگاه و در ناحیهB ، 16 ایستگاه جای گرفت. همگنی نواحی مذکور با استفاده از تئوری گشتاورهای خطی ارزیابی و مورد تایید قرار گرفت. پارامترهای تابع توزیع GEV در هر ایستگاه برآورد شد و معادلات مقدار-مدت و مقدار-فراوانی ناحیه ای به دست آمد. معادلات مذکور ترکیب شدند و در نتیجه روابط ناحیه ای مقدار-مدت-فراوانی در نواحی دو گانه حاصل گردید. معادلات نهایی مذکور تابعی از مدت، فراوانی،R10yr 60min و MAP منطقه مورد نظر بوده و با حداکثر خطای 19%± در نواحی دو گانه قادر به براورد مقدار بارش در مدت 5 تا 60 دقیقه و فراوانی 2 تا 100 سال می باشند. تفاوت نتایج با تحلیل های نقطه ای با تابع توزیع احتمال گامبل چشمگیر نبود.

هدف تصمیم گیرنده گان در انتخاب فعالیت های زراعی مختلف معمولا به یک هدف ویژه ختم نشده و بایستی تعادلی بین نتایج اهداف متضاد و رقیب را برقرار کنند. این مطالعه روشی برای تدوین الگوی بهینه زراعی مبتنی بر اهداف چندگانه در راستای مدیریت منابع آب حوضه آبریز زاینده رود در مقیاس مزرعه با استفاده از داده های تحقیقاتی، آماری و میدانی را معرفی می کند. این روش در چارچوب مدل برنامه ریزی غیرخطی مصالحه ای فازی (FCNLP) طراحی گردید و در آن، از مدل SWAP برای تعیین عمق آبیاری مناسب در شرایط مختلف شوری آب، استفاده شد. نتایج نشان داد که هر چند منافع اقتصادی این الگو در سطح بحرانی الگوی جاری کشت محصولات، ثابت باقی می ماند، ولی در شرایط شوری صفر قادر به تامین 2/99 و 1/39 درصد به ترتیب از سطح آرمانی اهداف حداقل کردن مصرف آب و حداکثر کردن ثبات درآمدی کشاورزان نیز، خواهد بود. در شوری 4 دسی زیمنس بر متر نیز به ترتیب 6/76، 8/14 و 8/98 درصد و در شوری 7 دسی زیمنس بر متر به ترتیب 7/97، 3/14 و 2/2 درصد از سطوح آرمانی اهداف حداقل ریسک، حداکثر سطح اشتغال و حداقل مصرف کود اوره تحقق خواهد یافت. تامین این اهداف، با تغییر سطح زیر کشت محصولات گندم، یونجه، چغندرقند، برنج و سبزیجات به همراه تغییر عمق آبیاری و کود مصرفی صورت پذیرفت. این تغییرات، به حداکثر شدن تابع مسافت مختلط فازی منجر شد، به طوری که با در نظر گرفتن وزن نسبی هر یک از اهداف تصمیم گیرندگان مورد مطالعه، در سطوح شوری صفر، 4 و 7 دسی زیمنس بر متر، الگوی پیشنهادی به ترتیب 5/47، 2/41 و 1/41 درصد به سطح آرمانی تامین اهداف برنامه نزدیک می گردد. این روش، به عنوان راهبرد برتر نسبت به سایر راهبردهایی که اهداف انفرادی چون تامین حداکثر راندمان تولید و یا سود، با یا بدون تغییر در الگوی کشت را دنبال می کنند، تشخیص داده شد و برای آزمون در سطح مزارع حوضه پیشنهاد شد.

اثر روش های مختلف محاسبه مقاومت تاج گیاه(rc) و مقاومت آیرودینامیک(ra) بر برآورد تبخیر-تعرق مرجع توسط معادله پنمن مانتیس با استفاده از 70 روز داده ساعتی بررسی گردید. rc با روش های پنمن مانتیس، پنمن مانتیس فائو، ASCE،Todorovic(1999)  و به عنوان تابعی از تشعشعات خالص محاسبه شد. برای محاسبه ra از روش های پنمن مانتیس و پنمن مانتیس فائو استفاده گردید. همچنین به منظور تصحیح ra برای لحاظ نمودن اثر وضعیت پایداری اتمسفر از مدل هایThom (1975) ، Verma et al.(1976)، Hatfield et al.(1983)، Mahrt and Ek (1984) Choudhury et al.(1986)و Choudhury and Monteith(1988) استفاده شد. محاسبات به دو روش مجموع تبخیر-تعرق ساعتی و تبخیر-تعرق روزانه انجام گرفت. با تلفیق روش های مختلف محاسبه rc وra ، مجموع تبخیر-تعرق ساعتی از 40 روش و تبخیر-تعرق روزانه از 3 روش محاسبه گردید و با مقادیر لایسیمتری مقایسه شد. در مدل های مجموع تبخیر-تعرق ساعتی، استفاده از روش ASCE برای محاسبه  rc، بالاترین مقادیر r2 را تولید کرد. اما مدل Todorovic(1999) سبب گردید شیب خط رگرسیون در مقایسه با مدل ASCE بین 10 تا 17 درصد و عرض از مبدا خط رگرسیون بین 31 تا 63 درصد بهبود یابد. تصحیح ra به دو روش Mahrt and Ek (1984) و Choudhury et al.(1986) دقت محاسبات تبخیر-تعرق را تا حد مطلوبی بهبود داد. از میان مدل های روزانه مدل Todorovic(1999) با r2، شیب و عرض از مبدا خط رگرسیون به ترتیب 92/0، 74/0 و 21/0 دقیق ترین نتایج را ارایه کرد. این روش سبب گردید r2،5 درصد و شیب و عرض از مبدا خط رگرسیون به ترتیب بین 8 تا 18 درصد و 75 تا 82 درصد در مقایسه با روش های پنمن مانتیس و ASCE بهبود یابد. دقت مدل-های مجموع تبخیر-تعرق ساعتی بیشتر از مدل های تبخیر-تعرق روزانه برآورد گردید.