آبیاری و زهکشی ایران
سال:1398 | دوره:13 | شماره:3 |تعداد مقالات:30

در این تحقیق به بررسی و ارزیابی میزان آب مجازی و ردپای آب در بخش کشاورزی استان خراسان جنوبی پرداخته شد. هم چنین نتایج حاصل با میزان آب مجازی بخش صنایع آب بر استان مقایسه گردید. در استان خراسان جنوبی با متوسط بارندگی سالانه 98 میلی متر و میانگین تولید سالانه بیش از 490 هزار تن محصولات کشاورزی، بیش از 170 میلیون مترمکعب اضافه برداشت ازسفره های آب زیرزمینی صورت می-گیرد. در این پژوهش میانگین آب مجازی محصولات عمده ی کشاورزی استان خراسان جنوبی حدود 2900 متر مکعب برای تولید هر تن محصول است که این مقدار برای صنایع آب بر استان حدود 21 مترمکعب بر تن برآورد شده است. در نتیجه مبادلات محصولات کشاورزی، درسال های 1390 تا 1394، برنج بیش ترین حجم واردات را در سال 1390 معادل 341 میلیون مترمکعب آب را به شکل مجازی به استان وارد کرده است. طی دوره ی مورد مطالعه، استان همواره صادرکننده ی آب مجازی بوده که میزان حجم آب مجازی صادراتی محصولات کشاورزی از 412 تا 533 میلیون مترمکعب افزایش یافته است که به ترتیب پنبه، زعفران و زرشک بیش ترین سهم صادرات آب مجازی را به خود اختصاص داده است. میانگین کل حجم ردپای آب بخش کشاورزی استان طی سال های مورد مطالعه، 510 میلیون مترمکعب است که به ازای هر نفر 700 مترمکعب در سال برآورد گردید.

رطوبت اولیه خاک نقشی اساسی در نفوذپذیری خاک طی بارندگی دارد. این پژوهش به منظور بررسی تغییرات نفوذ آب به خاک در سطوح مختلف رطوبتی در خاک های با بافت مختلف تحت باران شبیه سازی شده انجام گرفت. آزمایش در سه دامنه با شیب یکسان اما با خاک متفاوت (لومی، لوم شنی و لوم رس شنی) در چهار سطح رطوبتی اولیه هر کدام با سه تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا گردید. در هر خاک 12 کرت به ابعاد 80 سانتی متر × 60 سانتی متر در امتداد شیب ایجاد شد. ابتدا خاک داخل کرت ها به روش آبیاری ثقلی اشباع و در فواصل زمانی 1، 4، 7 و 10 روز بعد، رطوبت جرمی خاک ها تعیین شد. هر کرت تحت یک رخداد باران شبیه سازی شده با شدت 55 میلی متر بر ساعت و مدت 30 دقیقه قرار گرفت. نتایج نشان داد که محتوای رطوبتی خاک تحت تأثیر بافت خاک (خاک لومی، لوم شنی و لوم رس شنی) و نیز روز پس از اشباع سازی کرت ها (1، 4، 7 و 10 روز) قرار دارد (001/0P<). متوسط سرعت نفوذ در کل مدت بارندگی (زمان 30 دقیقه) در خاک لومی، لوم شنی و لوم رس شنی به ترتیب 5/30، 9/41 و 8/41 میلی متر بر ساعت بود. این موضوع به نوبه خود تحت تأثیر محتوای رطوبت اولیه خاک و هم چنین تخلخل درشت خاک بود.

ردپای آب در یک محصول به صورت حجمی از آب شیرین که در تولید آن محصول مصرف شده تعریف می شود. این پژوهش با هدف محاسبه ردپای آب محصولات عمده زراعی و باغی کشت شده در 24 دشت از استان کرمانشاه برای سال زراعی 95-94 انجام شد. با استفاده از آمارنامه های ارائه شده توسط سازمان جهاد کشاورزی، عملکرد و پارامترهایی که در محاسبه دخالت داشتند محاسبه و گردآوری شد. نیاز آبی گیاهان از طریق نرم افزار CropWat استخراج و ردپای آب محصولات محاسبه گردید. نتایج نشان داد در بین محصولات مورد مطالعه در بخش زراعی هندوانه، ذرت علوفه ای و چغندرقند به عنوان محصولات برتر از نظر شاخص ردپای آب و در مقابل کنجد، لوبیا و آفتابگردان به عنوان نامناسب ترین محصولات از نظر این شاخص شناخته شدند. در بخش تولیدات باغی نیز گیلاس-آلبالو به عنوان محصول برتر و بادام به عنوان محصول نامناسب از نظر شاخص ردپای آب معرفی شدند. در میان تمام دشت های استان، دشت کرمانشاه در بخش تولیدات زراعی و باغی بیشترین سهم ردپای آب را داشت. تقریبا برای تمامی محصولات مورد مطالعه ردپای آب آبی بیشتر از آب سبز بوده است که نشان دهنده اتکای تولیدات استان به منابع آب سطحی و زیرزمینی است. لذا با توجه به خشکشالی های اخیر و کمبود آب باید از منابع آب موجود به بهترین نحو استفاده نمود و کشت محصولات با نیاز آبی کمتر و عملکرد بالاتر مورد برنامه ریزی قرار گیرد. همچنین با اقداماتی نظیر کم آبیاری، مالچ پاشی و استفاده از سیستم های نوین آبیاری، می توان میزان شاخص ردپای آب محصولات را به طور قابل ملاحظه ای کاهش داد.

این مطالعه به منظور ارزیابی عملکرد سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت در مزارع و شناسایی چالش های بهره برداری در آنها انجام شد. ارزیابی شامل اندازه گیری ضریب یکنواختی کریستیانسن (CU)، یکنواختی توزیع آب (DU)، راندمان پتانسیل کاربرد در ربع پایین (PELQ)، راندمان واقعی کاربرد در ربع پایین (AELQ) بود. متوسط تلفات تبخیر و باد بردگی در سامانه های منتخب در استان های اصفهان و فارس به ترتیب برابر 19 و 16 درصد بود. میانگین مقادیر DU و CU سامانه های مورد ارزیابی در استان اصفهان به ترتیب 55 و 63 درصد و در استان فارس نیز به ترتیب برابر با 64 و 76 درصد بود. میانگین مقادیر PELQ و AELQ در استان اصفهان به ترتیب برابر با 45 و 38 درصد و در استان فارس برابر با 53 و 46 درصد بود. میانگین مقدار PELQ در مزارع استان فارس نسبت به استان اصفهان به میزان 18 درصد بیشتر بود. در تمام سامانه های آبیاری مورد ارزیابی، راندمان پتانسیل کاربرد آب کمتر از محدوده قابل قبول بود و علت آن را می توان ناشی از پایین بودن یکنواختی توزیع آب یا تلفات تبخیر و باد بردگی و نیز نامناسب بودن فشار و نیز ضعف در طراحی و اجرای نامناسب و بهره برداری دانست. با توجه به مواجه بودن مناطق موردبررسی با کمبود آب و انرژی و از همه مهمتر محدودیتهای اقلیمی (گرمای شدید و بادخیز بودن بیشتر مناطق زراعی) بهتر است از سامانه های آبیاری بارانی با فشار متوسط (آبپاش های کوچک)، سامانه آبیاری قطره ای و یا به طورکلی از سامانه های کم فشار استفاده گردد.

خشکسالی یک رخداد طبیعی تکرارشونده و موقتی است که ناشی از کاهش بارندگی نسبت به میانگین بلندمدت آن می باشد که می تواند در هر اقلیمی رخ دهد و از وقایع مخرب طبیعی است که بیشترین صدمات را به منابع آبی وارد می نماید. در پژوهش حاضر، از شاخص های اصلاح شده بارندگی استاندارد (SPImod) و خشکسالی جریانات رودخانه ای (SDImod) جهت ارزیابی و تحلیل زمانی وقوع خشکسالی ها استفاده شده است. برای این منظور از آمار 15 ایستگاه باران سنجی و 4 ایستگاه هیدرومتری در حوضه آبریز تجن استفاده شد و شاخص ها در شش بازه زمانی کوتاه مدت (یک و سه ماهه)، میان مدت (شش و نه ماهه) و بلندمدت (12 و 24ماهه) در نرم افزار MATLAB محاسبه شد. در بخشی از تحقیق برای آگاهی از تأخیر جریان ها نسبت به بارش ها در حالت واقعی، ضریب همبستگی پیرسون بین بارش و دبی جریان با تأخیرهای زمانی مختلف محاسبه شد. سپس مقادیر شاخص اصلاح شده خشکسالی جریانات رودخانه ای (SDImod) با سری های زمانی شاخص اصلاح شده بارندگی استاندارد (SPImod) در بازه های زمانی مختلف به روش همبستگی پیرسون در کل حوضه و همچنین به تفکیک زیر حوضه ها بررسی شد. نتایج همبستگی بالا در سطح 99 درصد معنی دار را در رابطه زمانی وقوع خشکسالی هواشناسی و هیدرلوژیکی با یکدیگر نشان داد و این همبستگی در حوضه آبریز تجن در گام زمانی 9 ماهه حداکثر است. همچنین وقوع خشکسالی هواشناسی در منطقه مورد مطالعه، اثر خود را در همان ماه و با تاخیرهای 1تا 7 ماهه روی منابع آب سطحی نشان داد.

وقوع پدیده فرسایش در اطراف آبشکن، یکی از اصلی ترین عوامل تخریب این سازه ها بوده و هر ساله باعث اعمال خسارات فراوان مالی در جهان می شود. یکی از روش های کنترل آبشستگی در اطراف آبشکن استفاده از سنگ چین در اطراف آن می باشد. در این تحقیق به منظور بررسی اثر هندسه شکاف در بدنه آبشکن بر پایداری ذرات سنگ چین بکاررفته در اطراف آن، با قراردادن یک مدل آبشکن در یک فلوم آزمایشگاهی با مقطع مستطیلی و قوس 180 درجه، آزمایش هایی انجام شد. آزمایش ها با استفاده ازیک نوع سنگ چین با چگالی ثابت و با چهار قطرمتفاوت در دبی ثابت در حالت آب زلال انجام شد. در هر آزمایش عمق جریان در شرایط آستانه شکست اندازه گیری و سپس با استفاده ازداده های به دست آمده عدد پایداری محاسبه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که در شرایط آستانه شکست، با افزایش فاصله نسبی شکاف از دماغه آبشکن عدد پایداری کاهش و با افزایش عرض نسبی شکاف، عدد پایداری افزایش می یابد. همچنین نتایج این تحقیق نتایج آزمایشگاهی سایر محققین را تایید نموده و تطابق خوبی با یافته های آنها داشت.

در این مطالعه، تعداد 5 سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت آبپاش متحرک با الگوی کشت گندم، شبدر، یونجه سیب زمینی و آفتابگردان با دو آرایش شبکه متفاوت در شهرستان سنقر استان کرمانشاه ارزیابی شد. مقادیر دبی آبپاش، شدت پاشش، سرعت نفوذ آب و مقدار آب نفوذ یافته نشان داد دامنه بازده کاربرد آب بین 7/32 تا 3/70 درصد، ضریب یکنواختی کریستیانسن 58 تا 78 درصد و یکنواختی پخش آب در ربع پایین از 57/44 تا 63 درصد بود. مقدار بازده واقعی کاربرد آب تمامی سیستم ها بین 29 تا 45 درصد و بازده پتانسیل کاربرد آب سه مزرعه 1، 3، 5 به ترتیب 8/73، 6/70، 70 درصد و دو سیستم 2 و 4 به ترتیب 16/49 و 29 درصد محاسبه شد. پایین بودن شاخص های بازده واقعی و پتانسیل کاربرد آب به واسطه تلفات تبخیر و بادبردگی اندازه گیری شده از تفاوت آب خروجی از آبپاش ها با آب جمع شده در قوطی ها و فرونشت عمقی محاسباتی است. فشار کارکرد نامناسب، استفاده هم زمان از آبپاش های متعدد و متفاوت، تعییرات فشار و دبی از دلایل اصلی پائین بودن شاخص های ارزیابی بود. از مشکلات عمده این سیستم ها عدم تطابق طراحی با اجرا، عدم نظارت کافی و مستمر بر اجرا و پس از اجرا، اطلاعات ناکافی از وضعیت خاک، نیاز آبی، بهره وری، مدیریت بهره برداری و غالب بودن مسائل اقتصادی در انتخاب لوازم آبیاری و نحوه اجرا است.

آستانه استغراق یک سازه به منظور تعیین مرز بین جریان آزاد و مستغرق بررسی می شود. با دانستن آستانه استغراق سازه می توان تخمین دقیقی از دبی در شرایط جریان آزاد و مستغرق وابسته به نوع معادلات ارائه شده، داشت. دریچه ها ی سالونی، سازه های کنترل و تنظیم جریان آب در کانال-های آبیاری هستند که مطالعات محدودی در مورد آنها گزارش شده است. در این پژوهش، آستانه استغراق دریچه سالونی در زوایای مختلف بازشدگی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور دریچه سالونی در شرایط مختلف هیدرولیکی و بهره برداری در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات بر روی یک مدل آزمایشگاهی در موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو انجام شد. آستانه استغراق دریچه، به ازای مقادیر مختلف زاویه و دبی جریان، بر مبنای معیار یک، دو و سه درصد تغییرات عمق تعیین شده است. مهم ترین پارامترهای بی بعد موثر بر آستانه استغراق دریچه سالونی عبارتنداز نسبت عرض بازشدگی به عرض دریچه، و عدد فرود بالادست دریچه ( و ). بر این اساس، رابطه ای برای آستانه استغراق دریچه با استفاده از نتایج آزمایشگاهی در دو دبی 025/0 و 030/0 مترمکعب بر ثانیه و بر مبنای پارامترهای بی بعد موثر بر سازه استنتاج شد. رابطه ی حاصل با حداکثر خطای نسبی10% ± آستانه استغراق دریچه سالونی را برآورد می کند که از نظر کاربردی مناسب است. علاوه بر آن نمودارهای آستانه استغراق به دست آمده راهنمای کاربردی مناسبی برای تعیین مرز جریان در شرایط مختلف می باشد.

آب مهم ترین عامل محدودکننده برای توسعه کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود. در کشورمان، علاوه بر کمبود آب که مشکلاتی را برای توسعه کشاورزی در پی داشته، عدم استفاده بهینه از آب های استحصالی نیز باعث شده است تا محصول کمتری به عمل آید. لذا با توجه به سهم عظیم مصرف آب در بخش کشاورزی و همچنین پایین بودن بهره وری آب، انتخاب و به کارگیری راهکارهایی در زمینه ی بهبود روش های آبیاری و بهینه سازی مصرف آب در گیاهان، ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق، برنامه ریزی مدیریت آبیاری برای گیاه گندم توسط مدل بهره وری آب محصول (AquaCrop) در مراحل مختلف رشد در شرایط کم آبیاری و بیش آبیاری در شرایط استرس بررسی شده است. با توجه به اینکه در برنامه ریزی آبیاری در طول دوره رشد، همواره عمق ثابتی از آب به گیاه داده می شود لذا در این پژوهش باتوجه به شرایط آب مورد نیاز گیاه در زمان های مختلف، عمق آب آبیاری تغییر یافت. بدین منظور، داده های مورد نیاز مدل شامل اطلاعات اقلیمی، گیاهی، مقادیر آبیاری اعمال شده و داده های خاک مربوط به گندم به مدل داده شد. سپس با تغییر دور و عمق آبیاری، میزان بهره وری آب و مقدار کل ماده خشک گندم ارزیابی شد. حالت بهینه انتخاب شده برای محصول استفاده شده در این پژوهش، در دور 10 روز و با اعمال اعماق متفاوت آبیاری، با بهره وری 19/20 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آمد.

با توجه به کمبود آب و نیاز روز افزون به منابع آب، استفاده از پساب ها امری ضروری به نظر میرسد، در همین راستا، امروزه انجام تحقیقات منطقهای متعدد در زمینه استفاده از پساب ها و تأثیر آبیاری با آن از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این تحقیق، تأثیر آبیاری با پساب خام کارخانه قند و تنش آبی طی سال 93-1392 بر برخی خصوصیات شیمیایی خاک با استفاده از سه روش آبیاری شامل آب چاه (T1)، پساب خام کارخانه قند (T2)، ترکیب آب و پساب (با درصد اختلاط یک به هفت) (T3) با دو سطح آبیاری کامل (L1) و اعمال 75% تنش آبی (L2) بهصورت فاکتوریل با طرح پایه بلوک کامل تصادفی در چهار تکرار (R) بهصورت آزمایشات مزرعهای در اراضی روستای سیوکی شهرستان تربت حیدریه بررسی شد. نتایج به دست آمده از تحلیل های آماری نشان داد تنش آبی و نوع آب آبیاری بر یونهای پتاسیم، فسفر، نیتروژن و شوری در سطح احتمال یک درصد و بر میزان اسیدیته در سطح احتمال 5 درصد تأثیر معنی دار داشته است. بیشترین مقدار یون های پتاسیم، فسفر، نیتروژن، شوری و میزان اسیدیته در تیمار T2L2 بهترتیب با مقدار 354 کیلوگرم و 9/7 و کم ترین مقدار یون های پتاسیم، فسفر، نیتروژن و میزان اسیدیته به ترتیب در تیمارهای T3L1 (با مقدار 103 کیلوگرم) و T2L1 (با مقدار 2/7) مشاهده شد. در مجموع می توان نتیجه گرفت که آبیاری با پساب کارخانه قند در شرایط تنش آبی تا حدودی باعث بهبود شرایط شیمیایی خاک گردید و به دلیل اثرات مثبت آن، جهت آبیاری مزراع جو منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می شود.

آلودگی منابع آب زیرزمینی، یکی از مهمترین خطراتی است که اکوسیستم های طبیعی و سلامت انسان را تهدید می کند. از این رو بررسی کیفیت آب های زیرزمینی به دلیل تأمین بخش عمده ای از مصارف کشاورزی و شرب، از اهمیت خاصی برخوردار است و می تواند به مدیریت صحیح استفاده از منابع آبی کمک نماید. یکی از عوامل آلایندگی آب های زیرزمینی، فلزات سنگین بویژه آرسنیک است که مقادیر بیش ازحد آن باعث ایجاد مشکلات متعددی از قبیل بیماری های مختلف می شود. آلودگی منابع آب زیرزمینی به آرسنیک در بیشتر نقاط جهان و ایران، به ویژه در استان کرمان گزارش شده است. در تحقیق حاضر، به بررسی توزیع مکانی و تغییرات زمانی آرسنیک در منابع آب زیرزمینی دشت سیرجان، واقع در استان کرمان پرداخته شده است. برای این منظور نمونه برداری از 22 منبع آب زیرزمینی (چاه های کشاورزی، شرب و قنات)، با توزیع مکانی مناسب در دشت به صورت فصلی (از زمستان 94 تا بهار96)، صورت گرفت و میزان آرسنیک موجود در منابع آب اندازه گیری شد. بررسی توزیع مکانی نشان داد که غلظت آرسنیک در نمونه های آب زیرزمینی ازμ g/l 1 تا μ g/l 200 متغیر می باشد. بیشترین مقدار غلظت آرسنیک در شمال شرق دشت و قسمت هایی از نواحی مرکزی وجود دارد و به سمت شمال و جنوب دشت، روندی کاهشی دارد. با بررسی های انجام گرفته مشخص شد که 68% از آب های موجود دشت برای شرب از نظر استاندارد (ppb10)، مناسب نمی باشند. همچنین نتایج حاصل از نمونه برداری فصلی و بررسی تراز آب چاه های پیزومتری، نشان داد که با افزایش برداشت از منابع آب زیرزمینی و کاهش تراز سطح آب، با گذشت زمان غلظت آرسنیک افزایش یافته است و می توان نتیجه گیری کرد که در صورت ادامه اضافه برداشت از آب های زیرزمینی و کاهش بیشتر سطح آب زیرزمینی، پتانسیل افزایش غلظت آرسنیک وجود دارد.

رطوبت خاک یکی از مهم ترین متغیرهای محیطی است و شناخت تغییرات مکانی و زمانی آن، بینش ارزشمندی را در فعالیت های کشاورزی، مطالعات هیدرولوژیکی، مدل های آب و هوایی و نظارت بر محیط زیست به همراه دارد. در این پژوهش داده های رطوبت خاک سطحی حاصل از سنجنده AMSR2 مورد استفاده قرار گرفت و این داده ها با اندازه گیری های زمینی برای دشت رفسنجان، مقایسه گردید. این مقایسه بر اساس ارزیابی تفاوت بین داده های ماهواره ای و داده های زمینی اندازه گیری شده در شش ایستگاه، با استفاده از قدر مطلق میانگین خطا، جذر میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی انجام شد. نتایج کلی اعتبار سنجی نشان داد که در سه ایستگاه 4، 5 و 6 اندازه گیری ها، مشابه تخمین رطوبت خاکAMSR2 رفتار می کند و همبستگی بالای 70 درصد دارند و در ایستگاه های 1، 2 و 3 میزان همبستگی کم می باشد. برای دسترسی به نتایج بهتر از یک تکنیک ریزمقیاس سازی بر اساس یک معادله خطی که رطوبت خاک را به سه پارامتر سنجنده مودیس ارتباط می دهد و محصولاتAMSR2 را به یک محصول ریزمقیاس شده تبدیل می نماید، استفاده گردید و عملکرد آن مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ریزمقیاس سازی منجر به کاهش خطا و افزایش ضریب همبستگی در ایستگاه های اندازه گیری گردید، بطوریکه در ایستگاه های 1، 2 و3 مقادیر ضریب همبستگی بترتیب از 295/0، 552/0 و237/0 به 864/0، 7/0 و 750/0 افزایش و مقادیر قدر مطلق میانگین خطا و جذر میانگین مربعات خطا کاهش یافت.

در این مطالعه، کیفیت شرب آب زیرزمینی 36 چاه واقع در آبخوان شهربابک و رتبه بندی چاه های آب با استفاده از دو روش شاخص کیفیت آب (WQI) و روش جدید ترکیبی TOPSIS با تئوری آنتروپی (ETOPSIS) بررسی شده است. در فرآیند محاسبه WQI، معمولاً از وزن های تجربی برای هر پارامتر شیمیایی استفاده می شود و پارامترهای دارای وزن های کم و غلظت های زیاد و یا برعکس، ارزش ارزیابی را کاهش می دهند و به همین دلیل روش ترکیبی ETOPSIS تدوین شده است. در روش ETOPSIS، وزن هر پارامتر با روش وزن دهی آنتروپی محاسبه و با نرمال سازی همه پارامترهای شیمیایی مورد استفاده، تأثیر همه پارامترها در رتبه کیفی چاه ها لحاظ می شود. همچنین در این مطالعه، اولویت بندی ریسک آلودگی چاه ها با استفاده از دو متغیر توالی زمانی هفت ساله آلودگی و احتمال آلودگی انجام شده است. با توجه به نتایج WQI بر اساس استاندارد 1053، بیش از 8 و 17 درصد چاه-ها به ترتیب در طبقات عالی و خوب قرار گرفتند. با روش ETOPSIS، چاه شماره 11 در رتبه اول کیفیت آب (95/0 TC=) قرار گرفت و کمترین ریسک آلودگی را نشان داد اما با روش WQI، این چاه در رتبه چهارم و طبقه خوب (4/54 WQI=) قرار گرفت. بررسی پارامترهای شیمیایی، صحت نتایج ETOPSIS را تأیید کردند. محاسبات وزن دهی آنتروپی نشان دادند که پارامترهای غلظت منیزیم و بی کربنات با وزن 17/0 بیشرین تأثیر و پارامتر اسدیته با وزن 05/0 کمترین اثر را بر رتبه بندی ETOPSIS در آبخوان مورد مطالعه دارند. ریسک آلودگی در قسمت های شرقی منطقه کم و با حرکت به سمت غرب و جنوب غربی، ریسک آلودگی زیاد و خطرناک شد. رتبه های ریسک آستانه 50 درصد آلودگی حاصل از WQI و ETOPSIS با ضریب تعیین 951/0 به یکدیگر همبسته بودند. طبق نتایج، کاربرد ETOPSIS می تواند نتایج مفید و قابل اطمینان تری نسبت به WQI بدست دهد و قابل توصیه در مناطق دیگر است.

در این پژوهش به منظور ارزیابی سه مدل گیاهی AquaCrop، WOFOST و CropSyst از داده های دو سال زراعی (1389 تا 1391) ایستگاه تحقیقاتی اسماعیل آباد قزوین استفاده شد. این آزمایش شامل دوازده تیمار کم آبیاری (T1 تا T12) و آبیاری کامل (FI) در دوره های مختلف رشد کلزا بود. نتایج نشان داد که هر سه مدل گیاهی نسبت به تغییرات اکثر پارامترهای ورودی حساسیت متوسط داشتند و تنها مدل AquaCrop نسبت به تغییرات پارامتر ضریب گیاهی برای تعرق حساسیت بالا نشان داد. متوسط اختلاف مقادیر عملکرد بذر اندازه گیری شده و شبیه سازی شده با مدل های AquaCrop، WOFOST و CropSyst به ترتیب برابر با 2/10، 1/12 و 6/12 درصد بود. نتایج آماره RMSE عملکرد بذر کلزا برای مدل های AquaCrop، WOFOST و CropSyst به ترتیب برابر با 216/0، 286/0 و 322/0 تن بر هکتار بود. نتایج این آماره برای شبیه سازی پارامتر زیست توده توسط مدل های AquaCrop، WOFOST و CropSyst به ترتیب برابر با 223/0، 418/0 و 446/0 تن بر هکتار بود. آماره NRMSE برای مدل های AquaCrop، WOFOST و CropSyst در تعیین عملکرد به ترتیب برابر با 10/0، 13/0 و 15/0 و در تعیین زیست توده برابر با 04/0، 09/0 و 09/0 بود. نتایج آماره EF نیز نشان داد که مدل AquaCrop بهترین کارایی را در تعیین عملکرد (57/0) و زیست توده (91/0) داشت. بنابراین می توان دقت مدل AquaCrop را بهتر از دو مدل دیگر دانست.

هدف از این تحقیق تعیین تبخیر-تعرق پتانسیل (ETo) با استفاده از روش های موازنه انرژی و تشت تبخیر در مقایسه با روش فائو پنمن مونتیث بود. منطقه مورد مطالعه در استان آذربایجان غربی و در فاصله 37 کیلومتری شمال ارومیه واقع گردیده است. در این تحقیق از داده های ایستگاه هواشناسی سینوپتیک کهریز مربوط به یک دوره زمانی 7 ماهه از ماه آوریل تا اکتبر طی سال های 2006 الی 2008 میلادی استفاده گردید. بعد از تجزیه و تحلیل داده ها میزان تبخیر-تعرق پتانسیل به هر سه روش، به صورت روزانه و ماهانه تعیین گردید. نتایج نشان داد میزان برآورد ETo در روش موازنه انرژی دقیق تر از روش تشت تبخیر می باشد. حداکثر و حداقل میانگین سه ساله ETo در روش موازنه انرژی (محاسبه شده با ضریب بازتابش، 25%=α ) به ترتیب 5/8 و 7/2 میلی متر بر روز به دست آمد. این مقادیر در روش تشت تبخیر به ترتیب 5/6 و 9/0 و در روش فائو پنمن مونتیث 3/11 و 9/2 میلی متر بر روز محاسبه گردید. در روش موازنه انرژی مقادیر میانگین سه ساله نسبت باون (β ) و تشعشع خالص خورشیدی به ترتیب بین 4134/0-تا 2443/0-و 7/1 تا 4/8 میلی متر بر روز به دست آمد. در روش تشت تبخیر مقدار ضریب تشت بین 45/0 تا 82/0 محاسبه شد.

بررسی کارایی شبکه های آبیاری یکی از عوامل بسیار مهم در تأمین اطلاعات مورد نیاز جهت ارتقای عملکرد این سامانه ها بوده و با توجه به بحران آبی اخیر در کشور، بایستی مورد توجه مدیران و برنامه ریزان این حوزه قرار گیرد. مطالعه حاضر به بررسی کارایی چهار شبکه آبیاری در حوضه ی آبریز کارون بزرگ شامل گتوند، شمال شرق اهواز، شرق شعیبیه و میان آب شوشتر پرداخته است. از عوامل بسیار مهم مؤثر بر عملکرد این شبکه ها، می توان به کیفیت منابع آب و خاک اشاره نمود. از این رو، کارایی این شبکه ها تحت دو سناریو با و بدون لحاظ کیفیت منابع آب و خاک محاسبه گردید. جهت انجام این بررسی، روش تحلیل پوششی داده های استوار (RDEA) که توانایی بالقوه ای در اعمال شرایط نامطمئن برای داده های ورودی و خروجی مدل دارد، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که، افزودن داده های ورودی کیفیت آب و خاک موجب می شود که برخی از شبکه هایی که به نظر غیر کارا می رسیدند، با افزایش قابل ملاحظه امتیاز کارایی مواجه شده و در نتیجه تفاوت میان رتبه بندی در دو سناریو بسیار محسوس باشد؛ بطوری که میانگین کارایی شبکه ها در سناریو اول 8/0 و در سناریو دوم 97/0 برآورد گردید. همچنین مشخص شد که اختلاف قابل توجهی بین استفاده واقعی و بهینه برای دو داده ورودی هزینه تعمیر و نگهداری و پرسنل وجود دارد که باعث عدم کارایی در شبکه ها ناکارا شده است. این اختلاف در سناریو دوم کمتر بوده و برای هزینه های تعمیر و نگهداری و پرسنل به ترتیب 41 و 34 درصد محاسبه گردید. بررسی تحلیل حساسیت در مدل RDEA نشان داد که با افزایش میزان محافظت سیستم در مقابل عدم حتمیت، امتیاز کارایی در شبکه های تحت بررسی کاهش می یابد.

تغییرات مکانی و زمانی نفوذ، مطالعات هیدرولوژی در سطوح بزرگ مانند حوضه ی آبریز و و در سطوح کوچک مانند مدیریت سیستم های آبیاری را پرهزینه، زمان بر و پیچیده می سازد. یکی از روش های مناسب برای تعیین رابطه ی کلی نفوذ، مقیاس سازی روابط است، که یک راه-حل کاربردی در رابطه با مسائل تغییرپذیری خاک ها می باشد. در این مقاله به کمک مقیاس سازی و با استفاده از داده های آزمایش های نفوذ، رابطه ی دوجمله ای برای نفوذ آب در خاک به دست آمده است. بیشترین مقادیر MAE و RMSE برای واسنجی رابطه ی پیشنهادی به ترتیب برابر 48/0 برای خاک شن لومی و 55/0 برای خاک لوم محاسبه شد. که این مقادیر نسبت به اعماق مختلف نفوذ (از 10 تا 25 سانتی متر) از دقت بالایی برخوردار است. اگر چه ارزیابی رابطه ی نفوذ سه جمله ای به دست آمده در پژوهش های پیشین مقادیر خطای کمتری را داشته است اما سادگی رابطه ی دوجمله ای کوتاه تر شدن محاسبات رابطه تجربی نفوذ و در نتیجه حجم کوتاه محاسبات دلیلی بر برتری آن است.

استفاده از جاذب های ارزان قیمت همچون هیدروچار و بیوچار، جهت حفظ محیط زیست (جلوگیری از آلودگی آب ها توسط نیترات) از اهمیت زیادی برخوردار است. بدین منظور این تحقیق در سال 1397 در مزرعه تحقیقاتی شماره یک دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. تیمارهای این تحقیق، هیدروچار و بیوچار اصلاح شده در سه سطح صفر (شاهد)، 2 و 5 گرم در کیلو گرم خاک در 4 تکرار بود. پس از تهیه هیدروچار و بیوچار باگاس نیشکر و مخلوط کردن این مواد با خاک لوم و ریختن آن ها در لوله های آزمایش، کود اوره به صورت سرک و از بین 15 آبیاری، در آبیاری های 1، 6 و 12 به ستون های خاک اعمال گردید. این آزمایش در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی و به صورت دو آزمایش مستقل انجام شد. در پایان هر آبیاری نیترات خروجی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر تیمار 5 گرم بیوچار در تمام آبیاری ها و تیمار 5 گرم هیدروچار غیر از آبیاری 4 و 6 در سطح 5 درصد بر کاهش آبشویی نیترات معنی دار بود. تیمار 2 گرم بیوچار در تمامی آزمایش ها نسبت به تیمار 2 گرم هیدروچار عملکرد بهتری را از خود نشان داد. تیمار 2 و 5 گرم بیوچار در کیلو گرم خاک به ترتیب 30 و 43 درصد و تیمار 2 و 5 گرم هیدروچار در کیلو گرم خاک به ترتیب 20 و 31 درصد نسبت به تیمار شاهد در جلوگیری از آبشویی نیترات موثر بودند.

خشکسالی به عنوان یکی از مهمترین بلایای طبیعی به طور مستقیم جوامع گیاهی و حتی شهری را از طریق تغییر در دسترسی به منابع آب تحت تأثیر قرار می دهد و منجر به وارد آمدن خسارت های زیادی به زندگی انسان و اکوسیستم های طبیعی می گردد. آسیب پذیری کشاورزی به درجه ای که سیستم کشاورزی به دلیل استرس تجربه ی آسیب سخت را داشته اشاره دارد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر خشکسالی و ارزیابی آسیب پذیری تولید محصول زعفران است. به این منظور برای سنجش کمی خشکسالی هواشناسی از شاخص های استاندارد شده بارش (SPI)، ناهنجاری بارندگیRAI) ) و معیاربارندگی سالانه(SIAP) و شاخص (SPI) به عنوان شاخص منتخب برای ارزیابی آسیب پذیری بر اساس بارش های ماهانه 6 ایستگاه هواشناسی استان خراسان رضوی و جنوبی طی 30 سال (94-1365) استفاده شد. در بررسی تأثیرات خشکسالی بر تولید یک محصول کشاورزی نیز از شاخص عملکرد نسبی محصول زعفران استفاده گردید. بررسی شدت خشکسالی های رخداده بیشتر در حد شدید و بسیار شدید بود. شاخص های SIAP, RAIو SPI روندی همسو با شاخص های زراعی مرتبط با تولید زعفران در شهرهای بیرجند، گناباد، قائن، کاشمر نشانداد. اما شاخصSIAPوSPI از نظر شدت خشکسالی های برآوردی با شاخص عملکرد نسبی همخوانی بیشتری داشتند. شاخص های خشکسالی در شهرستان های تولیدکننده زعفران در استان خراسان رضوی و جنوبی در طی 10 سال گذشته تا حد قابل توجهی با روند کاهش نسبی عملکرد زعفران در طی این دوره انطباق نشان داد. در این پژوهش، نتایج بررسی آسیب پذیری در طی سال های 95-65 نشان داد عملکرد زعفران درتمام مناطق مورد مطالعه، حساسیت کم به دوره خشکسالی داشته است.

مانع انعطاف پذیر شبکه ای(Flexible debris flow barriers) نوعی از اقدامات سازه ی کاهش خطرات جریان های واریزه ای است که نسبت به موانع بتنی مقرون به صرفه تر است. این مانع با موفقیت برای توقف یا کاهش حجم واریزه های جریان بدون آسیب رساندن به پایین-دست مورد استفاده قرار گرفته است. کارکرد مانع برای مهار جریان واریزه ای تماما گراولی بصورت آزمایشگاهی بررسی شد. پارامترهای مشخصه فهرست و با استفاده از آنالیز ابعادی رفتار این سازه در مقابل جریان واریزه ی سنگی توسط پارامترهای بدون بعد مشخص و برنامه ریزی و انجام آزمایشات صورت گرفت. نتایج حاصل از آزمایش ها، کارایی مانع شبکه ای با بازشدگی و هندسه متفاوت در مقابل جریان واریزه ای با غلظت جریان و سرعت جریان واریزه ی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شیب آبراهه معیاری برای بیان سرعت جریان واریزه ی است و نوع شیار های روی مانع، از موثرترین پارامتر ها در عملکرد مانع می باشند. 25 درصد افزایش پارامتر ارتفاع رسوب انباشته شده با تغییر 2 درجه در شیب فلوم حاصل شده است. کاهش 7 و 5/12 درصدی پارامتر طول کپه واریزه ها در بالادست مانع با تغییر در محل شیار های عمودی تعبیه شده بر روی مانع توسط آزمایشات انجام شده مشاهده شده است. همچنین، فشار های وارد به مانع در هر جریان محاسبه شده که می تواند در طراحی صحیح مانع بسیار تاثیرگذار باشد.

به منظور بررسی تغییرات کیفی در محصول سورگوم علوفه ای با کاربرد آبهای نامتعارف و زئولیت، آزمایشی بصورت اسپلیت پلات براساس بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی قراخیل قائمشهر اجرا شد. در این آزمایش، تیمارهای اصلی کیفیت آب آبیاری شامل (آب چاه W1، ترکیب یک به سه آب دریای خزر با آب چاهW2، ترکیب سه به یک آب دریای خزر با آب چاه W3، ترکیب یک به یک فاضلاب تصفیه شده با آب دریای خزر W4، آبیاری تناوبی فاضلاب تصفیه شده و آب دریای خزرW5 و فاضلاب تصفیه شده W6 ) و تیمار فرعی شامل سه سطح زئولیت به عنوان اصلاح کننده خاک ( بدون زئولیت Z1، زئولیت کلسیک Z2 و زئولیت پتاسیک Z3 ) بودند. نتایج حاصل از تجزیه داده ها نشان داد که اثر تیمارهای کیفیت آب آبیاری و سطوح زئولیت بر عملکرد علوفه، تاثیر معنی داری در سطح احتمال 5 درصد داشته است. با افزایش شوری عملکرد علوفه کاهش یافت اما تفاوت معنی داری بین تیمار W5 وW4 مشاهده نگردید. مقدار عملکرد علوفه تر در تیمار فاضلاب تصفیه شده با زئولیت کلسیک به اندازه 129 تن بر هکتار مشاهده گردید که بیشتر از بقیه تیمارها بود. میزان پروتئین و کربوهیدرات سورگوم با افزایش میزان شوری، به ترتیب با کاهش و افزایش همراه بوده و میزان پروتئین برگ در تیمار W6Z2 بیشتر از بقیه بوده است. بیشترین میزان پروتئین برگ به میزان 14. 83 درصد در تیمار W6Z2 مشاهده شد. بیشترین میزان کربوهیدرات در تیمار W3Z3 به میزان 9. 75 میلی گرم بر گرم وزن تر مشاهده گردید. بیشترین میزان جذب کادمیوم و کروم در تیمار W3 بوده که این میزان در ریشه گیاه به مراتب از برگ و ساقه بیشتر بوده است و در تیمارهای حاوی زئولیت این میزان در اندام هوایی گیاه نیز کمتر بوده است.

نواحی مرده کناری جزء مناطق ذخیره اصلی در محیط زیست رودخانه هستند که تبادل جریان در کانال اصلی می تواند نوع جریان در این نواحی را به شدت تحت تاثیر خود قرار دهد. در پژوهش حاضر مطالعه آزمایشگاهی و عددی برای شبیه سازی جریان در یک کانال متقارن، شامل ده ناحیه مرده منظم در دو طرف کانال انجام گرفت. سرعت جریان سطحی در نواحی مرده دارای ابعاد مختلف با استفاده از روش پردازش تصویر اندازه گیری شد. برای مدل سازی عددی جریان نیز از مدل عددی STARCCM+ تحت مدل تلاطمی LES استفاده گردید. در نهایت الگوی جریان و نمودار شدت تلاطم برای داده های آزمایشگاهی و محاسباتی مدل عددی ترسیم گردید. نتایج نشان داد که بیشینه شدت تلاطم در مرز ناحیه مرده و کانال اصلی ایجاد می شود و همچنین مقدار آن با کاهش نسبت ابعاد حفره افزایش می یابد. بیشینه شدت تلاطم در نواحی با ابعاد بزرگتر (نسبت ابعاد کمتر از یک) سه برابر بیشینه شدت تلاطم در نواحی با ابعاد کوچکتر (نسبت ابعاد بزرگتر از یک) بود. همچنین نوع گردابه های ایجاد شده در نواحی با ابعاد بزرگتر، به شدت تحت تاثیر شکل کانال قرار گرفت و گردابه اولیه مشاهده نشد. اما در نواحی با ابعاد کوچکتر، گردابه اولیه و ثانویه تشکیل گردید.

یکی از چالش های بزرگ بخش کشاورزی در عصر حاضر تولید غذای بیشتر از آب کمتر می باشد. این تحقیق به بررسی اثرات توٲ مان کم آبیاری و استفاده از پساب تصفیه شده شهری، بر بیوماس، عملکرد دانه، اجزا عملکرد و کارآیی مصرف آب در ذرت دانه ای سینگل کراس-704 می پردازد. این پژوهش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با دو نوع آب آبیاری (آب چاه (I) و پساب(W) ) و سه تیمار کم آبیاری 100 (D1)، 75 (D2) و 55 (D3) درصد نیاز آبی و در سه تکرار در سال 1396 در مزرعه تحقیقاتی پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران در شهرستان پاکدشت اجرا گردید. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد بیوماس گیاهی برابر 972/2 کیلوگرم در مترمربع برای تیمار آبیاری کامل با پساب به دست آمد و بین تیمارهای D1 و D2 اختلاف معنی دار وجود نداشت و تنها کاهش 01/11 درصدی نسبت به یکدیگر مشاهده گردید. بیشترین عملکرد دانه 597/1 کیلوگرم در مترمربع برای تیمار آبیاری کامل با پساب مشاهده گردید و میزان متوسط عملکرد دانه در تیمار W نسبت به تیمار I، 65/10 درصد بیشتر به دست آمد که دارای اختلاف معنی داری با یکدیگر نبودند. بیشترین کارآیی مصرف آب برای تیمار 75درصد با پساب و برابر با 3/5 کیلوگرم بر مترمکعب آب مصرفی به دست آمد.

روغن کلزا یکی از سالم ترین روغن های خوراکی است و از این رو، این گیاه جایگاه ویژه ای درتاًمین روغن موردنیاز کشور پیدا کرده و کشت آن در بسیاری از مناطق ایران از جمله استان هرمزگان رایج شده است. علیرغم کاشت روزافزون این گیاه در هرمزگان، متاسفانه اطلاعات چندانی در زمینه نیاز آبی یا تبخیر-تعرق آن در منطقه موجود نیست. لذا این تحقیق به مدت چهار سال و با هدف تعیین نیاز آبی کلزا در ایستگاه تحقیقات کشاورزی حاجی آباد انجام گرفت. بدین منظور ابتدا اقدام به نصب یک دستگاه لایسیمتر در مرکز قطعه زمینی به مساحت 4 هکتار گردید. سپس به مدت سه سال در داخل و اطراف لایسیمتر کلزا رقمHyula-401 کشت و نیاز آبی آن بطور هفتگی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که گیاه کلزا برای تولید 2950 کیلوگرم در هکتار دانه در منطقه مورد آزمایش به 55/526 میلی متر آب نیاز دارد که لازم است تا در طول دوره رشد و مطابق با نیاز روزانه گیاه در اختیار آن قرار گیرد. نیاز آبی روزانه کلزا از 66/1 میلی متر در روز در مرحله روزت تا حدود 5/6 میلی متر در روز در مرحله غلاف بندی و تشکیل دانه متغیر بود. از میزان کل نیاز آبی گیاه، حدود 20 میلی متر در مرحله جوانه زنی، 30 میلی متر در مرحله روزت، 63 میلی متر از شروع ساقه دهی تا آغاز گل دهی، 110 میلی متر در دوره گل دهی و 235 میلی متر در طول دوره های غلاف بندی و دانه بندی مورد نیاز میباشد.

استان همدان یکی از مناطق مستعد کشت سیر در ایران است، بطوریکه این محصول از منابع درآمدزا در این منطقه به شمار می آید. به دلایل کشت سنتی و عدم استفاده از روش های جدید تولید، بهره وری عوامل تولید در تولید این محصول در حد قابل قبولی نیست. از آنجایکه افزایش تولید از طریق افزایش سطح زیر کشت با محدودیت هایی از جمله محدودیت منابع آبی مواجه است. لذا با افزایش بهره وری نهاده ها بالاخص نهاده آب می توان به افزایش تولید دست یافت. در این خصوص مطالعه بهره وری عوامل تولید بسیار حایز اهمیت است. لذا این مطالعه با هدف اندازه گیری بهره وری عوامل تولید محصول سیر در دو روش آبیاری سطحی و بارانی در استان همدان صورت گرفت. داده های مورد نیاز این مطالعه از طریق پرسشنامه ازمیان 145 سیرکار دو شهرستان بهار و همدان در سال زراعی 1396 جمع آوری شد. جهت تعیین تابع عملکرد مناسب در دو روش آبیاری سطحی و بارانی به ترتیب از تابع ترانسنتدنتال و ترانسلوگ استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد که بهره وری آب، بذر، کود شیمیای، سموم شیمیایی و کارگر در سیستم آبیاری بارانی به طور قابل توجهی بالاتر از سیستم آبیاری سطحی است و در روش آبیاری بارانی از نظر مصرف آب، کشاورزان بسیار منطقی تر عمل می کنند. بهره وری فیزیکی و اقتصادی در دو روش آبیاری بارانی و سطحی به ترتیب 6/2، 76/1 کیلوگرم در هر مترمکعب آب ورودی به مزرعه و 128932 و 87146 ریال در هر متر مکعب آب محاسبه شد، بنابراین بطور متوسط بهره وری فیزیکی و اقتصادی تولید سیر در روش آبیاری بارانی حدود 48 درصد بیش از روش آبیاری سطحی است. مجموع کشش عوامل تولید نشان داد که در روش آبیاری بارانی پتانسیل بالایی برای افزایش تولید نسبت به روش آبیاری سطحی وجود دارد. کشاورزان سیرکار از آب، کود شیمیایی و بذر به میزان بهینه استفاده می کنند، اما از سموم شیمیایی در هر دو روش آبیاری و از نیروی کار در روش آبیاری سطحی بیش از میزان بهینه استفاده می کنند. لذا برای استفاده بهتر از عوامل تولید و افزایش سودآوری مزرعه لازم است که در در دو روش آبیاری مصرف سموم شیمیایی کاهش و در روش آبیاری سطحی نیروی کار نیز کمتر استفاده شود.