آب و خاک
سال:1392 | دوره:27 | شماره:5 |تعداد مقالات:24

با توجه به افزایش رو به رشدی که در دقت و صحت پیش بینی های کوتاه مدت مشاهده می شود و همچنین با توجه به پیشرفتی که در ابزار و ادوات و روش های حفاظتی گیاهان در برابر یخبندان رخ داده است می توان در تعیین طول دوره رشد تجدید نظرهایی صورت داد. لذا در این مطالعه اقدام به استخراج سه شاخص: طول دوره رشد، طول دوره رشد بالقوه و طول دوره مدیریت ریسک گردید. طول دوره فصل رشد عبارت از فاصله زمانی بین وقوع آخرین یخبندان در فصل بهار و وقوع اولین یخبندان در فصل پاییز بر مبنای آستانه صفر درجه سانتیگراد است. طول دوره فصل رشد بالقوه فاصله زمانی بین آخرین دوره سه روزه ممتد دارای دمای صفر و زیر صفر درجه سانتیگراد در فصل پاییز و آخرین دوره سه روزه ممتد آن در اواخر فصل زمستان یا اوایل فصل بهار و دوره مدیریت ریسک نیز بر اساس فاصله بین وقوع اولین یا آخرین روز یخبندان با اولین یا آخرین دوره ممتد سه روزه یخبندان تعریف شد. در ادامه برای تعیین این سه شاخص در ایران، داده های مربوط به دمای حداقل روزانه 62 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک برای یک دوره 15 ساله (2007-1991) برای ماه های اکتبر تا می از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. نتایج نشان داد که طول دوره فصل رشد در ایران از 161تا 365 روز متغیر است. به طوریکه ایستگاه های سقز، اردبیل و شهرکرد هرکدام با 161، 167 و 169 روز دارای کوتاه ترین طول فصل رشد در ایران و ایستگاه های سواحل جنوبی ایران همچون چابهار، جاسک، بندرعباس، بندر لنگه و بوشهر 365 روز می باشد. اما استفاده از شاخص طول دوره رشد بالقوه به جای شاخص طول دوره رشد نشان می دهد که طول دوره رشد از 4 روز در ایستگاه دوگنبدان تا 58 روز در ایستگاه گرگان افزایش پیدا می کند. ایستگاه های سقز، اردبیل و شهر کرد که دارای کوتاه ترین طول دوره رشد در ایران بودند با این شاخص جدید نیز دوباره دارای کوتاه ترین طول دوره رشد در ایران هستند اما با این تفاوت که طول دوره رشد آنها به ترتیب 198، 202 و 211 روز است یعنی نسبت به طول دوره رشد 35، 34 و 41 روز به دوره رشد آنها اضافه شده است. طول دوره مدیریت ریسک نیز بعد از ایستگاه های جنوبی ایران که فاقد یخبندان هستند، ایستگاه های دوگنبدان، دهلران و بم با 4، 8 و 9 روز، سه ایستگاهی هستند که به ترتیب دارای کوتاه ترین دوره مدیریت ریسک یخبندان بودنده اند. ایستگاه های گناباد، زنجان، شهرکرد، تهران، دوشان، رشت، گرگان با بیش از 40 روز، طولانی ترین دوره مدیریت ریسک ایران را به خود اختصاص دادند.

مدل های پیش بینی کننده فرسایش خاک از دیدگاه مدیریت حفاظت خاک و آب دارای اهمیتی فراوان می باشند. فرسایش شیاری مهمترین جزء فرآیندهای فرسایش خاک دامنه ای است. بنابراین پیش بینی فرسایش خاک در دامنه ها نیازمند آن است که درک درستی از فرسایش شیاری به دست آید. در این پژوهش تلاش بر این بود که بتوان گسترش فرسایش شیاری را به طور تجربی در دامنه ها کمی کرد. مشخصه های شیار شامل عرض، عمق، سطح مقطع، طول، حجم، هدررفت خاک، تراکم شیارها و میزان فرسایش شیاری در کنار مشخصه های شیب دامنه (تندی و طول) و ویژگی های خاک در 27 شیار رخ داده در 9 دامنه در سازندهای مارنی واقع در حوزه آبخیز زنجان رود در شمال غرب زنجان مورد بررسی قرار گرفتند. تمام مشخصه های شیار به جز طول آن همبستگی معنی دار با تندی شیب و ویژگی های خاک شامل توزیع اندازه ذرات، نسبت جذب سدیمی، پایداری خاکدانه و هدایت هیدرولیکی اشباع نشان دادند. عمق شیار نسبت به سایر مشخصه های شیار به طور قابل اطمینانی در دامنه ها کمی شد. این مشخصه بالاترین رابطه را با تندی شیب و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک نشان داد (p<0.001 و R2=0.67). میزان فرسایش شیاری برخلاف مشخصه های شیب دامنه، با مقدار رس خاک مرتبط بود (R2=0.56).این پژوهش نشان داد که ارائه رابطه ای مطمئن برای پیش بینی فرسایش شیاری در سطح حوزه آبخیز در کنار ویژگی های خاک منوط به بررسی تمام مشخصه های دامنه می باشد.

تبدیل اراضی جنگلی و مرتع طبیعی به اراضی تحت کشت، وقتی که همراه با افزایش سریع جمعیت شروع شد، به عنوان یک دلیل جدی تخریب خاک مخصوصا در مناطق تپه ماهوری با توپوگرافی موج دار می باشد. این مطالعه به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی و موقعیت زمین نما بر تغییرات برخی خصوصیات خاک در منطقه مورد مطالعه انجام گرفت. در این منطقه از دو شیب تپه با کاربری مرتع و تحت کشت نمونه برداری انجام گرفت و در هر شیب تپه از چهار موقعیت شیب شامل: قله شیب، شانه شیب، شیب پشتی و پای شیب و در هر موقعیت از سه نقطه به صورت تصادفی و در عمق های 0-10، 10-20 و 20-30 سانتی متری نمونه برداری صورت گرفت. نتایج نشان داد که میانگین ماده آلی در کاربری مرتع (2.1 درصد) حدود 40 درصد بیشتر از میانگین ماده آلی در کاربری تحت کشت (1.2 درصد) به دست آمد که دارای تفاوت معنی دار بودند. به طور کلی ماده آلی، نیتروژن کل، پتاسیم قابل جذب، درصد رس و شن غالبا به طور معنی داری با تغییر کاربری مرتع به کشاورزی کاهش معنی دار نشان دادند. خصوصیاتی مانند آهک، چگالی ظاهری، اسیدیته و درصد سیلت با تغییر کاربری از مرتع به کشاورزی غالبا به طور معنی داری افزایش یافته اند. تغییر کاربری بر پذیرفتاری مغناطیسی اثر معنی دار داشته است و باعث کاهش معنی دار آن در کاربری تحت کشت به دلیل هدر رفت بیشتر رس و در نتیجه ذرات ریز مغناطیسی همراه آن شده است. تغییرات اکثر خصوصیات اندازه گیری شده خاک با تغییر موقعیت لند فرم نیز غالبا معنی دار شده است که می تواند به دلیل وجود فرسایش آبی شدید حاکم بر منطقه و وجود سازندهای حساس به فرسایش و مدریت نامناسب بشری باشد که باعث فرسایش خاک سطحی غنی از ماده آلی، عناصر غذایی و کانی های مغناطیسی از موقعیت های بالای شیب و رسوب آنها در موقعیت های پایین شیب باشد. در مجموع کشت و کار بر روی اراضی شیب دار باعث افزایش معنی دار فرسایش خاک و به دنبال آن هدر رفت بیشتر ذرات ریز خاک، ماده آلی، عناصر غذایی و کانی های ریز مغناطیسی می شود.

امروزه مدل سازی و پیش بینی پارامترهای اقلیمی به دلیل تغییرات اقلیمی، گرمایش جهانی و خشکسالی های اخیر، اجتناب ناپذیر شده است. از جمله پارامتر های اقلیمی که در مدیریت منابع آبی و در کشاورزی دارای اهمیت هستند دمای حداکثر و حداقل می باشند. در این پژوهش، به منظور مدل سازی دمای حداکثر و حداقل ماهانه دشت مشهد از آمار درازمدت میانگین گیری شده دو ایستگاه مشهد و گلمکان برای دوره آماری مشترک از سال 1987 تا 2008 استفاده شد. با استفاده از سری های زمانی، مدل SARIMA (0,0,0) (0,1,1)12 برای دمای حداکثر ماهانه و مدل SARIMA (0,0,0) (2,1,1)12 برای دمای حداقل ماهانه به عنوان الگوهای نهایی تعیین شدند. ضریب همبستگی بالا در مرحله واسنجی و اعتبار سنجی مدل ها گویای انطباق قابل قبول مقادیر مدل سازی شده و واقعی است. در نهایت بر اساس مدل های برازش یافته، پیش بینی برای 10 سال آتی (2018- 2009) انجام شد. مقایسه نتایج دو دوره آتی (2018- 2009) و دوره پایه (2008-1987) نشان دهنده افزایش میانگین دمای حداکثر به میزان 1 درجه سانتی گراد و افزایش میانگین دمای حداقل به میزان 1.4 درجه سانتی گراد می باشد.

پدیده گرمایش جهانی نشان پررنگی بر چرخه هیدرولوژی و منابع آب دارد. با توجه به نقش آب در توسعه کشاورزی و زیرساخت های اقتصادی شهرستان درگز، در این مطالعه اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای هیدرواقلیمی بخشی از حوضه آبریز قره قوم در زیرحوضه های دو رودخانه مهم درگز به نام های درونگر و قوزقانچای پرداخته شد. داده های دیدبانی دربرگیرنده داده های ایستگاههای دبی سنجی گلخندان، محمد تقی بیک، حصار و حاتم قلعه از شرکت آب منطقه ای خراسان رضوی و داده های پیش بینی آینده مدل های گردش عمومی جو (شامل GFDL، IPSL، MIROC و NCAR) در دوره 2100-1961 از شبکه تغییر اقلیم کانادا اخذ گردیدند. یافته های این پژوهش نشان می دهد که در سه دوره 2040-2011، 2070-2041 و 2100-2071 بارش حوضه به ترتیب به میزان 20.2، 23.7، 25.9 درصد کاهش و دما به ترتیب 0.95، 2.01 و 3.8 درجه سلسیوس افزایش می یابد. در بین چهار ایستگاه بیشترین کاهش دبی در ایستگاه گلخندان رخ خواهد داد. میانگین کاهش دبی در سه دوره آتی به ترتیب 12، 13.9 و 15.7 درصد خواهد بود. تحت این شرایط میانگین دبی در ایستگاههای دبی سنجی گلخندان، محمد تقی بیک، حصار و حاتم قلعه با 0.14، 0.3، 0.18 و 0.72 مترمکعب در ثانیه کاهش یافته که به ترتیب به 0.48، 3.59، 1.35 و 4.77 مترمکعب در ثانیه خواهد رسید.

بارش یکی از پارامترهای ورودی مهم مدل های مختلف گیاهی و هیدرولوژی می باشد. در پروژه های مختلف مدیریتی و پژوهشی بیشتر از داده های بارش زمینی برداشت شده در ایستگاه ها استفاده می شود. از آنجا که این ایستگاه ها دارای پوشش جغرافیایی بسنده ای نیستند، کاربرد آن ها با خطا همراه است. گرچه بهره گیری از روش های گوناگون درون یابی از راهکارهای پذیرفته شده برای برآورد بارش در مناطق بدون ایستگاه است، کاربرد این روش ها همراه با کاستی های فراوانی نیز هست. در گذر چند دهه گذشته، با در هم آمیختن دانش و فناوری سنجش از دور با پدیده های هواشناسی، مدل های پیشرفته ای برای برآورد ویژگی های بارش پیشرفت داده شده اند که دارای توانایی های بالای آشکارسازی مکانی و زمانی هستند. در این پژوهش از بین مدل های ارائه شده، صحت سنجی مدل CMORPH در برآورد بارش شمال شرق ایران بررسی شده است. یافته ها نشان داد که این مدل در مقیاس روزانه دستاورد چندان پذیرفتی ندارد، اما در مقیاس ماهانه و فصلی، یافته ها از ریزبینی بالاتری برخوردار هستند. بیشترین همبستگی مدل با داده های ایستگاه ها در مقیاس روزانه در ایستگاه فاروج و نامانلو و به میزان 0.31 بود. در مقیاس ماهانه بیشترین همبستگی در ایستگاه های بارزو، نامانلو و سه یک آب و به میزان 0.62 و در مقیاس فصلی در ایستگاه غلامان و به میزان 0.63 دیده شد. گرچه مدل CMORPH در آشکارسازی روزهای بارانی تا اندازه ای کارآیی داشته، اما در برآورد روزهای تر و خشک، میانگین بارش سالانه و تعیین تعداد روزهای غیر بارانی نتایج قابل قبولی را به همراه نداشت.

در این پژوهش واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل COUP با هدف شبیه سازی دمای خاک در مقیاس زمانی سه ساعته برای ایستگاه سینوپتیک همدان انجام شده است. برای این منظور از روش برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته (GLUE) استفاده شده است. 22 پارامتر که ارتباط نزدیکی با شبیه سازی دمای خاک دارند، انتخاب گردیدند و با انجام نمونه گیری های تصادفی به روش مونت کارلو از فضای عدم قطعیت آنها، 25000 سناریو از ترکیب مقدار پارامترها تولید و شبیه سازی های مدل بر اساس آن ها انجام شد. برای جداسازی شبیه سازی های کارآمد و ناکارآمد از یکدیگر سه شاخص نش- ساتکلیف، میانگین اریبی خطا، و ریشه میانگین مربعات خطا در نظر گرفته شدند و آستانه های قابل پذیرش برای هر شاخص تعریف گردید. با اعمال آستانه های قابل پذیرش، تعداد 253 شبیه سازی به عنوان شبیه سازی های کارآمد شناسایی شدند و مبنای انجام واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل قرار گرفتند. بر مبنای توزیع پسین پارامترها، تعدادی از پارامترها به عنوان پارامترهای حساس شناخته شدند. واسنجی مدل بر اساس میانه شبیه سازی های کارآمد و تحلیل عدم قطعیت بر مبنای کران های عدم قطعیت 5% و 95% خطای مربوط به شبیه سازی های کارآمد انجام شد. نتایج حاکی از بهبود قابل توجه در عملکرد مدل پس از انجام واسنجی در مقایسه با حالت اجرای مدل با مقادیر پیش فرض پارامترها بود. همچنین، نتایج حاصل از تحلیل عدم قطعیت نشان داد که به کارگیری روش GLUE در بیشتر موارد منجر به کاهش عدم قطعیت مربوط به پارامترهای مدل گردید و باقی مانده اختلافات بین مقادیر شبیه سازی شده و داده های مشاهداتی به سایر منابع عدم قطعیت نسبت داده شد.

در اکثر پروژه های عمرانی از جمله احداث شبکه های آبیاری و زهکشی تثبیت خاک نقش مهمی را دارد. دستیابی به حداکثر دوام یا پایایی در برابر دوره های تر- خشک یکی از اهداف تثبیت خاک می باشد. لذا لیانت های هیدرولیکی مختلفی با مقادیر متفاوت وابسته به نوع و اهمیت پروژه مورد آزمایش قرار می گیرد تا نتیجه مطلوب از نقطه نظر اقتصادی و فنی حاصل شود. در این تحقیق تاثیر دوره های تر- خشک بر روی خواص مهندسی خاک رس (با خمیرایی کم) تثبیت شده مطالعه و لیانت های آهک، سیمان، آهک- سیمان با مقادیر (6-2) درصد وزنی خاک، استفاده گردید. نتایج نشان داد که با تغییر نوع و درصد لیانت، دوام نمونه های مختلف در برابر دوره های تر- خشک مختلف می باشد بطوریکه نمونه های بدون لیانت دوام نداشته و نمونه های با ترکیب آهک 4%- سیمان 4%، 12 سیکل تر- خشک را تحمل نمودند. همچنین نتایج نشان داد که پس از سیکل های تر-خشک، حجم و جرم نمونه ها تغییر و مقاومت فشاری آنها کاهش می یابد بطوریکه مقاومت فشاری نمونه ها از 40 درصد تا 60 درصد کاهش یافت. این مطالعه نشان می دهد که دوره های تر- خشک باعث تغییرات مشخص در خصوصیات ژئوتکنیکی خاک می شود.

موجودات زنده خاک مانند کرم های خاکی و قارچ های میکوریزا آربسکولار نقش مهمی در پایداری اکوسیستم و زیست فراهمی عناصر به ویژه فلزات سنگین در خاک دارند. جهت بررسی اثرات این موجودات زنده بر زیست توده میکروبی، فعالیت آنزیمی و تنفس در خاک های آلوده شده به کادمیم، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در شرایط گلخانه اجرا شد. اثرات کرم خاکی (Lumbricus rubellus و بدون کرم خاکی) و قارچ میکوریزا آربسکولار (Glomus intraradices، Glomus mosseae و بدون میکوریزا) به طور جداگانه و باهم بر ماده آلی، کربن آلی محلول، تنفس خاک، کربن زیست توده میکروبی، فعالیت آنزیم اوره آز، فسفاتاز قلیایی و پروتئین گلومالین خاک در خاک های آلوده شده با صفر، 10 و 20 میلی گرم کادمیم در کیلوگرم خاک، در کشت گیاه آفتابگردان با سه تکرار مطالعه شد. نتایج نشان داد هر دو موجود کرم خاکی و قارچ میکوریزا در خاک های آلوده زنده ماندند. به طور کلی آلودگی کادمیم فعالیت های میکروبی خاک را کاهش داد. کرم خاکی کربن آلی محلول را در سطوح مختلف کادمیم 10-4 درصد افزایش داد. مقدار کربن زیست توده میکروبی در تیمارهای میکوریزایی 1.9-2.4 برابر تیمارهای غیرمیکوریزایی بود و نسبت آن به کربن آلی خاک از 23 درصد در خاک های غیرآلوده تا 53 درصد در خاک های آلوده افزایش یافت. آلودگی کادمیم نسبت فعالیت آنزیمی خاک به کربن زیست توده میکروبی را کاهش داد ولی کرم خاکی و قارچ میکوریزا این نسبت ها را به ترتیب 18-10 و 54-40 درصد در فسفاتاز قلیایی و 9-4 و 55-40 درصد در اوره آز کاهش دادند. در سطح 20 mg kg-1 کادمیم تولید گلومالین توسط دو گونه قارچ اختلاف معنی دار داشت و در گونه G. mosseae 15 درصد بیشتر بود. تنفس خاک نیز اگرچه با افزایش سطح آلودگی کاهش داشت ولی بر اثر فعالیت کرم خاکی و قارچ میکوریزا افزایش یافت.

تغییرات پوشش/ کاربری اراضی و تخریب جنگل و خاک به طور موثر بر انتشار گازهای گلخانه ای اثر می گذارد و منجر به گرمایش جهانی می گردد. این تحقیق با هدف بررسی روابط بین تراکم کربن آلی خاک (SOCD) و پارامترهای اولیه توپوگرافی در دو عمق 20-0 و 40-20 سانتی متری در منطقه دیلمان استان گیلان انجام گرفت. از روش تصادفی-طبقه بندی شده به منظور مشخص کردن محل پلات های نمونه برداری در واحدهای همگن استفاده شد. روش و الکلی- بلاک برای اندازه گیری میزان کربن آلی خاک استفاده گردید. در نهایت از روش آماری آنالیز واریانس و همبستگی برای بررسی روابط بین تراکم کربن آلی خاک و پارامترهای اولیه توپوگرافی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در هریک از طبقات کاربری/ پوشش اراضی نقش عوامل اولیه توپوگرافی بر تراکم SOC متفاوت می باشد. در اراضی جنگلی شیب دارای نقش موثری بر SOCD می باشد، درصورتی که در اراضی کشت شده و مراتع فاقد نقش موثر می باشد. ارتباط معنی داری بین جهت جغرافیایی با SOCD منطقه در هیچ یک از کاربری/ پوشش ها در عمق 20-0 سانتی متری وجود ندارد. ارتفاع دارای نقش موثر بر تراکم SOC در اراضی کشت شده و مراتع می باشد درصورتی که فاقد هر گونه تاثیر معنی دار در اراضی جنگلی است. داشتن اطلاعات کافی از نقش عوامل اولیه توپوگرافی در افزایش فرآیند ترسیب کربن در کاربری های مختلف می تواند در مدیریت پایدار اراضی به ویژه مناطق شمالی کشور موثر باشد.

قرارگیری پایه های پل در مسیر جریان، الگوی سه بعدی و پیچیده ای از جریان را تولید می کند که باعث فرسایش بستر اطراف آن می گردد. از آنجایی که رودخانه ها دارای مسیر مستقیم نیستند و به صورت پیچانرودی می باشند، ضروری است تا تاثیر تغییر الگوی ایجاد شده در جریان در اثر عبور از قوس بر آبشستگی اطراف پایه های پل بررسی گردد. امروزه با توسعه نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) امکان شبیه سازی الگوی جریان وجود دارد. به همین جهت هدف این پژوهش مدل سازی جریان اطراف پایه های پل مستقر در کانال های خمیده به صورت سه بعدی است. برای این منظور از کد تجاری Fluent که معادلات جریان را به روش حجم محدود و الگوی مرکزیت سلول حل می نماید استفاده شد. برای گسسته سازی معادلات ناویر استوکس از سه مدل آشفتگی K-e، K-w و RSM و جهت لحاظ نمودن سطح آزاد از مدل حجم سیال استفاده شد. جهت صحت سنجی نتایج حاصل از مدل سازی عددی از نتایج حاصل از اندازه گیری سرعت جریان توسط سرعت سنج ADV اطراف مدل فیزیکی پایه پل در یک فلوم روباز مارپیچی شامل 5 قوس استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل آشفتگی RSM نسبت به دو مدل دیگر در مدل سازی عددی سرعت جریان و جریان های ثانویه عملکرد بهتری داشته است. مقایسه قدرت جریان های ثانویه در پایین دست پایه حاکی از آن بود که با قرارگیری پایه پل در میانه کانال قوسی شکل جریان های ثانویه به سمت قوس داخلی کانال متمرکز شده و اثر گردابه های برخاستگی تا مقطع 150 درجه از قوس ادامه خواهد داشت.

هدف این پژوهش، بررسی اثر شوری خاک برفراهمی و جذب کادمیم، سرب، نیکل، روی و مس در یک خاک تیمار شده با لجن فاضلاب بود. شوری خاک (2، 4، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر، عصاره گل اشباع) با نسبت 1:1 با استفاده از نمک های کلرید سدیم و کلرید کلسیم ایجاد گردید و خاک به مدت یک ماه در رطوبت مزرعه نگه داری شد. سپس خاک، با لجن فاضلاب (1.5 درصد) تیمار گردید و به مدت یک ماه، خوابانده شد. قبل از کشت، غلظت فلزات سنگین در محلول، کلرید محلول و فلزات سنگین عصاره گیری شده با DTPA-TEA تعیین گردید. سپس گیاه جو کشت و 10 هفته پس از جوانه زنی، قسمت های هوایی برداشت و شاخص های گیاهی (عملکرد، غلظت و جذب) تعیین شدند. نتایج نشان داد که کلیه سطوح شوری خاک باعث افزایش معنی دار مقادیر محلول و قابل استفاده کادمیم، سرب، نیکل، روی و مس شد. شوری خاک بر غلظت وجذب کادمیم و سرب گیاه اثر معنی داری (P<0.05) نداشت. نتایج این پژوهش نشان داد که کاربرد لجن فاضلاب باعث افزایش غلظت قابل استفاده و محلول فلزات سنگین در خاک شد و یون کلر نقش موثری در قابلیت استفاده آنها در خاک داشت. بنابراین نتایج بدست آمده می تواند برای ارزیابی جذب فلزات سنگین، در خاک های شور تیمارشده با لجن فاضلاب، استفاده شود.

این پژوهش به منظور بررسی اثر مونت موریلونیت طبیعی و اصلاح شده با پلی اکریل آمید بر جذب سطحی و واجذب کادمیم در دو نوع شنی و لوم رسی انجام شد. تمامی آزمایش های هم دما در الکترولیتی بازمینه نیترات کلسیم و در7 سطح غلظت کادمیم (1.5 تا 10 mg/l) انجام گرفت. آزمایش واجذب بلافاصله پس از اتمام آزمایش جذب سطحی انجام شد. هم دما های جذب سطحی، به وسیله مدل های فروندلیچ، لانگمویر و کوبله-کوریگان به خوبی بر داده ها برازش داده شدند. مدل کوبله- کوریگان با بیشترین ضریب تبیین (R2) و کمترین خطا (SEE)، بهترین برازش را بر داده ها داشت. هم دماهای جذب سطحی کادمیم تحت تاثیر پلی اکریل آمید قرار گرفتند. مقدار ضریب KL مدل لانگمویر در سوسپانسون های خاک شنی و لوم رسی حاوی مونت موریلونیت اصلاح شده، به ترتیب 0.034 و 0.198 بود. این مقادیر نشان دهنده تمایل زیاد کادمیم برای جذب سطحی روی مونت موریلونیت اصلاح شده است. میزان واجذب کادمیم از مونت موریلونیت طبیعی بیش تر از اصلاح شده بود. این نتیجه موید این است که به طور کلی، کانی مونت موریلونیت اصلاح شده با پلی اکریل آمید، تثبیت کننده بسیار خوبی برای کادمیم از خاک های آلوده می باشد.

تغییر در فعالیت های ریزجانداران و ویژگی های شیمیایی در خاک فرا ریشه می تواند بر قابلیت استفاده و جزء بندی مس موثر باشد. این تحقیق با هدف بررسی اثر فرا ریشه لوبیا بر قابلیت استفاده و جزء بندی مس در 10 خاک آهکی ایران با استفاده از ریزوباکس در گلخانه انجام شد. کل کربن آلی، کربن آلی محلول، کربن زیست توده میکروبی، pH، مس قابل استفاده (با استفاده از 7 روش عصاره گیری شیمیایی) و شکل های مس در خاک های فرا ریشه و توده تعیین شدند. نتایج نشان داد که کل کربن آلی، کربن آلی محلول و کربن زیست توده میکروبی در خاک های فرا ریشه لوبیا افزایش معنی دار (p<0.01) و pH کاهش معنی داری (p<0.01) یافتند. مقدار مس عصاره گیری شده با استفاده از عصاره گیرهای شیمیایی در خاک های فرا ریشه کمتر از خاک های توده بود. در خاک های فرا ریشه میانگین مس پیوند شده با ماده آلی 15.7 درصد افزایش یافت، در حالی که میانگین مس پیوند شده با کربنات ها، مس تبادلی، مس پیوندشده با اکسیدهای آهن و منگنز و مس باقیمانده به ترتیب 19.5، 19.6، 14.7 و 4.7 درصد نسبت به خاک های توده کاهش یافتند. مس تتمه در خاک های فرا ریشه و توده با مس عصاره گیری شده با روش های DTPA-TEA، AB-DTPA و مهلیچ 3 همبستگی معنی داری (p<0.05) داشت. در خاک های فرا ریشه و توده، همبستگی بین غلظت مس در لوبیا و مس عصاره گیری شده با روش های DTPA-TEA، AB-DTPA و مهلیچ 3 معنی دار (p<0.05) بود. عملکرد و جذب مس در لوبیا با مس پیوند شده با ماده آلی و همچنین غلظت مس در لوبیا با مس تتمه در خاک های فرا ریشه همبستگی معنی داری (p<0.05) داشتند. نتایج این تحقیق نشان داد که قابلیت استفاده و شکل های مس در خاک های فرا ریشه متفاوت از خاک های توده بودند. بنابراین در بررسی مس قابل استفاده گیاه لوبیا پس از رشد گیاه، استفاده از خاک فرا ریشه توصیه می شود.

پخشیدگی یک گاز در خاک نسبت به پخشیدگی آن در اتمسفر (Dp/D0) و نیز گذرپذیری هوا درخاک (Ka) تابع خصوصیات فیزیکی خاک نظیر اندازه و پیوستگی منافذ و همچنین تخلخل تهویه ای است. پخشیدگی گاز در خاک نیز بر اساس خصوصیات شکل، اندازه و پیچ خوردگی منافذ و مقدار رطوبت خاک (q) متفاوت می باشد و به همین خاطر اندازه گیری مستقیم آنها سخت و زمان بر می باشد. در این تحقیق تعداد 30 نمونه خاک از کلاسهای بافتی مختلف به صورت دست نخورده با استفاده از استوانه فولادی تهیه و در اشباع موثر (Se) و q متعدد، مقادیر Dp/D0 با روش حالت غیر ماندگار پخشیدگی گاز اکسیژن (Dp) و Ka با روش بار افتادن اندازه گیری و تغییرات آنها با Se و q به صورت معادله رگرسیونی بدست آمد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان Se و q خاک Dp/D0و Ka بصورت تابع لگاریتمی کاهش و حداکثر و حداقل مقدار آنها به ترتیب در رطوبت های کم و زیاد (نزدیک اشباع) بدست آمد. تحلیل نتایج حاصله بر اساس معیارهای R2، RMSE و GMER نشان می دهد که استفاده از Se باعث افزایش چشمگیر در دقت برآورد می شود. همچنین طبق نتایج بدست آمده می توان از مقدار Se و q خاک به منظور برآورد Dp/D0و Ka استفاده کرد بدون اینکه نیازی به اندازه گیری مستقیم این دو خصوصیت باشد.

تاثیر خشکسالی می تواند به صورت کاهش منابع آب، کاهش تولیدات کشاورزی، تغییر در پوشش گیاهی منطقه و تسریع در بیابان زایی مناطق باشد. برای مطالعه و پایش خشکسالی نیاز به کمی سازی اثرات آن با استفاده از شاخص های خشکسالی می باشد. این شاخص ها بر اساس نوع داده های در دسترس به دو دسته کلی زمینی و ماهواره ای تقسیم می شوند. هدف از این مطالعه، مقایسه توان تشخیص و گروه بندی تغییرات رخ داده در پوشش گیاهی بر اثر خشکسالی، بین یک شاخص خشکسالی زمینی (شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI)) و چهار شاخص ماهواره ای استخراج شده از تصاویر AVHRR-NOAA (شاخص اختلاف نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI)، شاخص شرایط دمایی (TCI)، شاخص نمایه نسبت پوشش گیاهی (RVI)، شاخص استاندارد شده گیاهی (SVI)) در استان کرمانشاه بود. به این منظور از روش تجزیه و تحلیل بردار تغییر (CVA) به عنوان یکی از الگوریتم های مهم تشخیص تغییر استفاده شد. در این روش، تغییر رخ داده در پوشش گیاهی با دو مولفه اندازه تغییر و جهت تغییر نشان داده می شود. نتایج حاصل از اجرای CVA بر خروجی حاصل از شاخص های خشکسالی در طی فصل رشد (اسفند تا مرداد) در چهار سال های منتخب (دو سال نرمال، یک سال تر و یک سال خشک) نشان داد بهترین پاسخ به خشکسالی در سال های مورد بررسی (به جز سال تر 1992) با شاخص SVI بدست می آید. کمترین تطابق SPI در سال های نرمال و تر با شاخص TCI است. در نهایت پیشنهاد شد برای ارزیابی تاثیر خشکسالی بر پوشش گیاهی به جای شاخص های حرارتی از شاخص های مبتنی پوشش گیاهی نظیر SVI استفاده شود.

به منظور ارزیابی اثرات آبیاری درازمدت با پساب (13 و 23 سال) بر بعضی شاخص های فیزیکی کیفیت خاک، چهار مزرعه در منطقه طاقانک با تاریخچه های متفاوت آبیاری با پساب شهری و آب چاه انتخاب شد. در این مزارع، تغییرات شاخص های مرسوم فیزیکی خاک (کربن آلی، جرم ویژه ظاهری و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (و نیز شاخص های مستخرج از منحنی رطوبتی (شاخص S دکستر، تخلخل منافذ درشت، گنجایش هوایی، آب قابل استفاده گیاه و گنجایش نسبی آب) بررسی شدند. پساب کربن آلی را از 11 به 20 گرم بر کیلوگرم و تخلخل خاک را از 40.0 به حداقل 50.0 افزایش و جرم ویژه ظاهری را از 25.1 به 1 مگاگرم بر مترمکعب کاهش داد (p<0.05). آبیاری با پساب شاخص S دکستر را از 064.0 به 077.0 افزایش داد و منجر به افزایش دو برابری تخلخل موثر خاک از 08.0 به 16.0 و افزایش 0.06 درصدی گنجایش هوایی از 13.0 به 19.0 و افزایش 4 درصدی آب قابل استفاده گیاه شد (p<0.05). شاخص S دکستر هم بستگی مثبت و معنی داری (p<0.05) با تخلخل کل (r=57.0)، رطوبت اشباع (r=72.0)، تخلخل موثر (r=63.0)، آب قابل استفاده گیاه (r=74.0) و گنجایش هوایی (r=81.0) و هم بستگی منفی و معنی داری (p<0.05) با جرم ویژه ظاهری (r=-51.0) و گنجایش نسبی آب (r=-64.0) داشت. آبیاری با پساب شهری، کیفیت فیزیکی خاک را بهبود بخشیده است. این بهبود، بر اساس شاخص های گوناگون، پس از 13 سال و یا پس از 23 سال آبیاری با پساب رخ داده است. آبیاری مجددا با آب تازه بعضی شاخص های فیزیکی از قبیل تخلخل موثر، گنجایش هوایی و گنجایش نسبی را به مقدار شاهد در مزرعه 1 (خاک آبیاری شده با آب چاه) بر می گرداند.

افزودن عناصر سنگین به خاک، باعث تغییر الگوی اصلی توزیع عناصر سنگین در خاک می شود و توزیع عناصر سنگین در خاک بستگی به نوع عنصر، سطح کاربرد، زمان افزودن عناصر و ویژگی های خاک دارد. این تحقیق، جهت بررسی اثر زمان بر توزیع بخش های شیمیایی سرب در خاک انجام گردید. تیمارها شامل کاربرد دو سطح کود گاوی (صفر و 5 درصد) و دو سطح سرب با استفاده از نمک نیترات سرب (صفر و 200 میلی گرم در کیلوگرم) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار بود. نمونه ها به مدت 120 روز در دمای 25 درجه سانتیگراد و رطوبت 60 درصد ظرفیت زراعی، انکوباسیون شدند. و در 4 بازه زمانی (30-0، 60-0، 90-0، 120-0 روز)، توزیع شکل های شیمیایی سرب، با روش عصاره گیری پی در پی تعیین شد. نتایج نشان داد گذشت زمان باعث کاهش بخش سرب تبادلی، کربناته و باقیمانده و افزایش سرب متصل به اکسید آهن- منگنز و ماده آلی گردیده است. همچنین در تیمار اثر برهمکنش زمان با کود گاوی، کاهش بخش تبادلی و باقیمانده و افزایش بخش سرب کربناته، اکسید آهن- منگنز و ماده آلی مشاهده شد و حاصل برهمکنش زمان با غلظت سرب، منجر به کاهش در بخش سرب تبادلی، کربناته و باقیمانده و افزایش در بخش سرب متصل به اکسید آهن- منگنز و ماده آلی گردید. لذا از آنجایی که بیش ترین زیست فراهمی و بخش بالقوه سمی سرب، در بخش محلول- تبادلی است، مزیت این تحقیق کاهش این بخش با گذشت زمان است.

شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در حوزه آبخیز از نقطه نظر درک بهتر مسائل هیدرولوژیکی، پیش بینی جریان، مدیریت منابع آب، مهندسی رودخانه، سازه های کنترل سیل و ذخیره سیلاب اهمیت ویژه ای دارد. بدین منظور در این تحقیق شبیه سازی جریان رودخانه و برآورد رواناب سطحی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی-توزیعی WetSpa صورت گرفت.در مدل WetSpa رواناب حوزه با استفاده از مدل انتقال موج پخشی مبتنی بر شیب، سرعت جریان و ویژگی های توزیعی در طول مسیرهای جریان روندیابی می شود. حوزه آبخیز اترک با مساحتی حدود 11639 کیلومترمربع یکی از حوزه های بزرگ شمال ایران بوده و بارش متوسط سالانه آن تقریبا 283 میلیمتر می باشد. داده های هواشناسی سال های 1383 تا 1390 شامل بارش از 25 ایستگاه، دما و تبخیر اندازه گیری شده از 5 ایستگاه به عنوان داده های ورودی مدل استفاده شد. برای اجرای مدل سه نقشه پایه شامل مدل رقومی ارتفاع، کاربری اراضی و تیپ خاک با ابعاد سلولی 100 متر تهیه شدند. نتایج شبیه سازی تطابق نسبتا خوبی بین هیدروگراف های محاسبه شده و اندازه گیری شده در خروجی حوزه نشان داد. مدل بر اساس معیار ناش- ساتکلیف، هیدروگراف های روزانه را با دقتی بیش از 60 و 53 درصد به ترتیب برای دوره های واسنجی و ارزیابی و بر اساس معیار تطبیق داده شده ناش- ساتکلیف، دبی های حداکثر را با دقت 77 درصد برآورد می کند. با توجه به خروجی مدل و فاکتورهای هیدرولوژیکی با توزیع مکانی در هر گام زمانی مدل قابلیت آنالیز اثرات توپوگرافی، بافت خاک و کاربری اراضی در رفتار هیدرولوژیکی حوزه را دارد.