آب و خاک
سال:1392 | دوره:27 | شماره:3 |تعداد مقالات:20

امروزه به دلیل تجاوز انسان ها به حریم رودخانه ها و نیز تخریب پوشش گیاهی، خسارات ناشی از وقوع سیل افزایش یافته است. این عوامل سبب می شوند تا علاوه بر افزایش خسارات جانی و مالی، خساراتی نظیر فرسایش خاک در بالادست و رسوب گذاری در پایین دست نیز به وجود آیند. در این تحقیق هدف، ارائه راهکاری به منظور کاهش خسارات ناشی از وقوع سیل با استفاده از روش سازه ای و نیز بررسی پهنه سیلاب در اطراف رودخانه ها و بررسی مکان های مناسب برای ایجاد دیواره های حفاظتی در مناطق پرخطر می باشد. به منظور دستیابی به بیشینه سود ناشی از کنترل سیل و نیز کمینه هزینه احداث دایک های حفاظتی از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک استفاده شده است. تابع هدف در این تحقیق بیشینه کردن سود طرح می-باشد. مدل برای رودخانه صرم و خورآباد استان قم برای طول تقریبا 10 کیلومتر از رودخانه با دبی حداکثر سیلاب برای دوره بازگشت 50 و 100 ساله به ترتیب برابر با 279 و 332 متر مکعب بر ثانیه اجرا شد. به منظور طراحی دیواره ها از خاکریزهای ذوزنقه ای با شیب ثابت دیواره استفاده شده است. محل و ارتفاع مناسب این دیواره ها به نحوی تعیین می شوند که میزان خسارتی که در صورت احداث دایک های حفاظتی به منطقه وارد نخواهد شد منهای هزینه ساخت دایک های حفاظتی بیشینه گردد. در صورت احداث دایک های حفاظتی میزان خسارت وارد شده به منطقه حدود 99 درصد نسبت به شرایط عدم وجود دایک کاهش یافته است.

در سالهای اخیر استفاده از روشهای غیرمستقیم مانند شبکه عصبی مصنوعی برای برآورد پارامترهای خاک مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش به منظور تخمین ظرفیت تبادل کاتیونی خاک با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی اقدام به نمونه برداری به تعداد 200 نمونه سطحی از منطقه قوشه واقع در استان سمنان گردید.نیمی از این تعداد نمونه ها از خاکهای بکر و نیمی از آنها از اراضی کشاورزی منطقه جمع آوری گردید. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک شامل هدایت الکتریکی، فراوانی نسبی ذرات، درصد آهک، نسبت جذب سدیم (SAR) و وزن مخصوص ظاهری به عنوان ویژگی های زود یافت و ظرفیت تبادل کاتیونی به عنوان پارامتر دیر یافت مورد بررسی قرار گرفت. داده ها جمع آوری شده بصورت تصادفی به دو دسته آموزش (70 درصد) و صحت سنجی (30 درصد) تقسیم شدند و از آنها برای آموزش و ارزیابی مدلهای شبکه عصبی شامل پرسپترون چند لایه (MLP)، توابع پایه شعاعی (RBF) و همچنین رگرسیون خطی استفاده گردید. دقت پیش بینی به وسیله آماره های (R2)، (RMSE)، (MAE) و (RSE) بین ظرفیت تبادل کاتیونی اندازه گیری و پیش بینی شده، ارزیابی شد. نتایج کارایی بالاتر مدل پرسپترون چند لایه شبکه عصبی مصنوعی را با مقادیر R2 (0.94 و 0.84)، RMSE (0.69 و 0.56)، RSE (0.05 و 0.05) و MAE (0.51 و 0.39) به ترتیب برای خاکهای کشاورزی و بکر نسبت به مدل RBF شبکه عصبی مصنوعی و روش رگرسیون خطی نشان می دهد. همچنین با انجام آنالیز حساسیت به همبستگی بالای درصد رس و مقادیر وزن مخصوص ظاهری با ظرفیت تبادل کاتیونی خاکهای کشاورزی و بکر، دست یافتیم.

نوع پایه در صنعت مرکبات از مهمترین اولویت ها است. رافلمون یکی از مهمترین وگسترده ترین پایه های مورد استفاده در تولید مرکبات است. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار انجام گردید. فاکتورهای مورد استفاده در آزمایش شامل قارچ میکوریز آربسکولار (گلوموس موسه و شاهد بدون قارچ) و تنش کم آبی (دور های آبیار 2، 4، 6 و 8 روز) بود. تنش کم آبی عملکرد ماده خشک اندام هوایی و ریشه را کاهش داده و تاثیر تنش کم آبی بر اندام هوایی بیشتر از ریشه بوده است. با افزایش تنش کم آبی درصد کلنیزاسیون ریشه، پتانسیل آب برگ، شاخص کلروفیل کاهش، در حالی که دمای سطح برگ افزایش یافته است. قارچ میکوریز آربسکولار درصد کلنیزاسیون ریشه، عملکرد ماده خشک ریشه و اندام هوایی، شاخص کلروفیل و پتانسیل آب برگ را افزایش در حالی که دمای سطح برگ را نسبت به تیمارهای بدون قارچ کاهش داده است.

لزوم کاهش مصرف آب در بخش کشاورزی به عنوان بزرگ ترین مصرف کننده آب در دنیا، به منظور پایداری منابع آب بر کسی پوشیده نیست. با اقداماتی از قبیل اصلاح الگوی کشت و کاهش سطح زیر کشت و ... می توان به این هدف دست یافت. در این مطالعه وضعیت منابع آب و تقاضاهای آبیاری دشت نیشابور با استفاده از مدل WEAP مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی اثرات راهبردهای مذکور، سناریوهایی با عناوین تغییر الگوی کشت، کاهش سطح زیر کشت و سناریوی ترکیبی (ترکیب این دو راهکار) مطرح شد و سپس برای یک دوره 20 ساله شبیه سازی انجام گرفت. نتایج نشان دادند که با اعمال این سناریوها، میانگین سالانه نیاز آبیاری به ترتیب حدود 9، 10 و 18 درصد کمتر خواهد شد، و متعاقبا از رقم میانگین کسری سالانه مخزن به ترتیب 13، 8 و 18 درصد کاسته می شود، به بیانی دیگر این راهبردها می توانند نقش بسزایی در کاهش تقاضای آب کشاورزی، و در نتیجه کاهش برداشت از منابع آب منطقه داشته باشند.

مدل های تجربی برآورد فرسایش برای یک منطقه خاص تهیه شده اند و واسنجی آنها برای استفاده در شرایطی غیر از محل تهیه آنها ضروری است. بررسی دقت مدل های تجربی برای تخمین بار رسوبی رگبارها می تواند منجر به برآوردهای بهتر از بار رسوبی و در نتیجه طراحی بهتر عملیات حفاظت خاک و آب گردد. در این تحقیق، میزان کارایی معادله جهانی فرسایش خاک و برخی نسخ آن شامل AUSLE، MUSLE-S، USLEM در مناطق نیمه خشک خراسان و در مقیاس رگبار ارزیابی شد. ابتدا نسبت به برآورد مقدار فرسایش ناشی از هر رگبار با استفاده از نسخ مختلف معادله جهانی اقدام و با توجه به اندازه کوچک پلات ها مقدار فرسایش برآوردی برابر مقدار رسوب در نظر گرفته شد. نتایج بدست آمده از به کار گیری هر یک از مدل ها با مقادیر رسوب اندازه گیری شده رگبارها در پلات های 20 متری با کاربری مرتعی، مقایسه و نهایتا کارایی و دقت مدل های مذکور مورد ارزیابی واقع شد. نتایج تحقیق حاکی از آن است که در بین روش های مورد بررسی، هر چند نتایج دو روش MUSLE-S و USLEM معمولا بیش از مقدار واقعی است، ولی با داشتن همبستگی معنی دار با مقادیر رسوب مشاهداتی، توانایی نمایان ساختن روند تغییرات رسوب را دارا هستند اما با توجه به مقادیر بزرگ آماره RRMSE و مقادیر منفی (ME) در روش ناش- ساتکلیف، مدل های مورد بررسی فاقد کارایی لازم می باشند. همچنین روش های USLE و AUSLE نیز به دلیل ساختار مشابه نتایج یکسانی ارائه داده و همبستگی معنی داری با رسوب مشاهداتی ندارند.

شوری و سدیمی بودن خاک از جمله مهم ترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان محسوب می شوند. پژوهش حاضر می کوشد تا تاثیر تعداد نمونه بر صحت تخمین وضعیت شوری و سدیمی خاک های منطقه اسلامیه رفسنجان را توسط تخمین گرهای کریجینگ معمولی، وزن دهی معکوس فاصله و اسپلاین آزمون نماید. ابتدا قابلیت هدایت الکتریکی و نسبت جذب سطحی سدیم 100 نقطه مشاهداتی در قالب الگوی نمونه برداری شبکه ای منظم (با فاصله 500 متر) در سه عمق اندازه گیری شد و به کمک هر کدام از تخمین گرهای مزبور، پهنه بندی آن ها انجام گرفت. سپس با حذف تصادفی تعداد20، 40 و 60 نمونه از مجموع داده های اولیه، برای هر مجموعه داده جدید، پهنه بندی مجدد وضعیت شوری و سدیمی خاک صورت گرفت. پس از اتمام هر مرحله از مجموع مراحل ده گانه مورد استفاده برای حذف داده ها، شاخص خطای جذر میانگین مربعات استاندارد شده (RMSE%) برای هر تخمین گر محاسبه شد. در نهایت، شاخص های خطای به دست آمده، با استفاده از آزمون های فریدمن و ویلکاکسون مورد مقایسه آماری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در 100 نقطه مشاهداتی، اختلاف آماری معنی داری بین نتایج سه تخمین گر در سطح اطمینان 95 درصد وجود ندارد. با کاهش تعداد نمونه ها و انجام آزمون فریدمن مشاهده شد که بین نتایج سه تخمین گر، تفاوت معنی داری وجود دارد، لیکن استفاده از آزمون تکمیلی ویلکاکسون مشخص نمود که اختلاف بین نتایج تخمین گرهای کریجینگ معمولی و وزن دهی معکوس فاصله، معنی دار نمی باشد. در نتیجه، استفاده از تخمین گر وزن دهی معکوس فاصله با توجه به دقت نسبتا خوب، سهولت محاسبات و نیاز کم تر به نقاط نمونه برداری، برای مطالعات آتی در منطقه مطالعاتی پیشنهاد می گردد.

پس از ارائه نظریه محیط های متشابه، روش های مقیاس سازی زیادی به منظور غلبه بر مشکل تغییرپذیری خاک ها و نیز رسیدن به حل های عمومی معادله ریچاردز توسعه یافته و به گستردگی به کار رفته اند. به تازگی، روشی برای مقیاس سازی معادله ریچاردز برای خاک های غیرمتشابه ارائه شده است به نحویکه معادله مقیاس شده برای گستره وسیعی از خاک ها مستقل از ویژگی های خاک می باشد. در این روش، برای بیان ویژگی-های هیدرولیکی خاک ها از توابع توانی – نمایی استفاده می شود که برای گستره محدودی از رطوبت و پتانسیل ماتریک خاک کارایی دارد. به همین دلیل، این روش برای فرآیندهایی که در آن ها رطوبت یا پتانسیل ماتریک از این گستره تجاوز کند، قابل کاربرد نیست. بنابراین، این مطالعه با هدف عمده بسط این روش برای گستره وسیع تری از رطوبت و پتانسیل ماتریک خاک انجام شد. این هدف با اصلاح توابع هیدرولیکی توانی- نمایی محقق گردید و روش مقیاس سازی برای گستره کامل رطوبتی (از اشباع تا خشک) بسط داده شد. هدف دیگر این تحقیق حل معادله ریچاردز برای شرایط نفوذ آب در خاک با استفاده از روش مقیاس سازی پیشنهادی، بوده است.برای این منظور، حل های عددی معادله مقیاس شده ریچاردز با استفاده از یک شکل مقیاس شده معادله سه جزئی فیلیپ با ضرایب مستقل از خاک، تقریب زده شد. حل تقریبی به دست آمده با استفاده از داده های موجود در منابع حاصل از آزمایش های نفوذ بر روی یک خاک شنی و دو خاک رسی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حل مذکور قادر است تخمینی قابل قبول (با بیشترین میانگین خطای نسبی 9% برای موارد مطالعه شده) از مقادیر اندازه گیری شده نفوذ آب در خاک ارائه دهد. همچنین نشان داده شد که این حل می تواند با دقت بالایی (با بیشترین میانگین خطای نسبی 4% برای موارد مطالعه شده) حل عددی معادله ریچاردز را (در شرایط برابر و با استفاده از توابع هیدرولیکی یکسان) تقریب بزند. بر این اساس و به دلیل سادگی کاربرد، این حل به عنوان جایگزینی برای حل عددی معادله ریچاردز و یا سایر معادلات تجربی نفوذ، پیشنهاد می شود. همچنین این حل می تواند به سادگی برای تعیین توابع هیدرولیکی خاک ها با استفاده از حل معکوس به کار گرفته شود.

تغییر اقلیم یکی از مهمترین چالش هایی است که بخش های مختلف زندگی انسان را در روی زمین تحت تاثیر قرار داده است. شرایط اقلیمی گرمتر باعث تشدید چرخه آب، تغییر بارش و تغییر در مقدار و زمان ظهور رواناب می گردد.شمال ایران با توجه به شرایط خاص اقلیمی و اهمیت کشاورزی، یکی از آسیب پذیر ترین مناطق به تغییر اقلیم می باشد از این رو تحقیق حاضر به دنبال ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر شرایط هیدرولوژیکی حوضه گرگانرود با استفاده از مدل سازی هیدرولوژیکی می باشد. بدین منظور مدل SWAT برای شبیه سازی رژیم هیدرولوژیکی حوضه و الگوریتم SUFI-2 در نرم افزار SWAT-CUP برای بهینه سازی پارامترهای مدل استفاده شد. سناریو های تغییر اقلیم از خروجی های سه مدل چرخش عمومی جو (CGCM1، HadCM3 و SCIRO) برای حد پایین و بالای انتشار گاز های گلخانه ای (B1 و A1F1) تعریف شد. نتایج مطالعه ضمن تایید کارایی مدل، نشان داد که در شرایط اقلیمی آینده برای دوره زمانی 2099-2070 مقدار بارندگی سالانه حوضه به میزان 3.2 تا 6.7 درصد کاهش خواهد یافت. نتیجه تغییرات اقلیمی در بخش آب، کاهش مقدار رواناب سطحی به میزان 0.4 تا 7.7 درصد، کاهش آب خاک به میزان 5.2 تا 13 درصد، افزایش آبدهی حوضه به میزان 5.3 تا 10.2 درصد و افزایش تبخیر و تعرق بین 1.6-3.6 درصد خواهد بود. نتایج تحقیق ضمن بیان اهمیت تاثیرات تغییر اقلیم کاربرد آنها را در اتخاذ تدابیر لازم در جهت سازگاری با تغییر اقلیم در سیاست های آتی مدیریت حوضه گرگانرود تاکید می نماید.

یکی از مشکلات اصلی در ارزیابی وضعیت آلودگی خاک ها عدم وجود استانداردهای منطقه ای است. این مطالعه با هدف برآورد غلظت زمینه به منظور ارزیابی زیست محیطی و شناسایی مناطق آلوده برخی فلزات سنگین در قسمتی از اراضی مرکزی استان مازندران با وسعتی برابر با 5500 کیلومترمربع که از دیدگاه فعالیت های کشاورزی و تراکم جمعیتی با اهمیت به شمار می رود، اجرا گردید. بدین منظور 256 نمونه مرکب از عمق 10-0 سانتیمتر خاک سطحی بر اساس روش نظام مند آشیانه ای برداشته شد. از این تعداد نمونه، 148 نمونه در اراضی کشاورزی، 60 نمونه در مناطق شهری و 48 نمونه در عرصه های طبیعی واقع شدند. پس از آماده سازی نمونه ها و هضم با اسید نیتریک 5 نرمال مقدار کل مس، روی، نیکل، سرب و کادمیم توسط دستگاه جذب اتمی تعیین شد. با استفاده از نمونه خاک های عرصه های طبیعی غلظت زمینه طبیعی مس، روی، نیکل، سرب و کادمیم به ترتیب برابر با 28.3، 40.2، 45.7، 34.2 و 0.23 میلی گرم بر کیلوگرم برآورد شد. با استفاده از این میزان نقشه های پراکنش فاکتور آلودگی و شاخص بار آلودگی فلزات سنگین رسم گردیدند. با هماهنگ کردن نقشه های فاکتور آلودگی و شاخص بار آلودگی با نقشه های زمین شناختی و موقعیت شهرها مشخص گردید که غلظت فلزات سرب، روی و مس تحت تاثیر فعالیت های شهری و کادمیم و نیکل بیشتر تحت کنترل عوامل طبیعی مانند مواد مادری و نیز فعالیت های کشاورزی هستند. هم چنین با توجه به کلاس های ارزیابی فاکتور آلودگی، غالب نمونه ها دارای آلودگی متوسط به فلزات سنگین بودند.

آلودگی خاک به وسیله فلزات سنگین یک مساله مهم زیست محیطی می باشد، به طوری که تعیین منشاء فلزات سنگین، انباشت و توزیع این فلزات در خاک مورد توجه بسیاری از محققان بوده است. هدف از این مطالعه تعیین منشاءهای احتمالی برخی از فلزات سنگین در خاک های سطحی منطقه صنعتی ذوب آهن به کمک آمار چند متغیره و زمین آمار می باشد. طی مطالعات صحرایی تعداد 202 نمونه خاک سطحی (0-30 cm) جمع آوری شد. مقدار کل غلظت سرب، روی، منگنز، آهن، مس، نیکل، کبالت، کروم و همچنین برخی از خوصیات فیزیکی و شیمیایی در نمونه ها اندازه گیری شد. به منظور شناسایی منشاء فلزات سنگین از روش های چند متغیره شامل تجزیه خوشه ای، تجزیه مولفه های اصلی و نیز نقشه کریجینگ پراکنش امتیاز مولفه ها در منطقه مورد مطالعه استفاده شد. نتایج حاصل از تجزیه مولفه های اصلی منجر به شناسایی سه مولفه شد. به طوری که این مولفه ها به ترتیب تقریبا توانسته بودند 31، 27 و 16 درصد از کل واریانس تاثیر گذار بر غلظت فلزات سنگین را توجیه کنند. با توجه به پراکنش امتیاز هر یک از مولفه ها در منطقه مورد مطالعه، احتمال می رود مولفه اول به عنوان فعالیت های انسانی تغییرات مقدار عناصر آهن، منگنز، سرب و روی، مولفه دوم به عنوان فعالیت های زمین شناختی مقدار کبالت و در نهایت مولفه سوم به صورت یک عامل مشترک انسانی- زمین شناختی تغییرات مقدار عناصر مس، نیکل و کروم را در منطقه مورد بررسی را کنترل کنند.

به رغم جنبه های مفید پساب شهری به عنوان منبع غنی از عناصر غذایی و ماده آلی، ورود فلزات سنگین در نتیجه کاربرد درازمدت آن در خاک های زراعی مشکل ساز خواهد بود. هدف از تحقیق حاضر 1- تعیین غلظت کل فلزات سنگین روی، مس، کادمیوم، سرب، کروم و نیکل در خاک و دانه های گندم و ذرت و 2- محاسبه شاخص های انباشت آلودگی، انتقال گیاهی و شاخص خطر بهداشتی این عناصر پس از کاربرد دراز مدت پساب شهری در منطقه طاقانک است. به همین منظور، دو مزرعه با خاک ظاهرا مشابه ولی با تاریخچه های متفاوت آبیاری انتخاب شدند: مزرعه اول فقط با آب چاه و مزرعه دیگر طی 23 سال اخیر فقط با پساب شهری شهرکرد آبیاری سطحی شده بودند. آبیاری با پساب در مزرعه دوم منجر به افزایش غلظت روی، مس، کروم و نیکل و افزایش شاخص انباشت آن ها از 1 به ترتیب به 1.2، 1.3، 1.6 و 1.6 و کاهش غلظت و شاخص انباشت کادمیوم و سرب به ترتیب به 0.4 و 0.8 گردید. بزرگترین شاخص انتقال به دانه های گندم و ذرت مربوط به کادمیوم (6.14 و 4.88) و سرب (4.85و 4.96)، و کمترین مربوط به کروم (0.22 و 0.30) و البته نیکل (صفر) بود. غلظت کادمیوم، کروم و سرب در دانه گندم و ذرت فراتر از حد مجاز اتحادیه اروپا بود. شاخص خطر سرب برای کودکان و بزرگسالان در گندم و ذرت و شاخص خطر کادمیوم برای کودکان در ذرت بزرگ تر از 1 بود که به مفهوم خطر جدی و فزاینده مصرف گندم و ذرت تولید شده در این ناحیه است.

پرش هیدرولیکی نقش موثری در استهلاک انرژی جنبشی جریان در پایین دست سازه های آبی در حوضچه های آرامش ایفا می کند. در این تحقیق خصوصیات پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر با زبری های نیم استوانه ای شکل و آبپایه مستطیلی بر روی دو بستر با شیب معکوس 1 و 1.5 درصد و بستر افقی مورد بررسی قرار گرفت. در مجموع 338 آزمایش در محدوده اعداد فرود 4.6 تا 7.4 انجام گرفت. نتایج نشان داد طول پرش هیدرولیکی در شیب معکوس 1.5 درصد بر روی آبپایه بطور متوسط 46 درصد و در حالت پرش بر روی بستر زبر بطور متوسط 49 درصد کاهش می یابد. همچنین عمق ثانویه پرش هیدرولیکی در شیب معکوس 1.5% بر روی آبپایه حداکثر 24.4% درصد و بر روی بستر زبر حداکثر 44 درصد نسبت به پرش کلاسیک کاهش یافت. بنابراین در مواقعی که تثبیت پرش با کاهش طول آن مدنظر باشد، بکارگیری یک آبپایه پیوسته روی شیب معکوس دارای نتیجه مطلوب و مقرون به صرفه خواهد بود.

روش برنامه ریزی بیان ژن جدیدترین شیوه از بین روش های الگوریتم تکاملی می باشد که به دلیل دارا بودن دقت کافی، از کاربرد بیشتری برخوردار است. این روش با استفاده از اطلاعات موجود در داده ها و بدون هیچ فرضیه ای در ساختار رابطه بین متغیر های مستقل و وابسته، رابطه ای مناسب بین آنها برقرار کرده و هیدروگراف خروجی را پیش بینی می کند. روش موج دینامیکی جزء روش های پیچیده روندیابی سیلاب است. لذا در این تحقیق مدل کامپیوتری نوشته شده که در آن روندیابی به روش موج دینامیکی با حل کامل معادلات سنت و نانت به روش تفاضل محدود با در نظر گرفتن تلفات انتقال در مسیر رودخانه انجام شده و سپس با استفاده از پارامتر های آماری، میزان عملکرد مدل برنامه ریزی بیان ژن در مقایسه با مدل موج دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج روندیابی شش هیدروگراف سیل، بین سال های 84 تا 88 نشان داد مدل برنامه ریزی بیان ژن قادر است با دقت بیشتری حجم هیدروگراف خروجی را پیش بینی کند. در خصوص دبی پیک و زمان وقوع آن مدل موج دینامیک برتری دارد. مدل موج دینامیکی به طور متوسط با خطایی برابر با 7.25% و مدل برنامه ریزی بیان ژن با خطایی برابر با 17% دبی پیک هیدروگراف خروجی را پیش بینی می کنند. همچنین میانگین خطای مدل های مذکور در پیش بینی زمان وقوع دبی پیک به ترتیب 1.45% و 2.25% است.

هدف این تحقیق تعیین شیب پایدار دیواره های جانبی کانالهای آبیاری ساخته شده در بسترهای خاکی بوده است. بدین منظور از روش آنالیز پایداری اجزاء محدود استفاده شده است. از نظر شرایط ژئوتکنیکی انواع خاکها بر اساس طبقه بندی یونیفاید و با توجه به مشخصات فنی شامل چسبندگی، زاویه اصطکاک درونی، وزن واحد حجم و سایر خصوصیات مهندسی خاک توصیه شده در منابع علمی معتبر، مورد تجزیه تحلیل قرار گرفتند. از نظر کارکرد کانال، سه حالت کانال پر، کانال خالی (انتهای مرحله ساخت) و بلافاصله پس از قطع آب در تحلیلها ملحوظ شده است. نتایج بررسی ها نشان داد که لغزشهای احتمالی از نوع کم عمق با سطح لغزش عبوری از پاشنه شیب می باشد و بیشترین تغییر شکلها در بخشهای پایینی شیب در نزدیکی پنجه اتفاق می افتد. همچنین پایداری شیب جانبی کانال در درجه اول تابع جنس خاک به لحاظ چسبندگی، در درجه دوم تابع شرایط کارکرد کانال و در درجه بعدی تابع عمق کانال می باشد. در این مقاله بر اساس موارد مذکور، شیب جانبی پایدار کانالهای آبیاری تا عمق هشت متر و با ضریب اطمینان پایداری مجاز تعیین گردید. برای خاکهای غیر چسبنده مقدار شیب مجاز بر اساس بحرانی ترین حالت 1:0.6 و در خاکهای چسبنده 1:3 بدست آمد.

در زمین آمار، برآورد مقدار نامعلوم میدان تصادفی در موقعیت و زمان مشخص، توسط کریجینگ فضایی-زمانی صورت می پذیرد. در برخی شرایط استفاده از متغیر کمکی دقت برآورد را افزایش می دهد. برای ارزیابی این فرضیه، روش های زمین آمار کریجینگ عام و برونی برای داده های آبخوان شهر مشهد مورد استفاده قرار گرفت.با به کارگیری آنتروپی، شبکه بهینه پایش کیفی منابع آب زیرزمینی ارائه گردید. در این روش ابتدا چاه ها بر اساس معیارهای آنتروپی و اطلاع متقابل، رتبه بندی شد. سپس بر اساس درصدهای اطلاع و با تکیه بر کریجینگ فضایی-زمانی، شبکه بهینه پایش کیفی تعیین گردید. نتایج بدست آمده از مقایسه کریجینگ عام و برونی حاکی از آن است که عامل هدایت الکتریکی در برآورد بهتر نقاط فاقد مشاهده تاثیر بسزایی دارد. در نتیجه کریجینگ برونی که در آن از EC به عنوان متغیر کمکی در برآورد روند استفاده شده است، به عنوان کریجینگ برتر انتخاب شد. همچنین با بهره گیری از کریجینگ برونی و مقایسه آن با کریجینگ عام اثبات گردید استفاده از داده های کیفی شبکه ای با 111 حلقه چاه، اطلاعاتی برابر با شبکه پایش اولیه با مجموع 237 حلقه چاه، در اختیار قرار می دهد.

اندازه گیری رطوبت در مکش های مختلف، صرف نظر از هزینه ها، نیازمند وقت زیادی است. لذا تخمین رطوبت خاک با استفاده از خصوصیات پایه ای آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف از این مطالعه بررسی رابطه بعد فرکتال بافت-رطوبت حجمی و ارائه روابط کمی برآورد رطوبت در هشت مکش خاک با استفاده از بعد فرکتال بافت است. برای این منظور از 195 نمونه خاک UNSODA استفاده شد. در این مطالعه، از رابطه سپاس خواه و تفته (2013) جهت برآورد بعد فرکتال بر اساس درصد اجزای بافت خاک استفاده شد. رابطه بعد فرکتال- رطوبت بیشتر از یک روند نمایی پیروی می کند. تعدادی تابع نمایی بر مبنای بعد فرکتال و چگالی ظاهری برای برآورد رطوبت در دامنه منحنی رطوبتی خاک ارائه شد. این توابع پیشنهادی عموما کارآیی خوب، قابل مقایسه و گاها بهتری در مقایسه با روابط خطی موجود از جمله توابع جدید قنبریان- میلان (2010) نشان می دهند.

روند نزولی تراز آبی دریاچه ارومیه یکی از مشکلات جدی برای شمال غرب ایران و از بعد ملی نیز نگرانی هایی به همراه داشته است.این تحقیق دلایل احتمالی این معضل را با برآورد روند در سری زمانی متغیرهای آب و هواشناسی و ارزیابی تغییرات کاربری اراضی شرق این حوضه با استفاده از تصاویر ماهواره ای به انجام می رساند. بدین منظور چهار روش آماری غیر پارامتری تحلیل روند شامل: من- کندال، تایل- سن، اسپیرمن و سنس تی و اطلاعات 18 ایستگاه هواشناسی و آب سنجی واقع در منطقه به کار گرفته شدند. علاوه بر آن، با استفاده از تصاویر سال های 1976، 1989، 2002 و 2011 ماهواره لندست، کاربری اراضی منطقه و تغییرات آن با روش های مختلف طبقه بندی تصاویر شامل: حداکثر شباهت، حداقل فاصله و فاصله ماهالانوبیز تعیین گردید. نتایج بخش اول، روند معنی دار افزایشی دما را در کل منطقه نشان داد که در مورد بارندگی این چنین نبود. همچنین نتایج، روند کاهشی را برای دبی بخصوص در ایستگاه های پائین دست تائید کردند. برای بخش طبقه بندی کاربری اراضی، نتایج نشان داد تغییرات عمده ای در کاربری منطقه بوده است. بطوریکه مساحت اراضی آبی، باغی و دیم بترتیب 412، 485 و 672 درصد طی 35 سال اخیر افزایش داشته است از طرفی نیز اراضی مرتعی با 34 درصد کاهش همراه بوده اند. در نهایت بررسی رابطه تغییرات جریان رودخانه ها با تغییرات همزمان دما و بارش و یکبار با تغییرات همزمان دما، بارش و سطح اراضی آبی نشان داد که بیشترین همبستگی تغییرات دبی با تغییرات سطح کشت آبی و سپس با دما می باشد و در هیچ مورد با تغییرات بارش همبستگی معنی داری وجود نداشته است.

تغییرات اقلیمی ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای به ویژه دی اکسید کربن، منجر به افزایش توجه به مسئله ترسیب کربن از طریق بازسازی و حفاظت از پوشش گیاهی شده و در این بین بوم نظام های مناطق خشک از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند. از این رو، در این تحقیق اثرات بازسازی و حفاظت، بر روی توان ترسیب کربن خاک در منطقه اجرای پروژه بین المللی ترسیب کربن در استان خراسان جنوبی با رویکردی شبیه سازی، بررسی و اثرات تغییر اقلیم یعنی افزایش دما و کاهش میزان بارندگی بر وضعیت ترسیب کربن در منطقه مذکور مورد مطالعه قرار گرفت. عملیات بازسازی و حفاظت در منطقه مورد مطالعه از سال 1384 شروع شد و هشت سال پس از آن، در فاصله سال های 1390 تا 1391 نمونه برداری خاک به صورت هر دو ماه یک بار، انجام گرفت. در نهایت پس از جمع آوری ورودی های اقلیمی، خاکی و مدیریتی مورد نیاز برای مدل RothC، این مدل برای بوم نظام تحت بررسی، مورد ارزیابی و تعیین اعتبار قرار گرفت. علاوه بر این، وضعیت ترسیب کربن منطقه مورد مطالعه در شرایط تغییر اقلیم نیز بررسی گردید. نتایج حاصل از به کارگیری مدل RothC نشان داد که این مدل قابلیت به کارگیری در بوم نظام های نواحی گرم و خشک را داشته و به خوبی می تواند تغییرات کربن خاک را در طی زمان برآورد نماید، به طوری که مقادیر شاخص کارایی مدل، ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب برابر 0.98، 98 درصد و 0.01 بود. بر اساس نتایج حاصل از شبیه سازی، روند تغییرات کربن خاک در فاصله زمانی سال های 2011 تا 2050 در بوم نظام مورد بررسی افزایشی بوده و این عامل از اجرای عملیات حفاظت و نیز تغییر اقلیم احتمالی اثر خواهد پذیرفت. به طوری که، برآورد میزان کربن ترسیب شده در سال 2050 حاکی از بالاتر بودن آن در مناطق تحت حفاظت در مقایسه با نواحی تحت چرا می باشد. علاوه بر این، در اثر تغییر اقلیم یعنی افزایش دما و کاهش بارندگی پیش بینی شده برای منطقه مورد مطالعه، توان ترسیب کربن خاک با کاهش نسبی مواجه خواهد شد.