آب و خاک
سال:1393 | دوره:28 | شماره:2 |تعداد مقالات:24

به منظور مدل سازی ترکیبات ایزوتوپی و تغییرات فصلی 18O و 2H در ارتباط با پارامترهای فیزیوگرافی، شیمیایی آب و ارزیابی کیفیت آن، آزمایش در سال های 1388-1389 در 30 آب بند مختلف در شمال ایران انجام شد. نمونه ها در فصول مختلف جمع آوری شده و برای تجزیه و تحلیل شیمیایی و ایزوتوپی مورد آنالیز قرار گرفتند. داده ها نشان می دهند که بیشترین مقدار d18O و d2H در تابستان (به ترتیب -1.15% و ‰-12.11%) و کمترین مقدار در فصل زمستان (به ترتیب -7.50% و -47.32%) مشاهده گردیده است. داده ها همچنین نشان دادند که افزایش قابل توجه دوتریوم اضافه (d-excess) در طول بهار و تابستان در آب بندهای 20، 21، 22، 24، 25، و 26 رخ داده است. همچنین داده های آنالیز شیمیایی نمونه های آب موید حضور سطوح قابل توجه شوری و قلیاییت در آب اغلب این آب بندها می باشد. بدین ترتیب می توان نتیجه گیری نمود که رواناب سطحی جاری از اراضی بالادست، یک منبع مهم انتقال نمک های محلول به این آبگیرها بوده است. این امر باعث گردیده تا سطوح دوتریوم اضافه در آب بند 12 در تابستان حتی از زمستان نیز پایین تر باشد. این فرایند همچنین می تواند دلیل قابل قبول برای توجیه بالاترین میزان دوتریوم اضافی و کمترین میزان d18O و d2H در آب بندهای شهرستان سیاهکل (25 و 26) باشد. لذا به نظر می رسد پمپاژ آب های زیرزمینی (با سطوح جزئی از نمک مشتق شده از تراوش آب دریا) به آب بند می تواند یکی دیگر از دلایل کاهش قابل توجه در ایزوتوپ های سنگین 18O و 2H در آبگیرهای 2، 12، 14 و 25 از بهار به تابستان باشد. با توجه به فرایندهای فوق و نظر به نتایج آزمون رگرسیون خطی چند متغیره می توان نتیجه گیری نمود که اولا از حدود 30 متغیر مورد مطالعه در آبگیرها، تنها چند مورد در شناسایی تغییرات 18O و یا 2H می تواند مورد استفاده کاربردی قرار گیرد. ثانیا در بین متغیرهای مورد مطالعه، میزان فیتوپلانکتون موجود در آب می تواند به عنوان عامل مشترک در ارزیابی 18O و یا 2H در فصول بهار و تابستان مورد استفاده قرار گیرد. ثالثا جهت بررسی 18O (و یا 2H) نمونه برداری از آب در فصل بهار (در مقایسه با فصول دیگر) پیشنهاد می گردد. این امر به دلیل ارتباط بیشتر متغیرهای مورد بررسی با تابع مورد مطالعه خواهد بود.

با توجه به اهمیت مدل های اقلیمی به عنوان ابزار اصلی مطالعات تغییر اقلیم و نیز تعدد این مدل ها، انتخاب بهترین و مناسب ترین مدل برای منطقه مورد مطالعه از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. در این پژوهش ابتدا داده های دما و بارش شبیه سازی شده توسط 5 مدل BCM2، CGCM3، CNRMCM3، MRICGCM2.3 و MIROC3.2 در سه منطقه تربت حیدریه، سبزوار و مشهد بر اساس سناریوهای انتشار A1B، A2 و B1 به روش تناسبی ریزمقیاس شد. سپس با استفاده از آماره های ضریب همبستگی (R2)، شاخص توافق (D) و میانگین مربعات انحرافات (MSD) صحت سنجی هر یک از مدل ها به طور منفرد و نیز به صورت گروهی انجام شد. نتایج نشان داد که بر اساس اجرای منفرد مدل ها و بر اساس هر سه سناریوی انتشار، در تربت حیدریه و مشهد مدل MRICGCM2.3 و در سبزوار مدل MIROC3.2 بهترین عملکرد را در شبیه سازی دما و مدل های MIROC3.2، MRICGCM2.3 و CNRMCM3 به ترتیب در تربت حیدریه، سبزوار و مشهد دقیق ترین پیش بینی را برای بارش ارائه کرده اند. همچنین دمای شبیه سازی شده توسط همه مدل ها در تربت حیدریه و سبزوار بر مبنای سناریوی B1 و در مشهد بر اساس سناریوی A2 کمترین عدم قطعیت را داشته است. بیشترین دقت در مدل سازی بارش نیز در تربت حیدریه بر اساس سناریوی A2 و در سبزوار و مشهد بر مبنای سناریوی B1 انجام شده است. به طور کلی بررسی آماره های محاسبه شده توسط اجرای گروهی 5 مدل منتخب نشان از کاهش چشمگیر خطای شبیه سازی و درنتیجه افزایش دقت پیش بینی های صورت گرفته بر مبنای هر سه سنایوی انتشار داشته است. در این حالت، بیشترین مطابقت داده های دمای شبیه سازی شده و مشاهده شده در تربت حیدریه و سبزوار بر مبنای سناریوی B1 و در مشهد بر مبنای سناریوی A2 و در مدل سازی بارش در تربت حیدریه بر مبنای سناریوی A2 و در سبزوار و مشهد بر مبنای سناریوی B1 حاصل شده است. بنابراین با عنایت به نتایج این تحقیق لازم است قبل از انجام مطالعات تغییر اقلیم ابتدا مدل GCM بهینه منطقه برای شبیه سازی هر پارامتر اقلیمی انتخاب شود.

پل ها یکی از مهم ترین سازه ها در مهندسی رودخانه می باشند. یکی از مهم ترین دلایل تخریب پل ها، آبشستگی موضعی اطراف پایه های پل است. پل های بسیاری در سراسر دنیا به دلیل آبشستگی خیلی زیاد در اطراف پایه ها تخریب شده اند، که باعث از دست رفتن بسیاری از سرمایه گذاری ها شده است. پس، این ضروری است که عمق آبشستگی در اطراف پایه های پل پیش بینی شود. در این تحقیق از مدل عددی سه بعدی فلوئنت برای بررسی آبشستگی موضعی اطراف گروه پایه استوانه ای در شرایط آب زلال و بستر ماسه ای یکنواخت استفاده گردید. در این مدل، جریان حاوی رسوب به صورت جریان دو فازی (آب- ماسه) در نظر گرفته شده و از مدل دو فازی اولرین استفاده گردید. برای تخمین پارامترهای آشفتگی جریان در فاز آب از مدل K-RNG e استفاده شد. به منظور ارزیابی و صحت سنجی مدل عددی، نتایج محاسباتی با داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. حداکثر عمق آبشستگی در جلوی پایه اول در مدل عددی برابر 12.5 سانتی متر و در مدل آزمایشگاهی برابر 12 سانتی متر اندازه گیری شده است. همچنین عمق آبشستگی در پایه دوم کمتر از پایه اول و عمق آبشستگی در پایه سوم کمتر از مقادیر مربوط به پایه های اول و دوم است. نتایج نشان دادند که مدل دو فازی می تواند پدیده آبشستگی را در اطراف پایه ها شبیه سازی کند.

اجرای یک برنامه مدیریتی موفق خاک و گیاه نیازمند آگاهی از کمیت ویژگی های مکانی و میزان تاثیر آن ها بر عملکرد محصول است. خصوصیات خاک از مهمترین ویژگی های مکانی موثر بر تغییرپذیری عملکرد در مقیاس مزرعه ای می باشد. از این رو در این پژوهش، همبستگی های متقابل بین خصوصیات خاک از جنبه های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی با یکدیگر و با عملکرد ذرت با استفاده از آنالیز مولفه های اصلی (PCA) مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور 18 متغیر خاک و عملکرد ذرت در بخشی از اراضی کشاورزی مزرعه نمونه آستان قدس، شهرستان مشهد اندازه گیری شد. جهت کاهش تعداد متغیرهای مورد مطالعه و حذف اثر چند هم خطی بین متغیرها از آنالیز مولفه های اصلی استفاده شد. بر اساس نتایج حاصل، 4 مولفه اصلی با مقدار ویژه 1≤ و در برگیرنده 67 درصد تغییرات داده های اندازه گیری شده انتخاب گردید. سپس خصوصیات خاک به مولفه های ظرفیت بالای توصیف کننده حاصلخیزی خاک، ظرفیت متوسط توصیف کننده حاصلخیزی خاک، ظرفیت میزان نفوذپذیری خاک و ظرفیت میزان هم آوری خاک گروه بندی شدند. نتایج نشان داد که مولفه ظرفیت بالای توصیف کننده حاصلخیزی خاک با 43 درصد توصیف واریانس داده ها حدود 77 درصد تغییر پذیری عملکرد ذرت را در مقیاس مزرعه ای می تواند توضیح دهد. بنابراین آنالیز مولفه های اصلی امکان توصیف قسمت اعظمی از تغییرپذیری عملکرد محصول را با حذف اثر چند هم خطی فراهم می سازد.

سیلاب های سریع در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل رگبار سریع وقوع می یابند و دارای زمان پایه کوتاه و نقطه اوج بالا می باشند. بررسی رفتار بار بستر منتقل شده تحت تاثیر چنین سیلاب هایی به پایین دست که بر ویژگی های رودخانه تاثیرگذار است از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این تحقیق، به ارزیابی آزمایشگاهی اثر سیلاب ناگهانی بر میزان بار بستر انتقالی به پایین دست از طریق مدل پرداخته شده است. جریان های ورودی از نوع مثلثی و به دو صورت متقارن و نامتقارن در نظر گرفته شد. زمان پایه آب نمود ها ثابت و برابر با 90 ثانیه و دبی اوج آن ها از 6.58 تا 16.18 لیتر در ثانیه در نظر گرفته شد. ذرات رسوبی مورد استفاده به عنوان بار بستر، رسوبات یک نواخت با قطر متوسط 2.5 میلی متر بود که در سه شیب کانال 0.005، 0.01 و 0.02 مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد بین مقدار اوج آب نمود جریان و مقدار بیشینه رسوب نمود، تاخیر زمانی معادل با 5 تا 11 درصد زمان پایه آب نمود وجود دارد. هم چنین شیب کانال و دبی اوج آب نمود جریان ورودی، تاثیر قابل توجه ای در میزان انتقال رسوب به پایین دست و فرسایش بالادست داشته چنان که با دو برابر شدن شیب کف (از 0.005 به 0.01)، میزان بار رسوبی 1.5 برابر و با چهار برابر شدن شیب کف کانال (از 0.005 به 0.02)، حدودا 5 برابر گردید. هم چنین بار رسوبی انتقال یافته تحت تاثیر آب نمود های مثلثی متقارن بیش تر از آب نمود های مثلثی نامتقارن بود.

در این مطالعه به منظور بررسی روند تغییر در نیاز آبی گیاه به مثابه جلوه ا از تغییر آب و هوای استان آذربایجان شرقی، با اتخاذ تبخیر تعرق گیاه مرجع به روش فائو پنمن مونتیس و 15 متغیر مرتبط با آن، این مهم با استفاده از روش های ناپارامتری اسپیرمن، من کندال و تخمین گر شیب سن در 12 سری ماهانه و یک سری سالانه مورد کنکاش قرار گرفت. نتایج حاصل از آماره های این دو آزمون حاکی از آن است که از لحاظ معناداری روند پدیده ذیربط، ایستگاه های مورد بررسی در دو خوشه جداگانه قرار می گیرند. به طوری که خوشه اول شامل ایستگاه های تبریز و مراغه بوده که در تمامی سری های زمانی آنها، به جزء سری زمانی آوریل تبریز، مابقی سری ها دارای روند معنادار افزایشی در سطوح 95% و 99% اطمینان هستند. خوشه دوم شامل ایستگاه های اهر، سراب، میانه و جلفا است که پدیده مذکور به طور مشترک فقط در سری زمانی مارس دارای روند معنادار از نوع افزایشی در همان سطوح اعتماد است. از سویی، نتایج ناشی از آزمون سایر متغیرها، مبین آن است که به رغم آنکه در برخی از سری های زمانی هیچ یک از متغیرهای هواشناختی روند معناداری نداشتند، اما تبخیر تعرق گیاه مرجع به دلیل متاثر شدن از ترکیب و اثر متقابل آنها، دارای روند معناداری بوده است. در نهایت باید اذعان نمود که جهت بررسی تغییر در آب و هوای هر منطقه تنها نباید به متغیرهای اصلی جو اتکاء کرد چه بسا علی رغم معنادار نبودن آنها، ممکن است متغیرهای منبعث از آنها روند معناداری را بیان دارند.

در مطالعه جریان های فوق بحرانی تشکیل امواج ضربه ای از اهمیت بالایی برخوردار است. این امواج عمدتا در هنگام عبور جریان فوق بحرانی در کانال های غیر منشوری یافت می شوند. در تحقیق حاضر با استفاده از مدل آزمایشگاهی تاثیر طول و تحدب دیواره تبدیل همگرای کانال روباز بر پارامترهای هیدرولیکی امواج ضربه ای مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور مقادیر عمق و سرعت لحظه ای در نقاط مختلف امواج ضربه ای تشکیل شده در تبدیل های همگرا به ازای چهار عدد فرود مختلف اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با کاهش طول تبدیل به میزان 63 درصد، مقادیر حداکثر سرعت و ارتفاع امواج به طور متوسط 23.6 درصد و 2.77×102 درصد افزایش یافت. همچنین به ازای طول ثابت تبدیل، با تغییر دیواره های آن از حالت مستقیم به محدب مقادیر مذکور به طور میانگین 6.9 درصد و 35.2 درصد کاهش یافت.

مقاومت برشی خاک سطحی یکی از مهم ترین ویژگی های موثر در تخمین و اندازه گیری فرسایش خاک بوده که اندازه گیری مستقیم آن در سطح حوضه آبخیز هزینه بر و وقت گیر می باشد. این پژوهش با هدف پیش بینی مقاومت برشی خاک سطحی و رتبه بندی مهم ترین فاکتورهای موثر بر آن، با استفاده از مدل سازی توسط روش های شبکه عصبی مصنوعی (ANNs) و رگرسیون چندمتغیره خطی (MLR) و مقایسه این دو روش انجام شد. برای اندازه گیری مقاومت برشی خاک سطحی در صحرا، دستگاه جعبه برش مستقیم طراحی و ساخته شد که قادر به تعیین هر دو پارامتر چسبندگی (c) و زاویه اصطکاک داخلی ( j) می باشد. منطقه مورد مطالعه به مساحت 3500 کیلو متر مربع در اراضی شهرستان سمیرم، واقع در استان اصفهان انتخاب و نمونه برداری خاک (5-0 سانتی متری) و اندازه گیری مقاومت برشی خاک سطحی توسط دستگاه مزبور در 100 نقطه انجام شد. ویژگی های توزیع اندازه ذرات، درصد رس ریز، مقدار ماده آلی، درصد آهک، چگالی ظاهری و درصد سنگ ریزه خاک روی نمونه های خاک تعیین شدند. شاخص نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI)، کاربری زمین و نوع سازند زمین شناسی نیز تعیین گردید. مدل سازی به دو روش MLR و ANNs جهت پیش-بینی مقاومت برشی خاک سطحی (cوj ) انجام شد. به منظور ارزیابی و مقایسه عملکرد مدل های مذکور از شاخص های ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطا استفاده شد. نتایج نشان دهنده دقت مناسب روش ANNs نسبت به روش MLR به دلیل توانایی زیاد شبکه عصبی در کشف و بررسی روابط پیچیده غیر خطی بین پارامترها است. نتایج تجزیه حساسیت بر اساس مدل های شبکه عصبی نشان داد که NDVI، چگالی ظاهری و میزان رس ریز فاکتورهایی هستند که به کمک آن ها می توان c خاک را پیش بینی کرد. نتایج تجزیه حساسیت در مورد پارامتر j نشان داد که میزان شن، چگالی ظاهری و NDVI مهم ترین فاکتور ها و نسبت OM/Clay و مقدار ماده آلی کم اهمیت ترین فاکتورها در پیش بینی این پارامتر در منطقه مورد بررسی بودند.

اطلاع از سطح بحرانی فسفر در خاک و پاسخ های گیاه به مصرف آن می تواند کمک موثری در توصیه بهینه کود فسفر باشد. در این تحقیق، سطح بحرانی فسفر قابل جذب گیاه ذرت (Zea mays L.) در 25 نمونه خاک که از مناطق مختلف استان آذربایجان شرقی در سال 1390 جمع آوری شده بود، تعیین شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو فاکتور کود فسفر در دو سطح صفر و 40 میلی گرم فسفر بر کیلوگرم خاک از منبع منوکلسیم فسفات و 25 نوع خاک با سه تکرار انجام شد. پس از 60 روز رشد، بخش هوایی و ریشه ذرت برداشت شد. خاک های مورد مطالعه دارای 12.4-57.3 درصد رس با میانگین 31.1 درصد، کربنات کلسیم معادل 35-7 درصد با میانگین 21.5 درصد و کربنات کلسیم معادل فعال بین 1.47-10.78 درصد با میانگین 5.1 درصد بودند. نتایج نشان داد که سطوح فسفر کاربردی، نوع خاک و اثر متقابل آنها تاثیر معنی دار بر شاخص های رشد ذرت داشت. سطح بحرانی فسفر قابل جذب به روش اولسن برای دستیابی به 90 درصد حداکثر ماده خشک نسبی ذرت با استفاده از روش های تصویری کیت-نلسون، آماری کیت-نلسون و میچرلیخ-بری، به ترتیب 12، 14.44 و 10.46 میلی گرم در کیلوگرم خاک تعیین گردید. میانگین ضرایب C1 و C معادله میچرلیخ-بری به ترتیب 0.0956 و 0.0073 کیلوگرم خاک بر میلی گرم فسفر بود. همچنین وزن خشک بخش هوایی ذرت با فسفر قابل جذب گیاه در خاک همبستگی معنی داری داشت.

احداث سد بر روی رودخانه، جریان پویا و در حال حرکت (اکوسیستم رودخانه ای) را به آبی ایستا و راکد (اکوسیستم دریاچه ای) تبدیل می نماید. مهم ترین تفاوت این دو اکوسیستم زمان ماند و لایه بندی شدن آب است که باعث میشود کیفیت آب رودخانه قبل از مخزن سد و بعد از آن متفاوت باشد. در این تحقیق در ابتدا به شبیه سازی توزیع حرارت در مخزن سد پانزده خرداد طی سال 1376 توسط مدل دوبعدی متوسط گیری شده در عرض CE-QUAL-W2 پرداخته شد. در ادامه نتایج حاصل از این مدل با نتایج حاصل از شبیه سازی مدل یک بعدی عمقی DYRESM و نیز با داده های صحرایی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر دو مدل در شبیه سازی پروفیل های حرارتی مخزن در دوران اختلاط مخزن و نیز پیش بینی زیرلایه و میان لایه در دوران لایه بندی موفق عمل کردهاند اما مدل DYRESM در پیشبینی دمای رولایه در دوران لایه بندی ضعیف عمل کرده است. در ادامه روابطی که دو مدل برای محاسبه شار حرارتی مورد استفاده قرار می دهند، با هدف دستیابی به علت این اختلاف بررسی شد. با توجه به اینکه مخزن سد پانزده خرداد در منطقه ای قرار دارد که تبخیر عامل مهمی می باشد وجود روابط متفاوتی که دو مدل برای محاسبه شار حرارتی تبخیر مورد استفاده قرار می دهند، باعث شده تا تبخیر در مدل DYRESM نسبت به میزان واقعی آن کمتر برآورد شده و سبب اختلاف در شبیه سازی دمای رولایه در مقایسه با داده های اندازه گیری شده گردد.

نقشه های خاک، منابع رایج اطلاعات خاک برای ارزیابی اراضی و برنامه های آمایش سرزمین می باشند. هدف از این مطالعه، ارزیابی قابلیت روش زمین آماری و مرسوم در تهیه نقشه برخی ویژگی های فیزیکی (سیلت، شن و رس) و شیمیایی (کربنات کلسیم معادل و اسیدیته) خاک بود. برای این منظور، بر اساس تفسیر عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای و بازدیدهای صحرایی، 5 واحد ژئوپدولوژیک در منطقه ای به وسعت تقریبی 12 کیلومتر مربع در جنوب جیرفت شناسایی شد. تعداد 100 نمونه خاک سطحی (صفر تا 20 سانتی متر) در قالب یک الگوی نمونه برداری شبکه ا منظم، به فواصل 500×250 متر برداشت گردید. نتایج مقایسه میانگین ویژگی های خاک بین واحدهای ژئوپدولوژیک نشان داد که این واحدها، حداقل از نظر یک یا چند ویژگی با یکدیگر تفاوت دارند. تفاوت ویژگی ها بین واحدهای مختلف به دلیل تفاوت در فرآیندهای ژئومرفیک در واحدها است. نقشه های موضوعی (پیوسته) تهیه شده از ویژگی ها به روش کریجینگ معمولی نیز تغییرات را به صورت پیوسته و هماهنگ با تغییرات فرآیندهای ژئومرفیک نشان داد، ولی تغییرات بین واحدها که در طبیعت به سادگی و به ویژه در مرز واحدها قابل تشخیص است و در مساحت های بزرگ برای مدیریت مناسب هستند، توسط روش زمین آمار آشکار نشد. با توجه به نتایج این مطالعه می توان پیشنهاد کرد که به منظور بررسی تغییرپذیری ویژگی های خاک در مساحت های بزرگ (نقشه های کوچک مقیاس) و برای تسریع در کار و کاهش هزینه ها از روش های مرسوم و در مساحت های کوچک (نقشه های بزرگ مقیاس) از روش های زمین آماری استفاده کرد.

در کاربرد تئوری های آماری و احتمالی در تحلیل سری های زمانی هیدرولوژیکی فرض بر این است که متغیرها دارای توزیع نرمال هستند. از آن جا که بسیاری از سری های زمانی نرمال نبوده، لذا نیاز است قبل از هر گونه تحلیل و مدل سازی، آنها را نرمال کرد. این کار توسط توابع تبدیل صورت می گیرد. در این مطالعه با استفاده از 12 تابع تبدیل نرمال رایج، داده های میانگین بارندگی ماهانه مناطق مختلف ایران تبدیل به داده های با توزیع نرمال شد و با استفاده از آزمون ضریب چولگی، توابع برتر در هر منطقه آب و هوایی ایران انتخاب شد. سپس توابع تبدیل منتخب با استفاده از دو آزمون شاپیرو-ویلک و کی دو تایید گردید. نتایج نشان داد که داده های مورد استفاده در مناطق گرم و خشک با تبدیل جذر، به شکل مناسبی نرمال می شوند و در مورد بقیه مناطق آب و هوایی با احتمال می توان تبدیل یو- جانسون را برای مناطق گرم و مرطوب و تبدیل معکوس را برای مناطق معتدل انتخاب کرد.

ژئومرفولوژی رابطه تنگاتنگی با پیدایش و میکرومرفولوژی خاک ها دارد. بنابراین، برای بررسی فرآیندهای پدوژنیک در سطوح مختلف ژئومرفیک، آگاهی از ویژگی های میکرومرفولوژیک خاک ها ضروری است. در این پژوهش ویژگی های میکرومرفولوژیک خاک های منطقه رودبار جنوب (بخشی از حوزه جازموریان) مطالعه و همچنین تاثیر ژئومرفولوژی بر این ویژگی ها بررسی گردید. برای انجام این مطالعه هفت خاکرخ در اشکال اراضی مخروط افکنه و پلایا که هر یک به چند سطح مختلف ژئومرفیک تقسیم می شود حفر و نمونه های دست نخورده برای تهیه مقاطع نازک برداشت شد. بررسی مقاطع نازک سطوح ژئومرفیک میانه و قاعده مخروط افکنه، نشان دهنده پوشش رس و بلورهای عدسی شکل، صفحات درهم قفل شده و پرشدگی گچ در افق های 2Bt1 و By می باشد. در حالی که در سطوح مختلف ژئومرفیک اشکال اراضی پلایا، پرشدگی گچ، پوشش پراکنده رس و هم چنین پدوفیچرهای مرکب، شامل پوشش رس و آهک مشاهده گردید. به طرف سطح ژئومرفیک پف کرده نمکی پلایا بر میزان بلورهای عدسی و ریزبلور گچ افزوده شده است. مشاهده پوشش رس در خاک های این منطقه با توجه به اقلیم کنونی منطقه شاهدی بر وجود بارندگی کافی و شرایط اقلیمی مرطوب برای آبشویی و انتقال رس در گذشته می باشد. از سوی دیگر، حضور پدوفیچرهای مرکب نشان دهنده پلی-ژنتیک بودن این خاک ها می باشد. مشاهده پوشش رس پراکنده، ویژه افق ناتریک می باشد که در اثر انتشار توسط یون سدیم، حرکت و تجمع می یابد. به طور کلی، از شواهد و مشاهدات میکرومرفولوژیک ذکر شده می توان نتیجه گیری کرد که نتایج فوق نشان دهنده دوره های مرطوب گذشته و همچنین تکرار دوره های خشک و مرطوب در این خاک ها می باشد.

دشت بروجن-فرادنبه یکی از دشت های مهم کشاورزی استان چهارمحال است. پساب تصفیه خانه بروجن در فصل زراعی به مصرف آبیاری مزارع بخش شرقی دشت می رسد. هدف از انجام این تحقیق تهیه یک نقشه تلفیقی کمبود بر اساس غلظت قابل جذب عناصر کم مصرف در خاک این دشت و بررسی انعکاس کلی اثر کاربرد پساب در نقشه بود. تعداد 180 نمونه خاک از عمق 0 تا 30 سانتی متری نقاط مختلف اراضی زراعی و مرتعی دشت 2340 هکتاری برداشت و غلظت قابل جذب مس، روی، منگنز و آهن در نمونه ها اندازه گیری شد. پس از واریوگرافی و تعیین مناسب ترین روش برآورد مکانی نقشه هر عنصر ترسیم شد. به منظور تهیه نقشه تلفیقی، ابتدا نقشه هر عنصر نرمال شده و بر اساس آن ها نقشه های رتبه به دست آمدند. با استخراج وزن هر عنصر از نقشه رتبه آن نقشه شاخص تلفیقی تهیه شد. بر اساس نقشه ها، غلظت قابل جذب عناصر کم مصرف مس، روی و آهن از سمت غربی دشت به سمت قسمت های مرکزی و شرق دشت افزایش داشت. این روند به کاربرد پساب در بخش شرقی نسبت داده شد. تغییرات غلظت قابل جذب منگنر در دشت فاقد روند مشخصی بود اما کمترین غلظت این عنصر هم در بخش غربی دشت دیده شد. نقشه تلفیقی دارای میانگین 85.5 درصد بود که نشانگر فقر شدید خاک از عناصر کم مصرف بود به طوری که در نقشه تلفیقی حدود 34 درصد از مساحت دشت فقر شدید عناصر کم مصرف را نشان می دهد. کاربرد پساب کمبود کلی عناصر کم مصرف را 4 درصد کاهش داده است. در تحلیل حساسیت شاخص تلفیقی به حذف عنصر روی حساسیت زیادی نشان داد. بنابراین، در این دشت، روی باید با دقت و تکرار بیشتری پائیده شود.

پیش بینی جریان رودخانه به منظور فعالیت های مرتبط با برنامه ریزی و بهره برداری منابع آب لازم و ضروری است. عملکرد دو الگوی هوشمند شامل فازی-عصبی تطبیقی (مبتنی بر روش افراز شبکه) و برنامه ریزی بیان ژن در پیش بینی جریان رودخانه بررسی شد. 21 سال رواناب ماهانه دو ایستگاه صفاخانه واقع بر روی رودخانه ساروق چای و سنته واقع بر رودخانه خرخره چای در حوضه آبریز زرینه رود استفاده شد. اثرات تناوبی و فصلی جریانات ماهانه در این تحقیق بر روی عملکرد الگوها ارزیابی شد. با در نظر گرفتن ضریب فصلی در الگوی برنامه ریزی بیان ژن مقدار آماره ضریب تعیین به ازای بهترین الگو به میزان 0.19 و 0.25 به ترتیب برای ایستگاه های صفاخانه و سنته افزایش یافت. همچنین عملکرد دو الگوی فوق برای پیش بینی جریان با داده های ایستگاه مجاور نیز بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که هر دو روش فازی-عصبی و برنامه ریزی بیان ژن می توانند به طور موفقیت آمیزی برای پیش بینی رواناب ماهانه رودخانه استفاده شوند. در این حالت مقدار آماره ریشه میانگین مربعات خطا با به کارگیری بهترین ترکیب ورودی برای الگوهای فازی-عصبی تطبیقی و برنامه ریزی بیان ژن به ترتیب برابر 4.88 و 4.89 به دست آمد. اما الگوی برنامه ریزی بیان ژن به دلیل ارائه رابطه ریاضی حاکم بر مساله مورد بررسی نسبت به الگوی فازی عصبی تطبیقی برتری دارد.

با قرارگیری پایه پل در مقابل جریان، گردابه هایی در مقابل آن شکل گرفته که در نتیجه فعالیت آنها مواد بستر پیرامون پایه فرسایش یافته و چاله آبشستگی شکل می گیرد و در صورت کافی نبودن عمق پی و شمع های پایه پل، شکست پل را به دنبال خواهد داشت. یکی از روش های کاهش آبشستگی اطراف پایه های پل، استفاده از آستانه در مجاورت پایه می باشد. در تحقیق حاضر تاثیر موقعیت آستانه بر ابعاد چاله آبشستگی اطراف گروه پایه کج در شرایط مختلف هیدرولیکی و رقوم کارگذاری فونداسیون بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. گروه پایه مورد بررسی متشکل از دو پایه کج مستطیلی با ابعاد 2.5 در 3.5 سانتیمتر که با زاویه 28 درجه بر روی فونداسیونی با ابعاد 10 در 16 سانتیمتر نصب گردید، بود. آزمایش ها تحت شرایط مختلف موقعیت آستانه (در مقابل، وسط و پشت فونداسیون)، سرعت و عمق جریان و نیز رقوم های نسبی مختلف کارگذاری فونداسیون (فاصله روی فونداسیون تا سطح بستر نسبت به عرض پایه)، 1-، -0.5، صفر و 1+، انجام شد. مقایسه نتایج نشان داد که استقرار آستانه در مقابل فونداسیون بیشترین تاثیر را در کاهش حداکثر عمق آبشستگی دارد. همچنین مقدار کاهش آبشستگی در شرایطی که رقوم کارگذاری فونداسیون همتراز بستر باشد، بسیار چشمگیر می باشد.

تبخیر و تعرق یکی از مهمترین پارامترهایی است که دانستن آن جهت برآورد نیاز آبی گیاه و طراحی سیستم های آبیاری ضروری است، این پدیده متاثر از پارامترهای اقلیمی زیادی می باشد. در این پژوهش به بررسی تاثیر نسبی متغیرهای موثر در این پدیده و نیز برآورد تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از آنالیز مولفه های اصلی و تحلیل عاملی پرداخته شده است. به این منظور از داده های ایستگاه سینوپتیک مشهد با اقلیم نیمه خشک واقع در استان خراسان رضوی در مقیاس روزانه و در فاصله سال های 2005-1991 استفاده گردید و تاثیر نسبی پارامترهای دما (T) (حداکثر، متوسط و حداقل)، رطوبت نسبی (RH)، ساعات آفتابی (Rs) و سرعت باد در ارتفاع دو متری از سطح زمین (U2) بر این پدیده مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از مولفه های اصلی استخراج شده، مدل رگرسیون خطی چندگانه برای تخمین تبخیر و تعرق ارایه شد. آماره t برای مقدار ثابت و برای هر یک از مولفه های اصلی تعیین شد که همه ضرایب در سطح 5% معنی دار بودند. در شرایط اقلیمی مشهد، همبستگی مولفه های اول (PC1) و دوم (PC2) با تبخیر و تعرق به ترتیب دارای ضرایب 0.694 و 0.556 بود، مولفه اول نسبت به مولفه دوم همبستگی بیشتری با تبخیر و تعرق داشت و دمای حداقل، دمای متوسط، دمای حداکثر و رطوبت نسبی برای برآورد تبخیر و تعرق به ترتیب از اهمیت بیشتری نسبت به سایر متغیرها (ساعات آفتابی و سرعت باد) برخوردار بودند. مقادیر ضریب تبیین روش های MLR-PCA و MLR برابر با 0.903 و 0.897 به دست آمد که بیانگر توانایی روش PCA است.

در اغلب مناطق، کشاورزی منبع اصلی آلودگی منابع آب های سطحی و زیرزمینی به نیتروژن می باشد و مدل های شبیه سازی ابزار مفیدی در تعیین سهم نیتروژن کشاورزی در آلودگی منابع آب هستند. در این تحقیق نیتروژن نیتراتی آبشویی شده در یک خاک با بافت لوم تا لومی سیلت اندازه گیری و پس از واسنجی مدل LEACHN شبیه سازی شد. طرح آزمایشی این پژوهش به صورت بلوک های کامل تصادفی و شامل 15 لایسیمتر (ستون خاک) از جنس PVC به ارتفاع 120 و قطر 40 سانتی متر در ایستگاه صحرایی بخش مهندسی آب دانشکده کشاورزی شیراز بود. در لایسیمترها گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704 کاشته شد. تیمارها شامل پنج تیمار کود اوره به میزان صفر (شاهد)، 150، 200، 250 و 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود که در سه تکرار انجام شدند. نتایج اندازه گیری ها در انتهای فصل رشد در عمق 120 سانتی متر نشان داد که با افزایش کود اوره، مقدار آبشویی نیتروژن نیتراتی در تیمارهای کودی 150، 200، 250 و 300 کیلوگرم در هکتار بترتیب 132، 174، 134 و 182 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. به طور کلی مقادیر شبیه سازی شده همواره بزرگتر از مقادیر اندازه گیری شده بود و خطای نسبی بین 11.3 درصد (تیمار 300 کیلو گرم در هکتار) تا 88.6 درصد (تیمار شاهد) بدست آمد. ارزیابی نتایج مدل نشان داد که بهترین شبیه سازی ها برای تیمارهای کودی بترتیب 300، 200، 150، 250 و شاهد بوده است. به طورکلی شبیه سازی های انجام شده توسط مدل LEACHN بیانگر دقت نسبتا خوب مدل در شبیه سازی مقدار نیترات آبشویی می باشد.

یکی از مهم ترین اهداف در مطالعات هیدرولوژیکی، برآورد کمی فرایند بارش-رواناب در حوزه آبخیز است. روش ها و مدل های متعددی به منظور شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب ساخته شده اند که هر یک مزایا و معایب خود را دارد. هدف از تحقیق حاضر، بررسی کارایی مدل هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومرفولوژی (GIUH)4 در تهیه هیدروگراف سیلاب و مقایسه عملکرد آن با مدل های اشنایدر، (SCS)5 و مثلثی است. به منظور اجرای روش های مذکور، اطلاعات بارش و رواناب مربوط به 14 رخداد گرد آوری گردید و هیدروگراف مستقیم به دست آمد. با توجه به شاخص های آماری RMSE، MAE و ضریب ناش- ساتکلیف، مقایسه هیدروگراف های مشاهده ای و برآوردی نشان داد که روش GIUH کارآمد ترین مدل در برآورد دبی اوج بوده و بعد از آن روش های مثلثی، SCS و اشنایدر دارای مراتب بعدی هستند. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده، به ترتیب روش های اشنایدر، GIUH، مثلثی و SCS دارای بیشترین کارایی در برآورد زمان تا اوج هستند. علاوه بر این نتایج بیان گر کم برآوردی روش های GIUH و مثلثی در برآورد دبی اوج و بیش برآوردی روش اشنایدر و کم برآوردی روش GIUH در برآورد زمان تا اوج می باشد.