آب و خاک
سال:1390 | دوره:25 | شماره:2 |تعداد مقالات:20

مدلهای ریخت شناسی رودخانه به منظور فراهم آوردن یک بینش فیزیکی نسبت به واکنشهای ریخت شناسی و کمک به مهندسین رودخانه در مدیریت، طراحی و بهره برداری سیستمهای رودخانه، طراحی می شوند. در این راستا مدلهای قطعی بدلیل ساختار تصادفی و دینامیکی سیستم رودخانه ضعیف عمل می کنند، بخصوص که این مدلها نمی توانند شکل دقیق بستر رودخانه، بویژه رودخانه شریانی را به دلیل تغییرپذیری بستر رودخانه و نوسانات در هندسه مقطع عرضی، پیش بینی کنند. از آنجا که شیوه مدل تصادفی، تغییرپذیری رفتار سیستم رودخانه را با زمان رسیدگی می کند بنابراین ضرورت مدلسازی تصادفی تغییرات ریخت شناسی رودخانه ها و نوسانات بستر رودخانه لازم بنظر می رسد. ریخت شناسی بسیاری از رودخانه های جهان دستخوش یک سری از تغییرات وسیع شده که هم زمان توسعه آبشستگی موضعی رودخانه یک مساله مهم در مهندسی رودخانه شده است. تغییرات ریخت شناسی رودخانه در بازه شریانی توسط پارامتر شریانی قابل ارزیابی می باشد، بدین صورت که کاهش پارامتر شریانی سبب تغییر ریخت شناسی رودخانه از حالت شریانی به حالت مئاندری می شود، که این به نوبه خود با افزایش عمق چاله فرسایشی همراه است. لذا جهت بررسی ارتباط آبشستگی بستر رودخانه شریانی با تغییر ریخت شناسی، یک مدل تصادفی بر اساس چهار پارامتر تراز بستر رودخانه، حداکثر دبی جریان، حداکثر دبی رسوب و شیب رودخانه، ارایه شده است که در آن، به منظور مدلسازی سری زمانی حداکثر جریان ماهانه و پیش بینی مقدار و زمان وقوع آن از مدل استوکستیکی ARIMA و برای برآورد دبی رسوب از روش های بگنولد، مییر - پیتر و انیشتین برون استفاده شده است. مطالعه موردی بر روی داده های استخراج شده از رودخانه یاهاجی از کشور ژاپن انجام یافته است. مقایسه نتایج حاصل از مدل تصادفی با داده های واقعی نشان می دهدکه اگر برآورد بار بستر با روش بگنولد صورت گیرد، مدل به خوبی می تواند با پیش بینی مقطع عرضی رودخانه شریانی و بدنبال آن پیش بینی عمق آبشستگی بستر رودخانه در چندین سال متوالی، تغییرات ریخت شناسی رودخانه شریانی را پیش بینی کند. سیر نزولی مقادیر پیش بینی شده عمق آبشستگی بستر بیانگر تغییر مورفولوژی رودخانه یاهاجی در ایستگاه یونزو از حالت شریانی به مئاندری می باشد.

نظر به اهمیت خاک در پروژه های عمرانی از قبیل زیرسازی جاده ها، پوشش کانالهای آبیاری و سازه های مرتبط با آن و غیره، بهسازی خاک جهت بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آن مدت های طولانی مورد علاقه متخصصین ژئوتکنیک بوده است. در این خصوص روش های مختلفی از جمله مخلوط کردن خاک با مصالح دیگر مانند آهک یا سیمان مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به اینکه مخلوط کردن خاک، تنها با آهک یا سیمان ممکن است خصوصیات مقاومتی لازم برای اجرای پروژه را در بر نداشته باشد، لذا امروزه علاوه بر این مصالح از مصالح و مواد افزودنی دیگر مانند ماسه و یا مواد پلیمری استفاده می شود. در این تحقیق تاثیر افزایش ماسه بادی بر روی خصوصیات مقاومتی مخلوط خاک-آهک مورد بررسی قرار گرفته است. خاک در نسبت های اختلاط مختلف به صورت همزمان با درصدهای صفر، 3، 5، 7 و 9 آهک و صفر، 5، 10 و 15 درصد ماسه بادی مخلوط و در هر نسبت اختلاط اقدام به تهیه نمونه با استفاده از روش تراکم استاتیکی گردید. نمونه ها بعد از قرار گرفتن در 3 دوره نگهداری 7، 14 و 28 روزه در شرایط اشباع و دمای 25 درجه سانتیگراد مورد آزمایش تک محوری قرار گرفتند. برخی از مهمترین نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد افزایش ماسه بادی به تنهایی تاثیر اندکی در خصوصیات مقاومتی خاک دارد. اما کاربرد ماسه بادی با آهک می تواند خصوصیات آن را به نحو چشمگیری افزایش دهد. ماکزیمم مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته خاک در نسبت اختلاط 7 درصد آهک و 10 درصد ماسه بادی حاصل شد.

به منظور مطالعه تاثیر رژیم آبیاری و رقم بر عملکرد و برخی از خصوصیات کیفی سیب زمینی، آزمایشی در سال 1388 به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سه نوع رژیم آبیاری: تامین 100 درصد نیاز آبی گیاه (I1)، تامین 70 درصد نیاز آبی سیب زمینی پس از سبز شدن بوته ها تا قبل از مراحل حساس رشد سیب زمینی از جمله آغازش غده و غده بندی گیاه،(I2)  و تامین 70 درصد نیاز آبی سیب زمینی در طول دوره رشد گیاه (I3) و ارقام مورد استفاده شامل آگریا، آلمرا و سینورا بودند. نتایج آزمایش نشان داد که از نظر عملکرد کل غده و تعداد غده بازار پسند در کلیه رژیم های آبیاری رقم آگریا نسبت به سایر ارقام برتری داشت. وزن متوسط غده بازار پسند و درصد نشاسته غده رقم آگریا در مقایسه با دو رقم دیگر بیشتر بود، در حالی که رقم آلمرا بصورت معنی داری درصد ماده خشک غده بیشتری را نسبت به سایر ارقام داشت. همچنین با افزایش حجم آبیاری بکار رفته کلیه صفات کمی و کیفی اندازه گیری شده بجز وزن مخصوص غده بهبود یافت. در مجموع با توجه به نتایج این آزمایش به نظر می رسد با کاهش 30 درصد در حجم آبیاری قبل از دوره آغازش غده می توان عملکرد نسبتا قابل قبولی را برای رقم آگریا نسبت به سایر ارقام انتظار داشت.

بی مهرگان خاکزی تحت تاثیر عوامل محیطی بوده و الگوی توزیع آنها توسط این عوامل تعیین می شود. تغییرپذیری ویژگی های خاک از مهم ترین دلایل تغییرپذیری ماکروفون خاک به شمار می رود. این تحقیق جهت بررسی میزان تغییر پذیری مکانی بایومس ماکروفون و ویژگی های خاک در جنگل های حاشیه رودخانه کرخه انجام گرفت. ماکروفون خاک با استفاده از 200 نقطه نمونه، روی خطوط (ترانسکت) موازی با فاصله 500 متر از یکدیگر و عمود بر رودخانه نمونه برداری شدند. فاصله 500 متر به عنوان فاصله پایه نمونه برداری در نظر گرفته شد اما در فواصل کمتر نیز به صورت سلسله مراتبی، تصادفی و هدف مدار، نمونه هایی جمع آوری شدند. نمونه برداری به روش دستی، در قطعات نمونه ای به ابعاد 50 × 50 سانتی متر تا عمق 25 سانتی متر صورت گرفت. در هر نقطه نمونه روی ترانسکت ها با فاصله حداکثر 1 متر از محل نمونه برداری ماکروفون، نمونه های خاک از عمق 25-0 سانتی متری برداشت شدند. پس از اندازه گیری بایومس ماکروفون، بافت خاک،pH  و هدایت الکتریکی اقدام به بررسی همبستگی مکانی با استفاده از روش های زمین آماری (واریوگرام) و پهنه بندی با استفاده از کریجینگ بلوکی گردید. نتایج بیانگر آن است که همه متغیرهای مورد بررسی دارای ساختار مکانی همراه با مدل های سقف دار می باشند. دامنه تاثیر بایومس ماکروفون،pH ،EC ، درصد شن، درصد سیلت و درصد رس به ترتیب، 1728، 1800، 1536، 2964، 2100 و 3264 متر بود. نقشه های کریجینگ نشان می دهند که بایومس ماکروفون و ویژگی های خاک الگوی تصادفی نداشته و دارای الگوی مکانی می باشند. همچنین الگوی پراکنش مکانی بایومس ماکروفون، مشابه با الگوی پراکنش درصد سیلت و pH است.

استفاده از مدل های رشد گیاه با توجه به کاهش نیاز به بازدیدها و اندازه گیری های مستقیم مزرعه ای می تواند امر مدیریت آب آبیاری و کود را تسهیل نماید. از طرفی اغلب به دلیل پیچیدگی و سختی درک و فهم این گونه مدل ها و در دسترس نبودن اطلاعات ورودی مورد نیاز، استفاده از آنها را به ویژه در تصمیم گیری های مدیریتی که باید قبل از فصل کشت صورت گیرد، دچار مشکل می کند. در این مطالعه یک مدل ساده (VSM) جهت پیش بینی عملکرد ذرت تحت مدیریت های مختلف آب و نیتروژن مورد استفاده قرار گرفت. در فرآیند واسنجی، پارامترهای مدل شامل حداکثر مقدار شاخص سطح برگ، دوره زمانی گلدهی و برداشت، شاخص برداشت و بازده استفاده از نور بر اساس نهاده های آب و نیتروژن برآورد گردید. واسنجی مدل با استفاده از اطلاعات یک آزمایش مزرعه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کرت های خرد شده در سه تکرار با چهار تیمار آبیاری و چهار سطح کاربرد نیتروژن انجام شد. مقایسه مقادیر اندازه گیری شده و تخمین مدل واسنجی شده نشان داد که مدل در تخمین عملکرد محصول برای دامنه وسیعی از اطلاعات آزمایش موفق بوده و می تواند پس از ارزیابی، در تصمیم گیری های مدیریتی آب و نیتروژن در کشت ذرت مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، این مدل می تواند مقادیر بهینه این نهاده ها را قبل از شروع فصل رشد تعیین نماید.

برهم کنش بین قارچ های میکوریز آربوسکولار بومی (Glomus mosseae) و غیر بومی (Glomus spp.) مناطق آلوده با باکتری های مقاوم به کادمیوم و محرک رشد گیاه بومی مناطق آلوده ( Bacillus mycoidesوMicrococcus roseus ) بر رشد، جذب کادمیوم و عناصر غذایی توسط گیاه ذرت (Zea mays L.)، در خاک آلوده به کادمیوم بررسی گردید. با افزایش سطح کادمیوم خاک، وزن خشک اندام هوایی، ریشه، مقدار فسفر و آهن اندام هوایی کاهش و مقدار کادمیوم اندام هوایی و ریشه افزایش یافت. درصد کلنیزاسیون ریشه در سطوح مختلف کادمیوم و در مایه زنی توام با باکتری های محرک رشد گیاه متفاوت بود. بیشترین وزن خشک اندام هوایی و ریشه، جذب فسفر و آهن به اندام هوایی در غلظت های بالای کادمیوم، در تیمار گلوموس موسه بود. در تیمارهای فقط میکوریزی در سطوح 100 و 200 کادمیوم، به ترتیب گیاهان کلنیزه شده با Glomus spp. و گلوموس موسه بیشترین مقدار کادمیوم ریشه را داشتند. در هر دو سطح کادمیوم، مایه زنی توام باکتری های میکروکوکوس روزئوس و باسیلوس میکودیس با گلوموس موسه به ترتیب منجر به افزایش و کاهش مقدار کادمیوم اندام هوایی در مقایسه با مایه زنی جداگانه گلوموس موسه گردید. این در حالی است که در سطوح 100 و 200، مایه زنی توام باکتری های محرک رشد گیاه با Glomus spp. به ترتیب منجر به افزایش و کاهش یا عدم تفاوت معنی دار در جذب کادمیوم به اندام هوایی گردید. تیمار مایه زنی توام گلوموس موسه با باکتری میکروکوکوس روزئوس با بیشترین مقدار تجمع کادمیوم در گیاه، موثرترین تیمار در گیاه پالایی و تثبیت کادمیوم شناخته شد.

با توجه به اهمیت تعیین دقیق و به موقع تبخیر و تعرق در محاسبات بیلان آبی، شبیه سازی تولیدات گیاهی و برنامه ریزی های آبیاری از یک سو و نبود داده های مناسب هواشناسی از سوی دیگر، ارایه یک مدل ساده، کم هزینه و دقیق را در ارایه این پارامتر ضروری می نماید. لذا این تحقیق با هدف استفاده از توانمندی های سیستم استنتاج فازی (FIS) نسبت به برآورد تبخیر و تعرق مرجع ساعتی با استفاده از حداقل داده های هواشناسی صورت گرفت. بر این اساس پس از بررسی مدل های مختلف موجود و بررسی ترکیب های مختلف داده های ساعتی هواشناسی، مدل نهایی برای برآورد تبخیر و تعرق مرجع ساعتی تنها با استفاده از داده های تابش خالص خورشیدی ارایه شد. مدل فازی ارایه شده با یک پارامتر ورودی که در 48 سطح تعریف شده با بکار بردن 230 قانون در سیستم استنتاج ممدانی با استفاده از روش نافازی سازی مرکز ثقل، تبخیر و تعرق مرجع ساعتی را به صورت عدد حقیقی بدست می دهد. با توجه به نبود داده در ایران برای آموزش مدل از میان 114 ایستگاه مورد بررسی در کالیفرنیای آمریکا، داده های ایستگاه شماره 201 بنام یوسی - اندراد که دارای بیشترین دامنه تغییرات داده های تابش خالص بود، انتخاب شد. همچنین برای تست مدل از 13 ایستگاه با شرایط اقلیمی متفاوت که بطور تصادفی انتخاب شدند، استفاده گردید. مقادیر تبخیر و تعرق ساعتی حاصل از مدل فازی با مدلهای ترکیبی پنمن - مانتیس - فائو 56 و سیمیس - پنمن مورد مقایسه قرار گرفت. کارایی مدلهای مورد مقایسه با استفاده از آماره های ریشه میانگین مربع خطا، خطای انحراف میانگین، ضریب تعیین و معیار جاکوویدز (t) و معیار صباغ و همکاران (R2/t) مورد ارزیابی قرار گرفت. مقایسه نتایج مدل فازی ارایه شده تنها با یک پارامتر ورودی با مدل سیمیس در مقایسه با مدل پنمن - فائو 56 با میانگین مربع خطا RMSE=0.07،MBE=-0.004 ، R2=0.95، t=4.61 و R2/t=0.21 در مرحله آموزش، دقت بالاتر مدل فازی را نشان داد. در مرحله تست نیز مدل فازی همبستگی بالایی با مدلCIMIS  داشت .(R2 = 0.94, RMSE=0.0693, MBE=-0.0384 and R2/t=0.018) با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق، می توان مدل فازی را به عنوان یکی از روش های برآورد تبخیر و تعرق مرجع ساعتی معرفی نمود.

این پژوهش برای ارزیابی تحمل به کمبود روی 30 رقم گندم بهاره در مزرعه تحقیقاتی رودشت اصفهان به صورت آرایش کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. عامل اصلی را دو سطح روی (بدون مصرف کود و مصرف 80 کیلوگرم سولفات روی در زمان کاشت) و عامل فرعی را ارقام گندم تشکیل دادند. با توجه به نتایج تجزیه واریانس و نیز همبستگی شاخص های تحمل و حساسیت به کمبود روی و عملکرد دانه، شاخص های متوسط تولید، میانگین هندسی تولید و تحمل به تنش، مناسب ترین شاخص ها برای شناسایی و معرفی ارقام متحمل به کمبود روی بودند. همبستگی هر سه شاخص با عملکرد دانه در هر دو شرایط کمبود و کوددهی روی، مثبت و در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. با شاخص تحمل به تنش، ارقام مورد مطالعه بر اساس پاسخ به کوددهی و پتانسیل عملکرد به گروه های مختلف دسته بندی شدند. بر اساس هر سه شاخص، رقم قدس متحمل ترین و رقم فلات حساس ترین رقم به کمبود روی بود.

روندیابی جریان در رودخانه های فصلی بدلیل تلفات انتقال و نبود جریان پایه قبل از وقوع سیلاب با روش های مرسوم روندیابی امکان پذیر نمی باشد و لازم است روشهای روندیابی برای این رودخانه ها توسعه داده شوند. بدین منظور در این تحقیق مدلی کامپیوتری برای مقاطع نامنظم رودخانه ای تهیه شده است که در آن معادلات دیفرانسیل جزئی جریان غیر ماندگار غیر یکنواخت ( معادلات سنت - ونانت) پس از خطی شدن، با روش تفاضل های محدود و تکنیک تناوبی حل می شوند. مدل مذکور این قابلیت را دارد که بطور همزمان جریان حوضه میانی و نشت در مسیر را در نظر بگیرد. به منظور تخمین تلفات انتقال روابط موسکات، دیویس - ویلسون و اینگهام در مدل مذکور با معادلات جریان غیر ماندگار جفت شده اند. بررسی دقت مدل از نقطه نظر برنامه نویسی، توانایی شبیه سازی جریان یکنواخت و ارضا رابطه پیوستگی با استفاده از 60 مقطع برداشت شده رودخانه قره سو در بازه ای به طول حدود 18 کیلومتر و یک هیدروگراف ذوزنقه ای که ناحیه جریان ماندگار آن به اندازه کافی طولانی است انجام شد. ارزیابی مدل به منظور پیش بینی رفتار جریان و تلفات انتقال با استفاده از هیدروگراف Lane و مشخصات رودخانهHughes Wash  انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد مدل تهیه شده با دقت بالایی توانایی شبیه سازی جریان ماندگار و ارضا رابطه پیوستگی را دارد. علاوه بر این استفاده از رابطه موسکات باعث می شود مدل زمان شروع و اوج سیلاب را به درستی تخمین زده و تلفات انتقال و حجم هیدروگراف خروجی را با خطای کمتر از 20 درصد برآورد نماید. در حالیکه استفاده از روابط دیویس - ویلسون و اینگهام دلالت بر تطابق نامناسب نتایج مدل با مشاهدات صحرایی دارد.

آبشکن ها ابنیه ای هستند که در حفاظت دیواره و اصلاح مسیر رودخانه کاربرد دارند. مهمترین مشکل آبشکن، آبشستگی اطراف آن است که موجب شکست و واژگونی آبشکن میگردد. تعیین عمق آبشستگی به علت اینکه معرف میزان پتانسیل تخریب جریان در اطراف سازه بوده و همچنین پارامتری مهم در طراحی ابعاد فونداسیون سازه های مسیر جریان می باشد مهم است. با توجه به تحقیقات اندک در زمینه آبشکن های L شکل و آبشکن های باز، در این مطالعه به بررسی میزان آبشستگی در این گونه آبشکن ها پرداخته شده است. به همین منظور از گابیون ها توری - سنگی جهت ساخت آبشکن باز استفاده شده و تاثیر میزان تخلخل گابیون بر آبشستگی آبشکن L با زبانه به سمت پایین دست بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که به ازای تخلخل 50-45 درصد کمترین میزان آبشستگی در اطراف آبشکن با زبانه به سمت پایین دست و بیشترین آبشستگی در اطراف آبشکن با زبانه به سمت بالادست رخ میدهد.

افزایش گازهای گلخانه ای باعث تشدید پدیده تغییر اقلیم شده که اثرات منفی آن بر جوامع بشری یکی از دغدغه های مهم بشر در قرن 21 به شمار می رود. پدیده تغییر اقلیم می تواند بر سیستم های مختلف تاثیرات متفاوتی داشته باشد. که بدلیل نقش حیاتی آب در زندگی انسان، بررسی تاثیرات منفی آن بر شدت و فراوانی وقوع خشکسالی یک منطقه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله به ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر وضعیت خشکسالی حوضه قره سو در دوره های آتی با استفاده از شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده (SPI) پرداخته می شود. در این راستا در ابتدا با استفاده از مقادیر بارندگی روزانه 11 ایستگاه داخل و خارج از حوضه، سری زمانی روزانه میانگین بارندگی حوضه طی دوره پایه 1971 تا 2000 میلادی با روش عکس مربع فاصله در محیط ArcGIS محاسبه شد. پس از آن مقدار شاخص SPI برای مقیاس های زمانی مختلف 6، 12 و 24 ماهه حوضه تعیین گردید. در ادامه بارش حاصل از مدل گردش عمومی جوHadCM3-A2  در دوره 2069-2040 میلادی برای منطقه به روش آماری کوچک مقیاس گردیده و با در نظر گرفتن عدم قطعیت نوسانات اقلیمی منطقه به تولید 100 سری زمانی بارش روزانه پرداخته شد. با اعمال سری های زمانی بارش کوچک مقیاس شده به شاخص SPI و تجزیه و تحلیل های احتمالاتی، وضعیت خشکسالی حوضه قره سو در دوره 2069-2040 برای دوره بازگشت های مختلف مشخص گردید. مقایسه نتایج حاکی از این است که حوضه در دوره 2069-2040 میلادی شاهد افزایش بارش و به تبع آن کاهش شدت خشکسالی نسبت به دوره پایه خواهد بود. این کاهش شدت، برای مقیاس های زمانی 6 و 12 ماهه با افزایش دوره بازگشت افزایش می یابد. این در حالی است که برای خشکسالی های 24 ماهه با افزایش دوره بازگشت، شدت خشکسالی حوضه بیش از دوره پایه خواهد شد.

تغییرات شیمیایی و بیولوژیکی در ریزوسفر بدنبال استفاده از کودهای آلی نظیر لجن فاضلاب و کودهای دامی فرایندهای مهمی هستند که می توانند معدنی شدن و فراهمی نیتروژن و سایر عناصر غذایی گیاه را تحت تاثیر قرار دهند. به منظور بررسی نقش لجن فاضلاب و کودهای دامی در رشد، تامین نیتروژن و خصوصیات ریزوسفر یک آزمایش گلخانه ای به صورت فاکتوریل با استفاده از پنج تیمار ضایعات آلی (لجن فاضلاب، کود مرغی، کود گاوی، کود گوسفندی و شاهد) در ریزوسفر و غیرریزوسفر گیاهان ذرت و آفتابگردان در سه تکرار انجام گردید. نتایج نشان داد که مقدار جذب عناصرN ، P، K، Ca، Mg، Fe، Mn، Zn و Cu از تیمار لجن بطور معنی داری بالاتر از سایر کودهای مورد مطالعه بود. همچنین آفتابگردان درمقایسه با ذرت، مقادیر بیشتریN ، P، K، Ca و Cu را جذب نمود، که می تواند بیانگر توانایی بالای آفتابگردان در جذب این عناصر از خاک باشد. بیشترین مقدار ازت معدنی شده در ریزوسفر و غیرریزوسفر بترتیب در تیمارهای کود مرغی (214.8 میلی گرم در کیلوگرم) و لجن فاضلاب (227.5 میلی گرم در کیلوگرم) حاصل شد. ازت معدنی شده به ویژه مقدار نیترات در ریزوسفر گیاه آفتابگردان بیشتر از ذرت بوده و این پدیده نشان دهنده بالاتر بودن فعالیت میکروبی بویژه میکروارگانیسم های نیتریفیکاتور در ریزوسفر آفتابگردان و افزایش فرایند معدنی شدن و نیتریفیکاسیون بود. معدنی شدن خالص (Nm) در ریزوسفر بالاتر از غیرریزوسفر بود بطوری که جمعیت میکروبی در ریزوسفر ذرت و آفتابگردان به ترتیب 3.7 و 2.3 برابر نمونه های غیرریزوسفری بود. تیمارهایی که لجن فاضلاب دریافت کرده بودند در مقایسه با سایر کودهای آلی جمعیت میکروبی بالاتری را نشان دادند. در ریزوسفر در تیمارهای کودمرغی و لجن فاضلاب پدیده معدنی شدن خالص و در مورد کودهای گاوی و گوسفندی ایموبیلیزاسیون خالص (Ni) اتفاق افتاد. همچنین در غیرریزوسفر به استثنای لجن فاضلاب در بقیه کودهای دامی ایموبیلیزاسیون خالص (Ni) مشاهده گردید. بیشترین مقدار ازت معدنی شده کل در ریزوسفر (مجموع مقادیر نیتروژن معدنی شده موجود در خاک در پایان آزمایش و نیتروژن معدنی جذب شده توسط گیاه) بترتیب بصورت کود مرغی > لجن فاضلاب > کودگوسفندی ≥ کود گاوی بود.

نفوذ از جمله پدیده های مهمی است که متاثر از پارامتر های فیزیکی و هیدرولیکی خاک می باشد. به واسطه هزینه زیاد و زمان بر بودن اندازه گیری نفوذ، تخمین نفوذ با استفاده از مدل های نفوذ منطقی به نظر می رسد. همچنین با توجه به تغییرپذیری رطوبت خاک در اثر عوامل مختلف، تعیین مدلی مناسب جهت تخمین صحیح نفوذ حایز اهمیت می باشد. لذا تحقیق حاضر با هدف تعیین حساسیت مدل های نفوذ کوستیاکوف، فیلیپ، هورتون، سازمان حفاظت خاک آمریکا و گرین - آمپت اصلاح شده نسبت به سطوح مختلف رطوبتی انجام شد. این مطالعه در منطقه ای واقع در بخش مورموری استان ایلام و با لحاظ شرایط همگنی خاک و شیب انجام شد. در این تحقیق با ایجاد چهار سطح رطوبتی شاهد، 5، 10 و 15 لیتر در کرت هایی به ابعاد یک متر مربع، اندازه گیری نفوذ با استفاده از روش استوانه های مضاعف صورت گرفت. در ادامه با استفاده از معیار های سنجش خطا شامل درصد خطای نسبی (RE)، ریشه میانگین مربعات خطا(RMSE) ، ضریب کارایی (EF) و ضریب تبیین (R2) مدل برتر انتخاب گردید. نتایج نشان داد که در مجموع مدل کوستیاکوف در سطوح مختلف رطوبت خاک، تخمین بهتری را از میزان نفوذ در مقایسه با سایر مدل ها از خود نشان داده است. ولی مدل های فیلیپ، سازمان حفاظت خاک آمریکا و مدل هورتون با افزایش مقدار رطوبت خاک، مقدار نفوذ را با دقت بالاتری برآورد می نماید. در مجموع مدل سازمان حفاظت خاک آمریکا نسبت به سایر مدل ها کمترین حساسیت را به تغییر سطوع رطوبتی داشته است. بنابراین مدل های کوستیاکوف و فیلیپ به عنوان مدل های مناسب برای تخمین نفوذپذیری خاک توصیه می شوند.

هدایت هیدرولیکی خاک در بسیاری از مطالعات مربوط به حرکت آب و انتقال املاح مورد نیاز می باشد، لیکن در بیشتر موارد به علت محدودیت های عملی و یا هزینه ای، اندازه گیری آن با دشواری همراه است. رویکردهای غیر پارامتریک از جنبه های مختلفی برای تخمین متغیرهای پیوسته بکار رفته اند. در این پژوهش نوعی از الگوریتم های غیر پارامتریک از نوع یادگیرنده های تنبل موسوم به -k نزدیکترین همسایه، برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از دیگر ویژگیهای کمکی خاک شامل توزیع اندازه ذرات، هدایت الکتریکی عصاره اشباع (ECe)، رطوبت اشباع(θs) ، درصد کربن آلی(OC) ، مقدار مواد خنثی شونده (TNV) و جرم ویژه حقیقی و ظاهری بکار گرفته شد. بر اساس تکنیک ارزیابی تقاطعی برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع هر نمونه خاک هدف، تعداد 10 نمونه خاک که حداکثر تشابه با خاک هدف را داشتند، از بانک مرجع که حاوی 151 نمونه خاک بود، انتخاب و مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع آنها برآورد گردید. استفاده از آماره های ضریب همبستگی پیرسون(r=0.801) ، خطای ماکزیمم (ME=120.4)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE=71.5)، ضریب تبیین(CD=1.32) ، کارآیی مدل (EF=0.65) و ضریب جرم باقیمانده (CRM=-0.046) نشان داد که در بیشتر موارد، این تکنیک بصورتی قابل قبول توانایی تخمین کمیت مورد نظر را دارد. بر این اساس، می توان نتیجه گیری کرد که استفاده از این تکنیک به عنوان روشی جایگزین برای اشتقاق توابع انتقالی خاک، به ویژه هنگامی که فراهمی داده های جدید؛ نیاز به اشتقاق مجدد این توابع را الزام آور می کند، می تواند بکار رود.

در روش کاهش سطح که یکی از رایج ترین روش های تجربی در تعیین توزیع رسوبات در مخازن می باشد، مخازن از نظر هندسی به چهار نوع تقسیم بندی می شوند. برای هر یک از چهار نوع مخزن پارامترهای ارایه شده بر اساس تعداد محدودی مخزن بدست آمده است که پیش بینی این روش را با خطای زیادی همراه می کند. لذا در مخازنی که در حال بهره برداری می باشند و عملیات هیدروگرافی در آنها حداقل یکبار انجام شده باشد، می توان با تعیین پارامترهای مناسب به دقت قابل قبولی دست یافت، یا به اصطلاح مدل را برای آن مخزن خاص واسنجی نمود. در این تحقیق در محیط متلب، ابتدا بر اساس تئوری روش کاهش سطح یک مدل کامپیوتری تهیه شد. سپس مدل بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک آماده شد و در نهایت این دو مدل ترکیب شدند. مدل تهیه شده پارامترهای روش تجربی کاهش سطح را برای هر مخزن به نحوی تعیین می کندکه بیشترین تطابق بین مقادیر محاسباتی و اندازه گیری شده به دست آید. جهت واسنجی و صحت سنجی مدل تهیه شده حداقل به سه دوره اطلاعات اندازه گیری شده نیاز می باشد. به علت کمبود اطلاعات هیدروگرافی مخازن ایران، ابتدا مدل تهیه شده برای سد مخزنی آلتوس در آمریکا که دارای سه دوره اطلاعات می باشد به کار برده شد. نتایج حاصل نشان دهنده افزایش قابل ملاحظه ای در دقت پیش بینی روش با استفاده از پارامترهای بهینه می باشد. سپس با استفاده از این روش پارامترهای بهینه برای سد مخزنی کارده که تنها دو هیدروگرافی از آن در دسترس بود، به دست آمد و بر اساس آنها نحوه توزیع رسوبات در سال های آینده پیش بینی شد.

از دیرباز معادله های متنوعی برای تعیین رواناب به منظور مدیریت منابع آب توسط پژوهش گران ارایه شده که کاربرد گسترده ای در علوم هیدرولوژی دارند. در پژوهش حاضر با بهره گیری از داده های مشاهده ای، کاربرد مدل های تجربی، شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و شبکه عصبی - فازی (CANFIS) در برآورد رواناب بررسی شد. بدین منظور با استفاده از اطلاعات فیزیوگرافی و اقلیمی سه ایستگاه آب سنجی پل زمانخان، قلعه شاهرخ و سد زاینده رود واقع در حوضه زاینده رود، مقادیر رواناب برآورد شده از مدل های تجربی و مدل های هوشمند عصبی با مقادیر رواناب سالانه مقایسه گردید. پارامترهای ورودی شامل متوسط بارش سالانه، متوسط دمای هوا، دمای حداقل و حداکثر هوا بود. نتایج نشان داد مدل های هوشمند عصبی از دقت مناسبی در برآورد رواناب برخوردار بودند. در بین روش های تجربی نیز، روش دی سوزا مناسب تشخیص داده شد. مقایسه شاخص های خطاسنجی بین روش های برگزیده تجربی با مدل های هوشمند عصبی نشان داد میانگین درصد خطای (MPE) درANN ، CANFIS و مدل تجربی دی سوزا به ترتیب 7، 12 و 43 درصد بود که موید اختلاف قابل توجه بین روش ها می باشد. ضمن آن که ترکیب منطق فازی با شبکه عصبی مصنوعی در قالب مدل CANFIS کارایی لازم را در بهبود نتایج شبکه عصبی مصنوعی نداشت. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد با کاهش متغیرهای ورودی از 4 پارامتر به یک پارامتر بارش، خطای مدل سازی به حداکثر مقدار خود (ازMPE=7%  بهMPE=16% ) می رسد. در مقابل ساختار بهینه شبکه عصبی به حذف پارامتر میانگین دمای هوا، حساسیت کمتری (از MPE=7% به MPE=10%) نشان داد. بنابراین با توجه به محدودیت اطلاعات مورد نیاز روابط تجربی و دقت بالای مدل های هوشمند، کاربرد مدل عصبی قابل توصیه است.

این مطالعه با هدف بررسی تحمل به یخ زدگی گیاه مینای چمنی در شرایط کنترل شده و به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. به این منظور گیاهان پس از کشت و رشد در خزانه در اواسط تابستان تا اوایل پاییز و خوسرمایی در شرایط طبیعی در طول پاییز، در مرحله 8-7 برگی با قرار گرفتن در فریزر ترموگرادیان در معرض 12 دمای یخ زدگی (صفر، 2-، 4-، 6-، 8-، 10-، 12-، 14-، 16-، 18-، 20-، 22- درجه سانتی گراد) قرار داده شدند. پایداری غشا سیتوپلاسمی پس از یخ زدگی از طریق اندازه گیری نشت الکترولیت ها و درصد بقا و رشد مجدد گیاهان پس از سه هفته رشد در شاسی سرد و به ترتیب از طریق شمارش تعداد بوته ها و تعیین نسبت آنها به تعداد بوته قبل از تیمار یخ زدگی و اندازه گیری صفاتی نظیر وزن خشک، تعداد گل و برگ کاملا توسعه یافته تعیین شد. با کاهش دما درصد نشت الکترولیت ها به طور معنی داری (p<0.01) افزایش یافت، به طوری که در دمای 18- درجه سانتی گراد به حداکثر رسید. در بقا گیاهان تا دمای 16- درجه سانتی گراد تحت تاثیر قرار نگرفت ولی در یخ زدگی شدیدتر از آن تمام گیاهان از بین رفتند با کاهش دما از 6- درجه سانتی گراد به پایین نیز وزن خشک گیاهان به طور معنی داری (p<0.01) کاهش یافت. بر اساس نتایج حاصله دمای کشنده 50 درصد گیاهان (LT50) بر اساس درصد نشت و درصد بقا به ترتیب -15.2 و -17.0 درجه سانتی گراد تعیین شد.

در تحقیق حاضر اثر تغییر اقلیم بر نیاز خالص آبیاری و عملکرد کشت گندم دیم در دوره های زمانی آینده با استفاده از داده های خروجی مدل CGCM3، از سری مدل هایAOGCM ، در منطقه بهشهر مورد بررسی قرار گرفته است. پارامتر های اقلیمی دما و بارندگی تحت سناریوی انتشارA2 ، در دوره های زمانی 2040-2011، 2070-2041 و 2100-2071، شبیه سازی شدند. این کار با کوچک مقیاس سازی دما به روش آماری و بارندگی به روش تناسبی انجام گرفت. برای تخمین نیاز خالص آبیاری، تبخیر و تعرق پتانسیل با استفاده از روش هارگریوز - سامانی و باران موثر به روش USDA محاسبه شد. اثر کمبود آب بر عملکرد محصول با استفاده از تابع تولید خطی ارایه شده توسط FAO مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که بارندگی ها در فصل پاییز افزایش اما در فصل های زمستان و بهار کاهش می یابد این در حالی است که درجه حرارت در تمامی ماه های سال افزایشی بین 1 تا 2 درجه سانتی گراد تا پایان سال 2100 خواهد داشت. نیاز خالص آبیاری با جابجایی تاریخ کاشت به سمت فصل زمستان افزایش یافته که این افزایش در دوره های آتی تحت تاثیر تغییر اقلیم تشدید خواهد شد. به ازای یک تاریخ کاشت مشخص، کمبود عملکرد نسبی محصول در دوره های آینده نسبت به دوره پایه تغییر چشمگیری نخواهد داشت اما با جابجایی تاریخ کاشت به سمت فصل زمستان به دلیل افزایش تبخیر و تعرق و استفاده کمتر از باران موثر، افزایش می یابد.

بیابان زایی کاهش توان اکولوژیکی و بیولوژیکی زمین بوده که به صورت طبیعی و مصنوعی رخ می دهد. شناخت و ارزیابی عوامل موثر در توسعه روند بیابان زایی، می تواند در مدیریت بهتر سرزمین مفید واقع گردد. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی حساسیت پارامترهای ورودی در وضعیت بیابان زایی با استفاده از مدل مفهومی شبکه عصبی مصنوعی است. منطقه مورد مطالعه با مساحتی معادل 118658 هکتار در جنوب شهرستان نیشابور واقع شده است. این منطقه در طی سال های گذشته به دلیل خشک سالی متوالی، تخریب پوشش گیاهی، تبدیل اراضی مرتعی به کشاورزی دیم، فرسایش آبی و بادی و همچنین مدیریت نامناسب زمین با مشکل بیابان زایی رو به رو بوده است. پس از بررسی های میدانی، تهیه عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای، اقدام به جمع آوری لایه های مورد نیاز و تجزیه و تحلیل آنها در سیستم اطلاعات جغرافیایی گردید. جهت ارزیابی روند بیابان زایی، از روش فائو - یونپ (1984 میلادی) استفاده شد. در این روش وضعیت پوشش گیاهی، وضعیت مراتع، فرسایش بادی و آبی و شوری به عنوان عوامل موثر در وضعیت بیابان زایی، تعریف و امتیازبندی شدند. پس از ورود اطلاعات به محیط GIS بر اساس روش فائو - یونپ معیارهای تاثیرگذار بررسی و نقشه وضعیت بیابان زایی به دست آمد. نتایج نشان داد که وضعیت بیابان زایی در شمال منطقه مطالعاتی شدید بوده که مهمترین دلایل آن، کاهش درصد تاج پوشش، زوال پوشش گیاهی و فرسایش آبی شدید می باشد. این در حالی است که 62 درصد منطقه دارای وضعیت بیابان زایی متوسط و 30 درصد دارای وضعیت ناچیز است. جهت مقایسه نتایج حاصل از ارزیابی وضعیت بیابان زایی و همین طور وزن دهی اثر پارامترهای ورودی، از مدل ریاضی شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شد. نتایج نشان داد که اثر وضعیت پوشش گیاهی، فرسایش بادی و فرسایش آبی در روند بیابان زایی، غیر قابل اغماض بوده که باید مورد توجه جدی قرار گیرد. اما در مورد اثر شوری، این عامل از تاثیرگذاری کمتری نسبت به عوامل دیگر برخوردار می باشد که با روش فائو - یونپ تطابق دارد. نتایج بررسی معیارهای خطا، خصوصا میانگین مربعات خطا با مقدار 0.25 این عملکرد را به خوبی تایید می کند.

ارتباط نزدیک و متقابلی بین موقعیت ژئومرفیک و نحوه تشکیل و تکامل خاک وجود دارد. چنانچه مطالعات خاک شناسی در ارتباط با سطوح ژئومرفیک انجام پذیرند، درک عمیق تری از فرآیندهای خاک سازی فراهم خواهد گردید. تحقیق حاضر به منظور مطالعه نحوه تشکیل، میکرومرفولوژی و کانی شناسی رسی خاک های منطقه باستانی جیرفت در سطوح ژئومرفیک مختلف انجام گرفت. رژیم حرارتی و رطوبتی منطقه، به ترتیب، هایپرترمیک و اریدیک می باشند. اشکال اراضی مخروط افکنه، پدیمنت پوشیده، سطوح حد واسط، دشت آبرفتی و اراضی پست در منطقه شناسایی گردیدند و هر شکل اراضی بر اساس میزان پایداری، به سطوح ژئومرفیک مختلف تقسیم گردید. بر روی هر سطح ژئومرفیک، یک خاکرخ شاهد حفر، تشریح و نمونه برداری شد. نمونه های خاک تحت آزمایش های معمول فیزیکی و شیمیایی، کانی شناسی رسی و میکرومرفولوژی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که از پدیمنت پوشیده به طرف اراضی پست، میزان شوری، pH و نسبت جذبی سدیم افزایش می یابند و همچنین رسوبات، ریزبافت تر می شوند. کانی شناسی بخش رس خاک های منطقه مورد مطالعه، حاکی از وجود کانی های رسی کلریت، ایلیت، پالیگورسکیت، اسمکتیت و کائولینیت می باشد. به طرف دشت آبرفتی، به علت بالا بودن سطح آب زیرزمینی از پایداری پالیگورسکیت کاسته می شود و اسمکتیت، کانی غالب خاک می باشد. منشا کانی پالیگورسکیت در سطوح پدیمنت پوشیده، حدواسط و دشت آبرفتی، به ترتیب، موروثی، پدوژنیک و آواری می باشد. بررسی مقاطع نازک، نشان دهنده وجود پوشش و پرشدگی رس در افق های Btn و Btk موجود در سطوح پایدار و ناپایدار می باشد. هم چنین، پوشش و پرشدگی آهک در افق Btk موجود در سطوح پایدار مشاهده گردید. نتایج تحقیق، نمایان گر نقش مهم ژئومرفولوژی در تغییرپذیری خصوصیات خاک های منطقه مطالعاتی می باشد.