پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال:1397 | دوره:25 | شماره:6 |تعداد مقالات:25

سابقه و هدف: امروزه علاوه بر رشد جمعیت و افزایش نیاز به منابع آب، کمبود بارندگی و جریانات سطحی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان باعث افزایش بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و درنتیجه بروز مشکلات متعددی در این منابع تجدیدناپذیر و ارزشمند شده است. از این رو، بررسی، پایش و پیش بینی وضعیت منابع آب زیرزمینی حائز اهمیت است. در این تحقیق از یک مدل توسعه داده شده شبیه سازی عددی تفاضل محدود با استفاده از کدنویسی در محیط متلب، جهت بررسی تغییرات تراز سطح آب زیرزمینی در یک محدوده مطالعاتی واقعی استفاده شد. مواد و روش ها: منطقه مورد مطالعه، آبخوان نمدان واقع در حوضه آبریز طشک-بختگان، استان فارس، ایران است. جهت بررسی تغییرات تراز آبخوان، مدل غیرماندگار تفاضل محدود، توسعه داده شد. جهت پیاده سازی مدل، محدوده با توجه به معیارهای مختلف، سلول بندی شد و تعداد 50 سلول چهارضلعی حاصل گردید. علاوه بر تبادل جریان زیرزمینی بین سلول ها در محدوده، تبادل بین سلول های مرزی و جریانات ورودی و خروجی از مرزها به این سلول ها نیز در مدل سازی لحاظ شد. پارامترهای تغذیه به روش سعی و خطا و ضرایب هدایت هیدرولیکی با استفاده از یک مسئله بهینه سازی با هدف کمینه سازی مجموع مربعات خطاهای محاسبات تراز آب محاسباتی و مشاهده ای (دوره 7 ساله) با ابزار بهینه سازی فراکاوشی جامعه مورچه ها واسنجی شدند و ضریب تبیین 93/0 حاصل شد. همچنین مدل واسنجی شده در یک دوره 3 ساله صحت سنجی گردید. یافته ها: وضعیت آبخوان محدوده مطالعاتی، در شرایط غیرماندگار در دوره شبیه سازی 30 ساله، تحت 7 سناریو مختلف تدوین شده بر اساس شاخص های اقلیمی، برداشت، الگوی کشت و طرح ملی احیاء و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی در ایران، مورد بررسی قرار گرفت. با کاهش 10 درصدی بارش سالانه و افزایش 20 درصدی برداشت، تراز سطح آب زیرزمینی تا پایان دوره شبیه سازی نسبت به ادامه وضع موجود، به ترتیب 9/0 و 1/6 متر افت پیدا می کند. تغییر الگوی کشت با تغییر نوع محصول از گندم به محصولی کم آب بر مانند جو باعث می شود تا تراز سطح آب تا پایان دوره شبیه سازی، 4/4 متر افزایش پیدا کند. در سناریو حذف چاه های بدون پروانه بهره برداری در کل محدوده، به طور میانگین در هر سال، تراز سطح آب زیرزمینی 45/0 متر افزایش می یابد. نتیجه گیری: تحت سناریوی انسداد کامل چاه های غیرمجاز در کل منطقه، تراز آب زیرزمینی بیشترین تغییرات را در بین سناریوها داشته و تا پایان دوره شبیه سازی، 6/19 متر افزایش پیش بینی می شود. این امر لزوم توجه به تعیین تکلیف چاه های غیرمجاز در طرح ملی احیاء و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی در ایران را بیش از پیش نمایان می کند.

سابقه و هدف: با توجه به محدود بودن منابع آب سطحی و ظرفیت مخازن سدها، مدیریت علمی و ارائه سیاست بهره برداری بهینه از مخازن، امری لازم و حیاتی در جهت برآورده کردن نیازهای آبی است. همچنین با توجه به اهمیت و استفاده از منابع آب و تخصیص بهینه این منبع کمیاب بین مصارف مختلف در منطقه سیستان ضروری به نظر می رسد، که برنامه ایی جهت تحقق این هدف پایه ریزی شود در منطقه موردمطالعه و داخل کشور تاکنون تحقیقی در مورد تخصیص بهینه آب با کاربرد الگوریتم پیشرفته فرا ابتکاری PSO جهت بهینه سازی مخازن چاه نیمه سیستان استفاده نگردیده است. از این رو در پژوهش حاضر سعی گردیده است که تخصیص بهینه منابع آب مخازن چاه نیمه سیستان تحت سه سناریوهای مدیریتی (سناریوی تثبیت ریزگردها، توسعه کشاورزی و انتقال خط لوله دوم آب شرب از مخازن چاه نیمه به شهرستان زاهدان) با استفاده از تکنیک فرا ابتکاری ازدحام ذرات (PSO) موردبررسی قرارگرفته است. مواد و روش ها: روش بهینه سازی انبوه ذرات یا به اختصار بهینه سازی انبوه (PSO) یک الگوریتم بهینه سازی تصادفی بر اساس جمعیت است که از شبیه سازی رفتار اجتماعی گروه پرندگان الهام گرفته شده است. در الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات، موجوداتی وجود دارند که آن ها ذره نامیده می شوند و در فضای جستجوی تابعی که قصد کمینه کردن (یا بهینه کردن) مقدار آن می باشد، پخش شده اند. هر ذره مقدار تابع هدف را در موقعیتی از فضا که در آن قرارگرفته است، محاسبه می کند. در این پژوهش از الگوریتم مذکور جهت تخصیص بهینه منابع آب استفاده گردید. تابع هدف در این پژوهش بهینه سازی و حداکثر سازی میزان تأمین آب می باشد. همچنین قیود مربوطه به تابع هدف، قیود سیستماتیک، قیود و محدودیت های الگوریتم (PSO) و قیود و محدودیت های مخازن در منطقه مورد می باشد. یافته ها: بر اساس نتایج به دست آمده، مقدار بهینه رهاسازی شده در سال 1364 (سال اول) 39/25 میلیون مترمکعب با میزان تقاضای 31/98 میلیون مترمکعب بوده که مقدار 91/72 میلیون مترمکعب تأمین نیاز انجام نشده است. مقایسه چهار سال پایانی نشان می دهد که در سال 29 عدم تأمین نیاز کمتری نسبت به سه سال بعدی خود داشته است. سناریوی تثبیت ریزگردها در منطقه موردمطالعه به عنوان یک پروژه اجرایی جدی مطرح بوده که نتایج اجرای این سناریو نشان داد که کاربرد الگوریتم مورداستفاده می تواند تخصیص بهینه منابع آب را به خوبی انجام داده و موردتوجه قرار گیرد. با توجه به نتایج به دست آمده پیشنهاد می گردد که مدلسازی های فرا ابتکاری می تواند تخصیص بهینه کاملتری با حداقل خطا در تابع هدف را بدست دهد.

سابقه و هدف: با توجه به کمبود آب و همچنین توزیع نامناسب مکانی و زمانی بارش، اجرای طرح های توسعه منابع آب بویژه سدسازی و انتقال بین حوضه ای آب، گاهی اجتناب ناپذیر خواهد بود. بمنظور پیشگیری از اثرات منفی دراز مدت این طرح ها بر اکوسیستم های رودخانه ای، لازم است نیازمندی های هیدرولوژیکی و اکولوژیکی رودخانه در قالب یک نیاز آب زیست محیطی تعریف شده و در تعاملات تخصیص آب مد نظر قرار گیرد. نیازهای زیست محیطی اغلب بعنوان مجموعه ای از دبی های جریان با مقدار، زمان وقوع، فراوانی و تدوام جریان معین تعریف می شوند. این جریان ها که شرایط مستعد نگهداری مجموعه ای از زیستگاه های آبی و فرآیندهای اکوسیستم را فراهم می کنند، بعنوان "جریان های زیست محیطی" نامیده می شوند. این مقاله به بررسی برآورد نیاز زیست محیطی در رودخانه مهابادچای پرداخته است. مواد و روش ها: زیرحوضه مهابادچای در جنوب غرب دریاچه ارومیه واقع شده و از نظر وسعت چهارمین زیرحوضه از حوضه آبریز دریاچه ارومیه می باشد. حدود جغرافیایی آن، از شمال به زیرحوضه نازلوچای، از جنوب به حوضه آبریز خلیج فارس و دریای عمان، از شرق به دریاچه ارومیه و زیرحوضه زرینه رود-سیمینه رود و از غرب به کشور عراق محصور میگردد و بین '45 ْ 44 تا '56 ْ 45 طول شرقی و '22 ْ 36 تا '10 ْ 37 عرض شمالی قرار دارد. رودخانه مهاباد از دو شاخه اصلی به نامهای بیطاس و کوتر و یک شاخه کوچک به نام دهبکر تشکیل شده است. در این مطالعه نیاز اکولوژیکی رودخانه با چهار روش هیدرولوژیکی (تنانت، تسمن، تغییرمنحنی تداوم جریان و مدل ذخیره رومیزی) برآورد شده است. یافته ها: نیاز اکولوژیکی رودخانه با چهار روش هیدرولوژیکی مربوطه محاسبه و مقایسه شد و با انتخاب روش اکوهیدرولوژیکی تغییر منحنی تداوم جریان در کلاس زیستی C به عنوان روش منتخب، بدلیل در نظر گرفتن خصوصیت های اکولوژیکی رودخانه، نیاز زیست محیطی رودخانه مهابادچای در ایستگاه بیطاس 35/0 مترمکعب بر ثانیه و در ایستگاه کوتر 17/1 مترمکعب بر ثانیه برآورد گردید. جریان متوسط سالانه در ایستگاه هیدرومتری بیطاس 73/1 و در ایستگاه هیدرومتری کوتر 17/6 متر مکعب بر ثانیه است. نتیجه گیری: با توجه به نتایج بدست آمده جریان پیشنهادی روش تغییر منحنی تداوم جریان در کلاس C بعنوان حداقل جریان زیست محیطی برای رودخانه مهابادچای، توصیه می شود. زیرا این روش به داده های کمتری نیاز داشته؛ ارزیابی اولیه و سریع بر روی داده ها انجام می دهد؛ وضعیت های هیدرولوژیکی موجود را با در نظر گرفتن شرایط اکولوژیکی مطلوب شبیه سازی می کند. کلاس مدیریتی C (نسبتا تغییر یافته) حدود 20 الی 30 درصد بده متوسط جریان را به عنوان جریان زیست محیطی در نظر می گیرد؛ که در این حالت عملکرد اساسی اکوسیستم رودخانه هنوز دست نخورده بوده و اکثر گونه ها حفظ می شود. همچنین کلاس مدیریتی C با پتانسیل جریان در ماه های مختلف مطابقت خوبی داشته و از لحاظ مدیریتی، مصارف کشاورزی و شرب و. . . . در منطقه مورد قبول می باشد.

سابقه و هدف: جذب یکی از مهمترین فرآیندهای شیمیایی مؤثر بر تحرک و قابلیت استفاده روی در خاک است. حضور کاتیون ها در محلول می تواند بر جذب روی در خاک ها مؤثر باشد. برای بررسی جذب عناصر از همدماهای جذب استفاده می شود. همدماهای جذب رابطه مقدار عنصر جذب سطحی شده و غلظت عنصر را در محلول تعادلی در دمای ثابت توصیف می کنند. کاتیون های کلسیم، سدیم، پتاسیم و آمونیوم از مهمترین کاتیون های خاک ها هستند. در این مطالعه بررسی اثر کاتیون های کلسیم، سدیم، پتاسیم و آمونیوم بر جذب روی در پنج نمونه خاک آهکی استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. مواد و روش ها: به منظور بررسی همدماهای جذب روی در خاک های مورد مطالعه و در حضور الکترولیت های مختلف آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا شد. ابتدا نمونه های 2 گرمی از هر خاک در 3 تکرار را درون لوله های سانتریفیوژ 50 میلی لیتری ریخته و سپس 20 میلی لیتر از محلول ZnSO4 حاوی غلظت های 25، 50، 75، 100، 150 و 200 میلی گرم در لیتر روی که در محلول های زمینه نمک های Ca(NO3)2، NaNO3، KNO3 و NH4NO3 (با غلظت 50 میلی مولار) ساخته شده بود به لوله ها اضافه و نمونه ها به مدت 24 ساعت با دستگاه تکان دهنده برقی تکان داده شدند. پس از آن محلول صاف رویی جدا شده و غلظت روی در عصاره ها (در حال تعادل) با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. پس از جمع آوری داده ها، غلظت روی جذب شده از تفاوت بین غلظت اولیه و نهایی (تعادلی) تعیین و سپس معادله های لانگ مویر، فروندلیچ و خطی بر داده ها برازش داده شد. یافته ها: نتایج نشان داد که با افزایش غلظت روی در محلول تعادلی مقدار جذب روی در خاک ها در حضور همه الکترولیت ها افزایش پیدا کرد. مقدار جذب روی در حضور کلسیم کمتر از سایر کاتیون ها بود. معادله های فروندلیچ و لانگ مویر با داشتن بیشترین ضریب تبیین (R2) و کمترین خطای استاندارد برآورد (SE) قادر به توصیف جذب روی بودند. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب روی (b معادله لانگ مویر) و شدت جذب (n در معادله فروندلیچ) به ترتیب در محلول حاوی کاتیون سدیم، کلسیم، پتاسیم و آمونیوم بیشترین مقدار بود. ثابت متناسب با انرژی پیوند (k لانگ مویر) و حداکثر گنجایش بافری (MBC لانگ مویر) به ترتیب در محلول های پتاسیم، آمونیوم، سدیم و کلسیم بیشترین مقدار را داشت. بیشترین ضریب توزیع (kf فروندلیچ) نیز به ترتیب در محلول های حاوی سدیم، پتاسیم، آمونیوم و کلسیم بود. بنابراین روی در حضور سدیم و کلسیم به ترتیب بیشترین و کمترین تمایل را به قرار گیری در فاز جامد دارد. نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که سدیم بیش از سایر کاتیون ها می تواند تحرک روی در خاک ها را کاهش دهد.

سابقه و هدف: یکی از راههای بیان رفتارهای فیزیکی خاک، توصیف ساختمان خاک می باشد. از آنجا که اندازه گیری کیفیت فیزیکی خاک به طور مستقیم امکان پذیر نیست، به همین دلیل از خواص ویژه ای که به عنوان شاخص تعریف می شوند، برای بیان کیفیت فیزیکی خاک استفاده می کنند. از شاخص هایی مختلفی از جمله شاخص S برای بیان کیفیت فیزیکی خاک که شیب منحنی مشخصه رطوبتی خاک در نقطه عطف می باشد استفاده می شود. به نظر می رسد که تحقیقات چندانی در خصوص اثر کاربری بر شاخص S انجام نشده است، بنابراین هدف از این تحقیق، مقایسه نتایج شاخص S با سه مدل مختلف منحنی مشخصه رطوبتی خاک (شامل مدل ون گنوختن، مدل بروکس – کوری و مدل گرون ولت– گرانت) در پنج کاربری مختلف در شهرستان جیرفت بود. مواد و روش ها: به همین منظور 350 نمونه دست خورده و 350 نمونه دست نخورده از کاربری های مختلف (کاربری مرکبات، کاربری نخیلات، زراعی، جنگل و ترکیبی ) برداشت شد. برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، شامل درصد شن، درصد سیلت، درصد رس، قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع، چگالی ظاهری، درصد تخلخل کل و درصد مواد آلی اندازه گیری شدند. همچنین با استفاده از دستگاه صفحات فشاری، مقدار رطوبت خاک در مکش های 0، 30، 10، 50، 100، 300، 500، 1000 و 1500 کیلوپاسکال تعیین شد. یافته ها: نتایج نشان داد که در منطقه مورد بررسی، بهترین کیفیت فیزیکی خاک در کاربری نخیلات دیده شد. همه کاربری ها، به جز کاربری جنگل، دارای کیفیت فیزیکی مناسبی بودند. زیاد بودن مقدار شاخص S در کاربری های مرکبات، نخیلات و زراعی می تواند بیانگر مدیریت بهتر خاک در شروع کشت و کار باشد. در کاربری ترکیبی، به دلیل کشت توامان یونجه و خرما، یونجه سبب برگشت مواد آلی بیشتر به خاک می شود و در نتیجه ساختمان خاک را بهبود می بخشد که در زیاد بودن مقدار شاخص نمایان می شود. در کاربری هایی که ساختمان خاک وضعیت بهتری داشت و یا عملیات مدیریتی مناسب اعمال شده بود، شاخص S زیادتر بود. نتیجه گیری: به طور کلی، با وجود اختلاف ناچیز کاربری های مرکبات، نخیلات و زراعی در مقدار شاخص S، کاربری نخیلات دارای میانگین شاخص S بالاتری بود. به طوری که مقدار آن در مدل ون گنوختن، بروکس-کوری و گرانت-گرون ولت به ترتیب برابر با 06/0، 06/0و 04/0 بود. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که دقت مدل ون گنوختن در برآورد و ارزیابی کیفیت خاک، به دلیل تمایز بیشتر بین خاک های با کیفیت فیزیکی نزدیک بهتر بود زیرا برازش منحنی مشخصه رطوبتی دارای R2 بالاتر بود ( 92/0= R2). هرچند به دلیل اختلاف کم با دو مدل دیگر، به ویژه مدل بروکس و کوری (87/0= R2)، به نظر می رسد مدل مناسب برای ارزیابی کیفیت خاک در کاربری های مختلف متفاوت می باشد. بنابراین ضروری است که این شاخص و سایر شاخص های ارزیابی کیفیت فیزیکی خاک در اقلیم های مختلف بیشتر بررسی گردد.

سابقه و هدف: پساب صنعتی و آب آلوده به مواد شیمیایی در محیط زیست رها می شود و در نتیجه آلودگی جذب خاک شده و با آلوده سازی منابع محدود موجود موجب تولید محصولات غیر سالم و مضر برای سلامتی خواهد شد. از بهترین روش های حذف آلاینده های آلی از آب آلوده جذب سطحی است. هدف این پژوهش حذف رنگدانه فنل رد از محلول های آبی توسط نانوذرات مغناطیسی مگنتیت است. مواد و روش ها: نانوذرات مگنتیت از روش هم رسوبی و احیای هم زمان یون های 〖 Fe〗 ^(+3)/〖 Fe〗 ^(+2) با نسبت 2 به 1 با محلول سود در محلول آبی و تحت جو نیتروژن سنتز شده و با استفاده از تکنیک های FTIR، SEM وXRD شناسایی شدند. برای سنجش غلظت طول موج جذب ماکزیمم فنل رد، دستگاه اسپکتروفوتومتر UV-VIS در محدوده طول موج 400 تا800 نانومتر مورد بررسی قرار گرفت که طول موج ماکزیمم فنل رد در 431 نانومتر تعیین گردید. جذب فنل رد بر روی نانوذره ی Fe3O4 در محیط ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای مورد بررسی در این پژوهش شامل مقدارهای اولیه نانوذره (005/0، 01/0، 015/0 و 02/0 گرم)، غلظت اولیه فنل رد (20، 10، 5 و30 میلی گرم برلیتر)، pH اولیه (1، 4، 7، 9 و 12)، زمان تماس (5 تا40 دقیقه) و فرایند واجذب نانوجاذب می باشد. مدل های ایزوترم جذب دو پارامتری لانگمویر، فروندلیچ وتمکین مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه داده های تجربی با مدل های سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم و نفوذ بین ذره ای مطالعه شد. اثر دما بر فرایند جذب سطحی، با بررسی ثابت های ترمودینامیکی فرایند جذب سطحی شامل انرژی آزاد گیبس(∆ G0)، تغییرآنتروپی(∆ S0) و تغییر آنتالپی(∆ H0) در دماهای 293، 300، 305 و310 درجه کلوین مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: با افزایش و کاهش pH از 7 میزان حذف فنل رد افزایش می یابد. افزایش جذب فنل رد در pHهای پایین و بالا نسبت به pH خنثی به دلیل تبدیل آلاینده به یون است که موجب افزایش میزان جذب آلاینده فنل رد بر روی نانوجاذب می شود. جذب پس از 30 دقیقه به تعادل می رسد. بیشترین ظرفیت جذب در غلظت 30 میلی گرم بر لیتر از آلاینده در حضور 01/0گرم در میلی لیتر از جاذب و در دمای 20درجه سانتی گراد و در 7 pH = اتفاق می افتد. به دلیل گرماگیر بودن فرایند، افزایش دما مقدار جذب را افزایش می دهد. ایزوترم فروندلیچ مطابقت بهتری با داده های تجربی دارد. مدل شبه درجه دوم با ضریب همبستگی 9999/0 و ثابت سرعت 0202/0 بهترین مدل سینتیکی توصیف کننده فرایند جذب است. مقادیر ثابت های ترمودینامیکی ∆ H0 و ∆ S0 به ترتیب kj/mol 278/79 وj/(k∙ mol) 389/284 می باشند. ∆ H0 و ∆ S0 مثبت به ترتیب نشان دهنده گرماگیر بودن فرایند جذب و افزایش بی نظمی در سطح مشترک مایع-جامد در طی جذب است. ∆ G0 منفی نشان دهنده خود به خودی بودن فرایند جذب است. نتیجه گیری: نانوجاذب مگنتیت می تواند به عنوان یک جاذب مناسب در حذف آلاینده فنل رد از محلول های آبی و پساب های صنعتی قبل از رها سازی در محیط زیست استفاده شود.

سابقه و هدف: بخش کشاورزی نقش اساسی و حیاتی در اقتصاد ملی و تولید مواد غذایی در ایران دارد. در این میان به واسطه موقعیت خاص اقلیمی کشور و پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارش، کشت آبی محور اصلی در تولید مواد غذایی می باشد. در مناطق خشک کشور مانند استان خوزستان تقریباً صد در صد تولیدات کشاورزی از کشت آبی حاصل می شود. طبق تحقیقات مرکز پژوهش های مجلس پیش بینی شده است جمعیت ایران تا سال 1410 به مرز 100 میلیون نفر خواهد رسید که در این صورت برای تأمین نیازهای غذایی این جمعیت، برمبنای حدود 2600 کیلو کالری انرژی روزانه به بیش از 150 میلیارد مترمکعب آب سالانه نیاز خواهد بود که این مقدار در سبد آبی کشور موجود نمی باشد، لذا می بایست با روش های افزایش بهره وری آب مدیریت منابع صورت گیرد. پدیده گرمایش جهانی در حال وقوع و اقلیم در حال تغییر است و تغییر آب و هوا و نوسانات اقلیمی خطر خسارت های بیشتری را به همراه دارد. با توجه به اهمیت و ضرورت موضوع و تحقیقات اندکی که در این خصوص صورت گرفته است، تأثیرات محلی و منطقه ای نوسانات اقلیمی بر تبخیر و تعرق محصولات کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این تغییرات به خصوص در مناطق حاصلخیز و کشاورزی محور نظیر خوزستان از اهمیت دو چندانی برخوردار است. مواد و روش ها: در این تحقیق تأثیر تغییر اقلیم بر میزان بارش و تبخیر و تعرق محصولات کشاورزی در دوره های آتی مورد بررسی قرار گرفت. برای این کار از داده های اقلیمی مدل گردش عمومی جو CanESM2 تحت دو سناریوی واداشت تابشی در استان خوزستان استفاده شد. جهت بررسی امکان تولید و شبیه سازی داده های هواشناسی در دوره های آتی با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی آماری SDSM برای دوره پایه (1990-2005) کالیبراسیون و صحت سنجی مدل انجام گرفت. از طریق داده های CanESM2 میزان بارش و دمای بیشینه و کمینه ایستگاه های منتخب برای سه دوره 2020-2040 (متوسط 2030)، 2070-2050 (متوسط 2060) و 2080-2100 (متوسط 2090) میلادی پیش نگری و با دوره پایه مقایسه گردید. میزان بارش و تبخیر و تعرق محصولات کشاورزی برای محصولات منتخب شامل گندم، جو، برنج، ذرت دانه ای و نیشکر محاسبه شد. با استفاده از مدل CanESM2 و سناریو های واداشت تابشی گزارش پنجم هیات بین الدول تغییر اقلیم(IPCC) شبیه سازی و تولید داده های هواشناسی در دوره های آتی صورت گرفت و میزان تبخیر و تعرق پتانسیل متوسط دوره ها با اطلاعات تولید شده در دوره های آتی بدست آمد. یافته ها: نتایج نشان داد میزان دما بطور میانگین در کلیه ایستگاه های منتخب و در همه سناریوها تا 4 درجه سانتیگراد افزایش یابد و این افزایش در مورد سناریو RCP8. 5 از سناریو RCP4. 5 بیشتر است. میزان میانگین بارش نیز در دوره های 2060 و 2090 کاهش می یابد. میزان تبخیر و تعرق بدست آمده برای کلیه محصولات کشاورزی مورد مطالعه روند افزایشی دارد اما این افزایش برای محصول برنج و ذرت دانه ای بطور متوسط در دوره 2060 و 2090 افزایش بیشتری از خود نشان می دهد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق می توان نتیجه گرفت که تبخیرو تعرق در دوره های آتی افزایش می یابد. بنابراین می بایست افزایش آب مصرفی محصولات و تبخیر و تعرق محصولات و کمبود آب مورد توجه قرار گیرد. بنابراین میبایست تمهیداتی در نظر گرفته شود تا راندمان مصرف آب محصولات بالا رفته و محصولات با تبخیر و تعرق پتانسیل کمتر در بعضی از مناطق خوزستان کشت شوند.

سابقه و هدف: سیاست گذاران و مدیران، برای تدبیر استراتژی های مناسب مدیریتی، شامل قیمت محصول و بازار محصولات در امر واردات و صادرات، نیاز به اطلاعاتی در مورد عملکرد حاصله از محصولات کشاورزی در مقیاس های مختلف دارند، اما همواره تخمین میزان عملکرد محصول با توجه به عدم اطلاعات کافی زمینی امری بسیار سخت و هزینه بر بوده است. مناسب ترین راه، استفاده از داده های ماهواره ای و تکنیک سنجش از دور می باشد. تحقیق حاضر با هدف برآورد عملکرد محصول نیشکر با بکارگیری تصاویر ماهواره ای لندست 8 انجام شد. مواد و روش ها: در این پژوهش، یک مدل ترکیبی برای برآورد حجم محصول نیشکر استفاده شد. این مدل ترکیبی شامل مدل مانتیث برای محاسبه تابش فعال فتوسنتزی جذب شده، مدل استنفورد برای تعیین راندمان مصرف نور و الگوریتم بیلان انرژی سطح زمین (سبال) برای توصیف تغییرات مکانی-زمانی سطح زمین می باشد. نقشه ی عملکرد محصول از اجرای این الگوریتم در سال 1392 و با بکارگیری 10 تصویر ماهواره ای لندست هشت بدست آمد. در الگوریتم سبال همه اجزای بیلان انرژی شامل تابش خالص، شار گرمای خاک، شار گرمای محسوس از تصاویر ماهواره ای محاسبه و در تهایت کسر تبخیر بر اساس معادله بیلان انرژی در سطح بدست آمد. برای برآورد ماده خشک تولیدی با توجه به تاریخ و تعداد تصاویر، تابش فعال فتوسنتزی در 10 بازه ی زمانی محاسبه شد. هر تصویر نماینده یک بازه زمانی گسسته است. در این تحقیق تمام اجزای این مدل ترکیبی برای همه تصاویر موجود در بازه زمانی دوره اصلی رشد محصول نیشکر محاسبه شد و در نهایت اقدام به تهیه نقشه عملکرد محصول برای این منطقه گردید. یافته ها: متوسط عملکرد محصول نیشکر در طول دوره رشد 56 تن در هکتار برآورد شد. میزان عملکرد برآورد شده با این مدل ترکیبی، همبستگی و پراکنش خوبی با عملکرد واقعی مزارع نشان داد(83/0=R2). سپس تأثیرات سن و رقم بر میزان دقت مدل در برآورد عملکرد نیشکر مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد از بین رقم های مختلف، مقادیر عملکرد محاسبه شده در مزارع تحت کشت رقم614-CP57 به علت زودرس بودن و تطابق بهتر با آخرین تصویر، همبستگی بالاتری با مقادیر واقعی عملکرد دارد. همچنین مشاهده شد با افزایش سن های مختلف نیشکر از کشت تا بازرویی چهارم هم عملکرد کاهش یافته و هم میزان عمکرد برآورد شده، همبستگی و پراکنش کمتری نسبت عملکرد واقعی نیشکر پیدا می کند و مقدار همبستگی تا 51/0 کاهش می یابد. نتیجه گیری: نتایج حاصل از ارزیابی داده های عملکرد محصول و رقم های کشت شده نشان دهنده این موضوع بود که عملکرد محصول نیشکر در رقمCP57-614 نسبت به رقم CP69-1062 بالاتر می باشد و هم چنین تطابق بهتری با مدل ارائه شده نشان می داد. هم چنین مشاهده شد با افزایش سن های مختلف نیشکر از کشت تا بازرویی چهارم هم عملکرد کاهش یافته و هم میزان عملکرد برآورد شده، همبستگی و پراکنش کمتری نسبت عملکرد واقعی نیشکر پیدا می کند و مقدار R^2کاهش می یابد و میزان خطا نیز افزایش پیدا می کند

مفهوم بیابانزائی به از دست دادن خدمات اکوسیستم بدلیل تاثیر آشفتگی های انسانی و یا تغییرات اقلیمی در اکوسیستم های مناطق خشک مرتبط است. بیابان زایی بسته به پیشران و شرایط جغرافیایی، می تواند باعث تغییرات قهقرائی عمدتا پایدار در اکوسیستم گردد. مهار این پدیده مستلزم شناخت علل پیشرانی آن است. پیشرانهای بیابانزائی را می توان با عناوین بیوفیزیکی، اجتماعی، اقتصادی، سیاسی و مدیریتی گروهبندی کرد. در این مقاله برخی آشفتگیهای ناشی از فعالیت های انسان که در ارتباط با دانش و فرهنگ مردم قرار داشته و زمینه ساز وضعیت فعلی تخریب زمین و بیابان زایی شده اند به عنوان پیشران اجتماعی بیایانزائی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. به این منظور از طریق منابع علمی مرتبط، پرسش نامه و پنل تخصصی با کارشناسان مرتبط لیستی از عوامل پیشران اجتماعی تهیه شده سپس عوامل کاندید در 6 معیار گروه بندی و در انتها با ابزار پرسش نامه مورد قضاوت کارشناسان قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS19 نشان داد که مهمترین معیارهای پیشران اجتماعی-فرهنگی موثر بر بیابانزایی و تخریب زمین با 20. 49%، 19. 32%، 17. 36%، 16. 76%، 13. 12% و 13. 008% به ترتیب عبارتند از: فقدان یا ضعف نهادهای اجتماعی، عادات تاریخی و فرهنگی نامتناسب، مهاجرت جمعیت، ضعف دانش و آموزش، افت ارزش های اجتماعی و مسائل مربوط به مالکیت زمین. همچنین با استفاده از روشتحلیل سلسله مراتبی (AHP) مشخص شد که در بین 38 عامل کاندید، 18 عامل از بقیه تاثیر گزارتر بودند. مهمترین عوامل موثر بر تخریب زمین و بیابانزائی به ترتیب: فقدان نظام بهره برداری از محصولات و خدمات تالاب هامون، شخم اراضی بایر، کشت و کار سنتی، عدم اعتماد بهره برداران به دانش کارشناسان مرتبط، ترجیح کشت زراعی به باغی و عدم بهره گیری از دانش بومی همزیستی با طبیعت معرفی گردید. در مجموع اعمال سیاست هایی با هدف حفظ محیط زیست و جوامع در مقابل بهره برداری مفرط از منابع طبیعی و از دست دادن سنت ها و تواناساختن یک فرهنگ برای استفاده پایدار از خدمات و محصولات زیست محیطی ضروری است. مشارکت همه دست اندرکاران برای جستجوی راه حل هایی برای مدیریت اراضی به طرز رو به تزایدی پذیرفته شده است. هر یک از دست اندرکاران دانش و دیدگاهی متفاوت در مورد ریشه مشکل و چگونگی حل آن دارد. استخراج، مستندسازی و هم راستا کردن ای دانش می تواند در توافق و تفاهم بر راه حل های پیشنهادی مفید باشد. در اکوسیستمهای کشاورزی متاثر از بیابانزائی، افزایش امنیت غذایی با اصلاح کشاورزی، توانمند سازی مردم محلی، کمک به تنوع معیشت و ارتقاء پایداری استفاده از منابع گام های اساسی برای کاهش یا معکوس کردن روند بیابان زائی به شمار می آید. سیاست ها بایستی ابعاد چندگانه اجتماعی و فرهنگی را به عنوان ریشه های تخریب اراضی و بیابانزایی مورد نظر قرار دهد. این ابعاد بسته به شرایط زیست محیطی متغیر هستند. دستگاههای دولتی منطقه به عنوان متولی مقابله با تخریب زمین و بیابانزائی در تعامل با جامعه محلی برای کنترل این پدیده توفیقاتی داشته اند. اما چنانچه هدف توقف بیابانزائی یا معکوس کردن آن باشد، نیاز به همه جانبه نگری، تلاش بیشتر برای نزدیک کردن دیدگاهها و همکاری همه دست اندرکاران از جمله ذینفعان و بویژه بهره برداران از اراضی است. تبادل دانش، اعتماد سازی، همکاری در اجرای پروژه ها و. . . می تواند برای دولت و مردم مفید باشد اما اقدامات اصلاحی در مناطقی با شرایط سیستان قبل از همه با شناخت دلایل و عوامل تخریب اراضی حاصل می شود

سابقه و هدف: آلودگی خاک ها به فلزات سنگین در جهان، بخصوص در کشورهایی که نیاز به خاک برای تولید غذا دارند تبدیل به یک نگرانی جدی شده است. در زمینه ارزیابی خطرات زیست محیطی، کر م های خاکی جزء مهمی از خاک، و از لحاظ اکولوژیکی به عنوان یک بیواندیکاتور(شاخص زیستی) مهم برای سلامت و کیفیت خاک در نظر گرفته می شوند. کرم های خاکی بخشی از زنجیره غذایی و چرخه تجزیه در خاک هستند که ویژگی های رشد آن ها به طور نامطلوبی تحت تأثیر آلودگی های خاک قرار می گیرد. با توجه به حساسیت کرم های خاکی به آلودگی، از آنها می توان به عنوان شاخص زیستی خاک های آلوده استفاده نمود. به منظور بررسی تأثیر مدت زمان تماس و نقاط نمونه برداری خاک بر صفات رشد کرم های خاکی در خاک های آلوده تحقیق حاضر اجرا گردید. مواد و روش ها: این تحقیق روی یک خاک آلوده که از معدن آهنگران و زمین های اطراف آن نمونه برداری شده بود، انجام شد. معدن آهنگران در 26 کیلومتری شهرستان ملایر، به سمت شهرستان اراک در استان همدان، به ترتیب با طول و عرض جغرافیایی ʺ 44 ʹ 59 ˚ 48 و ʺ 20 ʹ 10 ˚ 34 واقع شده است. یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد و از کود دامی به عنوان تغذیه برای کرم خاکی استفاده شد. در این آزمایش 12 عدد کرم خاکی با میانگین وزن 6/0-3/0 میلی گرم برای هر نمونه خاک انتخاب شدند و در طول اجرای آزمایش هیچ نوع غذایی به ظرف ها اضافه نشد. سپس کرم ها در هفت بازه زمانی مختلف شامل 3، 7، 14، 21، 28، 32 و42 روز در معرض آلودگی خاک قرار گرفتند و زنده مانی، وزن، تولید کوکون و تولید مثل آنها به روش شمارش با دست در واحد وزن بستر مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که خاک های آلوده به سرب و کادمیوم تا حدودی می تواند پارامترهای رشد کرم های خاکی گونه Eisenia fetida را تحت تاثیر قرار دهد. با وجود بالا بودن غلظت عناصر سرب و کادمیوم در نقطه 3S بیشترین درصد زنده مانی، تعداد کوکون و لارو (تولید مثل) کرم های خاکی دیده شد که دلیل آن می تواند مقاومت بالای کرم های خاکی به اثرات سمی کادمیوم و سرب به دلیل سم زدایی آن توسط پروتئین های متالوتیونین در کانال های غذایی پشتی باشد. نتیجه گیری: معمولا هر چه کرم های خاکی مدت زمان طولانی تری در تماس با این عنصر قرار گرفتند، کاهش جمعیت، وزن و تولید کوکون آن ها شدیدتر بود. اما زمانی که کرم های خاکی در خاک های آلوده به فلزات سنگین مانند سرب و کادمیوم با کود دامی تغذیه شوند، کاهش جمعیت، وزن و تعداد کوکون تولیدی، از سرعت کم تری برخوردار گردید به طوری که افزایش تعداد کوکون و تولید مثل در پایان دوره آزمایش رخ داد.

سابقه و هدف: یکی از موضوعات مهم در مدل سازی هیدرولوژیکی، ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی در منابع آب است. کاربری اراضی یک خصوصیت مهم در فرایند تولید رواناب است که بر روی نفوذ آب، فرسایش خاک، تبخیر و تعرق اثر می گذارد. امروزه برای تهیه نقشه های کاربری اراضی، استفاده از داده های ماهواره ای و روش های کمی در علم سنجش از دور بسیار معمول است و محققان و دانشمندان این علم در دو دهه ی گذشته به صورت گسترده آن را به کار برده اند. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر تغییرات کاربری اراضی بر روی پتانسیل تولید روانابهای سطحی با استفاده از مدل SWAT است. مواد و روش ها: منطقه مورد مطالعه زیر حوزه بهشت آباد واقع در شمال و شمال شرقی حوضه آبخیز کارون شمالی استان چهارمحال بختیاری شهرستان اردل میباشد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از داده های سنجنده ETM ماهواره لندست 7 و داده های سنجنده OLI ماهواره لندست 8 نقشه کاربری اراضی سال های 1987 و 2013 تهیه شد و سپس بر اساس این نقشه ها و با استفاده از مدل SWAT برای دوره آماری 1989-1984بر اساس کاربری اراضی سال 1987 رواناب سطحی شبیه سازی شد. سپس واسنجی و اعتبارسنجی مدل با استفاده از الگوریتم SUFI-2 موجود در نرم افزار SWAT-CUP انجام گرفت. یافته ها: نتایج آماری حاصل از واسنجی و اعتبارسنجی مدل در دوره 1989-1984 نشان از دقت قابل قبولی در شبیه سازی رواناب دارد. برای استخراج نقشه کاربری اراضی سال 1987 و 2013 از روش نظارت شده و برنامه طبقه بندی کننده بیشترین شباهت با دقت کلی 80٪ و85٪ استفاده شد. سپس جهت بررسی تاثیر تغییر کاربری اراضی بر پتانسیل تولید رواناب، یک بار از نقشه کاربری اراضی سال 1987 و بار دیگر از نقشه کاربری اراضی سال 2013 برای دوره 2011-1999 استفاده گردید. نتایج نشان داد که به دلیل اینکه رواناب مشاهداتی خارج از محدوده باند عدم قطغیت قرار گرفته است و نقشه سال 1987 نسبت به نقشه 2013 دارای دقت مکانی و هندسی کمتری می باشد استفاده از نقشه کاربری اراضی سال 1987 برای دوره جدید از دقت قابل قبولی برخوردار نمی باشد و رواناب مشاهداتی خارج از محدوده باند عدم قطعیت با سطح اطمینان PPU% 95 قرار گرفته است. ولی شبیه سازی رواناب با استفاده از نقشه کاربری اراضی سال 2013 برای دوره آماری 2011-1999 افزایش دقت واسنجی و اعتبار سنجی را به دنبال داشته است. همچنین رواناب مشاهداتی نیز در محدوده باند عدم قطعیت PPU%95 مدل SWAT قرار گرفته است و میزان رواناب سطحی نیز در دوره آماری جدید نسبت به قدیم روند افزایشی داشته است. نتیجه گیری: مطالعه همه عوامل تاثیر گذار بر میزان رواناب، کاری مشکل و بسیار پیچیده است و نیاز است که بتوان با استفاده از تکنیک های جدید و مدل ها تاثیر عوامل مختلف مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این مطالعه نشان داد که چنانچه دادهای ورودی مدل SWAT بطور صحیح تهیه شود، این مدل دارای کارایی قابل قبولی در برآورد دبی رواناب است. در این بین، تهیه نقشه کاربری اراضی مطابق با شرایط واقعی منطقه بیشترین تاثیر را می تواند داشته باشد.

سابقه و هدف: سیلاب ها یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی در جهان هستند که سبب خسارات بزرگی در جوامع انسانی و تغییر محیط طبیعی می شوند. در سالهای اخیر، احتمال وقوع سیل در بسیاری از نقاط جهان موجب نگرانی دائمی برای مردم و دولت ها شده است. این مسئله سبب شده که نیاز به مهندسین و مدیران کارآزموده برای کاهش اثرات سیل بر جامعه و محیط زیست بیش از پیش احساس شود. پیش بینی سیل یکی از روشهای غیرسازه ای مدیریت ریسک سیلاب است که اطلاعات ارزشمندی برای خدمات هشدار سیل مهیا می کند و مردم و ارگان های مختلف در وضعیت اضطراری زمان کافی برای آماده سازی اقدامات مقابله سیل را خواهند داشت. مواد و روش ها: در این مطالعه شاخص های بارش استادارد شده (SPI) و شاخص بارش-تبخیر و تعرق استادارد شده (SPEI)، جهت مشخص نمودن دوره های مرطوب، در دو ایستگاه هواشناسی درزیکلا و سنگده در حوضه آبریز کسیلیان واقع در استان مازندران با کدنویسی در نرم افزار R محاسبه گردید. سپس نتایج حاصل با سری زمانی دبی رودخانه (ایستگاه هیدرومتری ولیک بن)، از این نظر که آیا این شاخص ها توانایی تشخیص و پیش بینی سیل را دارد یا نه، مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. پارامتر های احتمال تشخیص (POD)، نسبت هشداردهی اشتباه (FAR) و شاخص موقعیت بحرانی (CSI) برای ارزیابی میزان موفقیت شاخص های مذکور در تشخیص سیل، در ایستگاه های مورد مطالعه محاسبه شد. یافته ها: نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار POD مربوط به شاخص های SPEI و SPI به ترتیب برابر 89/0 و 68/0 است. این مقادیر برای پارامتر CSI برای شاخص های ذکر شده به ترتیب برابر 71/0 و 62/0 به دست آمد. همچنین بیشترین و کمترین مقدار پارامتر FAR برای SPEI و SPI به ترتیب برابر 32/0 و 11/0 می باشد. بررسی تغییرات زمانی این شاخص ها نشان داد که شاخص SPEI به دلیل استفاده از داده ی دما و به تبع آن محاسبه تبخیر و تعرق-مخصوصاً در انتهای بهار و تابستان-کارایی تا حدودی بهتر از شاخص SPI در حوضه کسیلیان با رژیم برفی بارانی دارد. نتیجه گیری: در کل بر اساس نتایج سه پارامتر POD، FAR و CSI پیشنهاد می شود که در حوضه های با رژیم برفی بارانی استفاده از شاخص SPEI به دلیل استفاده از دما برای ذوب برف علی الخصوص در فصل بهار و تابستان برای پیش بینی سیل مناسب تر و کاراتر از شاخص SPI است. هرچند که شاخصSPI با به کارگیری تنها یک پارامتر، نتایج مطلوبی در پیش بینی سیلاب بدست می دهد و از آنجا که بارش تنها داده ای است که در همه حوضه های آبریز با دقت مناسب و از سالیان دور در دسترس بوده و حداقل دو ارگان در سطح کشور به جمع آوری اطلاعات مربوط به آن می پردازند، این شاخص نیز حائز اهمیت است.

سابقه و هدف: دمای خاک یک متغیر مهم و مؤثر بر فرایندهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک است. دمای خاک همچنین به طور مستقیم و غیر مستقیم روی فعالیت های گیاهی و بر نرخ تبادلات جرم و انرژی بین سطح خاک و آتمسفر اثر قابل توجهی دارد. با توجه به وجود داده های محدود و ناقص از دمای خاک، مدل سازی آن از اهمیت شایانی برخوردار است. مدل سازی دقیق تغییرات دمای خاک مستلزم در نظر گرفتن همزمان تمامی عوامل داخلی و بیرونی مؤثر بر آن است. در این راستا مدل های SVAT که مبتنی بر حل معادلات توأمان انتقال گرما و رطوبت در خاک هستند از اهمیت بالا و دقت قابل قبولی برخوردار هستند. مواد و روش ها: برای انجام این پژوهش، از یک مدل SVAT جهت شبیه سازی تغییرات ساعتی دمای اعماق خاک استفاده شد. یک ایستگاه سینوپتیک قدیمی ایران (ایستگاه سقز) برای انجام این مطالعه انتخاب شد و بر اساس داده های اندازه گیری شده ویژگی های فیزیکی خاک در اعماق مختلف و همچنین متغیرهای مختلف هواشناسی در یک بازه زمانی چند ساله، مقادیر ساعتی دمای اعماق مختلف خاک مورد شبیه-سازی قرار گرفتند. جهت واسنجی مدل از روش بیزین با در نظر گرفتن 10 پارامتر اصلی مدل و انجام 8000 مرتبه شبیه سازی بر اساس ترکیب های مختلف تولید شده از مقادیر پارامترها در دامنه عدم قطعیت آنها به روش تصادفی مونت کارلو در بازه زمانی 2009-1994 استفاده شد سپس این مدل واسنجی شده در دوره آماری 2014-2010 مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. جهت سنجش عملکرد مدل نیز از سه شاخص میانگین قدر مطلق خطا، میانگین اریبی خطا و ضریب تعیین استفاده شد. یافته ها: نتایج حاصل از واسنجی مدل با بکارگیری روش بیزین نشان دهنده تغییر ملموس در مقادیر 10 پارامتر منتخب مدل در مقایسه با مقادیر پیش فرض آنها و همچنین مطلوب بودن فرایند واسنجی بود. در دوره واسنجی، در غالب موارد مقادیر هر سه شاخص سنجش عملکرد مدل در حالت واسنجی در مقایسه با مقادیر پیش فرض پارامترها بطور نمایانی بهبود یافت. نتایج حاصل از اعتبارسنجی مدل نیز حاکی از عدم وجود تفاوت های چشمگیر بین شاخص های سنجش عملکرد مدل در دو حالت واسنجی و اعتبارسنجی و در نتیجه عملکرد قابل قبول مدل واسنجی شده جهت انجام پیش بینی مقادیر ساعتی دمای خاک در هر بازه زمانی دلخواه بود به گونه ای که برای تمامی زمان ها و کلیه اعماق خاک مورد مطالعه، ضریب تعیین بالاتر از 9/0 بدست آمد. با این وجود، عملکرد یکسانی از مدل برای فصول مختلف مشاهده نشد و بر اساس شاخص R2، پایین ترین عملکرد مدل در فصل زمستان و بر اساس شاخص MAE، بهترین عملکرد مدل در فصل زمستان و پایین ترین عملکرد آن در فصول بهار و تابستان رخ داد. نتایج همچنین نشان داد که تمایل کلی مدل برای شبیه سازی دمای خاک در فصول بهار و تابستان به سمت کم برآورد کردن و در فصول پاییز و زمستان به سمت بیش برآورد کردن است و نتایج حاصله در مقیاس سالانه نیز حاکی از تمایل کلی مدل به سمت کم برآورد کردن دمای خاک بود. نتایج حاصل از شبیه سازی میانگین شبانه روزی دمای خاک نیز نشان-دهنده مقدار خطای کمتر مدل جهت برآورد میانگین شبانه روزی دمای خاک در مقایسه با مقادیر ساعتی دمای خاک بود. نتیجه گیری: جمع بندی نتایج کلی این تحقیق بیانگر آن است که اگر چه مدل SVAT مورد استفاده در این تحقیق قابلیت مناسبی جهت شبیه سازی مقادیر ساعتی و روزانه دمای اعماق مختلف خاک دارد اما با جمع آوری ودخالت دادن داده های بیشتر نظیر داده های رطوبت خاک در فرایند واسنجی، امکان دستیابی به نتایج دقیق تر از مدل نیز وجود دارد. همچنین با توجه به وجود فرایندهای خاص مؤثر بر دمای خاک در دو فصل تابستان و زمستان، پیشنهاد می شود که فرایند واسنجی پارامترهای مدل برای این دو فصل بصورت جداگانه انجام شود.

سابقه و هدف: با توجه به افزایش روزافزون محدودیت منابع آبی، نیاز به برنامه ریزی جهت استفاده بهینه و درست از منابع آبی به ویژه در بخش کشاورزی که بیشتر منابع آبی را مصرف می کند، احساس می شود. در راستای تدوین یک برنامه جهت مدیریت روند استفاده از منابع آبی در دسترس در شبکه آبیاری حمیدیه، پژوهشی به منظور تخصیص بهینه منابع آبی به الگوی کشت این شبکه آبیاری صورت گرفت. مواد و روش ها: در این راستا سال آبی 95-94 به 36 دوره ده روزه تقسیم شده و مدلی چند هدفه جهت تخصیص منابع آبی به هر یک از دوره های ده روزه با هدف بیشینه سازی میزان کارایی مصرف آب نسبی و نسبت درآمد به هزینه به کمک الگوریتم ژنتیک با رتبه بندی نامغلوب ایجاد شد. همچنین جهت کمینه سازی خطای برآورد کاهش محصول در شرایط اعمال کم آبیاری، یک مدل بهینه سازی تک هدفه با کمک الگوریتم ژنتیک ایجاد شد. یافته ها: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که میزان برآورد شده کاهش محصول با استفاده از ضرایب حساسیت به تنش آبی ارایه شده در مطالعات پیشین در اثر اعمال کم آبیاری به تمامی مراحل رشد گیاه از 5/16 تا 5/195 درصد متغیر است که کاهش محصول بیش از صد درصد نمایانگر وجود خطاست. درحالی که میزان کاهش محصول برآوردی با استفاده از ضرایب اصلاح شده از 8 تا 5/57 درصد متغیر می باشد. از آنجا مدل تخصیص بهینه منابع آبی مدلی چند هدفه و دارای بیش از یک پاسخ بهینه است که هیچ یک بر دیگری برتری نداشته و بر اساس شرایط مدیریتی پاسخ مناسب انتخاب می گردد، سه پاسخ از پاسخ های بهینه موجود در قالب سه سناریو انتخاب شد تا با شرایط فعلی تخصیص آب مورد مقایسه قرار گیرند. نتایج مدل تخصیص بهینه منابع آبی نشان داد که با وجود تغییرات ناچیز در میزان نسبت درآمد به هزینه، میزان کارایی مصرف آب نسبی حداقل 9 درصد افزایش یافته و کاهش حداقل 26 درصدی منابع آب را به دنبال دارد. همچنین سطح کشت به میزان 192، 189 و 182 هکتار به ترتیب در سناریو های اول تا سوم افزایش می یابد. از طرف دیگر، در سناریوی اول و سوم میزان سود اقتصادی به ترتیب به میزان 5/19 و 7/10 میلیارد ریال نسبت به وضعیت فعلی افزایش می یابد، درحالی که در سناریوی دوم سود اقتصادی با کاهش 4/8 میلیارد ریالی همراه است. نتیجه گیری: با بهینه سازی تخصیص منابع آبی ضمن صرفه جویی چشمگیر در آب مصرفی، محصول تولیدی به ازای آب مصرفی و همچنین سود اقتصادی نیز بسته به جواب انتخابی می تواند افزایش یابد. همچنین تخصیص بهینه منابع آبی باعث افزایش سطح کشت می شود که این به معنای احیاء اراضی آیش است.

سابقه و هدف: جوی کناری که به منظور زه کشی جریانات سطحی و حفاظت از ساختمان راه ساخته می شود در بارندگی های شدید، تحت تأثیر سرعت رواناب دچار فرسایش شده و رسوبات را به صورت بارمعلق به رودخانه ها و اکوسیستم های آبی منتقل می کند. لذا استفاده از فنون مقرون به صرفه، کارآمد و سازگار با محیط زیست جهت حفاظت از جوی کناری از ضرورت بالایی برخوردار است. هدف از تحقیق حاضر مقایسه اثر تیمارهای مختلف حفاظتی در کاهش رسوب دهی جوی کناری جاده های جنگلی و همچنین بررسی اثر شدت جریان بر میزان غلظت رسوب بود. مواد و روش ها: نخست قسمتی از جوی کناری جاده های سری یک طرح جنگل داری دکتربهرام نیا در مجموع به طول 50 متر که از نظر شیب طولی و جنس خاک بستر (بافت، تخلخل و رطوبت) دارای شرایط همگن بود، انتخاب شد. در طول جوی، 5 قطعه نمونه هر یک به طول 10 متر جهت استقرار تیمارهای مختلف حفاظتی شامل پوشش لاشه سنگ، چمن کاری با گونه علفی فستوکا، زمین پارچه کنفی، پیکه کوبی و چپربندی با سرشاخه های محلی و همچنین تیمار شاهد یعنی بدون حفاظت مشخص گردید. شبیه سازی رواناب با مخزنی به ظرفیت 6000 لیتر و مجهز به موتور پمپ با دو شدت 5 و 10 لیتر در ثانیه انجام شد. نمونه برداری رسوب در هر دقیقه از رواناب جاری شده روی تیمارها و از انتهای مسیر انجام شد. نمونه ها به آزمایشگاه منتقل شده و در آن جا غلظت رسوب بر حسب گرم در لیتر محاسبه گردید. سرعت جریان رواناب در تیمارهای مختلف با دستگاه میکرومولینه الکترومغناطیسی مورد اندازه گیری قرار گرفت. یافته ها: میزان غلظت رسوب و سرعت رواناب در تیمارهای زمین پارچه کنفی، پوشش لاشه سنگ، پوشش علفی فستوکا و پیکه-کوبی به طور معنی داری کمتر از تیمار شاهد بود. تبدیل شدت جریان از 5 لیتر در ثانیه به 10 لیتر در ثانیه باعث تغییر معنی دار در غلظت رسوب (بجز تیمار شاهد و پوشش لاشه سنگ) و سرعت رواناب (بجز تیمار شاهد و زمین پارچه کنفی) نشد. تیمار شاهد و تیمار پوشش لاشه سنگ به طور معنی داری میزان رسوب دهی بیشتری در شدت جریان 10 لیتر در ثانیه داشتند. در تیمار شاهد و زمین پارچه کنفی سرعت رواناب در شدت جریان 10 لیتر در ثانیه به طور معنی داری بیشتر از شدت جریان 5 لیتر در ثانیه بود. نتیجه گیری: در شدت جریان کمتر از 5 لیتر در ثانیه تیمارهای پیکه کوبی و چپربندی، پوشش لاشه سنگ، پوشش علفی فستوکا و زمین پارچه کنفی و در شدت جریان بیشتر از 5 لیتر در ثانیه تیمارهای زمین پارچه کنفی و پیکه کوبی و چپربندی با سرشاخه-های محلی به دلیل عملکرد بهتر در کاهش رسوب دهی و سرعت رواناب می توانند جهت تثبیت بستر جوی کناری جاده های جنگلی مورد استفاده قرار گیرند.

سابقه و هدف: تغییر تعداد روزهای یخبندان در آینده که به لحاظ کشاورزی و عمرانی دارای اهمیت زیادی است، می تواند یکی از پیامد های تغییر اقلیم و پدیده ی گرمایش جهانی باشد. شناخت چگونگی و زمان وقوع آن می تواند کمک قابل توجهی به بخش کشاورزی داشته باشد. هدف از این مطالعه اطلاع از میزان تغییر تعداد روزهای یخبندان در دوره آینده(2015-2068) نسبت به دوره پایه(1961-2014) در ایستگاه گرگان می باشد. مواد و روش ها: به منظور مقایسه تعداد روزهای یخبندان در دوره پایه و آینده داده های روزانه ی دمای کمینه ایستگاه همدید گرگان در بازه ی زمانی 2014-1961 از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. سپس جدیدترین سناریوهای موجود گزارش پنجم هیات بین الدول تغییر اقلیم (AR5 2014) شامل سناریوهای RCP از تارنمای تغییر اقلیم کانادا بارگیری و با بکارگیری نرم افزار آماری ریزمقیاس نمایی SDSM داده ها برای دوره آتی(2015-2068) در منطقه مورد مطالعه ریزگردانی گردید. در ادامه با استفاده از قابلیت برنامه نویسی نرم افزار Matlab تعداد روزهای یخبندان در دوره پایه و سناریوهای مذکور محاسبه شد. سپس با استفاده از آزمون ویلکاکسون میزان معناداری اختلاف میانگین تعداد روزهای یخبندان محاسبه گردید. یافته ها: به طور کلی هدف از این پژوهش بررسی تعداد کل روز های یخبندان در دوره ی مشاهداتی و مقایسه ی آن با سناریو های مختلف در آینده است که با استفاده از آزمون ویلکاکسون میانگین داده های مشاهده ای با سه سناریوی 2. 6 و 4. 5 و 8. 5 مقایسه شده است، این مقایسه نشان دهنده تفاوت معنادار میانگین ها است. (زمانی مقایسه ی میانگین ها معنادار است که کمتر از 0. 05 باشد). معنا دار بودن میانگین ها معرف این است که روزهای یخبندان در آینده کاهش زیادی خواهد داشت. نتایج این پژوهش بیانگر آن است که در بازه ی زمانی 54 ساله برای آینده (2015-2068) دمای کمینه برای ایستگاه گرگان افزایش یافته و تعداد روز های یخبندان کاهش معناداری داشته است. به طوری که میانگین تعداد روز های یخبندان در دوره ی مشاهداتی حدود 16 روز، در سناریوی 6/2، حدود 8 روز، در سناریوی 5/4، حدود 7 روز و در سناریوی 5/8، حدود 6 روز است. نتیجه گیری: بر اساس خروجی مدل های استفاده شده مقایسه نتایج در دوره ی پایه و آینده حاکی از افزایش دمای کمینه و کاهش تعداد روز های یخبندان است، معنادار بودن میانگین های تعداد روز های یخبندان در دوره ی مشاهداتی و آینده، نشان دهنده ی کاهش معنادار و شدید روزهای یخبندان و افزایش دمای کمینه در آینده است، که این خود می تواند دلیلی بر تغییر اقلیم باشد. یافته های این تحقیق و تحقیقات مشابه مبنی بر افزایش دمای کمینه و همچنین کاهش دوره ی یخبندان را تایید می کند، که هوشیاری بیشتر برنامه ریزان را جهت مقابله با آثار مخرب تغییر اقلیم می طلبد.

سابقه و هدف: مواد رنگی صنعتی یک دسته از بزرگترین ترکیبات آلی را تشکیل می دهند که کاربرد بالقوه ای در صنایع مختلف دارند. با توجه به ساختار آروماتیک پیچیده ی آنها و اینکه ساخته دست بشر هستند، ترکیبات پایداری می باشند و تصفیه آنها مشکل می باشد. فاضلاب حاوی مواد رنگی موجب آلودگی آب سطحی و زیر سطحی می شود و از طریق آبیاری موجب آلودگی خاک نیز می گردد. این پساب ها چنانچه بدون تصفیه وارد محیط شوند، می توانند صدمات جبران ناپذیری به محیط زیست وارد کنند. در نتیجه لازم است پساب ها و خاک آلوده با استفاده از روش های مؤثر تصفیه شوند. در بین روش های مناسب برای حذف رنگ ها، جذب یکی از بهترین و مناسب ترین تکنیک ها برای رنگ زدایی می باشد. مواد و روش ها: در این تحقیق تأثیر بایوچار کاه برنج تولید شده در دمای C˚ 600، خاک و مخلوط بایوچار و خاک بر جذب متیلن بلو از محیط های آبی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا کاه برنج در شرایط دمایی C˚ 600 به بایوچار تبدیل شد. سپس بایوچار را با نسبت های مختلف (1، 5/2 و 5 درصد وزنی) با خاک شنی تهیه شده از دشت های آبرفتی منطقه تجن لته شهر ساری، استان مازندران مخلوط کردیم. محلول رنگی متیلن بلو از ترکیب پودری متیلن بلو مرک آلمان تهیه شد و میزان 40 میلی لیتر از محلول با غلظت های 30-300 میلی گرم بر لیتر و pH =7 به 1/0 گرم بایوچار، خاک و مخلوط خاک و بایوچار افزوده شد و در نهایت ایزوترم های جذب متیلن بلو توسط بایوچار، خاک و مخلوط بایوچار و خاک تعیین گردید. آزمایشات بصورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. یافته ها: نتایج برازش داده های به دست آمده با مدل ایزوترمی لانگمویر و فرندلیچ نشان داد که جذب متیلن بلو بر روی بایوچار حاصل از کاه برنج تولید شده در دمای 600 درجه سانتی گراد، خاک، و مخلوط خاک و بایوچار با مدل ایزوترم لانگمویر مطابقت دارد و مدل لانگمویر تناسب بسیار خوبی با فرایند جذب داشت. از بین تیمارها به ترتیب بایوچار، مخلوط بایوچار و خاک و تیمار خاک دارای حداکثر میزان جذب متیلن بلو با مقادیر 85/27، 953/17 و 272/3 میلی گرم بر گرم بوند. بایوچار به دلیل داشتن سطح ویژه بالا، ظرفیت تبادل کاتیونی بالا و وجود گروه های عاملی، جذب بالایی از متیلن بلو داشت. نتیجه گیری: به طور کلی نتایج نشان داد که ایزوترم های جذب متیلن بلو توسط بایوچار، خاک و مخلوط خاک و بایوچار به صورت L شکل بودند و میل نسبتا بالایی برای جذب وجود داشت. همچنین نتایج بیانگر این امر بود که استفاده از بایوچار در خاک، موجب افزایش ظرفیت جذب خاک شده است، در نتیجه می تواند باعث بهبود جذب متیلن بلو در خاک شود.

سابقه و هدف: افزایش بازده آبیاری، یکی از روش های صرفه جویی در مصرف آب است بنابراین اعمال مدیریت صحیح و به کارگیری شیوه های کارآمد به منظور نگهداشت آب کافی در خاک برای بهره برداری بهینه از منابع محدود آب کشور ضروری است. استفاده از پلیمرهای ابرجاذب از روش های پیشنهاد شده در صرفه جویی مصرف آب بوده است لیکن درانتخاب نوع پلیمر مناسب در کشاورزی، تعیین مدل مناسب نفوذ در پلیمر بسیار ضروریست. هدف از این پژوهش، مطالعه خواص تورمی پلیمرهای سوپر جاذب در محیط متخلل با پایش میزان تورم و تعیین سینتیک تورمی ژل به منظور تعیین مدل جذب سیال در پلیمرهای بکار برده شده بود. مواد و روش ها: برای سنجش مدل جذب آب توسط دو پلیمر ابرجاذب از خانواده پلی آکریل آمید با نام اختصاری T-A200وT-A100، آزمایشی با 4 تکرار در زمان تا لحظه رسیدن به تورم تعادلی به صورت لحظهای و تجمعی انجام وسینتیک جذب سیال (تعیین تغییرات میزان جذب آب توسط ژل با زمان) با روش غوطه وری در آب مقطر معین شد. سپس، نمودار داده ها بر حسب تغییرات نسبت حلال جذب شده لحظه ای نسبت به حالت تعادلی با زمان ترسیم شده و روند تغییرات جذب حلال نسبت به زمان بدست آمد. برای تعیین مکانیزم نفوذ، از مدل مربوطه استفاده شده و سرانجام ضرایب n و k محاسبه گردیدند. یافته ها: جذب سیال در محیطهای ناهمگن مثل ژلها با تغییر شکل قابل ملاحظهای همراه بود. رسم گراف بر حسب میزان حلال جذب شده لحظه ای با زمان و بررسی نتایج نشان داد در همه موارد n کوچکتر از 5/0 بود و در نتیجه ساز و کار انتقال حلال به درون شبکه های پلیمرهای مذکور، به خوبی از قانون فیک تبعیت میکند. نتیجه گیری: پلیمر سوپرجاذب مناسب در کشاورزی باید بتواند در حداقل زمان، حداکثر توانایی جذب آب را دارا باشد، بدینسان از هدر رفت آب در بارندگی یا آبیاری اندک اعمال شده بخوبی ممانعت می کند. تحقق این امر، تبعیت از مدل نفوذ فیک است که در آن سرعت نفوذ از سرعت آسایش مولکولی، بسیار کمتربوده که تنها پدیده نفوذ، در انتقال جزء نفوذ کننده موثر است و پدیده آسایش مولکولی تأثیری بر انتقال نفوذ کننده ندارد. بنابراین پس از هر تغییر شکل یا تورم، پلیمر به سرعت به حالت تعادلی جدید رسیده و تنش های بوجود آ مده، سریعاً از بین می روند و تأثیری بر سرعت انتقال جزء نفوذ کننده ندارند. در این پژوهش، نفوذ سیال بداخل پلیمرهای مذکور از مدل فیک تبعیت کرده و میتوانند به شرط توانایی و قابلیت تناوبی تورم در کشاورزی توصیه گردند.

سابقه و هدف: فرسایش خاک همواره به عنوان یکی از مهم ترین معیارهای دخیل در فرایند بیابان زایی به شمار می رود، که با بررسی و شناخت وضعیت این پدیده می توان پتانسیل گسترش بیابان زایی را ارزیابی نمود. تنکی پوشش گیاهی، کمی بارندگی و حاکمیت شرایط خشکی، زمینه را برای وقوع فرسایش خاک در منطقه جازموریان، مساعد نموده است که نقش مهمی را در وقوع بیابان زایی در منطقه ایفا می نماید. هدف از این پژوهش، ارزیابی پتانسیل بیابان زایی در منطقه جازموریان با استفاده از معیارهای فرسایش آبی و بادی و بر اساس روش IMDPA می باشد. مواد و روش ها: به منظور انجام این پژوهش، ابتدا، نقشه واحدهای کاری به کمک نقشه زمین شناسی، کاربری اراضی و تصاویر ماهواره ای لندست 8 از منطقه مطالعاتی تهیه شد، سپس لایه های اطلاعاتی مربوط به معیار فرسایش آبی در مدل IMDPA، پس از ارزش دهی و امتیازدهی به آن ها فراهم گردید. همچنین شدت فرسایش بادی نیز با استفاده از روش IRIFR برآورد گردید و درنهایت، نقشه پتانسیل بیابان زایی با استفاده از تلفیق معیارها بر اساس میانگین گیری هندسی آن ها در محیط نرم افزار ArcGIS به دست آمد. یافته ها: نتایج این پژوهش وسعتی حدود 2km5674 از مساحت منطقه را در کلاس شدید پتانسیل بیابان زایی قرار داده است که نشان دهنده تأثیر بالای معیار فرسایش در گسترش پدیده بیابان زایی در منطقه جازموریان می باشد. یافته های تحقیق نشان داد که معیار فرسایش بادی در بیابان زایی منطقه از پتانسیل بالاتری نسبت به معیار فرسایش آبی برخوردار بوده است که از مهم ترین دلایل آن وجود اراضی با حساسیت بالا به فرسایش می باشد که به سبب خشکی و کمبود میزان رطوبت خاک در این نواحی، همراه با خشکسالی های هیدرولوژیکی در سالیان اخیر، تشدید گردیده است. همچنین، نتایج حاصل از برآورد میزان فرسایش نشان داد که واحدهای "اراضی رسی پوشیده از نبکا و ربدوهای تخریب شده"، "اراضی شور و رسی با پوشش مراتع اشنان-ترات، "اراضی شور و رسی" و "ارگ و ماسه زارها" به ترتیب بیشترین امتیاز و پتانسیل را نسبت به فرسایش بادی نشان داده اند که می بایستی در اولویت طرح های بیابان زدایی باهدف کنترل این پدیده، مدنظر قرار گیرند. نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش، اعم وسعت منطقه موردمطالعه (2/97 درصد) از حیث معیار فرسایش در کلاس شدید بیابان زایی قرارگرفته است. در همین خصوص، لزوم تأکید بیشتر بر نقش عامل فرسایش خاک در تدوین برنامه های مدیریتی به منظور کنترل پدیده بیابان زایی در منطقه، از ضرورت بالایی برخوردار است. از همین رو، احیای پوشش گیاهی و حفاظت از آن در برابر تخریب با درنظرگرفتن ملاحظات اکولوژیک با اولویت مناطق حساس به فرسایش، می تواند در کاهش اثرات فرسایش در منطقه و بیابان زایی راهگشا باشد.