پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال:1396 | دوره:24 | شماره:4 |تعداد مقالات:21

سابقه و هدف: تالاب های رودخانه ای محیط های آبی هستند که در اراضی پست حاشیه رودخانه ها واقع شده و در مواقع سیلابی از آب پر می شوند و یا این که توسط سفره آب زیرزمینی تغذیه می گردند. به منظور شناسایی و مکان یابی مناطق مستعد تالاب باید ویژگی های هیدرولوژیکی شامل فیزیوگرافی حوزه آبخیز، حجم و تغییرات زمانی (فصلی) آبدهی رودخانه ها و تغییرات سطح آب زیرزمینی مطالعه شود. افزایش روزافزون جمعیت و نیاز مبرم به حفاظت، احیاء و گسترش محیط های طبیعی و با ارزش چون تالاب ها، برای تأمین نیازهای زیست محیطی بشر در راستای توسعه پایدار آن به شدت احساس می شود. هدف این پژوهش بررسی بهره مندی از ظرفیت های موجود بیولوژیکی رودخانه در راستای احیای تالاب های رودخانه ای می باشد تا از این طریق بتوان در راستای بهبود شرایط بیولوژیکی و اکولوژیکی تالاب های کشور گام برداشت. مواد و روش ها: در این تحقیق رودخانه تجن واقع در محدوده شهرستان سرخس از لحاظ وجود آثار پوشش درختی در کنار بستر رودخانه، وجود ظرفیت های ویژه طبیعت گردی، ظرفیت های ویژه پرنده نگری، مرفولوژی مناسب رودخانه، سیل گیری اراضی سیلابدشتی حاشیه رودخانه، پتانسیل منطقه به منظور مکان یابی ایجاد تالاب شناسایی گردید. ایجاد تالاب در رودخانه تجن با ذخیره سازی بارش های جوی و رواناب های حاصل از آن نقش مهمی در کاهش سیلاب های مخرب دارد. لذا کلیه مؤلفه های تأثیرگذار در تعیین حریم محدوده تالاب پیشنهادی شامل ویژگی های زمین ریخت شناسی و زمین شناسی، هیدرولوژیکی، هیدرودینامیکی، اقتصادی، اجتماعی و توسعه ای حوزه آبخیز رودخانه تجن مورد مطالعه قرار گرفت. در بازدید انجام شده از منطقه براساس شرایط حاکم از لحاظ تنوع زیستی، گونه ای، اکولوژیکی، هیدرولوژیکی و هیدرولیکی، چهار موقعیت مکانی مناسب ایجاد تالاب های رودخانه ای در در درون حوزه آبخیز تعیین گردید. سپس به منظور بررسی خصوصیات ریخت شناسی و هیدرولیکی آن، مقطع عرضی مربوط به هریک از این موقعیت ها به دقت پیمایش و اندازه گیری شده است. یافته ها: نتایج نشان داد که در دو موقعیت از چهار موقعیت مورد بررسی که در محدوده جنگل جهان بانی سرخس قرار دارند براساس مطالعات هیدرولیک جریان و ریخت شناسی رودخانه، بدلیل سرعت کم جریان آب و عریض بودن رودخانه در این بازه ها، می توان عملیات احیاء پوشش گیاهی و تالاب را اجرایی نمود. بررسی آبدهی ماهانه در چندین سال اخیر در ایستگاه هیدرومتری پل خاتون-کشف رود نشان می دهد آبدهی رودخانه تجن به وی‍ ژه در ماه های گرم سال صفر و یا نزدیک صفر است؛ بنابراین برای تأمین آب تالاب پیشنهادی، بیشتر باید به سیلاب ها و آورد سالیانه زیرحوزه های بالادست و حجم سیلاب آن ها تکیه کرد. نتیجه گیری: میزان آورد سالیانه رودخانه در محل یکی از تالاب های پیشنهادی محدوده جنگل جهانبانی 9/125 میلیون مترمکعب برآورد گردید. این سایت از نظر اکوتوریسم و وجود تنوع بالای پرندگان در منطقه می تواند با توسعه فعالیت های گردشگری در منطقه از جهات مختلف مورد بهره برداری قرار گیرد.

سابقه و هدف: آبخوان های ساحلی از مهم ترین منابع تامین آب شیرین در بسیاری از کشور های جهان، بخصوص در نواحی خشک و نیمه خشک به شمار می رود. بدلیل مجاورت و ارتباط آبخوان های ساحلی با آب شور دریا و تهدید ناشی از آلوده شدن آن ها بواسطه پیش روی آب شور، مدیریت و حفاظت این منابع آب شیرین ساحلی امری کاملاً ضروری است. بنابراین هدف از پژوهش حاضر، توسعه یک مدل عددی جدید برای شبیه سای انتقال آلودگی در آبخوانهای ساحلی (تهاجم آب شور دریا به آبخوان های ساحلی) با استفاده از روش عددی گالرکین ناپیوسته می باشد. مواد و روش ها: در این تحقیق از روش های گالرکین ناپیوسته که کمتر در مسائل مهندسی گسترش پیدا کرده است، برای شبیه سازی جریان های وابسته به چگالی آب زیرزمینی (مانند هجوم آب شور دریا به آبخوان های ساحلی) بکار گرفته شد. برای این منظور معادلات غیر خطی حاکم بر جریان و انتقال شوری در یک محیط آبخوان اشباع با استفاده از روش گالرکین ناپیوسته منقطع سازی گردید و از روش ضمنی برای منقطع سازی زمانی استفاده شد. پس از اعمال شرایط مرزی و اولیه، روش پیکارد اصلاح شده برای خطی سازی معادلات جبری حاصله بکار گرفته شد که برای از بین بردن نوسانات غیرفیزیکی در حل عددی از محدود کننده شیب چاونت-جافری استفاد شد. دو مسأله اصلاح شده هنری، مسأله الدر و درنهایت مسأله آزمایشگاهی گاسوامی-سلمنت در سه فاز متفاوت مورد استفاده قرار گرفت. برای تمامی مسائل نتایج با سایر حل های ارائه شده برای آن مسائل مقایسه گردید تا دقت مدل قابل ارزیابی باشد. همگرایی روش با ریز کردن شبکه حل در مسأله استاندارد هنری نشان داده شد. محدود کننده شیب چاونت-جافر برای کنترل نوسانات غیر فیزیکی در حل مسأله آزمایشگاهی بطور موفقیت آمیزی بکار گرفته شد که نتایج رضایت بخشی از آن بدست آمد. نتایج حاصل دقت مدل را در مقایسه با سایر روش های عددی بخوبی نشان داده است. نتیجه گیری: مدل با استفاده از مسائل مذکور مورد صحت سنجی و ارزیابی قرار گرفت که نتایج حاصل در تمامی مثال-ها حاکی از دقت بسیار بالای این روش دارد. در مکان هایی از دامنه حل که سرعت جریان بالاست، نشان داده شد این روش در مقایسه با برخی روش ها همانند تفاضل محدود نوسانات غیر فیزیکی از خود بروز نمی دهد. علاوه براین نتایج نشان می دهد که این روش نسبت به روش های عددی دیگر همچون روش احجام محدود پخش عددی کمتری را بروز می دهد. همینطور استفاده از این روش برای شبیه سازی مسأله آزمایشگاهی جنبه کاملاً عملی این مدل را نشان می دهد.

سابقه و هدف: به دلیل وابستگی کشاورزی به آب، تعیین شرایط خشکسالی در هر منطقه به منظور برنامه ریزی تأمین غذا مهم است. متاسفانه چون تعریف یکسانی از شرایط خشکسالی وجود ندارد؛ شاخص های متعددی برای آن ارائه شده است. شاخص بارش استاندارد شده (SPI) یکی از شاخص های مهم هواشناسی استکه به منظور تعیین خشکسالی های کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. شاخص کمبود تبخیر-تعرق (ETDI) نیز یکی از شاخص های مهم است که به منظور استفاده در بخش کشاورزی ارائه شده است. این شاخص در مناطق خشک و نیمه خشک کاربرد دارد. با وجود اینکه تحقیقات متعددی در خصوص شاخص های خشکسالی از جمله SPI وجود دارد، تاکنون مطالعات اندکی فقط در خارج کشور در خصوص کاربرد شاخص ETDI انجام شده است. لذا در این تحقیق سعی شد، تعیین خشکسالی با استفاده از شاخص های ETDI و SPI در دشت نیشابور به کمک مدل های تغییراقلیم انجام شود. مواد روش ها: این تحقیق به منظور تعیین خشکسالی در دشت نیشابور واقع در عرض جغرافیایی و طول جغرافیایی انجام شد. شاخص ETDI براساس کمبود تبخیر-تعرق هفتگی در این منطقه تعیین شد. به منظور مقایسه نتایج شاخص ETDI نسبت به سایر شاخص های خشکسالی، از شاخص SPI که یکی از مهم ترین شاخص های مورد استفاده در این خصوص است، استفاده شد. داده های مورد نیاز این تحقیق از ایستگاه هواشناسی نیشابور در بازه 1373 تا 1390 (1992 تا 2011) گرفته و برای مزارع آبی (مزارع گندم فاروب و سلیمانی، جو و ذرت) و مزارع دیم (برای گندم دیم) استفاده شد. برای تعیین داده های هواشناسی مورد نیاز هر شاخص در مزارع آبی در دوره های آتی (2020 تا 2039 و 2080 تا 2099) از مدل های HADCM3، ECHOAM و CGCM3 T47 براساس سناریوهای A2، B1 و A1B استفاده شد. برای مزارع دیم نیز از مدل HADCM3 براساس سناریوهای A2 و B1 استفاده گردید. آماره های میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAE)، ضریب تبیین (R2) نیز برای مقایسه نتایج دو شاخص ETDI و SPI مورد استفاده قرار گرفتند. یافته ها: نتایج نشان داد که شاخص ETDI برای مزرعه فاروب در دوره پایه (1992 تا 2011) در حالت "رطوبت اولیه" قرار داشت در حالی که در دوره های آتی (2020 تا 2039 و 2080 تا 2099) در حالت "خشکی" تعیین شد. شاخص ETDI برای مزرعه سلیمانی در دوره پایه در حالت "نرمال" قرار داشت. این شاخص برای مزرعه سلیمانی در دوره های 2020 تا 2039 و 2080 تا 2099 به ترتیب در حالت های "نرمال" و "خشکی اولیه" تعیین شد. شاخص ETDI در دوره پایه برای مزارع جو و ذرت به ترتیب در حالت های "نرمال" و "خشکی اولیه" قرار داشت. این شاخص برای هر دو مزرعه دو دوره های آتی در حالت "نرمال" قرار گرفت. مقدار شاخص ETDI برای گندم دیم در دوره پایه کمتر از گندم آبی بود در حالی که عکس این حالت در دوره آتی مشاهده شد. با استفاده از اکثر سناریوهای تغییر اقلیم، شاخص ETDI مقداری منفی داشت. این نشان دهنده ی بروز خشکسالی در دوره های آتی به دلیل کمبود تبخیر-تعرق است. نتایج شاخص SPI نشان داد که شاخص خشکسالی در این منطقه در وضعیت "خشکسالی اولیه" بود و در زمان های آتی نیز تغییری نیافت. نتیجه گیری: نتایج شاخص های ETDI و SPI بسیار با هم تفاوت داشت. علت آن نیز این بود که خشکسالی کشاورزی به کمبود تبخیر-تعرق وابسته است و به همین دلیل شاخص ETDI نتایج بهتری به دست داد. مقایسه نتایج بین این دو شاخص با استفاده از آماره RMSE تفاوت زیادی در دوره های آتی نشان داد. علاوه بر این، شاخص ETDI و SPI همبستگی زیادی نسبت به هم (براساس آماره R2) نداشتند. وجود این تفاوت ها منطقی است زیرا شاخص SPI از داده های بارش و شاخص ETDI از داده های تبخیر-تعرق استفاده می کنند. براساس نتایج این تحقیق، شاخص SPI به عنوان یک شاخص برای تعیین خشکسالی کشاورزی پیشنهاد نمی شود.

سابقه و هدف: خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک می توانند به عنوان مهمترین مشخصه های شاخص کیفیت خاک در ارتباط با تغییر پوشش اراضی و تغییر اقلیم مد نظر قرار گیرند. جنگل کاری با گونه های بومی و غیربومی جهت بازسازی اراضی تخریب یافته طبیعی مورد استفاده قرار گرفته است. اصولاً برای مطالعه کیفیت خاک ویژگی هایی که به تغییرات محیطی حساس تر هستند در نظر گرفته می شوند. ویژگی های زیستی و بیوشیمیایی خاک از جمله شاخص هایی هستند که در کوتاه مدت به تغییرات محیطی و مدیریت اکوسیستم واکنش نشان می دهند. خاک به عنوان بستر رویشگاه، شدیداً تحت تاٌثیر نوع گونه درختی انتخابی قرار دارد. توجه به نوع گونه و اثر آن بر مشخصه های کیفی خاک به عنوان راهکار مدیریتی موجب حفظ کمیت و پایداری طولانی مدت عرصه های جنگل کاری می شود. مواد و روش ها: به منظور بررسی تاٌثیر پوشش های مختلف (اقاقیا، زبان گنجشک، سرو نقره ای و کاج تهران) اراضی بر شاخص-های فیزیکوشیمیایی، میکروبیولوژی و تصاعد گاز دی اکسید کربن خاک، تحقیق حاضر در محدوده پارک چیتگر مورد توجه قرار گرفت. نمونه برداری از لایه آلی (لاشبرگ) و معدنی (20-0 سانتی متری) خاک بصورت تصادفی سیستماتیک انجام پذیرفت. مشخصه-های کیفی لاشبرگ (کربن و نیتروژن)، جرم مخصوص ظاهری، بافت، رطوبت، اسیدیته، کربن آلی، نیتروژن کل، نیترات، آمونیوم، زیتوده میکروبی کربن و نیتروژن، تصاعد دی اکسید کربن (و جریان آن در دما و رطوبت های مختلف) در محیط آزمایشگاه اندازه-گیری شد. یافته ها: نتایج نشان داد که کلیه مشخصه های فیزیکوشیمیایی خاک و لاشبرگ (بجز کربن) در توده های جنگلی مورد مطالعه تفاوت آماری معنی داری داشتند. طبق نتایج به دست آمده، بیشترین مقادیر هر یک از مشخصه های دی اکسید کربن متصاعد شده (1 میلی گرم دی اکسید کربن در متر مربع در روز)، زیتوده های میکروبی کربن (31/510 میلی گرم بر کیلوگرم) و نیتروژن (13/0 میلی گرم بر کیلوگرم) خاک در توده جنگلی اقاقیا مشاهده شد. همچنین، بیشترین میزان تصاعد دی اکسید کربن در شرایط رطوبت عرصه مشاهده شد و با افزایش دما میزان تصاعد افزایش یافت. نتیجه گیری: تغییر نوع پوشش اراضی تخریب یافته، و جنگل کاری با گونه های پهن برگ و سوزنی برگ، در منطقه مورد مطالعه باعث بهبود شاخص های حاصل خیزی، بویژه شاخص های زیستی کیفیت خاک شد. بالاترین سطوح تنفس میکربی، زیتوده میکربی کربن و نیتروژن در رویشگاههای جنگل کاری شده پهن برگ و کمترین مقادیر آنها در اراضی بایر و فاقد پوشش درختی مشاهده گردید. نتایج حاکی از آن است که تغییر کاربری اراضی و نابودی پوشش گیاهی اکوسیستم، باعث افت شدید شاخص های مذکور در منطقه چیتگر شده است، لذا تغییر کاربری انجام یافته تهدیدی بر کیفیت و سلامت خاک در منطقه مورد مطالعه است که در مدیریت اکوسیستم های طبیعی تخریب یافته می بایست به این موضوع توجه خاصی شود.

سابقه و هدف: فاکتورهای خاکی و زیستی می توانند در مکان و زمان به شدت متغیر باشند. بنابر این انتظار می رود که نفوذ آب در خاک هم در مکان و هم در زمان متفاوت باشد. به دلیل تغییرپذیری زمانی پارامتر نفوذ، اندازه گیری مستقیم آن نیاز به وقت و نمونه-برداری فراوانی دارد. به همین علّت معادلات تجربی و فیزیکی برای کمّی کردن فرآیند نفوذ در آبیاری سطحی وجود دارد. روش های متعددی برای تخمین ضرایب معادله های نفوذ وجود دارد که بسته به داده های اندازه گیری شده در مزرعه متفاوت هستند. انتخاب روش مناسب بستگی به داده های مزرعه ای موجود برای تخمین ضرایب نفوذ دارد. عواملی به صورت تصادفی در نقاط مختلف مزرعه اتفاق افتاده و باعث تغییر در میزان نفوذ آب در خاک می شوند. در نظر گرفتن تغییرات مکانی نفوذ در آبیاری باعث افزایش دقت در تخمین مقدار آب نفوذ یافته و یکنواختی توزیع می شود. لذا در پژوهش حاضر تلاش شد تغییرات پارامترهای نفوذ آب در خاک در آبیاری جویچه ای طی سه فصل زراعی بررسی شود. مواد و روش ها: در پژوهش حاضر از داده های برداشت شده از مزرعه ای در مشکین دشت کرج در فصول زراعی 90، 91 و 92 استفاده شد. نوع کشت ذرّت و بافت خاک مزرعه لومی بود. در هر فصل زراعی، 8 آزمایش مستقل اجراء شد که هر آزمایش شامل 4 جویچه به طول 120 متر و فواصل جویچه ها 75 سانتی متر بود. در هر فصل زراعی 15 نوبت آبیاری انجام شد. آزمایش های هشت گانه در طول سه فصل زراعی در مکان های تقریباً مشابه اجراء شدند. در هر نوبت آبیاری، از فلوم های WSC تیپ 3 برای اندازه گیری دبی-های ورودی و خروجی جویچه ها استفاده شد. در این تحقیق از معادله نفوذ کوستیاکف-لوئیس استفاده گردید. برای هر آبیاری با استفاده از روش بیلان حجم، ضرایب a و k معادله کوستیاکف-لوئیس با نرم افزارExcel محاسبه شد. در این روش ابتدا با استفاده از هیدروگراف های جریان ورودی و خروجی جویچه، سرعت نفوذ نهایی خاک محاسبه گردید. میانگین های تغییرات مکانی و زمانی ضرایب معادله کوستیاکف-لوئیس در سه فصل زراعی توسط آزمون چند دامنه ای دانکن با استفاده از نرم افزار SPSS مقایسه شدند. یافته ها: داده ها با نرم افزار SPSS و به روش GLM تجزیه واریانس مرکب شدند. اثر شماره آزمایش (تغییرات مکانی) و نیز نوبت آبیاری (تغییرات زمانی) در سطح 1% و اثر فصل زراعی در سطح 5% بر تغییرات ضریب نفوذ k معنی دار شد. تفاوت بین هشت آزمایش طی سه فصل زراعی از لحاظ آزمون آماری دانکن در سطح 5% معنی دار شد. اثر هر سه منبع تغییر در سطح 1% بر تغییرات ضریب نفوذ a معنی دار شد. اثر شماره آزمایش بر میانگین تغییرات زمانی ضریب نفوذ a در سه فصل زراعی، حاکی از تفاوت آماری معنی دار از لحاظ آزمون آماری دانکن در سطح 5% بین هشت آزمایش بود. اثر فصل زراعی بر میانگین تغییرات زمانی و مکانی ضریب نفوذ a، نشانگر برتری معنی دار میانگین تغییرات ضریب مذکور در سال 90-(6108/0)-نسبت به دو سال دیگر، با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال 5% می باشد. در حالی که در سال های 91 و 92، میانگین تغییرات مذکور، تفاوت معنی داری با یکدیگر نشان نداد. نتیجه گیری: به طور کلی، در سه فصل زراعی بین نوبت های آبیاری از لحاظ میانگین تغییرات هر یک از ضرایب نفوذ k و a و همچنین بین هشت آزمایش از نظر میانگین تغییرات هر یک از ضرایب مذکور تفاوت معنی داری وجود داشت. در نهایت با توجه به تفاوت معنی دار میانگین تغییرات مکانی و زمانی هر یک از ضرایب نفوذk و a، تغییرات فصلی ضرایب نفوذ آب در خاک در سه فصل زراعی بررسی شده قابل اغماض نبود. نتایج نشان داد که ضرایب نفوذk و a معادله کوستیاکف-لوئیس از لحاظ مکانی و زمانی در فصول مختلف، تغییراتی نامنظم و غیر قابل پیش بینی دقیق دارند.

سابقه و هدف: ارزیابی بار معلق رسوبی رودخانه ها بسیار مهم است. کیفیت آب رودخانه ها و محیط زیست تحت تأثیر بار رسوب می باشد. همچنین طراحی سازه های هیدرولیکی و سایر تأسیسات آبرسانی، مدیریت حوزه آبخیز و اجرای برنامه های حفاظت خاک و مشکلات عمده ی دیگر ناشی از آورد رسوب رودخانه ها به تخمین صحیح بار رسوب وابسته است. از آنجایی که برآورد مستقیم بار رسوبی بسیار دشوار و وقت گیر است، لذا این امر سبب شد محققان به برآورد غیرمستقیم بار رسوبی که به روش های گوناگون امکان پذیر است روی آورند. یکی از راه های آسان برآورد غیرمستقیم بار رسوبی، منحنی سنجه رسوب است. این روش تنها می تواند معرف یک مقدار رسوب در یک دبی معین باشد و به علت عوامل مختلفی در طبیعت ممکن است چندین مقدار بار رسوبی برای یک دبی مشخص وجود داشته باشد. بر این اساس در پژوهش حاضر از روش های رگرسیون چندک و جنگل تصادفی که بتوانند مقدار بار رسوب را برای یک مقدار دبی معین در احتمالات مختلف تخمین بزنند استفاده شد. با به کار گیری این دو روش می توان احتمال وقوع بار رسوب در رویدادهای استثایی و سیلاب های عظیم را تحلیل کرد. مواد و روش ها: در این پژوهش از مدل های منحنی سنجه رسوب، رگرسیون چندک و جنگل تصادفی به منظور برآورد بار رسوب چهار ایستگاه جنگلده، نوده، ارازکوسه و قزاقلی واقع در رودخانه ی گرگانرود در استان گلستان استفاده گردید. به این منظور داده های دبی-رسوب متناظر چهار ایستگاه مورد مطالعه به دو بخش 75% برای آموزش و 25% برای آزمون تفکیک شدند. در روش منحنی سنجه، مقدار رسوب با استفاده از معادله ی توانی برازش داده شده بین دبی و رسوب متناظر، حاصل گردید. الگوریتم های رگرسیون چندک و جنگل تصادفی با استفاده از نرم افزار آماری R اجرا گردیدند. مقدار بهینه پارامترهای متغیر این دو روش با استفاده از آزمون و خطا تعیین شد. با اجرای مدل، مقدار رسوب مربوط به یک دبی در سطوح احتمال مختلف (1% تا 99%) محاسبه شد. یافته ها: با به کارگیری این دو روش، بار رسوبی در چندک های 5/2، 50 و 5/97% تعیین و دامنه عدم قطعیت در هر ایستگاه مشخص شد. روش جنگل تصادفی در ایستگاه های جنگلده و نوده با مقدار RMSE به ترتیب برابر 96 و 210 تن بر روز و رگرسیون چندک در ایستگاه های ارازکوسه و قزاقلی با مقدار RMSE به ترتیب 6453 و 24886 تن بر روز به عنوان بهترین روش برآورد بار رسوبی انتخاب شدند. مقدار معیار ارزیابی RMSE رسوب برآورد شده توسط منحنی سنجه رسوب کلاسیک در ایستگاه های جنگلده، نوده، ارازکوسه و قزاقلی به ترتیب برابر 199، 288، 7505 و 25811 تن بر روز به دست آمد. نتیجه گیری: نتایج نشان داد منحنی سنجه رسوب کلاسیک علاوه بر اینکه قادر به برآورد بار رسوبی در دامنه ی عدم قطعیت های مختلف برای یک مقدار دبی معین نیست، بار رسوبی را نیز با مقدار خطای بیشتری برآورد می کند. با استفاده از روش های رگرسیون چندک و جنگل تصادفی برای یک دبی معین مقدار رسوب در احتمالات مختلف قابل پیش بینی است و این امر کمک زیادی به برنامه ریزی صحیح و جامع برای ساخت سازه های آبی می کند و از این طریق، خطرات تخریب این تأسیسات را که ناشی از سیلاب های عظیم می باشد کاهش می دهد.

سابقه و هدف: آب های فرورفته و یا به جریان افتاده در روی خاک های بالادست، بویژه به هنگام ریزش های آسمانی می تواند مایه آلودگی آب های زیرزمینی و روزمینی در زمین های پایین دست شود. پایش و ارزیابی پیامد آب های سرزمین های خشک که به تالآب ها زندگی می بخشند، بسیار مهم است. پژوهش کنونی با هدف ارزیابی کیفیت آب های رها شده در تالاب میقان اراک و پیامد آن ها بر ویژگی های شیمیایی خاک تالاب انجام شده است. مواد و روش ها: از آب های سه جایگاه رهاشدن پساب شهری اراک، رودخانه شهراب و پساب کارخانه فراوری سولفات سدیم به تالاب میقان در اردیبهشت و آبان سال 1393 نمونه برداری شد. شوری، غلظت کاتیون ها و آنیون ها، جامدهای محلول و معلق، نیتروژن، فسفر و کربن آلی آب ها اندازه گیری و آزمون شد. همچنین از دو لایه رویین (0-30 سانتی متری) و زیرین (30-60 سانتی متری) خاک تالاب در 4 جایگاه رهاسازی پساب شهری، رودخانه شهراب، رودخانه فراهان و پساب کارخانه در دو زمان یاد شده نمونه برداری شد و برخی از ویژگی های شیمیایی خاک ها آزمایش شد. یافته ها: این پژوهش نشان داد که پساب شهری اراک شوری، نسبت جذب سطحی سدیم، کاتیون، آنیون و جامدهای بسیار کمتری از دو آب دیگر دارد ولی کربن آلی، فسفر و نیتروژن آن به اندازه چشم گیری بیشتر است که مایه کاهش پی-اچ، شوری و افزایش کربن آلی، فسفر و نیتروژن خاک بویژه در لایه رویین در جایگاه رهاسازی آن شده است. بهبود ویژگی های خاک می تواند با افزایش رشد گیاهان آب دوست تالاب مایه آلودگی آب آن به مانده های گیاهی و مواد آلی شود. در برابر آن پساب کارخانه فراوری سولفات دارای اندازه فراوانی از جامدهای محلول یا نمک ها، نسبت جذب سطحی سدیم و بویژه جامدهای معلق است. هر چند ویژگی های خاک آزمایش شده در این جایگاه نشان می دهد که برای رشد گیاهان ناشایست است ولی این آب با ویژگی های یاد شده می تواند مایه دگرگونی ویژگی های فیزیکی خاک در این جایگاه شود. ویژگی های شیمیایی آب و خاک لایه رویین و زیرین در جایگاه رودخانه شهراب بهم نزدیک است و نشان از هماهنگی و پایداری آب و خاک این جایگاه دارد. ولی بررسی ویژگی های لایه رویین و زیرین خاک در جایگاه رسیدن رودخانه فراهان به تالاب نشان داد که خاک لایه رویین آن دارای کربن آلی، نیتروژن، فسفر بیشتر و شوری کمتری در برابر خاک جایگاه رودخانه شهراب است که می تواند زیستگاه خوبی برای رشد گیاهان در این تالاب شور فراهم کند و مایه افزایش آلودگی آن به مانده های گیاهی و مواد آلی شود. نتیجه گیری: فاضلاب شهری اراک کیفیت بالایی داشته و ویژگی های شیمیایی خاک را بهبود داده است. در برابر آن، کیفیت بد فاضلاب کارخانه فراوری سولفات سدیم ویژگی های شیمیایی خاک را بدتر کرده است. بنابراین پیش از رهاسازی آن ها در تالاب میقان اراک ترکیب این دو فاضلاب و آمیختن آن ها می تواند پیشنهاد خوبی باشد. به هر گونه این پیشنهاد نیاز به بررسی ویژه ای دارد.

سابقه و هدف: در کنار محدودیت های اولیه آزمون های متداول بررسی روند بارش(رگرسیون خطی معمولی، من-کندال، سن و. . . )، این روش ها فقط به برآورد میانگین یا میانه شرطی می پردازند و کوانتایل های مختلف را در نظر نمی گیرند. بررسی روند تغییرات تابع توزیع احتمال تجربی (EPDF) و تابع توزیع تجمعی تجربی (ECDF) می تواند منجر به دستیابی به اطلاعات کامل تری در مقایسه با روش های متداول شود. در این مطالعه هدف کاربرد رگرسیون کوانتایل در برآورد تغییرات EPDF و ECDF بارش سالانه در پنج ایستگاه در شمال کشور و تحلیل ان ها می باشد. مواد و روش ها: با استفاده از رگرسیون کوانتایل خطوط رگرسیون برای کوانتایلها (95/0-05/0 با گام 01/0) برآورد گردید. بر اساس شیب خطوط رگرسیون کوانتایل و نیز معنی داری آماری آن ها در سطح 05/0 نمودار شیب-کوانتایل رسم و بررسی شد. با در نظر گرفتن کوانتایل های منتخب 9/0، 7/0، 5/0، 3/0 و 1/0 نمودار روند بارش سالانه در سری های مختلف ارایه شد و نتایج تحلیل گردید. با کاربرد مفهوم رگرسیون کوانتایل نمودارهای EPDF و ECDF سال اول و سال آخر دوره آماری ثبت شده در هر سری برآورد شده و نمودار آن تعیین گردید و مقایسه بین آن ها گرفت. یافته ها: با در نظر گرفتن سطح 05/0 معنی داری آماری، تعداد خطوط با شیب های مثبت در همه سری های از تعداد خطوط با شیب های منفی به مراتب بیشتر بوده است. بررسی نمودار خطوط رگرسیون کوانتایل نشان می دهد برای سری داده های مشهد خطوط روند برای کوانتایل های بالایی کاهشی و برای کوانتایل های پایینی افزایشی است در حالیکه برای سایر سری ها خطوط بالایی روند افزایشی و خطوط پایینی روند کاهشی را نشان می دهند. همچنین در سری داده های گرگان، بندر انزلی، تبریز و ارومیه بزرگی شیب خطوط روند در کوانتایل های پایینی از بزرگی شیب خطوط روند در کوانتایل های بالایی بیشتر است اما برای سری مشهد این الگو به شکل معکوس برقرار است. بررسی مقایسه ای نمودارهای ECDF در ابتدا و انتهای دوره بیانگر آنست که سری داده های تبریز، گرگان و ارومیه و تا حدی بندر انزلی ECDF ها دارای تفاوت مشهود در کران پایینی سطوح احتمال مورد بررسی هستند اما برای سری داده های مشهد این تفاوت محدود می باشد. بررسی الگوی تغییراتEPDF نشان می دهد برای هر پنج سری پارامتر مکان نسبتاً ثابت است اما تغییرات پارامتر مقیاس موجب تیزتر شدنEPDF انتهای دوره سری داده مشهد و مسطح تر شدن سری های داده های گرگان، بندر انزلی، تبریز و ارومیه شده است. بعلاوه برای سری داده های مشهد و بندر انزلی بیش ترین تغییرات در انتهایEPDF و برای سری داده های گرگان، تبریز و ارومیه تغییرات در ابتدایEPDF مشاهده می شود. نتیجه گیری: کاربرد رگرسیون کوانتایل می تواند بدون تأثیر از محدودیت های روش های متداول تحلیل روند منجر به دسترسی به طیف وسیع تری از نتایج کاربردی شود. بین علامت شیب خطوط رگرسیون در کوانتایل های بالایی و پایینی در هر پنج سری تفاوت کاملاً مشخصی وجود دارد که نشان می دهد روش های متداول نمی توانند ابزاری مناسب برای بررسی روند رویدادهای حدی باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که رگرسیون کوانتایل یک ابزار مفید جهت تحلیل تغییرات EPDF و ECDF داده ها در طول سری زمانی است و این تحلیل نتایج کاملاً مفیدتری در مقایسه با روش های متداول بررسی روند ارایه می دهد.

سابقه و هدف: پیش بینی جریان رودخانه ها یکی از مهم ترین موارد کلیدی در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب به ویژه اتخاذ تصمیمات صحیح در مواقع سیلاب و بروز خشکسالی ها، است. برای پیش بینی میزان جریان رودخانه ها رویکردهای متنوعی در هیدرولوژی معرفی شده است که مدل های هوشمند از مهمترین آن ها می باشند. در این پژوهش جهت ارزیابی دقت مدل ها در پیش بینی جریان رودخانه، از داده های روزانه حوضه آبریز کشکان واقع در استان لرستان استفاده شده است. جهت مدلسازی جریان روزانه رودخانه کشکان از مدلهای ماشین بردار پشتیبان، برنامه ریزی بیان ژن و شبکه بیزین استفاده شد و نتایج برای بررسی صحت مدل های موردمطالعه با یکدیگر مقایسه گردید. در پژوهش های معدودی هر یک از مدل های بیان شده در پیش بینی دبی جریان روزانه موردبررسی قرارگرفته است اما هدف این پژوهش بررسی همزمان این مدل ها در یک حوضه برای پیش بینی جریان روزانه رودخانه می باشد. مواد و روش: در این پژوهش رودخانه کشکان واقع در استان لرستان به عنوان منطقه موردمطالعه انتخاب شده و جریان روزانه مشاهداتی این حوضه در ایستگاه هیدرومتری پلدختر جهت واسنجی و اعتبارسنجی مدل ها بکار گرفته شد. برای این منظور، در ابتدا 80 درصد از داده های جریان روزانه (1390-1383) برای واسنجی مدل ها انتخاب شده و 20 درصد داده ها (1393-1391) جهت اعتبارسنجی مدل ها استفاده شد. برنامه ریزی ژن یک تکنیک برنامه ریزی خودکار است که راه حل مساله را با استفاده از برنامه ریزی کامپیوتر ارائه کرده و عضوی از خانواده الگوریتم تکاملی می باشد. ماشین بردار پشتیبان نیز یک سیستم یادگیری کارآمد بر مبنای تئوری بهینه سازی مقید است. همچنین شبکه بیزین، نمایش بامعنی روابط نامشخص مابین پارامترها در یک فرآیند می باشد و گرافی جهت دار غیر حلقوی از گره ها برای نمایش متغیرهای تصادفی و کمان ها برای نمایش روابط احتمالی مابین متغیرها به شمار می رود. معیارهای ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین قدر مطلق خطا برای ارزیابی و نیز مقایسه عملکرد مدل ها در این پژوهش مورداستفاده قرار گرفت. یافته ها: نتایج نشان داد هر سه مدل شبکه بیزین، برنامه ریزی بیان ژن و ماشین بردار پشتیبان، در ساختاری متشکل از 1 تا 5 تأخیر زمانی نتایج بهتری نسبت به سایر ساختارها ارائه می دهد. همچنین با توجه به معیار ارزیابی نتیجه شد که از بین مدل های به کاررفته مدل ماشین بردار پشتیبان، بیشترین دقت 910/0= R و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا l/s 2RMSE= و کمترین میانگین قدر مطلق خطاl/s 1MAE= در مرحله صحت سنجی را دارا می باشد. همچنین این مدل در تخمین مقادیر حداقل، حداکثر و میانی عملکرد خوبی از خود نشان داده است. نتیجه گیری: درمجموع نتایج نشان داد مدل ماشین بردار پشتیبان عملکرد بهتری نسبت به مدل های شبکه بیزین و برنامه ریزی بیان ژن دارد. بنابراین مدل ماشین بردار پشتیبان می تواند در زمینه پیش بینی جریان روزانه رودخانه مؤثر بوده و در نوبه خود برای تسهیل توسعه و پیاده سازی استراتژی های مدیریت آب های سطحی مفید باشد. و گامی در اتخاذ تصمیمات مدیریتی در جهت بهبود کمیت منابع آب های سطحی ایجاد نماید.

سابقه و هدف: فلزات سنگین همانند کادمیوم اثرات مضر زیادی را در محلول های آبی ایجاد می کند. بنابراین حضور فلزات سنگین در آب های سطحی و زیرزمینی به عنوان مشکل آلاینده معدنی اصلی شده است. روش های مختلفی جهت حذف فلزات سنگین وجود دارد که یکی از بهترین روش ها جذب سطحی است. هدف از این پژوهش حذف یون های کادمیوم دو ظرفیتی از محلول های آبی با استفاده از جاذب نانو دی اکسید سیلیکون اصلاح شده به وسیله 2-آمینو پیریدین و EDTA می باشد. مواد و روش ها: نانو دی اکسید سیلیکون به همراه تولوئن در حمام اولتراسونیک قرار گرفت، سپس مخلوط 2-آمینو پیریدین و EDTA با نسبت 1: 1 به ترکیب اولیه اضافه شد. پس از 24 ساعت رفلاکس در حمام روغن نمونه به مدت زمان 10 دقیقه به دستگاه سانتریفیوژ منتقل شد. ماده ی به دست آمده به وسیله محلول کلروفرم، اتانول و آب مقطر دو بار تقطیر آبکشی گردید. درپایان محصول پس از انجام عملیات خشک سازی و قرار دادن در دستگاه وکیوم در دمای 100 درجه سانتی گراد و به مدت 24 ساعت آماده شد. تاثیر فاکتورهای pH، زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت محلول کادمیوم و دما بر کارایی حذف و ظرفیت جذب کاتیون های کادمیوم به وسیله جاذب نانو سیلیکون دی اکساید اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در سیستم ناپیوسته، با سه بار تکرار انجام گرفت. محلول های آزمایش در غلظت های متفاوت از رقیق کردن محلول استوک اولیه با آب مقطر دیونیزه تهیه شدند. pH محلول با استفاده از محلول های 1/0 مولار نیتریک اسید و سدیم هیدروکسید در ابتدای آزمایش تنظیم شدند و بعد از شروع آزمایش کنترل نشدند. در این مطالعه پارامترهایی از جمله تأثیر pH، دما، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت در سیستم ناپیوسته و با سه بار تکرار بررسی گردید. محلول های حاوی جاذب در ارلن مایر 250 میلی لیتری قرارداده شده و در شیکر با دور rpm120 در زمان های مشخص قرار گرفتند و پس از آن نمونه ها در سانتریفیوژ با rpm 4000 به مدت 5 دقیقه قرار گرفتند. میزان غلظت یون های سرب در محلول با استفاده دستگاه اسپکتروفتومتر جذب اتمی تعیین شدند. نتایج با استفاده از نرم افزار Excel تجزیه و تحلیل شد. در پایان برای تعیین مکانیسم جذب مدل های ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ و همچنین سینتیک جذب مورد بررسی قرار گرفتند. یافته ها: نتایج نشان داد که در pH=4، در دمای 25 درجه سانتی گراد و در مدت زمان 35 دقیقه مقدار جذب بهینه صورت گرفت. بررسی ایزوترم های لانگمویر (R2=0. 93) و فروندلیچ (R2=0. 94) نشان داد که داده های تجربی با هر دو ایزوترم مطابقت دارد و می توان نتیجه گرفت جذب کادمیوم توسط جاذب اصلاح شده به وسیله نانو سیلیکون دی اکساید به صورت تک لایه و همچنین لایه لایه انجام شده است ولی برازش بیشتری با فروندلیچ داشت. مطالعات سینتیک نشان داد که سینتیک جذب مطابق معادله شبه درجه دوم می باشد. نتیجه گیری: بنابراین بر اساس یافته های این مطالعه چنین می توان گفت که نانو دی اکسید سیلیکون اصلاح شده می تواند به عنوان یک جاذب مناسب، ارزان و دوستدار محیط زیست جهت حذف فلزات سنگین از محلول های آبی به ویژه از فاضلاب صنایع استفاده شود. در مقایسه با سایر تحقیق های مشابه در زمینه جذب سطحی مشخص شد که این جاذب از بهترین جاذب ها می باشد و می تواند به شکل موفقیت آمیزی برای حذف فلزات سنگین در صنایع مختلف استفاده شود.

از آنجا که منابع آب زیرزمینی از منابع آبی مهم و همچنین رو به کاهش می باشد مطالعه و مدل سازی مناسب برای بهره برداری از آن حایز اهمیت است. ارزیابی و پیش بینی تراز آب زیرزمینی به پیش بینی منابع آب زیرزمینی کمک می کند. امروزه استفاده از روش های هوش مصنوعی بر پایه تئوری داده کاوی برای پیش بینی نوسانات سطح ایستابی استفاده می شود. در این میان روش ماشین بردارپشتیبان در بین روش های هوش مصنوعی و روش کریجینگ در بین روش های زمین آماری دارای دقت قابل ملاحظه-ای به ترتیب در پیش بینی زمانی و مکانی تراز سطح ایستابی می باشد. در این پژوهش از مدل ترکیبی ماشین بردار پشتیبان و کریجینگ به عنوان روشی نوین برای پیش بینی زمانی و مکانی نوسانات سطح ایستابی در محدوده دشت سیلاخور استفاده شده است. در مرحله اول، مدل سازی زمانی با استفاده از مدل ماشین بردار پشتیبان از داده های 11 چاه پیزومتری موجود در منطقه به روش ماشین بردار پشتیبان صورت پذیرفت و در مرحله دوم برای پیش بینی مکانی از داده های ماهانه خروجی مرحله اول به عنوان ورودی مدل زمین آمار استفاده گردید. داده های 11 چاه مشاهداتی در دشت سیلاخور پس از جمع آوری در بازه ده ساله اخیر در دو حالت نرمال و غیرنرمال به عنوان ورودی مدل SVM مورد استفاده قرار گرفتند. با استفاده از نرم افزار Matlab الگوریتم تابع ماشین بردارپشتیبان بگونه ای تنظیم شد که در هر مرحله داده های یک چاه به عنوان ورودی این مدل باشد. تراز آب در این روش برای زمان 1+t پیش بینی خواهد شد. پیش بینی مکانی داده ها در نرم افزازArcGIS و در بخش Geostatical Analys به روش کریجینگ مدلسازی گردید. برای ترازیابی در این بخش، جدول(1) به عنوان ورودی مورد استفاده قرار می گیرد. مطلق بودن تخمین در درونیابی و مکانیابی از ویژگی های عمده مدل کریجینگ می باشد. بدین مفهوم که مقدار تخمین کمیت در نقاط نمونه برداری با مقدار اندازه گیری شده برابر می باشد و واریانس تخمین صفر می گردد. این ویژگی سبب می گردد که تخمین گر کریجینگ در رسم خطوط همتراز از حداکثر نقاط نمونه برداری عبور نموده و تمایلی به بسته شدن و دور زدن را نداشته باشد و از مرز محدوده مورد مطالعه فراتر رود. در واقع این مدل برای تخمین نقاط مجهول مقدار واریانس را به حداقل می رساند. بنابراین منحنی های میزان بر اساس روندیابی ترسیم می گردند و در نتیجه از مرز محدوده ترسیم فراتر می روند. نتایج به دست آمده از پژوهش بیانگر آن است که این مدل ترکیبی می تواند به طور موفقیت آمیزی برای پیش بینی نوسانات سطح ایستابی مورد استفاده قرار گیرند. در بهترین حالت اجرای مدل، بالاترین ضریب تبیین برای چاه های چغادون(96/0=DC)، کارخانه قند(94/0=DC) و ولیان(93/0=DC) محاسبه شد که نشان دهنده دقت مناسب مدل ترکیبی در پیش بینی تراز آب زیرزمینی می باشد.

سابقه و هدف: امروزه کاربرد تبدیلی پسماندهای صنعتی با کم ترین اثرات سوء بر محیط زیست و کاربرد سودمند آن در سایر زمینه ها به عنوان راه کاری اساسی برای مدیریت حجم انبوهی از پسماندهای صنعتی مطرح شده است. در این راستا تبدیل و کاربرد مجدد پسماندهای کارخانه های لبنی به سبب حجم تولید بالا و گستره متراکم آن ها می تواند راه کاری در راستای دست یابی به توسعه پایدار محسوب شود. حال آن که تا کنون کاربرد مستقیم و یا شکل کاربردی آن در مقوله حفاظت خاک گزارش نشده است. برهمین اساس پژوهش حاضر با هدف تبدیل پسماندهای کارخانه صنایع لبنی به افزودنی های خاک به صورت زغال زیستی با هدف کاربرد در علوم حفاظت خاک در راستای مهار فرسایش خاک در شرایط آزمایشگاهی برنامه ریزی شد. مواد و روش ها: برای اجرای پژوهش، مقداری پسماند کارخانه صنایع غذایی کاله آمل پس از انتقال به آزمایشگاه و بررسی ویژگی های کیفی آن، تحت دمای 300 تا 350 درجه سانتی گراد به زغال زیستی تبدیل و در سه سطح 400، 800 و 1200 گرم بر مترمربع در کرت های کوچک فرسایشی با ابعاد طول، عرض و ارتفاع 50 سانتی متری پرشده با خاک حساس به فرسایش منطقه مرزن آباد مازندران استفاده شد. به همین منظور، کرت های فرسایشی مطالعاتی در سطوح مختلف تیمار و پس از گذشت 35 روز تحت باران شبیه سازی شده با دو شدت 50 و 90 میلی متر بر ساعت در آزمایشگاه شبیه ساز باران و فرسایش دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس قرار گرفت. نهایتاً مقادیر غلظت رسوب طی بازه زمانی شبیه سازی و پس از شروع رواناب اندازه گیری و بر طبق آن میزان فرسایش خاک نیز محاسبه شد. یافته ها: نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که بیش ترین میزان فرسایش خاک در تیمار شاهد رخ داده است، به صورتی که میزان غلظت رسوب در کل بازه زمانی در تیمارهای 400، 800 و 1200 گرم بر متر مربع از خاک پوش زغال زیستی در شدت بارندگی 50 میلی متر بر ساعت به ترتیب 47، 52 و 49 درصد و در شدت بارندگی 90 میلی متر بر ساعت، 36، 51 و 54 درصد با سطح اطمینان 99 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت. هم چنین میزان فرسایش خاک در سطوح مصرفی 400، 800 و 1200 گرم بر متر مربع از افزودنی زغال زیستی به ترتیب 76، 83 و 81 درصد در شدت بارندگی 50 میلی متر بر ساعت و 75، 82 و 84 درصد در شدت بارندگی 90 میلی متر بر ساعت نسبت به تیمار شاهد کاهش معنی دار (01/0 > p) داشته است. نتیجه گیری: نتایج به دست آمده از پژوهش حاکی از تأثیر مثبت زغال زیستی حاصل از پسماندهای صنایع غذایی روی کاهش غلطت رسوب و مهار فرسایش خاک بود و لذا مدیریت پسماندهای مزبور از طریق تبدیل آن ها به زغال زیستی و با هدف حفاظت خاک پیشنهاد می شود.

سابقه و هدف: نفت سفید یا کروزن مایعی بیرنگ و کمی سنگین تر از بنزین است. قسمت اعظم نفت سفید شامل هیدروکربن هایی است که مولکول آنها دارای 11 تا 15 اتم کربن است. اکوسیستم مزرعه ممکن است با هیدروکربن های نفتی از طریق روش های گوناگونی از قبیل انتقال نفت و نشت نفت خام از ذخایر نفتی الوده شود. این الاینده ها دارای اثراتی روی بافت خاک و جمعیت میکروبی هستند. هدف از این تحقیق شناخت اثر آلودگی نفت سفید بر دو نوع خاک متفاوت می باشد. مواد و روش ها: از دو نوع خاک متفاوت شامل خاک های بیابان و مزرعه نمونه برداری شد و شش نوع میکروکازم طراحی گردید. هر خاک دارای سه میکروکازم شامل بدون آلودگی، آلوده به نفت سفید و آلوده به نفت سفید همراه با مواد غذایی نیتروژن و فسفر بود. شاخص هایی همچون جمعیت باکتری های هتروتروف، جمعیت باکتری های تجزیه کننده، آنزیم دهیدروژناز و میزان تجزیه نفت سفید در مورد هر میکروکازم در یک دوره زمانی 120 روزه سنجش گردید. برای شمارش باکتری های هتروتروف محیط نوترینت اگار استفاده شد. در این روش سری رقت برای هر خاک انجام شد و روی محیط نوترینت آگار بصورت سفره ای کشت داده شد و کلنی های متفاوت شمارش شدند. برای شمارش باکتری های تجزیه کننده از محیط بوشنل هاس استفاده شد. برای شمارش تعداد حداکثر احتمالی باکتری ها از روش میکروپلیت استفاده شد. یافته ها: نتایج نشان داد که بالاترین میزان باکتری های هتروتروف مربوط به خاک مزرعه با ارزش 1010 × 1 می باشد. اما بطور کلی تعداد باکتری های تجزیه کننده در کلیه خاک ها بطور قابل توجهی کمتر از تعداد کل باکتری های هتروتروف در خا ک ها می باشد. با گذشت زمان تیمار از زمان صفر تا زمان 120 روز در این دو نوع خاک الگوهای متفاوتی دیده می شود. . بطوری که در خاک بیابان از روز اول ازمایش تا روز 30 آزمایش باکتری ها الگوی افزایشی دارند اما در روز 60 کاهش قابل ملاحظه ای در تعداد باکتری ها دیده می شود. کمیت باکتری های تجزیه کننده نفت سفید تا روز 60 سیر کاهشی و پس از آن افزایشی بود. در خاک بیابان افزایش در تعداد تجزیه کننده در تمامی حالات خاک در روز 30 ازمایش دیده شد. پس از این زمان الگو بصورت کاهشی بود. در خاک مزرعه افزایش از روز 90 آغاز می شود و تا انتهای ازمایش نیز الگو افزایشی است. بالاترین میزان باکتری های تجزیه کننده نفت سفید مربوط به خاک مزرعه با ارزش 106 × 2 و کمترین آن مربوط به خاک بیابان با ارزش 104 × 3 می باشد. بهترین فعالیت انزیم دهیدروژناز در میکروکازم های گوناگون مربوط به میکروکازم الوده همراه با ماده غذایی بود. بالاترین تجزیه زیستی نفت سفید در همه خاک های مورد مطالعه مربوط به خاک مزرعه با میزان 95 درصد بود. . تحلیل آماری داده ها نشان داد که یک ارتباط معنی دار بین تعداد کل باکتری های هتروتروف که با روشMPN سنجیده شده با سایر شاخص های مورد بررسی وجود دارد. نتیجه گیری: نتایج این تحقیق ثابت کرد که انتخاب بهترین روش زیست پالایی وابسته به نوع خاک است و در این تحقیق این ثابت شد که نوع خاک دارای اثر مهمی در تجزیه زیستی نفت سفید است.

فلزات سنگین از مهم ترین آلاینده های موجود در طبیعت با سمیت و سرطان زایی بسیار بالا می باشند. سمیت زیاد این مواد حتی در غلظت های کم، نگرانیهای زیادی را ایجاد کرده است. . یکی از مهم ترین و پرکاربردترین فلزات سنگین کروم می باشد. کروم جزو فلزات سنگینی است که هم از طریق سیستم گوارش و هم از طریق پوست در بدن انسان جذب و ذخیره میگردد. ترکیبات کروم به طور معمول در دو حالت کروم سه ظرفیتی و کروم شش ظرفیتی در محیط دیده می شود که کروم شش ظرفیتی 500 برابر سمی تر از کروم سه ظرفیتی می باشد. هدف از این مطالعه، بررسی امکان حذف کروم شش ظرفیتی با استفاده از زئولیت کلینوپتیلولایت بوده است. این پژوهش یک مطالعه تجربی-آزمایشگاهی بوده که در سیستم ناپیوسته و در آزمایشگاه آلودگی محیط زیست دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه بیرجند انجام شد. کلیه مواد شیمیایی مصرفی در مطالعه با درجه خلوص بالای 99 % از شرکت مرک آلمان تهیه شدند. در این تحقیق جاذب(زئولیت معادن سمنان) تهیه شد. زئولیت خرد شد و ذرات آن با استفاده از روش غربالگری با الک به قطر میانگین 360 میکرو متر (ذرات باقی ماندة بین الک-های با قطر 315 تا 425 میکرو متر) انتخاب شد(این مرحله دو بار تکرار شد). در این تحقیق فرآیند جذب، با تغییر در pH، زمان تماس، مقدار وزن جاذب، غلظت اولیه کروم و دما انجام شد. در ادامه برای سنجش غلظت کروم شش ظرفیتی از دستگاه جذب اتمی در آزمایشگاه محیط زیست دانشگاه بیرجند استفاده گردید. تجزیه و تحلیل داده ها و رسم نمودار ها توسط نرم افزار Excel صورت گرفت. دادهای تجربی تعادل جذب با مدل های ایزوترم جذب فروندلیخ و لانگمیر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد؛ بیشترین حذف کروم شش ظرفیتی در pH برابر 5، زمان تماس 120دقیقه، وزن بهینه جاذب 3 گرم، غلظت اولیه 50 میلی گرم بر لیتر و دمای 22 درجه سانتی گراد به دست آمد. به دلیل محل های فعال محدود در جاذب با افزایش غلظت اولیه کروم، جرم جاذب و دما، راندمان حذف کاهش می-یابد و با افرایش زمان تماس، راندمان افزایش می یابد. دادهای تجربی تعادل جذب با مدل های ایزوترم جذب فروندلیخ و لانگمیر مورد بررسی قرار گرفت، نتایج نشان داد که سینتیک فرآیند جذب از مدل سینتیک شبه درجه دو، و داده های تعادلی از مدل ایزوترمی لانگمیر پیروی می کنند. در مجموع نتایج حاصل از انجام آزمایشات مشخص ساخت که می توان از زئولیت طبیعی کلینوپتیلولایت به عنوان یک روش اقتصادی جاذب، موثر و ارزان قیمت در جهت حذف کروم شش ظرفیتی از زه آب ها و پساب های آلوده استفاده کرد.

سابقه و هدف: خاک یکی از منابع طبیعی اصلی تجدید ناپذیر می باشد که امروزه تخریب آن به عنوان مشکلات زیست محیطی در سراسر جهان مطرح می باشد. در دهه های اخیر تغییرات سریع و ناپایدار کاربری اراضی به دلیل فعالیت های توسعه ای و عمرانی و افزایش جمعیت باعث تغییرات سریع در استفاده از اراضی و پوشش زمین و در نهایت تخریب خاک بوده است. از این رو بازبینی این تغییرات از طریق تصاویر ماهواره ای و پیش بینی و ارزیابی پتانسیل آن ها از طریق مدل سازی می تواند به مدیران و برنامه ریزان برای تصمیمات آگاهانه تر کمک کند. هدف از این مطالعه، بررسی روند تغییرات کاربری اراضی در مقطع زمانی 1992 تا 2015 با استفاده از تصاویر ماهواره ای، محاسبه میزان تغییر کاربری ها با یکدیگر و پیش بینی تغییرات احتمالی کاربری اراضی در سال های 2020، 2025، 2030 و 2035 با استفاده از مدل سلول خودکار-مارکوف در دشت جوپار واقع در استان کرمان می باشد. مواد و روش ها: در اﯾ ﻦ تحقیق، جهت تهیه نقشه های کاربری اراضی از سه دوره ﺗ ﺼ ﺎ وﯾ ﺮ ماهواره ای لندست شامل لندست 5 سنجنده (1992)TM، لندست 7 سنجنده ETM+ (2000) و لندست 8 سنجنده(2015) OLI استفاده گردید. به منظور تهیه نقشه های کاربری اراضی از طریق تصاویر ماهواره ای، ابتدا بر روی تصاویر مذکور پیش پردازش های اولیه نظیر تصحیح هندسی و اتمسفری اعمال گردید. در ادامه با تهیه نمونه های آموزشی، تصاویر ماهواره ای در نرم افزار ایدریسی و با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال طبقه بندی و دقت آن ها ارزیابی گردید. نقشه های کاربری اراضی تهیه شده دوره های مختلف به منظور تولید ماتریس احتمال انتقال به مدل مارکوف داده شد و در نهایت ماتریس احتمال انتقال که احتمال انتقال کاربری ها به کاربری دیگر را نشان می دهد تولید شد. سپس آﻧ ﺎ ﻟ ﯿ ﺰ زﻧ ﺠ ﯿ ﺮ ه سلول خودکار-مارﮐ ﻮ ف، ﺑ ﺮ اﺳ ﺎ س ﻧ ﻘ ﺸ ﻪ ﻫ ﺎ ی ﮐ ﺎ رﺑ ﺮ ی اراﺿ ﯽ دوره پایه و ﻣ ﺎ ﺗ ﺮ ﯾ ﺲ احتمال انتقال در مدل مارکوف ﺑ ﺎ ﺗ ﺎ ًﮐ ﯿ ﺪ ﺑ ﺮ ﭘ ﯿ ﺶ ﺑ ﯿ ﻨ ﯽ ﺗ ﻐ ﯿ ﯿ ﺮ ات ﮐ ﺎ رﺑ ﺮ ی اراﺿ ﯽ در سال های 2020، 2025، 2030 و 2035 با تعداد تکرار و گام متفاوت در روش سلول خودکار-مارکوف انجام شد. ﺑ ﺮ اﺳ ﺎ س ﻧ ﺘ ﺎ ﯾ ﺞ اﯾ ﻦ ﺗ ﺤ ﻘ ﯿ ﻖ ، ﺗ ﻐ ﯿ ﯿ ﺮ ات ﮐ ﺎ رﺑ ﺮ یﻫ ﺎ و ﺳ ﻄ ﺢ ﮐ ﺎ رﺑ ﺮ ی ﻫ ﺎ ی ﻣ ﻨ ﻄ ﻘ ﻪ ﻣ ﺤ ﺎ ﺳ ﺒ ﻪ گردید. پس از ﻣ ﻘ ﺎ ﯾ ﺴ ﻪ و ﺑ ﺮ رﺳ ﯽ مشاهدات، تغییرات کاربری احتمالی برای سناریوهای تعیین شده پیش بینی گردید. یافته ها و نتیجه گیری: ﺑ ﺮ اﺳ ﺎ س ﻧ ﺘ ﺎ ﯾ ﺞ اﯾ ﻦ ﺗ ﺤ ﻘ ﯿ ﻖ ، ﺗ ﻐ ﯿ ﯿ ﺮ ات ﮐ ﺎ رﺑ ﺮ یﻫ ﺎ و ﺳ ﻄ ﺢ ﮐ ﺎ رﺑ ﺮ ی ﻫ ﺎ ی ﻣ ﻨ ﻄ ﻘ ﻪ ﻣ ﺤ ﺎ ﺳ ﺒ ﻪ و ﻣ ﻘ ﺎ ﯾ ﺴ ﻪ و ﺑ ﺮ رﺳ ﯽ شدند. نتایج آشکارسازی تغییرات دوره اول (2000-1992) بیشترین افزایش مساحت در کاربری های مرتع و چراگاه و باغ و زراعت آبی و بیشترین کاهش مساحت در کاربری بستر رودخانه و دوره دوم (2015-2000) بیشترین افزایش مساحت در کاربری های باغ و زراعت آبی و بستر رودخانه و بیشترین کاهش مساحت در کاربری مرتع و چراگاه را نشان داد. نتایج بدست آمده از پیش بینی تغییرات کاربری آینده منطقه مورد مطالعه به روش سلول خودکار-مارکوف حاکی از کاهش کاربری باغ و زراعت آبی و افزایش کاربری های مرتع و چراگاه و بستر رودخانه نسبت به سال 2015 بود. همچنین نتایج مقایسه پیش بینی سال های 2020، 2025، 2030 و 2035 با یکدیگر کاهش کاربری های بستر رودخانه و مرتع و چراگاه را نشان داد که کمبود بارندگی و افزایش دما که از شواهد تغییر اقلیم می باشند، دلیلی بر این موضوع و در نهایت تخریب پوشش گیاهی و تخریب بیشتر خاک باشد. همچنین با توجه به کمبود بارندگی و خشکسالی های اخیر و پژوهش های صورت گرفته می توان نتیجه گرفت که روش سلول خودکار-مارکوف مطابقت بیشتری با منطقه دارا می باشد.

سابقه و هدف: برآورد بارش در مناطق فاقد آمار هواشناسی اهمیتی حیاتی در مطالعات هیدرولوژی و هواشناسی دارد. این مسئله در کشور ما که فاقد شبکه متراکم ثبت بارش به ویژه در مناطق مرتفع می باشد، اهمیت بیشتری پیدا می کند. شبکه متراکم بارش آفرودیت، داده های روزانه بارش را در گره های 25/0×25/0 درجه در محدوده ایران اختیار قرار می گذارد اما قبل از استفاده از آن صحت شبکه و عدم قطعیت آن باید بررسی گردد. در مورد این پایگاه داده در ایران و جهان مطالعات محدودی صورت گرفته است. این تحقیق با هدف بررسی دقت و صحت داده های بارش شبکه آفرودیت در استان گلستان در مقیاس های مختلف زمانی روزانه، ماهانه و سالانه انجام شد. همچنین دقت این شبکه با روش های معمول درون یابی مقایسه و داده های آن برای کاربردی نمودن هرچه بیشتر اصلاح شد. مواد و روش: در این پژوهش از داده های 24 ایستگاه هواشناسی شامل 5 ایستگاه همدیدی و 19 ایستگاه باران سنجی به منظور ارزیابی شبکه آفرودیت استفاده شد. نقاط شبکه بر مبنای نزدیک ترین نقطه به ایستگاه های هواشناسی انتخاب شدند و آنالیز داده ها در 3 مقیاس روزانه، ماهانه و سالانه انجام شد. پس از بررسی و ارزیابی دقت داده های شبکه، به منظور اصلاح خطای داده های بارش ماهانه و سالانه شبکه، از ضریب اصلاحی نسبت میانگین ها استفاده شد. سپس دقت داده های اصلاح شده این شبکه با دو روش معمول درون یابی کریجینگ عمومی و وزنی عکس فاصله مقایسه شد. برای ارزیابی این روش ها تکنیک اعتبارسنجی ارزیابی متقاطع به کار گرفته شد و با محاسبه آماره های خطا، روش های مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. یافته ها: نتایج حاصل از بکارگیری شاخص خطای اریبی جهت ارزیابی خطا در هر 3 مقیاس روزانه، ماهانه و سالانه نشان داد که در همه مقیاس های مورد بررسی داده های آفرودیت علی رغم همبستگی بسیار خوب با داده های ایستگاهی، دارای خطای کم-برآوردی زیادی هستند که این خطا در نقاط پربارش بیشتر است. ضرایب بدست آمده برای اصلاح داده های ماهانه و سالانه شبکه بین 2/1 در ماه های سرد تا 8/1 در ماه های گرم تغییر می کند. بررسی خطای شبکه اصلاح شده در ماه های مختلف نشان داد علاوه بر رفع مشکل کم برآوردی، میانگین خطا نیز به مقدار زیادی کاهش یافته است، همچنین در مورد بارش سالانه، جذر میانگین مربعات خطا از 247 به 194 میلیمتر تقلیل یافته است. با توجه به اینکه برای اصلاح داده های شبکه تنها یک عدد ثابت (ضریب اصلاحی) در داده ها ضرب شد، بنابراین ضرایب همبستگی بدون تغییر باقی ماند. مقایسه داده های اصلاح شده با روش های درون-یابی در همه ماه های مورد بررسی نشان داد که شبکه اصلاح شده از هر دو روش درون یابی کارآمدتر است. بررسی ضرایب همبستگی داده های واقعی و برآوردی نشان داد که همبستگی شبکه اصلاح شده با داده های واقعی در همه ماه ها مثبت است اما در روش های وزنی عکس فاصله و کریجینگ عمومی در برخی موارد ضریب همبستگی منفی بدست آمد که نشان می دهد شبکه اصلاح شده علاوه بر خطای کمتر در تشخیص درست نقاط کم بارش و پربارش منطقه نسبت به روش های درون یابی کارآمدتر است. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان می دهد که شبکه متراکم آفرودیت دقت بسیار خوبی در تخمین بارش نقاط فاقد ایستگاه هواشناسی به خصوص در مناطق مرتفع دارد و نسبت به روش های درون یابی کریجینگ عمومی و وزنی عکس فاصله نتایج دقیق-تری دارد، ولی به دلیل مشکل کم برآوردی داده های این شبکه، قبل از عملیاتی کردن داده ها شبکه باید اصلاح گردد.

سابقه و هدف: بیابان زایی به عنوان یک معضل گریبان گیر بسیاری از کشورها می باشد که در نتیجه عوامل اقلیمی و انسانی به وجود می آید. فرسایش بادی از مهم ترین عوامل تخریب خاک در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می آید. براساس ارزیابی کنوانسیون مبارزه با بیابان زایی سازمان ملل، فرایند بیابان زایی آینده 785 میلیون انسان را که در نواحی خشک زندگی می کنند را تهدید می نماید که این تعداد 17/7 درصد از جمعیت جهان را شامل می گردد. از آنجا که بخش گسترده ای از کشور ایران را مناطق خشک و نیمه خشک فرا گرفته است، لذا نواحی وسیعی در معرض خطر بیابان زایی قرار دارند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی حساسیت بیابان زایی منطقه مک سوخته و روتک سراوان به عنوان یکی از کانون های بحرانی فرسایش به بیابان زایی در کشور و استان سیستان و بلوچستان با استفاده از روش ESAs می باشد. مواد و روش ها: در این تحقیق، ابتدا نقشه واحدهای کاری شامل اراضی سیلتی-ماسه ای با گیاهان شورپسند، تپه ها و پهنه های ماسه ای فعال، اراضی سیلتی-ماسه ای با کاربری نخیلات، تراس های قدیمی، آبراهه ها و مسیل ها، اراضی شوره زار، بستر ماسه ای رودخانه تلخاب و روتک بعضاً با پوشش گیاهی، کفه های رسی همراه با تپه های ماسه ای بارخان، آبرفت های بادبزنی شکل با سنگریزه سطحی کم و شوری زیاد و اراضی کشاورزی تعیین گردید. عوامل موثر بر فرایند بیابان زایی در این روش شامل چهار معیار کیفیت خاک، کیفیت پوشش گیاهی، کیفیت مدیریت اراضی و کیفیت اقلیم می باشند. این معیارها با استفاده از امتیازدهی به شاخص های آن ها در هر منطقه محاسبه شد، سپس نقشه حساسیت مناطق به بیابان زایی به کمک نرم افزار ArcGIS ترسیم گردید. یافته ها: یافته های این تحقیق نشان داد که معیارهای کیفیت اقلیم، کیفیت مدیریت کاربری اراضی و کیفیت پوشش گیاهی مهم ترین اثر را در حساسیت اراضی به بیابان زایی به ویژه در تپه ها و پهنه های ماسه ای فعال و کفه های رسی همراه با تپه های ماسه ای بارخان ایفا می نمایند. نتایج نشان داد که منطقه مورد بررسی وضعیت بحرانی دارد. از کل اراضی % 99/7 از منطقه در زیرکلاس بحرانی شدید C3 و % 0/3 از منطقه در زیر کلاس بحرانی متوسط C2 واقع شده اند. نتیجه گیری: براساس نتایج بدست آمده، کلاس های شدت بیابان زایی نشان دهنده حساسیت بالای منطقه به فرسایش بادی و بیابان زایی می باشد. با توجه به فاکتورهای ارزیابی شده، نشان داده شد که معیار اقلیم بیشترین تاثیر را در بیابان زایی منطقه داشته و این عامل در کنترل انسان نمی باشد. نتایج پژوهش نشان داد که منطقه مورد مطالعه حساس به بیابان زایی بوده، بنابراین این اراضی نیازمند مدیریت سازمان های مرتبط با بیابان زدایی می باشند. همچنین می توان نتیجه گرفت که در این مناطق ارزیابی حساسیت به بیابان زایی نسبت به اقدامات بیابان زدایی دارای اولویت می باشد.