پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال:1399 | دوره:27 | شماره:5 |تعداد مقالات:14

سابقه و هدف: تغییر در الگوهای هواشناسی و هیدرولوژیکی باعث گردیده تا استفاده از ابزارهای مدیریت منابع آب، جهت اخذ یک راهکار مناسب برای بهره برداری بهینه از مخازن مورد توجه قرار گیرد. درخصوص مسایل بهینه سازی روش های مختلفی به کارگرفته شده که باتوجه به عدم توانایی روش های بهینه سازی معمول، درحل مسایل پیچیده بهینه سازی، به کارگیری الگوریتم های فراابتکاری بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. مواد و روش ها: در پژوهش حاضر، یک مدل ترکیبی از الگوریتم های جستجوی کلاغ (CSA) و گرگ خاکستری (GWO) که الگوریتم هیبریدی جستجوی کلاغ-گرگ خاکستری (GWOCSA)نامیده می شود برای نخستین بار در حوزه علوم بهره برداری از مخزن معرفی و ارایه می گردد و عملکرد آن در قیاس با الگوریتم های تشکیل دهنده آن؛ به عنوان ابزاری قدرتمند جهت بهینه سازی بهره برداری از سیستم تک مخزنه سد گلستان با درنظر گرفتن تابع هدف (تامین نیازهای آبی پایین دست سد) مورد ارزیابی قرار می گیرد. جهت مقایسه میزان همگرایی و نحوه عملکرد الگوریتم های مذکور، پارامترهای آماری هر الگوریتم محاسبه و این مقادیر با یکدیگر و همچنین با جواب حل تحلیلی برنامه ریزی غیرخطی مساله که توسط نرم افزار (GAMS) بدست آمده، مقایسه گردیدند. سپس جهت تحلیل عملکرد الگوریتم ها، با استفاده از مدله تصمیم گیری چندمعیاره کوداس، رتبه بندی گزینه های تصمیم (الگوریتم های بهینه سازی) براساس معیارهای اطمینان پذیری حجمی و زمانی، برگشت پذیری و آسیب پذیری صورت گرفت. یافته ها: نتایج حاکی از آن است که رویکرد مدل هیبریدی GWOCSA دارای پاسخی نزدیکتر به مقدار بهینه مطلق می باشد و میانگین پاسخ حاصل از آن 93 درصد پاسخ بهینه مطلق و میانگین حاصل از الگوریتم های GWO و CSA، مقادیر 92 و 83 درصدی را نسبت به بهینه مطلق از خود نشان می دهند. به علاوه، ضریب تغییرات الگوریتم هیبریدی نسبت به الگوریتم های گرگ خاکستری و جستجوی کلاغ به ترتیب به میزان 23 و 1. 67 برابرکوچک تر است. از سوی دیگرالگوریتم هیبریدی GWOCSA به جز از لحاظ شاخص برگشت پذیری در سایر شاخص ها دارای عملکرد بهتری نسبت به سایرین می باشد. مدل تصمیم گیری چندمعیاره کوداس نیز مشخص نمود الگوریتم GWOCSA نسبت به دو الگوریتم منفعل دیگر، در حل مساله بهره برداری از مخزن مورد مطالعه جایگاه نخست را به خود اختصاص داده و الگوریتم گرگ خاکستری و جستجوی کلاغ، پس از آن به ترتیب در رتبه های دوم و سوم قرار می گیرند. نتیجه گیری: مدل تصمیم گیری چندمعیاره کوداس مشخص نمود الگوریتم GWOCSA در بهینه سازی تابع هدف بهتر از الگوریتم های تشکیل دهنده آن؛ یعنی الگوریتم بهینه سازی جستجوی کلاغ (CSA) و گرگ خاکستری (GWO) عمل نموده و در حل مساله بهره برداری از مخزن جایگاه نخست را به خود اختصاص داده و الگوریتم گرگ خاکستری و جستجوی کلاغ، پس از آن به ترتیب در رتبه های دوم و سوم قرار می گیرند به گونه ای که نه تنها در یافتن جواب بهینه، بهتر عمل کرده بلکه ارتقای عملکرد و افزایش کارایی الگوریتم هیبریدی در شاخص های ارزیابی عملکرد مدل نسبت به سایرین نیز به وضوح موید این مدعی است.

سابقه و هدف: کمی سازی عدم قطعیت های پارامترهای مدل های هیدرولوژیکی نقش اساسی در مدیریت منابع آب ایفا می کنند و امری چالش برانگیز می باشد که به علت تعداد زیاد پارامترها و نبود درک فیزیکی مناسبی از آنها، این مدل ها در مرحله واسنجی با مشکل مواجه می شوند. با توجه به اهمیت منابع آبی در کشور و ضرورت بررسی عدم قطعیت به منظور دستیابی به نتایج قابل اعتماد، هدف از این تحقیق، بررسی، شناسایی و کمی سازی عدم قطعیت پارامترها ابزار ارزیابی خاک و آب (SWAT) و عملکرد آنها جهت پیش بینی رواناب حوضه آبخیز رودخانه کشف رود به عنوان یک حوضه بزرگ مقیاس نیمه خشک در شمال شرق ایران با استفاده از یک روش شبیه سازی مبتنی بر زنجیره مونت کارلو زنجیر مارکف بنام الگوریتم تکامل تفاضلی تطبیقی متروپولیس (DREAM-ZS) می باشد. مواد و روش ها: جهت ارزیابی عدم قطعیت از میان 29 پارامتر موجود تنها 20 پارامتر بر مبنای روش تحلیل حساسیت منطقه ای (RSA) به عنوان پارامترهای حساس انتخاب و بررسی شدند. به منظور بهینه سازی مدل و کمی سازی عدم قطعیت پارامترها، از سناریوهای S1 (سناریوی اول) و S2 (سناریوی دوم) که متعلق به الگوریتم DREAM-ZS می باشند، استفاده گردید. در بررسی انجام شده محدوده های پارامترهای پیشین در سناریوی S1 به کمک واسنجی نهایی محدوده پارامترها در نرم افزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI-2 تعیین گردید و محدوده های پیشین در سناریوی S2 با استفاده از یک رویکرد ترکیبی بین محدوده های پارامترهای پیشین در برنامه SWAT-CUP و محدوده های پسین در سناریوی S1 تعیین گردید. در این تحقیق، تابع درست نمایی حداقل مربعات استاندارد (SLS)، جهت واسنجی مدل هیدرولوژیکی SWAT مورد استفاده قرار گرفت. همچنین، جهت بررسی عملکرد عدم قطعیت مدل در دو سناریوی اشاره شده از معیارهای ارزیابی شامل فاکتور P، فاکتور d، ناش-ساتکلیف (NS)، شاخص عدم قطعیت کل (TUI) و دامنه انحراف میانگین (ADA) استفاده گردید. یافته ها: نتایج معیارهای ارزیابی P، d، NS، TUI و ADA نشان داد که سناریوی S2 نسبت به سناریوی S1 در کاهش عدم قطعیت های پیش بینی از عملکرد بهتری برخوردار است. براساس سناریوی S1، ضریب NS از 0. 54 تا 0. 72 حاصل گردید، در حالیکه در سناریوی S2مقدار این ضریب از 0. 63 تا 0. 78 بدست آمده است. شاخص TUI برای عدم قطعیت کل محدوده 0. 2 تا 0. 6 و 0. 22 تا 0. 66 به ترتیب برای سناریوهای S1 و S2 حاصل گردید. در ادامه نتایج شبیه سازی های S1 و S2 نشان داد که برای عدم قطعیت پارامترها ضریب ارزیابی TUI در محدوده های 0. 63 تا 0. 94 برای سناریوی S1 و از 0. 74 تا 1. 22 برای سناریوی S2 می باشد. در نهایت شاخص ADA نیز برای عدم قطعیت کل برابر 0. 098 و 0. 445 به ترتیب برای سناریوهای S1 و S2 حاصل گردید، در حالیکه با توجه به شبیه سازی های S1 و S2، شاخص ADA برای عدم قطعیت پارامترها به ترتیب برابر 0. 098 و 0. 451 برای سناریوهای S1 و S2 بدست آمد. نتیجه گیری: الگوریتم DREAM-ZS راندمان واسنجی مدل را بهبود بخشید و منجر به ارایه مقادیر واقعی تری از پارامترهای شبیه سازی رواناب توسط مدل SWAT در حوضه رودخانه کشف رود می گردید.

سابقه و هدف: یکی از جدید ترین فناوری ها برای حذف آلاینده ها از منابع خاک و آب استفاده از نانوتکنولوژی می باشد. نانوذرات آهن صفر ظرفیتی به دلیل غیر سمی بودن، واکنش پذیری و سطح ویژه بالا، قدرت جذب کنندگی مطلوب کاربرد زیادی در تصفیه و پالایش منابع آلوده آب و خاک دارند. با افزایش انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی در محیط، کارایی آنها در احیاء و حذف آلاینده های مختلف افزایش خواهد یافت. لذا بررسی عوامل موثر بر تحرک و انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی و شناسایی مکانیسم های موثر برانتقال و نگهداشت آنها در خاک اهمیت فراوانی دارد. پلیمر طییعی و سبز گوارگام که یک پلیمرمحلول در آب و طبیعی از گروه پلی ساکاریدها میباشد دارای خواص مطلوبی از قبیل غیرسمی، آبدوست، پایداری بالا، رسوب کم به دلیل ویسکوسیته استاتیک بالا، فشار اندک در زمان پمپاژ به دلیل ویسکوسیته دینامیک اندک و مهمتر از همه ارزان بودن و کاهش هزینه های اجرای طرح میباشد. هدف از انجام این تحقیق شبیه سازی انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی پایدار شده با پلیمرهای زیست تخریب پذیر توسط برنامه HYDRUS-1D و همچنین بررسی تاثیر غلظت نانوذرات و قدرت یونی محلول بر انتقال نانوذرات در ستون های شن بوده است. مواد و روش ها: نانوذرات آهن صفر ظرفیتی به روش احیای شیمیایی سولفات آهن توسط بوروهیدرید سدیم سنتز شدند. به منظور جلوگیری از مجتمع شدن و هماوری نانوذرات نسبت به پایدار سازی آنها با پلیمرهای زیست تخریب پذیر پلی وینیل پیرولیدون (PVP) و پلی اکریلامید (PAM) و پلیمر طبیعی، سبز و غیر سمی گوارگام (GG) و همچنین پلیمر پلی استایرن سولفونات (PSS) اقدام گردید. انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی در این تحقیق بصورت ستونی (پیوسته) بوده که پمپاژ نانوذرات توسط پمپ پریستالیک با یک پالس 15 دقیقه ای انجام شد. مطالعه مذکور بصورت 2 آزمایش جداگانه، بصورت فاکتوریل با 2 فاکتور شامل نوع نانوذرات و غلظت نانوذرات و آزمایش دیگر نوع نانوذرات و قدرت یونی و 3 تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی، انجام گردید. شبیه سازی انتقال نانوذرات و کلراید در ستون های شن به ترتیب توسط نرم افزارهای CXTFIT و HYDRUS-1D انجام شد. مدل سینتیک جذب-واجذب با مکانیزم های مختلف تیوری پالایش، پالایش فیزیکی و لانگمویر برای نگهداشت نانوذرات در محیط متخلخل برای شبیه سازی انتقال نانوذرات در خاک استفاده شدند. یافته ها: نتایج نشان داد که با افزایش مقادیر غلظت نانوذرات آهن صفر ظرفیتی سنتز شده و قدرت یونی محلول، انتقال کلیه نانوذرات سنتز شده در ستون های شن کاهش یافت. شبیه سازی انتقال نانوذرات توسط مدل سینتیک انتقال ذرات برنامه HYDRUS-1D نشان داد که مکانیسم های تیوری پالایش، پالایش فیزیکی و لانگمویر به ترتیب بهترین برآورد را از انتقال نانوذرات دارا بودند. نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش های پلی اکریلامید، گوارگام، پلی استایرن سولفونات، پلی وینیل پیرولیدون و نانوذرات بدون پوشش به ترتیب بیشترین تا کمترین انتقال در ستون های شن را به خود اختصاص دادند. نتیجه گیری: با افزایش پایداری نانوذرات آهن صفر ظرفیتی و کاهش اندازه آنها، توانایی انتقال آنها در محیط متخلخل افزایش می یابد. پلیمر طبیعی و سبز گوارگام سبب اصلاح سطوح نانوذرات آهن صفر ظرفیتی و افزایش پایداری آن ها گردید، لذا با توجه به زیست تجزیه پذیر بودن آن به عنوان جایگزینی برای پلیمرهای مصنوعی پیشنهاد می گردد؛ همچنین این پلیمر به دلیل فراوان بودن، ارزان بودن، غیر سمی بودن و ویسکوسیته دینامیک پایین در مقیاس های وسیع مزرعه ای نیز قابل استفاده و مقرون به صرفه خواهد بود. شبیه سازی انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی در خاک به درک مکانیسم های موثر بر انتقال آن ها کمک کرده و مفید است.

سابقه و هدف: تعیین میزان بهینه ی مصرف آب در کشوری مانند ایران که درصد زیادی از مساحت آن را اقلیم های خشک و نیمه خشک دربر گرفته است از اهمیت خاصی برخوردار است. تا کنون روش های متعددی از جمله برنامه ریزی خطی و آرمانی بدین منظور مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از روشی موسوم به نظریه بازی ها نیز در حل مسایل مدیریتی که با تضاد میان اهداف مواجه اند می تواند رویکردی متفاوت جهت بهینه سازی مصرف آب در بخش کشاورزی ارایه کند. لذا در این پژوهش الگوی کشت بهینه و میزان بهره برداری بهینه با استفاده از نظریه بازی ها در حوضه آبریز قره سو تعیین گردید. مواد و روش ها: استان گلستان علی رغم قرار گرفتن در نواحی شمالی ایران از سهم بارش کمتری نسبت به سایر استان های شمالی برخوردار است. و همچنین بخش اعظمی از نیاز آبی در این استان از منابع آب زیرزمینی تامین می گردد که در صورت عدم مدیریت صحیح آن، با خطرات کاهش سطح تراز سفره ی آب زیرزمینی مواجه خواهد شد. بر این اساس شهرستان های گرگان و کردکوی واقع در غرب استان گلستان که در حوضه آبریز قره سو واقع شده اند به عنوان منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شده اند. پس از تهیه ی داده های مورد نیاز شامل اطلاعات مربوط به سطح زیرکشت، هزینه تولید و قیمت فروش محصولات عمده، نیاز خالص آبیاری با لحاظ راندمان آبیاری محاسبه و همچنین اطلاعات مربوط به پتانسیل منابع آب و تغذیه آبخوان از شرکت سهامی آب منطقه ای استان گلستان تهیه گردید. پس از آماده سازی داده ها با درنظر گرفتن قیود محدودیت منابع آبی و اراضی قابل کشت و در نظر گرفتن توام اهداف اقتصادی و زیست محیطی میزان بهینه بهره برداری با استفاده از نظریه بازی ها به کمک روش های حل تضاد که شامل چهار روش راه حل نامتقارن نش، کلی-اسمردینسکای، مساحت یکنواخت و ضررهای مساوی تعیین گردید. یافته ها: نتایج سه روش راه حل نامتقارن نش، راه حل نامتقارن کلی-اسمردینسکای و راه حل نامتقارن ضررهای یکسان میزان برداشت بهینه از منابع آب را در حالی که برای اهداف اقتصادی و زیست محیطی وزن یکسانی درنظر گرفته شود، یکسان و برابر با 205 میلیون متر مکعب در سال و میزان برداشت بهینه با استفاده از راه حل نامتقارن سطوح یکنواخت برابر با 183 میلیون مترمکعب در سال نتیجه شد. که این مقدار برای حالتی است که برای اهداف اقتصادی وزن 575/0 و برای اهداف زیست محیطی وزن 425/0 در نظر گرفته شود. براین اساس می توان مقدار بهره برداری از منابع آب را به میزان 43 تا 49 درصد کاهش داد تا اهداف زیست محیطی نیز تامین گردد. در این روش، کاشت محصولاتی از قبیل پنبه، گوجه فرنگی، جو و سویا در گرگان و جو در شهرستان کردکوی پیشنهاد نمی گردد، همچنین بیشترین سطح زیرکشت در شهرستان گرگان به گندم و در شهرستان کردکوی به سویای بهاره ی دیم اختصاص می یابد. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که الگوی کشت فعلی در وضعیت بهینه نبوده و همچنین میزان بهره برداری فعلی بیشتر از مقدار تغذیه آبخوان می-باشد. بنابراین با استفاده از نظریه بازی ها می توان الگوی کشت و میزان بهره برداری بهینه را به گونه ای تعیین نمود که هر دو هدف اقتصادی و زیست محیطی با اعمال وزن های متفاوت در نظر گرفته شوند.

سابقه و هدف: ایران از کشورهای مهم تولیدکننده خرما می باشد و نه تنها دارای سابقه طولانی از این نظر است بلکه در حال حاضر نیز از لحاظ تولید خرما، رتبه دوم را در جهان به خود اختصاص داده است. بنابراین، کشت و تولید خرما در ایران هم از نظر ملی و هم برای ساکنان استان های تولیدکننده، دارای اهمیت ویژه ای است. لذا برنامه ریزی برای استفاده بهینه از منابع تولید مانند خاک و اراضی برای توسعه نخیلات در کشور نیز جایگاه ویژه ای می یابد. در این راستا ارزیابی تناسب اراضی و به-کارگرفتن اراضی به تناسب پتانسیل و ظرفیتشان برای کاربری خاص، چاره این مهم به نظر می رسد. لیکن یکی از ضروریات ارزیابی تناسب اراضی، تعیین نیازهای رویشی گیاهان از جمله وضعیت خاک به عنوان بستر تولید است. هدف از انجام این مطالعه، بررسی تاثیر خصوصیات خاک بر عملکرد خرما و درجه بندی آن ها برای انجام مطالعات تناسب اراضی بود. مواد و روش ها: نخست 91 نخلستان با تنوع خاک و عملکرد در استان های کرمان، فارس، خوزستان، هرمزگان و بوشهر انتخاب و در هر باغ، یک پروفیل خاک مطالعه شده و پرسش نامه کاربری اراضی تکمیل گردید. در نمونه های خاک جمع-آوری شده، آزمایش های فیزیکو-شیمیایی و حاصلخیزی مورد نیاز انجام شد. رگرسیون چندمتغیره بین عملکرد به عنوان متغیر وابسته و متغیرهای مستقل شامل شوری، درصد سدیم تبادلی، pH، گچ، آهک، رس، شن، سیلت، سنگریزه، پتاسیم و فسفر قابل جذب به روش گام به گام، بررسی گردید. سپس با بررسی روابط رگرسیون ساده بین ویژگی های اراضی مهم و موثر با عملکرد، معادلات و نمودارهای مربوطه ترسیم و درجه بندی خصوصیات اراضی انجام شد. جدول نیاز رویشی پیشنهادی با داده های خاک و عملکرد 20 باغ ارزیابی و صحت سنجی شد. یافته ها: نتایج نشان داد که پتاسیم، درصد شن، شوری خاک، درصد سدیم تبادلی و آهک، بیشترین، و pH و کربن آلی خاک، کمترین دامنه تغییرات را دارند. حداکثر مقدار آهک و گچ به ترتیب 74 و 17 درصد و بافت خاک از شنی تا رسی متغیر بود. نتایج رگرسیونی نشان داد به ترتیب متغیرهای مستقل شوری خاک، درصد سدیم تبادلی، آهک، گچ، سنگریزه، پتاسیم و فسفر قابل جذب، بر عملکرد موثر هستند. ضریب تبیین رگرسیون چند متغیره نشان داد که متغیرهای وارد شده به مدل توانسته اند 79 درصد از واریانس مربوط به متغیر وابسته را تعیین نمایند. در معادلات رگرسیون ساده، شوری خاک، درصد سدیم تبادلی، گچ، آهک و سنگریزه، اثر کاهشی و کربن آلی، فسفر و پتاسیم قابل جذب، اثر افزایشی بر عملکرد داشتند. بیشترین سهم در کاهش عملکرد خرما مربوط به شوری خاک، سنگریزه، درصد سدیم تبادلی و آهک بود. نتیجه گیری: ضریب تبیین بین عملکرد و شاخص خاک بدست آمده از جدول نیاز خاک و اراضی پیشنهادی برای خرما، 0. 79 گردید که نشان دهنده دقت قابل قبول جدول ارایه شده است. حد مجاز شوری خاک، درصد سدیم تبادلی، گچ و آهک برای نخل خرما به ترتیب 8 دسی زیمنس بر متر، 12، 8 و 38 درصد به دست آمد.

سابقه و هدف: ارزیابی هر دستگاه آبیاری و تحلیل کارایی قابل اندازه گیری آن دستگاه در شرایط واقعی، یک ابزار مدیریتی است که به استفاده کننده دستگاه امکان می دهد تا بتواند از آنچه که در دسترس دارد به بهترین شکل ممکن استفاده نماید. ازآنجاکه نواحی مختلف ایران دارای آب وهوای خشک و نیمه خشک می باشد، به دست آوردن میزان واقعی تلفات تبخیر و باد بردگی و همچنین استفاده بهینه از آب، در راستای مدیریت پایدار منابع آب از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. از طرفی برآورد تلفات تبخیر و باد بردگی توسط مدل های ارایه شده در شرایط اقلیمی مختلف، نتایج متفاوتی را در بر داشته و ارایه مدل مرجع امکان پذیر نیست، لذا هدف از این تحقیق بررسی پارامترهای موثر اقلیمی بر تلفات تبخیر و بادبردگی سامانه عقربه ای و ارایه مدلی بهینه با استفاده از رگرسیون چند متغیره در منطقه مورد مطالعه می باشد. مواد و روش ها: این تحقیق در استان اردبیل و در شهرستان پارس آباد و در بخش شش کشت و صنعت مغان، در سرعت های باد 0-3، 3-6 (متر بر ثانیه) و در سه تکرار انجام شد. آزمایشات بر روی دو سیستم عقربه ای موجود در بخش 5 و 6 کشت و صنعت مغان (1-4-6 و 1-8-6) انجام شد که دو تیمار طرح را شامل گردید. ارتفاع متوسط این منطقه از سطح دریا 32 متر می باشد. برای انجام آزمایش، دو ردیف قوطی با زاویه 3 نسبت به یکدیگر در مسیر شعاعی و به مرکزیت سامانه عقربه ای با فاصله 10 متر از هم قرار گرفتند. آبپاش بکار رفته در این تحقیق آبپاش مدل F33AS 11/64 با قطر پاشش 26متر بود و فشار کارکرد آبپاش ها در حدود 45/4 بار بود. یافته ها: نتایج نشان داد راندمان سامانه در سرعت باد 0 تا 3 و 3 تا 6 به ترتیب برابر 47/89 و 47/84 درصد بوده و عوامل موثردر تلفات تبخیر و باد بردگی، شامل سرعت باد، درجه حرارت، رطوبت نسبی، قطر نازل و کمبود فشار بخار اشباع میباشد. بر اساس نتایج به دست آمده در سسامانه عقربه ای، عامل باد بیشترین تاثیر و کمبود فشار بخار اشباع کمترین تاثیر را بر تلفات تبخیر و باد بردگی داشته است. همچنین معادله تلفات تبخیر و بادبردگی با شرایط جوی منطقه به دست آمد، که دارای بهترین برازش با مقادیر اندازه گیری شده بود. نتایج نشان داد، اختلاف میانگین مقادیر مدل شده و مشاهداتی در سطح اعتماد یکدرصد معنیدار نمی باشد. علاوه بر این، میزان تلفات تبخیر و باد بردگی اندازه گیری شده بین 7 تا 18 درصد و مدل سازی شده بین 10 تا 18 درصد متغیر می باشد. نتیجه گیری: نتایج ارتباط مستقیم تلفات و بادبردگی را با سرعت باد در منطقه نشان داد. به طوری که در سرعت باد کمتر از 3 متر بر ثانیه پارامترهای ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع و راندمان های پتانسیل و واقعی ربع پایین در محدوده مناسبی قرارگرفته و در سرعت های متوسط و زیاد باد، پارامترهای ارزیابی آن در محدوده مطلوبی قرار نمی گیرد و این نشان دهنده اهمیت طراحی سامانه عقربه ای در مناطق باد خیز می باشد.

سابقه و هدف: با آغاز انقلاب صنعتی، آلودگی آب و خاک توسط فلزهای سنگین شتاب بیشتری یافته و تلاش برای پاکسازی و رفع این آلودگی ها به یکی از مشکلات عمده ی جوامع بشری تبدیل شده است. روش های مختلفی برای اصلاح محیط های آلوده به فلز های سنگین وجود دارد که استفاده از جاذب ها برای جذب فلزهای سنگین از جمله ی آن ها می باشد. استفاده از روش جذب علاوه بر موثر و سریع بودن، از نظر فنی روشی ساده، از نظر محیط زیستی روشی سالم و امن و از نظر هزینه نیز روشی مقرون به صرفه می باشد. در سال های اخیر از میان جاذب های مختلف فلزهای سنگین، استفاده از کامپوزیت های پلیمری، به دلیل کارایی بالاتر نسبت به جاذب های خالص، توجه پژوهش-گران بسیاری را به خود جلب نموده است. کامپوزیت های کیتوسان از جمله ی آن کامپوزیت های پلیمری هستند که با توجه به خصوصیاتشان می توانند توانایی بالایی برای جذب فلز های سنگین در محیط های آلوده داشته باشند. کامپوزیت های کیتوسان اغلب برای حذف فلزهای سنگین از پساب های صنعتی استفاده شده است اما کارایی این جاذب ها در غیر متحرک کردن فلزهای سنگین در محیط خاک مورد مطالعه قرار نگرفته است. با توجه به تنوع زیاد این کامپوزیت ها و سازگاری بالای آن ها با محیط زیست، پژوهش حاضر با هدف مقایسه ی کارایی جاذب های خالص و کامپوزیت های مختلف کیتوسان در تثبیت فلز سنگین کادمیم در خاک به اجرا در آمد. مواد و روش ها: برای این منظور یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی، به صورت گلدانی، در شرایط گلخانه و با سه تکرار به اجرا در آمد. فاکتورهای مورد بررسی عبارت بودند از سطوح کادمیم خاک شامل صفر، 8، 25 و 75 میلی گرم بر کیلوگرم و نوع جاذب شامل کیتوسان، بیوچار، زیولیت و نانو مگنتیت خالص و کامپوزیت های کیتوسان-بیوچار، کیتوسان-زیولیت، کیتوسان-مگنتیت و تیمار فاقد جاذب به عنوان شاهد. در ضمن هر یک از جاذب ها در سطح نیم درصد وزنی مصرف شدند. برای تهیه ی نمونه های خاک با سطوح مختلف کادمیم از مقادیر متفاوت کادمیم سولفات استفاده گردید و نمونه های آلوده شده با کادمیم برای رسیدن به تعادل نسبی به مدت دو ماه خوابانیده شدند. پس از سپری شدن مدت زمان دوماه، نمونه ها با جاذب های مختلف تیمار گردیدند و به مدت دو ماه دیگر نیز خوابانیده شدند. در پایان دوره ی خوابانیدن مقدار کادمیم قابل استخراج با DTPA و همچنین شکل-های شیمیایی آن در خاک تعیین گردید. یافته ها: نتایج به دست آمده نشان دادند که کاربرد جاذب ها در خاک باعث کاهش غلظت کادمیم قابل استخراج با DTPA گردید. همچنین نتایج نشان دادند که کامپوزیت های کیتوسان نسبت به کیتوسان، بیوچار، زیولیت و نانو مگنتیت خالص توانایی بالاتری در غیر متحرک کردن کادمیم در خاک داشتند و بیشترین توانایی برای غیر متحرک کردن کادمیم مربوط به کامپوزیت کیتوسان-مگنتیت بود. میزان کاهش کادمیم قابل استخراج با DTPA در اثر مصرف کیتوسان، بیوچار، نانو مگنتیت و زیولیت خالص نسبت به تیمار شاهد به ترتیب برابر با 11/26، 38/19، 00/18 و 71/7 درصد و برای کامپوزیت های کیتوسان-مگنتیت، کیتوسان-بیوچار و کیتوسان-زیولیت برابر با 02/34، 04/32 و 56/30 درصد بود. نتایج عصاره گیری دنباله ای در سطح آلودگی 75 میلی گرم کادمیم بر کیلوگرم خاک نیز نشان داد که کاربرد جاذب ها به طور معنی داری شکل های محلول + تبادلی و متصل به کربنات های کادمیم را در مقایسه با تیمار شاهد کاهش و شکل های پایدارتر آن شامل متصل به اکسیدهای آهن و منگنز، متصل به مواد آلی و باقیمانده را افزایش داد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج می توان نتیجه گرفت که پوشش دار کردن جاذب های خالص با کیتوسان با ایجاد مکان-های جذبی بیشتر باعث کاهش بیشتر تحرک کادمیم در خاک های آلوده می گردد و کارایی آن ها را در غیر متحرک کردن کادمیم افزایش می دهد. همچنین مشاهده گردید که از میان کامپوزیت های به کار رفته در این آزمایش بیشترین توانایی برای کاهش غلظت کادمیم قابل جذب مربوط به کامپوزیت کیتوسان-مگنتیت بود.

سابقه و هدف: شبکه های توزیع آب شهری بعنوان یکی از مهمترین تاسیسات و تجهیزات زیربنایی مناطق شهری محسوب می شوند. لوله ها بعنوان یکی از اجزای اصلی و مهم شبکه توزیع آب، همواره در دوره بهره برداری تحت تاثیر عوامل مختلف دچار شکستگی می شوند، بنابراین استفاده از مدل های مختلف جهت شناخت و پیش بینی نرخ شکست لوله ها می تواند کاربرد بسیار مهمی برای مدیران و دست-اندرکاران جهت مدیریت بهینه شبکه توزیع آب شهری در دوران بهره برداری داشته باشد. در دهه اخیر مطالعات مختلفی جهت پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه توزیع آب با استفاده از مدل های آماری و هوشمند انجام شده است که هریک دارایی نقاط ضعف و قوت می باشند. هدف از این تحقیق، ارایه یک رویکرد جدید برمبنای توسعه مدل پیش بینی هیبرید، با توجه به قابلیت های مدل های هوشمند و آماری، جهت پیش بینی دقیق تر نرخ شکست لوله های شبکه توزیع آب در مقایسه با مدل ها آماری و هوشمند مورد استفاده در تحقیقات قبل می باشد. مواد و روش ها: برای دستیابی به اهداف مطالعه، از آمار دوره زمانی 4 ساله (1394 تا 1397) مربوط به مشخصات شبکه توزیع آب شرب شهر گرگان شامل قطر، طول، سن، عمق نصب و تعداد شکست جهت پیش بینی نرخ شکست لوله ها در آینده استفاده شد. برای پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه توزیع آب مورد بررسی، پنج مدل مختلف شامل سه مدل آماری (رگرسیون خطی، رگرسیون خطی تعمیم یافته، رگرسیون بردار پشتیبان) و دو مدل هوشمند (شامل شبکه عصبی مصنوعی پیش خور و شبکه عصبی مصنوعی پایه شعاعی) مورد بررسی قرار-گرفتند. انتخاب پارامترهای بهینه مدل های مورد استفاده در این تحقیق، بر اساس شاخص های آماری مناسب شامل ضریب همبستگی، خطای حداقل مربعات و نسبت همبستگی-خطای مربعات متوسط مربوط به داده های آموزشی و آزمایشی انجام گردید. به منظور انتخاب مدل برتر از بین مدل های مختلف برای پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه، مقادیر شاخص های R و MSE مدل های فوق در مرحله صحت سنجی محاسبه و با یکدیگر مقایسه گردید. در نهایت، به منظور امکان پیش بینی دقیق تر نرخ شکست لوله های شبکه توزیع آب، یک رویکرد جدید بر مبنای مدل پیش بینی هیبرید توسعه داده شد که در آن، مقادیر پیش بینی شده نرخ شکست لوله های شبکه توسط هریک از مدل های فوق به-عنوان متغیرهای مستقل ورودی مدل برتر و مقادیر مشاهداتی نرخ شکست به عنوان متغیر وابسته خروجی مدل برتر در نظر گرفته شد. یافته ها: مقایسه مقادیر شاخص های آماری R و MSE مدل های مورد استفاده در این تحقیق در مرحله صحت سنجی نشان داد که هیچ-کدام از مدل های مورد استفاده دارای دقت مناسبی برای پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه شرب شهر گرگان نیستند. مدل شبکه عصبی مصنوعی پیش خور با ضریب همبستگی 69/0 R= و مقدار خطای 062/0 MSE= دارای بهترین برآورد بود. با استفاده از رویکرد جدید توسعه داده شده بر اساس هیبرید مدل های هوشمند و آماری مقدار R برابر 96/0 و شاخص خطای MSE برابر 046/0 بدست آمده است. نتیجه گیری: افزایش چشمگیر شاخص R(به میزان 39 درصد) و کاهش قابل توجه شاخص MSE (به میزان 25 درصد) ناشی از استفاده از رویکرد هیبریدی پیشنهادی برای پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه در مقایسه با مدل شبکه عصبی مصنوعی پیش خور نشان می-دهد که با استفاده از این رویکرد جدید، می توان نرخ شکست لوله های شبکه تحقیق حاضر را با دقت بسیار خوبی پیش بینی نمود.

سابقه و هدف: حفاظت از منابع آب و خاک می تواند نقش مهمی در سلامت محصولات کشاورزی داشته باشد. استفاده از آب های نامتعارف و وجود فلزات سنگین در این آب ها و همچنین آلودگی منابع خاک به واسطه ورود فلزات سنگین می تواند مشکلات زیادی برای کمیت و کیفیت محصولات زراعی به همراه داشته باشد. ماندگاری بالای فلزات سنگین در محیط باعث انتقال به گیاه و زنجیره مواد غذایی شده و صدمات جبران ناپذیری را به انسان، رشد گیاه، خاک و محیط زیست وارد کنند. این پژوهش به منظور بررسی شیب تغییرات آلودگی فلز سنگین کادمیم در آب آبیاری و خاک بر شیب رشد و تجمع آن در اندام های ذرت دانه ای رقم 201 در مزرعه دانشگاه شهرکرد انجام شد. مواد و روش ها: برای این منظور آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار به صورت کشت گلدانی در یک خاک با بافت لوم سیلتی اجرا شد. عامل اول غلظت کادمیم در آب آبیاری از منبع نمک نیترات کادمیم در پنج سطح (شاهد (صفر)، 01/0، 05/0، یک و دو میلی گرم بر لیتر) و عامل دوم مقدار کادمیم کل خاک ازمنبع نمک نیترات کادمیم با سه سطح (شاهد (صفر)، 10 و 50 میلی گرم در کیلوگرم خاک) در نظر گرفته شد. پس از اعمال تیمارهای کادمیم در خاک، ذرت رقم201 کشت شد و در طول دوره رشد با آب دارای سطوح مختلف کادمیمی آبیاری گردید. در پایان دوره رشد، غلظت کادمیم در اجزای مختلف گیاه (ساقه، برگ و دانه)، خاک و همچنین عملکرد نسبی ذرت تعیین شد. همچنین در زمان آزمایش مقدار تبخیر و تعرق و نیاز آبی ثبت گردید. یافته ها: نتایج نشان داد که آلودگی آب و خاک به کادمیم، اثری معنی دار (در سطح یک درصد) بر اجزای عملکرد شامل عملکرد دانه در واحد بوته، تعداد ردیف در بلال، تعداد دانه در ردیف، وزن خشک برگ و وزن خشک ساقه گیاه ذرت داشت، اما اثر متقابل آلودگی آب و خاک به کادمیم بر اجزای عملکرد معنی دار نشد. سطوح بالای کادمیم در آب و خاک، بیش ترین و تیمار شاهد کم ترین کاهش عملکرد را داشتند. نتایج نشان داد که ساقه بیش ترین (283/2میلی گرم در کیلوگرم) و دانه (غیرقابل تشخیص) کم ترین غلظت کادمیم را داشتند. در این پژوهش بیش ترین و کم ترین کاهش عملکرد اجزای گیاه ذرت ناشی از کاربرد سطوح مختلف کادمیم درخاک در عملکرد دانه و تعداد ردیف در بلال به ترتیب به مقدار 46/11، 51/15 و 47/2، 81/3 درصد به دست آمد. آلودگی آب و خاک به کادمیم اثری معنی داری در سطح یک درصد بر کارآیی مصرف آب در گیاه ذرت داشت. کارآیی مصرف آب ناشی از کاربرد سطوح بالای آلودگی آب و خاک، به ترتیب به میزان 45/15 و 21/17 درصد کاهش یافت. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که هر چند که میزان کادمیوم در دسترس در انتهای آزمایش در تیمارهای آلودگی های مختلف خاک تفاوت معنی داری نداشته است اما افزایش غلظت کادمیوم محلول در آب آبیاری باعث کاهش شیب رشد محصول شده است و در نتیجه کاهش عملکرد محصول نهایی شده است. به علاوه غلظت کادمیوم در ساقه و برگ نیز افزایش داشته است. بنابراین در خاک های با آلودگی بالاتر از سطح مجاز نیز باید آلودگی منابع دیگر مانند آب مورد توجه و بررسی قرار گیرد.

سابقه و هدف: امروزه یکی از مشکلاتی که بشر به دلیل سوء مدیریت و بهره برداری بی رویه از منابع موجود با آن مواجه بوده، ناپایداری دامنه های واریزه ای می باشد. مشکلاتی که در بیشتر مواقع به واسطه ناپایداری دامنه حاصل می شود شامل سوانح ناگوار در جاده ها، مسدود شدن راه ها و خسارت مالی و جانی می باشد. روش های متنوعی جهت تثبیت دامنه های ناپایدار وجود دارد. یکی از این روش ها، استفاده از پوشش گیاهی به دلیل ویژگی هایی مانند قابلیت های مهندسی زیستی، مسایل اقتصادی، خواص زیست فنی و دوام بالا، حالت خود ترمیمی، خود تجدیدی و فاقد اثرات منفی بر محیط زیست در پایداری دامنه ها می باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسی نقش گونه های گیاهی در پایداری دامنه های واریزه ای به عنوان یک رویکرد مهندسی زیستی است. هدف از مطالعه حاضر بررسی نقش پوشش گیاهی در پایداری دامنه های واریزه ای جاده توسکستان-چهارباغ به عنوان یک رویکرد مهندسی زیستی است مواد و مواد و روش ها: ابتدا پس از شناسایی منطقه، در 35 موقعیت (14 دامنه پایدار و 21 دامنه واریزه ای) نمونه برداری از گیاه و خاک انجام شد. نمونه برداری ریشه در عمق 30-0 سانتی متری گونه های غالب هر دامنه صورت گرفت. نمونه برداری خاک در عمق 20-0 سانتی متری انجام شد. تراکم و درصد تاج پوشش گیاهی در مناطق مرتعی و جنگلی به ترتیب با پلات های 1 مترمربعی شکل و 100 مترمربعی دایره ای شکل اندازه گیری شد. برخی از خصوصیات خاک شامل (مقاومت برشی، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، رطوبت، پایداری خاکدانه، شیب، منحنی دانه بندی) و مقاومت کششی ریشه گونه های غالب در برخی دامنه ها اندازه گیری شد. این پژوهش در قالب آزمون t مستقل در نرم افزار SAS مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: نتایج این پژوهش نشان داد که میانگین مقادیر پارامتر های مقاومت برشی، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، رطوبت، پایداری خاکدانه، شیب و مقاومت کششی ریشه به ترتیب در دامنه های پایدار و واریزه ای برابر با: 1739/0-82/15 کیلوگرم بر سانتی متر مربع، 0996/0-0999/0 کیلوپاسکال، 071/11-928/0 درصد، 4343/0-4588/0، 5/35-43 درصد و 34/183-93/108 مگاپاسکال می باشد. همچنین پوشش گیاهی اثر معنی دار بر پارامتر های مقاومت برشی خاک، چسبندگی خاک، زاویه اصطکاک داخلی، رطوبت، پایداری خاکدانه، شیب، ذرات درشت دانه و ریزدانه و مقامت کششی ریشه در سطح 5 درصد داشته است. از طرفی تراکم و درصد تاج پوشش پوشش گیاهی در دامنه های پایدار بیشتر از دامنه های واریزه ای بوده است. گونه های غالب مرتعی (Melica persica) و (Astragalus sp) در دامنه های پایدار و گونه (Tussilago farfara) در دامنه های واریزه ای بوده است. از طرفی، گونه غالب جنگلی درختی (Carpinus betulus) در دامنه های پایدار و گونه درختچه ای (Rubus sp) در دامنه های واریزه ای بوده است. گونه های (Melica persica) و (Astragalus sp) با بیشترین میانگین تراکم گیاهان گراس و بوته ای مرتعی و بیشترین میانگین درصد تاج پوشش و همچنین گونه درختی (Carpinus betulus) با بیشترین تراکم و درصد تاج پوشش جنگلی، بیشترین تاثیر را بر پایداری دامنه ها و حفاظت خاک داشته اند. از طرفی گونه (Crataegus monogyna) با بیشترین میانگین تراکم گیاهان درختچه ای و بیشترین میانگین درصد تاج پوشش، بیشترین تاثیر را بر ناپایداری دامنه ها داشته است. نتیجه گیری: پوشش گیاهی با تراکم و درصد تاج پوشش بالا، موجب افزایش مقاومت برشی، زاویه اصطکاک داخلی، درصد ذرات درشت دانه، رطوبت خاک، مقاومت کششی و منجر به کاهش چسبندگی، درصد ذرات ریزدانه، پایداری خاکدانه و شیب در دامنه های پایدار نسبت به دامنه های واریزه ای شده و در نتیجه تثبیت دامنه شده است. درنتیجه پوشش گیاهی به عنوان راهکار مهندسی زیستی، منجر به تثبیت دامنه های واریزه ای شده است.

سابقه و هدف: بندهای حفاظت خاک به منظور کاهش شدت جریان آب، نگهداشت رسوب و پایش آن، کاهش دبی اوج سیلاب-ها، افزایش زمان تمرکز حوضه و اصلاح نیمرخ طولی در آبراهه ها احداث می شوند. بندهای سنگی توری سازه های متخلخلی هستند، آن ها غالبا در بسیاری از حوزه های آبخیز ایران در مناطقی که دارای سدهای مخزنی آب هستند و فرسایش آبی در زمین-های بالادست به شدت رخ می دهد، ایجاد می شوند. عوامل مختلفی از جمله مکان احداث بند در طول آبراهه، شیب آبراهه، مساحت زه کشی هر بند و اندازه ذرات خاک حوزه بر عملکرد بندهای سنگی توری موثر است. تاکنون کارایی بندهای سنگی-توری در رسوب گیری ذرات خاک در حوزه های آبخیز منطقه نیمه خشک مورد بررسی قرار نگرفته است. این پژوهش با هدف بررسی عملکرد بندهای سنگی توری و نقش عوامل مختلف در انباشت رسوبات و توزیع اندازه ذرات در حوزه آبخیز منطقه نیمه خشک در غرب ایران انجام گرفت. مواد و رو ش ها: در این پژوهش 11 بند سنگی توری با اسامی G1 (در پایین ترین قسمت آبراهه) تا G11 (در بالاترین قسمت آبراهه) در حوزه آبخیز رزین واقع در شمال شهر کرمانشاه طی سال 1396 مورد بررسی قرار گرفت. نمونه برداری رسوب از سه مکان واقع در پشت هر بند از عمق صفر تا 20 سانتی متری صورت گرفت. سپس ویژگی های فیزیکی رسوبات و خاک حوزه آبخیز شامل درصد ذرات شن، سیلت و رس تعیین شد. دانه بندی ذرات شن با جداسازی ذرات از طریق الک های مربوطه و شستشوی ذرات روی هر الک و دانه بندی ذرات سنگریزه و قلوه سنگ با جداسازی ذرات به روش وزنی اندازه گیری شد. حجم رسوب پشت بند با اندازه گیری ارتفاع و مساحت مکان رسوب گذاری محاسبه شد. مساحت حوزه زه کش هر بند از طریق پیمایش زمینی و استفاده از تصاویر گوگل ارث به دست آمد. شیب حوزه زه کش هر بند از طریق شیب آبراهه به دست آمد. یافته ها: نتایج نشان داد که عملکرد بندهای سنگی توری در تله اندازی رسوب در بخش های مختلف آبراهه متفاوت است. بندهایی که در بالادست آبراهه ها قرار داشتند نسبت به بندهای پایین دست از مقدار شن بیشتر اما رس و سیلت کم تری برخوردار بودند. همچنین، مقدار شن در رسوب پشت بندها نسبت به خاک حوزه بیشتر بود. بررسی دانه بندی ذرات شن نشان داد بیشترین ذرات ته نشین شده در پشت بندها مربوط به ذرات به اندازه 1 تا 2 میلی متر بود و فراوانی ذرات با قطر 053/0 تا 075/0 میلی متر کم ترین بود. ذرات با قطر 2 تا 75/4 میلی متر بیشترین سهم ذرات درشت رسوب (سنگریزه) را شامل می شوند در صورتی که سهم ذرات بزرگتر با قطر 37/9 تا 5/12 کم ترین بود. همچنین، از بین عوامل مختلف، شیب آبراهه بر مقدار رسوب پشت بندها تاثیر معنی داری داشت. نتیجه گیری: توزیع ذرات رسوب در پشت بندهای سنگی توری به دلیل موقعیت قرارگیری بندها در طول آبراهه تغییر می کند. بندهای سنگی توری واقع در بالادست آبراهه نقش مهمی در ترسیب مواد درشت دانه دارند. افزایش شیب و مساحت سطح زهکش هر بند سبب افزایش حجم رسوب پشت بندها می شود؛ بنابراین در احداث بندهای سنگی توری، شیب آبراهه و اندازه ذرات خاک حوزه برای اثربخشی بیش تر این بندها در میزان و نوع رسوب گیری باید مورد توجه قرار گیرد. برای انباشت ذرات ریزتر و جلوگیری از آلودگی رواناب سطحی، احداث بندهایی با تخلخل کم تر در پایین دست بندهای سنگی توری مانند بندهای سنگی ملاتی لازم است.

سابقه و هدف: فرسایش خاک و رسوبدهی حوضه ها و برخی از عوامل موثر بر آن نظیر فرسایندگی و پوشش گیاهی چرخه فصلی دارند. در سطح حوضه ها، اصولا بیشترین رسوبدهی زمانی رخ می دهد که فرسایندگی بالا و پوشش خاک ضعیف باشد. بنابراین، در انتخاب برنامه های زمانی مدیریت زراعی و پوشش گیاهی در سطح حوضه ها، آگاهی از تغییرات زمانی فرسایندگی و تولید رسوب ضروری است. مواد و روش ها: دو حوضه کسیلیان و لتیان به ترتیب در البرز شمالی و جنوبی انتخاب و نقشه کاربری اراضی آن ها تهیه شد. سپس منحنی تغییرات شاخص گیاهی NDVI آن ها در سه سال آبی خشک، مرطوب و متوسط با بررسی 138 تصویر MODIS استخراج گردید. بر اساس منحنی سنجه رسوب حد وسط دسته ها و با اتکا به دبی روزانه، رسوب دهی روزانه محاسبه شد. عامل فرسایندگی باران (EI30) نیز از داده های رگبار یک دقیقه ای نزدیک ترین ایستگاه باران نگار هر حوضه برآورد شد. درنهایت، رسوب دهی و فرسایندگی هم برای سه سال منتخب و هم برای طول دوره آماری برآورد گردید. بر اساس نمودارهای ترسیم شده و ضریب همبستگی رسوبدهی با فرسایندگی و پوشش گیاهی، روابط تحلیل شد و در انتها، زمان مناسب بهره برداری برای جنگل، مرتع و گیاهان زراعی مناسب که بتواند بهترین پوشش سطح زمین در دوره های اوج خطر فرسایش را ایجاد کند پیشنهاد گردید. یافته ها: در کسیلیان، چهار کاربری جنگل (97 %)، باغ، زراعت و مرتع و در لتیان، دو کاربری مرتع (94 %) و باغ غالب هستند. متوسط NDVI کسیلیان 67/0 و لتیان 13/0 به دست آمد. در کاربری های مشابه، میانگین NDVI لتیان در مقایسه با کسیلیان تقریبا نصف و کمتر اندازه گیری شد. در هر دو حوضه، برای تمام کاربری ها، NDVI در ماه های سرد سال به کمترین حد خود می رسد. فرسایندگی، چرخه فصلی روشن و مشخصی نشان نداد که احتمالا به دلیل وقوع رگبارهای فرساینده حتی در دوره های خشک سال است. ازنظر رسوب دهی در حوضه کسیلیان، زمان اوج سه سال باهم یکسان نبود. درحالی که اوج رسوب دهی هر سه سال در حوضه لتیان بدون تفاوت بارز زمانی در محدوده اوایل اسفند تا اوایل اردیبهشت هم زمان با ذوب برف و بارش های بهاری رخ داد. در حوضه کسیلیان، بین مقادیر شاخص گیاهی و رسوب تولیدی، همبستگی منفی بالایی در هر سه سال آبی خشک (54/0-)، متوسط (45/0-) و مرطوب (85/0-) مشاهده شد. در مقابل در حوضه لتیان، بین شاخص گیاهی و مقدار رسوب تولیدی در هیچ یک از سه سال، همبستگی معنی-داری مشاهده نشد. هم چنین، هیچ گونه رابطه ای بین فرسایندگی ایستگاه ها و رسوب دهی خروجی حوضه ها مشاهده نشد. درنهایت، بر اساس چرخه زمانی رسوب دهی، بهترین زمان چرای مراتع و بهره برداری از جنگل در حوضه کسیلیان، ماه های خرداد و تیر و در حوضه لتیان، اواسط خرداد تا اواخر شهریورماه پیشنهاد شد تا کم ترین خطر فرسایش خاک را در پی داشته باشد. در حوضه لتیان به دلیل رسوب زایی بالا، باید بر تعداد دام ورودی به منطقه و رعایت ظرفیت چرا نظارت بیشتری بشود. از دیدگاه خطر فرسایش و با توجه به مراحل رشد گیاهان زراعی، سویا تابستانه، کلزا و گندم و جو گیاهانی مناسب منطقه و سویا بهاره محصولی نامناسب معرفی شد. نتیجه گیری: برای مدیریت و حفاظت خاک و جلوگیری از تولید رسوب در هر منطقه و حوضه آبخیز، ضروری است برنامه کاشت، داشت و برداشت محصولات کشاورزی و زمان بهره برداری از مرتع و جنگل بر مبنای چرخه فرسایندگی و رسوب دهی و به گونه ای انتخاب شود که کمترین فرسایش خاک رخ دهد.

سابقه و هدف: امروزه با توجه به نیاز رو به رشد توسعه ی تولید مواد غذایی در شهرها و نیز به منظور بهبود کشاورزی شهری از طریق گلخانه های شهری، نیاز به ارایه ی روش های آبیاری زیرسطحی بهینه می باشد. منظور از روش های بهینه، روش هایی است که باعث صرفه جویی در مصرف آب شده و امکان استفاده از آبهای با کیفیت پایینتر را ضمن حفظ کیفیت محصولات فراهم کنند. روش های متعدد ی برای آبیاری زیرسطحی در گلخانه ها وجود دارند مانند برخی روش های هیدروپونیک که نیاز به تجهیزات ویژه ای داشته و تاکنون مطالعات بسیاری بر روی آنها انجام شده است. در این پژوهش کاربرد روش نوین آبیاری زیرسطحی گلدانی(SIP) برای کاشت ریحان در دو فصل کشت در محیط گلخانه، از نظر تاثیر بر بهره وری آب، مورد ارزیابی و مقایسه با سیستم متداول آبیاری سطحی قرار گرفت. مواد و روش ها: در سیستم زیرسطحی گلدانی، گیاهان در گلدان کاشته شده و مخزن تامین آب (محیط اشباع تشکیل شده از شن و گراول) در زیر بستر کشت این گلدان (قسمت پایینی گلدان) ایجاد می شود تا از طریق نیروی مویینگی در بستر کشت (قسمت بالایی گلدان)، آب در اختیار گیاهان قرار گیرد. پارامترهای متغیر مورد مطالعه، عمق بستر در گلدان (30 و 50 سانتی متر: D2 وD1)، نوع بستر در گلدان (خاک لومی + کوکوپیت + پرلیت(SC) و کوکوپیت + پرلیت(C)) و سه سطح شوری آب آبیاری(1. 2، 3. 5 و 5 دسیسیمنز بر متر: آستانه ریحان به شوری آب آبیاری 1. 5 دسیسیمنز بر متر) بودند که در هر دو سیستم زیرسطحی گلدانی و آبیاری سطحی(به عنوان شاهد) اعمال و مورد مقایسه قرار گرفتند. یافته ها: تمامی تیمارهای SIP-C دارای مقادیر بهره وری آب بالاتری نسبت به تیمارهای سطحی شاهد آنها در سطح آماری 5% بودند که نشان دهنده ی برتری استفاده از این محیط کشت (C) برای افزایش بهره وری آب در گلخانه ها هنگام استفاده از روش SIP است. در رابطه با عمق بهینه، بهره وری آب تیمارهای SIP-SC-D1 نسبت به تیمارهای SIP-SC-D2 تفاوت معناداری نداشت ولی در مورد گروه SIP-C، تیمارهای D2 نسبت به D1 بهره وری آب بیشتری به صورت قابل توجه داشتند، در نتیجه استفاده از عمق کمتر کشت در صورت کاربرد محیط کشت C در روش SIP در گلخانه، توصیه می شود. افزایش سطح شوری آب آبیاری تاثیری در مقدار محصول در سیستمهای SIP نداشت، اگرچه مقدار شوری در لایه های سطحی گلدانهای SIP بر خلاف سیستمهای سطحی که سطح شوری در ته گلدان بالا بود، بسیار قابل توجه بود که نیاز به بررسی سطوح شوری در طول فصل کشت و انجام آبشویی در بین فصل های کشت هنگام کاربرد روشSIP را نشان می دهد. نتیجه گیری: این تحقیق نشان داد، روش آبیاری نوین زیرسطحی گلدانی در عین سادگی و عدم نیاز به تجهیزات گرانقیمت و نصب پیچیده، به طور قابل توجهی آب مورد نیاز برای آبیاری را نیز کاهش می دهد و توانایی رقابت با سیستمهای آبیاری سطحی متداول را نیز دارد. بنابراین این روش ضمن حفاظت آب و خاک که یکی از اهداف کشاورزی می باشد، دارای کارایی لازم برای افزایش بهره وری تولیدات کشاورزی نیز می باشد.

سابقه و هدف: یکی از مواردی که در حفظ منابع آبی کشور می توان انجام داد مصرف بهینه ی آب در بخش کشاورزی و جلوگیری از هدررفت آب های سطحی می باشد. یکی ازمولفه هایی که در این امر نقش بسزایی دارد مسیله ی نفوذ آب در خاک است. نفوذ پذیری آب در خاک به شدت به عوامل محیطی، شرایط آب و هوایی، عرض جغرافیایی و مشخصات خاک بستگی دارد و دارای تغییر پذیری مکانی بالایی است. محققین مختلف از مدل های مختلفی برای پیش بینی مقدار نفوذ آب در خاک استفاده می کنند که پیش بینی درست مقدار نفوذ و شناخت میزان خطا و عدم قطعیت هر یک از این مدل ها با توجه به شرایط هر منطقه، امری ضروری است. تحقیقات زیادی در مورد برآورد کارایی مدل های نفوذ آب در خاک انجام شده است، که در عموم این تحقیقات، صرفا به بررسی مدل های نفوذ و تاثیر قرار دادن فقط یکی از عوامل موثر بر نفوذ، پرداخته شده است. به این منظور هدف از این تحقیق، ارزیابی مدل های نفوذ و تحلیل عدم قطعیت این مدل ها با الگوریتم GLUE، با توجه به شرایط منطقه و تاثیر قرار دادن توامان چند عامل موثر بر فرآیند نفوذ، می باشد. مواد و روش ها: در این تحقیق، اندازه گیری مقدار نفوذ در یکی از مزارع شهرستان رشتخوار در سه تکرار آزمایش و در دو بافت خاک لوم شنی و لوم رسی با استفاده از روش استوانه ی مضاعف انجام شد. ارزیابی و تحلیل عدم قطعیت روی چهار مدل نفوذ کاستیاکف، SCS، فیلیپ و هورتون صورت گرفت. برای تعیین عدم قطعیت این چهار مدل، از الگوریتم GLUE در محیط برنامه نویسی متلب استفاده گردید به این صورت که با اتصال این مدل های نفوذ به GLUE، با 100000 تکرار، شبیه سازی انجام شد. یک درصد از بهترین شبیه سازی های انجام شده (1000 تکرار آن) به عنوان بهترین شبیه سازی ها انتخاب شدند. با رسم توزیع پسین پارامترها و رسم محدوده ی اطمینان 95 درصد خروجی شبیه سازی شده، عدم قطعیت پارامترهای مدل تعیین شد. یافته ها: به منظور کمی سازی نتایج عدم قطعیت، از معیارهای "درصد قرارگیری داده های اندازه گیری شده در محدوده اطمینان مورد نظر، پهنای باند داده های شبیه سازی شده در محدوده اطمینان مورد نظر و دو معیار درجه عدم تقارن داده های شبیه سازی شده در محدوده اطمینان مورد نظر" که به اختصار به ترتیب با حروف " P، d، s و T " نمایش داده شده است، استفاده شد نتایج نشان داد که پارامترهای مدل کاستیاکف در هر دو بافت خاک با مقدار P بیشتر، d کمتر، s بین صفر و 5/0 و T بین صفر و یک، عدم قطعیت کمتری را نشان می-دهند به طوریکه مقدار این شاخص ها به ترتیب در خاک لوم شنی برابر با 100، 378/0، 055/0 و 388/0 و در خاک لوم رسی برابر با 100، 519/0، 147/0 و 558/0 به دست آمد. نتیجه گیری: با توجه به چهار معیار P، d، s و T ملاحظه شد که پارامترهای مدل کاستیاکف قطعیت بیشتری نسبت به پارامترهای سایر مدل ها برخوردار بود که می توان این مدل را به عنوان یک مدل مناسب در نظر گرفت.