تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1396 | دوره:48 | شماره:5 |تعداد مقالات:20

آب قنوات بلده از طریق کانالی به طول تقریبی 15 کیلومتر به اراضی فردوس می رسد. کشاورزان برای کاهش اتلاف آب در کانال انتقال، نسبت به گل آلوده سازی آب مبادرت می ورزند. در تحقیق حاضر با انجام اندازه گیری نشت در کانال های مختلف در زمان عبور آب زلال و گل آلود، اثرات گل آلوده سازی بر روی اتلاف آب کانال ها بررسی شد. اندازه گیری نشت در کانال های 1 و 2 با آزمایش ورودی-خروجی و در کانال 3 با آزمایش برکه محاسبه شد. نتایج نشان داد که عبور آب گل آلود می تواند در بازه زمانی 16 ساعت، نشت را 60 تا 67 در صد کاهش دهد. ادامه گل آلوده سازی در طی زمان و کنترل فرسایش می تواند به 95 درصد کاهش نشت منجر شود. اتلاف آب در اثر نشت از محل های ورودی آب به زمین های کشاورزی دو برابر نشت از بستر کانال می باشد و گل آلوده سازی آب در آب بندی منافذ دریچه های آبگیری نیز به شکل مشابه بستر کانال می تواند تا 95 درصد نشت را کاهش دهد. در حال حاضر، مهم ترین تأثیر مثبت گل آلودگی آب قنات بلده در مسیر انتقال به زمین های کشاورزی، بستن تمامی درزها و منافذ خروجی آب بازمانده زیر دریچه های کشویی می باشد.

یکی از ابزارهای مفید برای بررسی وضعیت مدیریت خاک در کاربری های مختلف، ارزیابی کیفیت خاک است و استفاده از شاخص های کمی، یکی از مناسب ترین روش های تعیین و مقایسه کیفیت خاک ها می باشد. در این تحقیق شاخص ها و روش های انتخاب ویژگی های مؤثر برای ارزیابی کیفیت خاک در کاربری های مختلف مورد مقایسه قرار گرفتند. 17 ویژگی فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک در پنج کاربری باغ، مرتع، زراعت آبی، زراعت دیم و اراضی رها شده در سه کلاس شیب کمتر از 2، 7-5 و 11-9 درصد، در جنوب شرق قزوین به عنوان مجموعه کل داده ها Total Data Set)) انتخاب شدند. سپس با استفاده از روش تجزیه مؤلفه های اصلی (Principle Component Analysis)، هفت ویژگی به عنوان دسته داده های حداقل (Minimum data set) انتخاب شدند. با استفاده از دو شاخص کیفیت تجمعی (Integrated quality index) و شاخص کیفیت نمرو (Nemero quality index) در این دو مجموعه داده، کیفیت خاک ارزیابی شد. نتایج نشان داد که کاربری های باغ و مرتع به ترتیب بیشترین مقدار شاخص کیفیت تجمعی و شاخص کیفیت نمرو را دارنداما کاربری های زراعت آبی، زراعت دیم و اراضی رها شده دارای کمترین کیفیت خاک هستند و تفاوت معنی داری با دو کاربری باغ و مرتع دارند. ضریب تبیین بین دو مجموعه داده برای شاخص کیفیت تجمعی و شاخص کیفیت نمرو به ترتیب برابر 95/0 و 88/0 است که بیانگر قابل اطمینان بودن استفاده از دسته داده های حداقل به جای مجموعه کل داده ها و همچنین کارائی بهتر شاخص کیفیت تجمعی برای ارزیابی کیفیت خاک منطقه مورد مطالعه است.

آبشکن ها اگرچه توانسته اند در حفاظت از قوس رودخانه ها عملکرد مناسبی داشته باشند، اما از روند آبشستگی موضعی حول دماغه مصون نیستند. تحقیقات اخیر نشان داده است که صفحات مثلثی متصل به ساحل به دلیل شکل هندسی سازه، نسبت به آبشکن ها آبشستگی کمتری در دماغه ایجاد می کنند. ایجاد شکاف در سازه یکی از راه کارهای مهندسان در اصلاح الگوی جریان اطراف سازه می باشد. به منظور دست یابی به اهداف تحقیق حاضر شکافی مستطیلی با درصد بازشدگی برابر با 10 درصد سطح مؤثر صفحه و در موقعیت موازی با وتر، در صفحه ی مثلثی متصل به ساحل ایجاد شده است. سپس در زوایا و شرایط هیدرولیکی متفاوت (287/0، 304/0 و 322/0) اثر شکاف بر توپوگرافی بستر بررسی شده است. نتایج نشان داد متوسط درصد کاهش بیشینه عمق آبشستگی توسط شکاف ایجاد شده در زوایای 23، 30، 40 و 60 درجه به ترتیب 70، 20، 17 و 54 درصد بوده است. همچنین شکاف باعث دور کردن چاله ی آبشستگی از ساحل بیرونی شده است. با افزایش عدد فرود جریان، بیشینه عمق آبشستگی در صفحات شاهد و شکاف دار، افزایش یافت.

افزایش تقاضا برای آب در بخش های مختلف، باعث افزایش اهمیت استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده (پساب) برای کاربردهای گوناگون شده است. هدف از مقاله حاضر ارائه یک روش پیشنهادی در تعیین مناسب ترین کاربرد پساب بر اساس سطح کیفیت آن است. برای نیل به این هدف مشخصات 60 نمونه پساب ماهانه برای پنج سال (1391 تا 1395) و شانزده پارامتر از هر نمونه از تصفیه خانه شهر اراک تهیه و پس از تعیین شش گزینه ممکن مصرف پساب، پارامترهای مناسب انتخاب و پس از تدوین دو شاخص با کاربرد رویکردهای فازی و آنتروپی ضمن ارزیابی شاخص های پیشنهادی، بهترین گزینه استفاده از پساب در هر حالت تعیین شد. بر اساس نتایج مشخص شد که شاخص های پیشنهادی ضمن حساس بودن به پارامترها و سطح کیفیت پساب، کاربرد پساب را به خوبی تعیین نموده اند. به طوری که نتایج نشان داد که کیفیت پساب تصفیه خانه شهر اراک در پنج سال اخیر بهبود یافته و در سال پنجم، پساب این تصفیه خانه علاوه بر تولید علوفه دام و آبیاری فضای سبز در کاربری های صنعت، سبزی های پخته و تولید دانه های روغنی و تغذیه مصنوعی آبخوان نیز قابل استفاده تشخیص داده شده است. این در حالی است که پساب سال 1391 فقط برای آبیاری فضای سبز و تولید علوفه تأیید شده است.

اکسیژن محلول یکی از پارامترهای مهم در بررسی کیفیت آب می باشد. در این پژوهش جهش هیدرولیکی کلاسیک بعنوان یک سیستم مورد استفاده در بخش هوادهی، جهت افزایش اکسیژن محلول مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش هایی جهت بررسی این پدیده برای اعداد فرود در محدوده 2 الی 5/4 صورت گرفت. در این پژوهش بطور کلی 240 داده در آزمایش با شرایط هیدرولیکی متفاوت برداشت شد. برخلاف نتایج ارائه شده در مطالعات پیشین مبنی بر اینکه راندمان هوادهی جهش هیدرولیکی فقط تابعی از افت جهش است، نتایج این تحقیق نشان داد که راندمان هوادهی در جهش هیدرولیکی به پارامترهای کیفی و هیدرولیکی نیز بستگی دارد. با استفاده از تئوری باکینگهام پارامترهای موثر در افزایش اکسیژن محلول بوسیله جهش هیدرولیکی بررسی شد. سپس شکل ریاضی تابع ابعادی با استفاده از تئوری خود-شبیه ناقص (Incomplete Self-Similarity) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که میانگین قدرمطلق خطاهای نسبی، بدست آمده از رابطه ارائه شده در تحقیق حاضر و مدل ارائه شده در سابقه مطالعات برای محاسبه اکسیژن محلول بعد از جهش، به ترتیب برابر 09/9% و 24% می باشند. همچنین جذر میانگین مربعات خطا، RMSE، حاصل از رابطه ارائه شده در این تحقیق و نتایج موجود در سابقه مطالعات به ترتیب برابر با 42/0 و 1 پی پی ام بدست آمد.

فرسایش خاک مهم ترین شکل تخریب منابع خاک و منبع آلودگی های غیرنقطه ای به شمار می رود. هنگامی که مقدار فرسایش خاک از آستانه قابل تحمل تجاوز کند طیف وسیعی از مشکلات اقتصادی-اجتماعی-محیط زیستی رخ می دهند. روش های مختلفی برای تعیین فرسایش قابل تحمل ارائه شده است که هرکدام دارای مزیت و محدودیت های خاص خود هستند. در این پژوهش، روش مبتنی بر شاخص باروری و روش مبتنی بر عمق و کیفیت خاک به عنوان رایج ترین روش ها برای تعیین فرسایش قابل تحمل مورد استفاده قرار گرفتند. هر دو روش مجموعه ای از ویژگی های اساسی خاک شامل نفوذپذیری، ظرفیت نگه داری آب، کربن آلی خاک، پایداری خاکدانه ها، جرم مخصوص ظاهری و وضعیت حاصل خیزی خاک شامل عناصر غذایی نیتروژن، فسفر و پتاسیم را دربر دارند. نتایج نشان داد بین مقدار فرسایش قابل تحمل محاسبه شده با هر دو روش ارتباط نزدیکی وجود دارد. میانگین وزنی مقدار فرسایش قابل تحمل محاسبه شده برای منطقه موردمطالعه با استفاده از مدل شاخص باروری حدود 2/9 و بر اساس عمق و کیفیت خاک حدود 2/10 تن بر هکتار در سال برآورد شد. هرچند روش مبتنی بر عمق و کیفیت خاک به عنوان یک روش استاندارد مطرح است اما نتایج نشان داد که روش باروری خاک نیز کارایی قابل قبولی داشته و حتی به لحاظ مفهومی قوی تر به نظر می رسد؛ زیرا در این روش، وضعیت باروری خاک سطحی با خاک زیرسطحی مقایسه می شود اما در روش کیفیت خاک فقط به وضعیت فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی توجه می شود. از طرف دیگر، روش مبتنی بر عمق و کیفیت خاک، دامنه خاک های متعلق به یک گروه بسیار زیاد بوده و بنابراین دقت تخمین فرسایش قابل تحمل پایین است. ازآنجایی که هر دو مدل تنها اثرات درون مزرعه ای فرسایش را حساب می کنند، بنابراین مقادیر به دست آمده بدون درنظر گرفتن اثرات برون مزرعه ای فرسایش، برای برنامه های حفاظت خاک منطقه قابل توصیه هستند.

کیفیت آب های سطحی تأثیر زیادی بر روی سلامتی انسان و اکوسیستم های آبی دارد. منابع آلودگی آب شامل منابع آلودگی نقطه ای (PSPS) و منابع آلودگی غیرنقطه ای (NPSPS) می باشد. شناسایی منابع آلودگی نقطه ای و غیرنقطه ای برای ارزیابی کیفیت آب سطحی و منابع اصلی آلودگی در حوضه حائز اهمیت می باشد. در این مطالعه، مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT 2009) برای بررسی تأثیر منابع آلاینده نقطه ای و غیرنقطه ای بر روی کیفیت آب رودخانه سیمره در محدوده مطالعاتی زیرحوضه سیمره در حوضه کرخه مورد استفاده قرار گرفت. مدل برای دوره 2009-2000 واسنجی و سپس برای دوره 2011-2010 اعتبار سنجی گردید. مقادیر ضرایب ناش-ساتکلیف و R2برای شبیه سازی جریان و بار مواد مغذی از 84/0 تا 96/0 و برای اعتبارسنجی جریان از 69/0 تا 85/0 می باشد. نتایج آماری نشان داد که مدل SWAT کارایی مناسبی در شبیه سازی جریان ماهانه و بار مواد مغذی در حوضه سیمره دارد. همچنین مدل SWAT برای شناسایی مناطق منبع بحرانی (CSAs) رسوب، نیتروژن کل (TN) و فسفر کل (TP) در سطح زیرحوضه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل SWAT، 9 زیرحوضه (شامل 33% از سطح حوضه) شامل زیرحوضه های 1، 6، 10، 17، 21، 22، 25، 26 و 29 را به عنوان مناطق بحرانی برای نیتروژن کل (TN) و فسفر کل (TP) شناسایی کرد. سپس شبیه سازی تأثیر بهترین اقدامات مدیریتی (BMPs) برای کنترل هدررفت بار مواد مغذی توسط مدل انجام گرفت. مهم ترین BMPs شامل اجرای کاهش مصرف کودهای شیمیایی و ایجاد نوار فیلتر در طول رودخانه می باشد. سناریوهای BMP منجر به کاهش هدررفت آلودگی در مقایسه با شرایط پایه می شوند و بیشترین کاهش در بار مواد مغذی در ایجاد نوار فیلتر در کنار رودخانه با درصد کاهش 68%، 36% و 39% به ترتیب برای رسوب، TN و TP مشاهده شد. بطور کلی این پژوهش باعث کمک به درک مناسب تر ما از وضعیت کیفیت آب و نقش گزینه های مدیریتی در بهبود کیفیت آن می شود.

روش تشخیص چندگانه عناصر غذایی (CND) از روش­ های مهم برای تفسیر نتایج تجزیه شیمیایی برگ و تشخیص وضعیت تغذیه­ ای گیاهان می­ باشد. به ­ منظور ارزیابی وضعیت تغذیه­ ای کدو (Lagenaria Vulgaris) با استفاده از روش CND و تعیین نرم­ های عناصر غذایی، نمونه­ های برگ از 122 مزرعه کدو در شهرستان خوی جمع­ آوری و غلظت­ های عناصر غذاییB، Cu، Zn، Mn، Fe، Mg، Ca، K، P، N تعیین شدند. دو گروه عملکردی کم و زیاد به روش ریاضی و آماری و با کاربرد تابع تجمعی نسبت واریانس عناصر غذایی متمایز گردیدند. سپس نرم­ ها و شاخص­ های CND برای عناصر غذایی محاسبه گردید. نتایج نشان داد بین مزارع با عملکرد بالا و پایین از لحاظ غلظت عناصر غذایی تفاوت معنا­ دار وجود دارد. براساس شاخص­ های CND عناصر پتاسیم و روی منفی­ ترین شاخص­ ها را داشتند. شاخص­ های تعادل تغذیه­ ای CND در مزارع با عملکرد پایین بزرگتر از صفر به­ دست آمد که نشان­ دهنده عدم تعادل عناصر غذایی در این مزارع می باشد.

عملیات مدیریتی خاک تأثیر متفاوتی بر مقاومت در مکش های مختلف دارند که به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه تأثیر توأم عوامل خاک ورزی و گیاه پوششی بر پایداری خاکدانه ها، مقاومت کششی خاکدانه ها و مقاومت فروروی خاک در مکش های متفاوت بررسی شد. اثر عامل خاک ورزی در سه سطح شخم با گاوآهن برگردان، چیزل و بدون خاک-ورزی و عامل گیاه پوششی در سه سطح ماشک، خلر و بدون گیاه پوششی با آزمون فاکتوریل در سه تکرار اعمال شد. پایداری خاکدانه ها با روش الک تر، مقاومت کششی خاکدانه ها با روش غیرمستقیم دکستر و کروسبرگن و مقاومت فروروی خاک با دستگاه فروسنج ریز اندازه گیری شدند. عملیات مدیریتی خاک در مکش 30 کیلوپاسکال بیش ترین تأثیر را بر خصوصیات مقاومتی خاک نشان داد. عامل بدون خاک ورزی به علت کاهش شدت خاک ورزی و دست نخورده بودن خاک باعث کاهش مقاومت کششی شد. تیمار خاک ورزی حفاظتی-خلر باعث افزایش پایداری خاکدانه ها در فصل بهار به مقدار 155 درصد نسبت به تیمار بدون خاک ورزی-بدون گیاه پوششی شد. همچنین تیمار مذکور باعث افزایش مقاومت کششی خاکدانه ها در فصل پاییز در دامنه 7 تا 45 درصد نسبت به سایر تیمارها شد. تیمار خاک ورزی حفاظتی-بدون گیاه پوششی در غالب مکش ها باعث کاهش مقاومت فروروی نسبت به غالب تیمارها در دامنه 5/4 تا 99 درصد شد. احتمالاً علت آن شخم سطحی خاک و کاهش تردد ماشین آلات کشاورزی بود. بنابراین کاربرد گیاه پوششی خلر با خاک ورزی حفاظتی در زمین های زراعی توصیه می شود. نتایج مطالعه مقاومت خاکدانه ها با انجام تحقیقات بیشتر، می تواند در تعیین زمان بهینه انجام عملیات خاک ورزی از نظر رطوبتی استفاده شود.

هدف از این تحقیق بررسی کارایی مدل WEPP در برآورد رواناب و رسوب ناشی از رخدادهای طبیعی در سطح کرت در مراتع حوضه خامسان کردستان بود. رواناب و رسوب حاصل از رخدادهای منجر به رواناب در طول سال های 1389 تا 1392 در 18 کرت با ابعاد 24 متر طول و 8/1 متر عرض اندازه گیری شد (6 دامنه-سه کرت در هر دامنه). همزمان داده های ورودی مورد نیاز مدل از جمله ویژگی های خاک، پوشش گیاهی و پوشش زمین در طول این مدت بررسی گردید. در این مدت، تعداد 24 رخداد مورد بررسی قرار گرفت. بعد از واسنجی مدل WEPP بر اساس قسمت تک رخداد با 8 رخداد، اعتبارسنجی مدل با 16 رخداد باقیمانده صورت گرفت. مدل توانست به میزان قابل قبولی رواناب و هدررفت خاک ناشی از رخدادهای طبیعی را در دامنه های مرتعی دارای مقادیر قابل توجهی جزء سنگی پیش بینی نموده و برآوردهای هدررفت خاک تا حدودی بهتر از رواناب بود. به طور کلی، کارایی مدل در دامنه های با مقادیر جزء سنگی (به ویژه پوشش سنگی) و درصد آهک بالاتر، کم تر از دامنه های دیگر بود. به نظر می رسد علاوه بر ویژگی های دامنه های مورد بررسی، تغییرات شدت بارندگی در طول هر رخداد نیز تأثیر به سزایی بر تولید رواناب و رسوب و تخمین های مدل داشت. در مدل WEPP برای تک رخداد، صرفاً بخشی از ویژگی های یک بارندگی به مدل وارد شده و تغییرات در طول یک بارندگی که ممکن است تأثیر به سزایی بر مقدار رواناب و رسوب داشته باشد در نظر گرفته نشده است.

در این تحقیق سامانه های آبیاری تحت فشار شامل 7 سامانه سنترپیوت، 3 سامانه لینیر و 8 سامانه کلاسیک ثابت آبپاش متحرک در استان های تهران، قزوین، البرز و قم با استفاده از شاخص های ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع، راندمان پتانسیل کاربرد آب در ربع پایین، راندمان واقعی کاربرد آب در ربع پایین و کفایت آبیاری ارزشیابی شدند. به منظور مقایسه ی سامانه های مذکور، از تمام شاخص های ارزشیابی در هر سامانه به نسبت مساحت میانگین وزنی گرفته شد. نتایج نشان داد که میانگین وزنی شاخص های ذکرشده به ترتیب برای سنترپیوت 78، 63، 69، 69 و 49، لینیر 75، 68، 64، 55 و 62 و برای کلاسیک ثابت آبپاش متحرک 77، 66، 60، 60 و 61 درصد محاسبه گردید. با تجزیه وتحلیل شاخص های محاسبه شده و مقایسه با مشاهدات میدانی در شبکه و ایستگاه های پمپاژ، مشخص شد که ضعف طراحی، عدم تطابق اجرا و طراحی و مدیریت و بهره برداری نادرست عوامل اصلی پایین بودن عملکرد است.

با توجه به اهمیت آگاهی از مقادیر تابش خورشیدی و همچنین تراکم اندک ایستگاه های تابش سنجی، ارائه مدل های برآورد تابش بر پایه سایر متغیرهای هواشناسی موجود موردنیاز مبرم می باشد. معادله تجربی آنگستروم – پرسکات که فرم کلی آن براساس داده های ساعات آفتابی است به طور گسترده برای برآورد تابش خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد. تاکنون مطالعات بسیاری در خصوص واسنجی ضرایب این رابطه برمبنای متغیرهای هواشناسی خاص هر منطقه صورت گرفته‫ است؛ اما آنچه تاکنون در کشور ایران به آن پرداخته نشده است بررسی تأثیر آلودگی هوا به‫ عنوان عامل کاهنده تابش دریافتی است. در این مطالعه با استفاده از داده های روزانه تابش سنجی ایستگاه کرج در دوره سه ساله 2016-2014 واسنجی ضرایب رابطه آنگستروم-پرسکات با درنظرگرفتن متغیر شاخص آلودگی هوا در قالب مدل های خطی، نمایی و لگاریتمی انجام پذیرفت. نتایج حاصل از تحلیل های آماری نشان داد که مدل های اصلاحی با ساختار لگاریتمی با ضریب تبیین (5911/0) دارای عملکرد بهتری نسبت به معادله کلی آنگستروم_ پرسکات در برآورد تابش خورشیدی روزانه می باشند.

پارامتر بهره وری آب نرمال شده یکی از ورودی های مدل آکواکراپ است که بر اساس آن عملکرد زیست توده محصول در مقیاس روزانه شبیه سازی می شود. مقدار پیش فرض مدل برای پارامتر گیاه ذرت 7/33 گرم بر متر مربع می باشد. مسئله این پژوهش آن است که تاکنون مقدار بهره وری آب نرمال شده برای گیاه ذرت رقم سینگل کراس-704 تعیین نشده است. محل آزمایش مزرعه کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران واقع در منطقه پاکدشت بود. آزمایش ها در دو سال متوالی 1394 و 1395 در سه کرت به مساحت هر یک 25 متر مربع با آبیاری کامل انجام گرفت. عملکرد زیست توده ذرت در شش و هفت نوبت در طول دوره رشد به ترتیب در سال اول و دوم اندازه گیری شد. داده های اندازه گیری شده در سال اول و دوم به ترتیب برای واسنجی و صحت سنجی استفاده شدند. واسنجی به دو روش سعی و خطا و روش Steduto et al. (2009) انجام گرفت. پارامتر بهره وری آب نرمال شده با استفاده از روش اخیر با اندکی دقت بیشتر، واسنجی شد و مقدار آن برابر 3/32 گرم بر متر مربع و در روش سعی و خطا برابر 3/31 گرم بر متر مربع تعیین شد. ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین خطای اریب بین داده های اندازه گیری شده و شبیه سازی شده با استفاده از مقدار واسنجی شده فوق به ترتیب 73/0 و 25/0 تن در هکتار برآورد شد. نتایج این پژوهش نشان داد، مقدار واسنجی شده حدود 4/1 گرم بر مترمربع از مقدار پیش فرض مدل کمتر بوده و با دقت بهتری نسبت به مقدار پیش فرض، عملکرد زیست توده را شبیه سازی می کند.

ارزیابی دوره های خشک و مرطوب هیدرولوژیک به عنوان ضرورت و مبنای اولیه برنامه ریزی و مدیریت منابع آب می باشد که نیازمند درک و مطالعه وقوع خشکسالی ها است. هدف از این پژوهش استفاده از روش آنالیز توانی (Power Laws Analysis) و تحلیل الگوهای دوره های کم آبی و پرآبی جریان رودخانه ای در تعدادی از ایستگاه های استان مازندران می باشد. بدین منظور، خصوصیات دوره های کم آبی و پرآبی در سری های زمانی دبی ماهانه در 26 ایستگاه هیدرومتری استان مازندران طی دوره آماری 36 ساله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در همین راستا میانگین ماهانه دبی، حد آستانه و نیز شروع و پایان دوره های کم آبی و پرآبی محاسبه و سپس تعداد دنباله ها در توالی وقوع دوره های کم آبی و پرآبی در دوره های 1 تا 41 ماهه مشخص گردید. نتایج نشان داد که بین شدت وقوع و تداوم دوره های کم آبی و پرآبی رابطه مستقیم وجود دارد. کم ترین شدت دوره های کم آبی و پرآبی مربوط به ایستگاه های پلور و هنیسک به ترتیب با مقادیر شیب خط 87/0-و 29/1-در جنوب غربی و غرب استان می باشند. براساس نتایج، بیش ترین تداوم جریان با مقادیر 09/122 و 89/145 برای دوره های کم آبی و پرآبی در ایستگاه قرآن تالار در مرکز استان به وقوع پیوسته است. به عبارتی می توان گفت که ایستگاه های واقع در سرشاخه اصلی جنوب شرقی و مرکز مازندران دارای تداوم جریان کم آبی و پرآبی بیش تری در مقایسه با سایر ایستگاه ها هستند. نزدیکی ابر نقاط به خط مستقیم و خطوط نزدیک یا موازی بدون تقاطع در استان مازندران بیان گر وجود رژیم همگن دوره های کم آبی و پرآبی بوده و تغییرات قابل ملاحظه زمانی در آن ها چندان مشاهده نمی شود. در این خصوص می توان بر قابلیت استخراج الگوی تناوب دبی ماهانه و تداوم آن براساس روش آنالیز توانی اشاره نمود. نتایج می تواند در تعیین مناطق با تداوم بالای خشکسالی جریان و نیز وقوع خشکسالی های شدید و برنامه ریزی مدیریت منابع آب سطحی مورد استفاده قرار گیرد.

هدایت هیدرولیکی خاک از ویژگی های مهم فیزیکی خاک است که در مدل سازی انتقال آب، املاح و آلاینده ها کاربرد دارد. اندازه گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی خاک وقت گیر و پرهزینه بوده و گاهی اوقات به دلیل خطاهای آزمایشی و عدم یکنواختی خاک نتایج بدست آمده چندان قابل اعتماد نمی باشد. از طرف دیگر این پارامتر می تواند با استفاده از پارامتر های زودیافت خاک برآورد شود. هدف از این پژوهش، ارائه مدل های برنامه ریزی بیان ژنی و رگرسیون خطی بر اساس ویژگی های زودیافت هست. برای این منظور 160 نمونه خاک با خصوصیات متفاوت از مناطق مختلف استان آذربایجان شرقی برداشته شد. سپس برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن ها همانند درصد شن، سیلت، رس و مواد آلی، جرم مخصوص ظاهری، pH و EC اندازه گیری شد. سپس داده ها بطور تصادفی به دو دسته داده های سری آموزش (75 درصد) و داده های سری آزمون (25 درصد) تقسیم شدند. شش تابع انتقالی (PTFs) با ترکیبی از عملگرهای ریاضی متفاوت توسط برنامه ریزی بیان ژنی طراحی شد. در نهایت یکی از توابع که از دقت و صحت بیشتری نسبت به بقیه برخوردار بود، انتخاب گردید. همچنین از رگرسیون ریج برای ارائه تابع انتقالی رگرسیونی استفاده شد. دقت و صحت توابع با معیارهای آماری R2، RMSE و MAE ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که تابع انتقالی ارائه شده با روش برنامه ریزی بیان ژنی از دقت و صحت بیشتری نسبت به مدل رگرسیونی برخوردار می باشد. به طوری که مقادیر R2، RMSE (Cm h-1) و MAE (Cm h-1) برای تابع انتقالی برنامه ریزی بیان ژنی در داده های سری آموزش به ترتیب برابر 91/0، 82/1 و 23/1 و برای داده های سری اعتبار سنجی برابر 92/0، 27/2 و 59/1 بود. در حالی که مقادیر معیارهای فوق در مدل رگرسیونی، برای داده های سری آموزش به ترتیب برابر 70/0، 48/3 و 07/2 و برای داده های سری اعتبار سنجی برابر 76/0، 11/3 و 88/1 بود.

شوری آب آبیاری یکی از عوامل مهم در شور شدن خاک، کاهش نفوذپذیری خاک و کاهش محصولات زراعی می باشد و یافتن روش های نوین با هزینه کم در کاهش شوری آب آبیاری اجتناب ناپذیر است. هدف کلی این تحقیق تولید کربن فعال از مخروط های درخت کاج و ارزیابی کاربرد آن در جذب یون های عامل شوری آب آبیاری بود. آزمایش های جذب در سیستم ناپیوسته انجام شد و تأثیر پارامترهای مؤثر بر جذب شامل زمان تماس، غلظت اولیه یون های شوری در آب، ایزوترم و سینتیک جذب و همچنین تأثیر جذب بر پارامترهای کیفیت آب آبیاری شامل EC، TDS، TH و SAR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جاذب کربن فعال تهیه شده از مخروط های درختان کاج می تواند 5/21 درصد از یون های عامل شوری در هدایت الکتریکی 4/20 دسی زیمنس بر متر را جذب کند و در هدایت الکتریکی های 4/10 و 6/5 دسی زیمنس بر متر، درصد جذب یون های عامل شوری به ترتیب به 3/14 و 7 درصد رسیده است. سینتیک و ایزوترم جذب یون های شوری به ترتیب از مدل شبه مرتبه دوم و ایزوترم فروندلیچ پیروی کرد. همچنین بیشترین کاهش TH و SAR آب آبیاری در شوری 4/20 دسی زیمنس بر متر مشاهده گردید که به ترتیب 4/14 و 8/14 درصد کاهش یافتند.

رطوبت خاک فاکتور مهم فرآیندهای هیدرولوژیکی است. لذا در این تحقیق عدم قطعیت مدل های AOGCM در برآورد رطوبت خاک به کمک مدل SWAP برای دوره آتی 2099-2080 بررسی شد. داده های اقلیمی به کمک ده مدل GCM و دو سناریو انتشار A2 و B1 ایجاد و با استفاده از مدل LARS-WG ریزمقیاس شده و وارد مدل SWAP شدند. نتایج نشان داد مدل های INMCM3 و NCARPCM به ترتیب کمترین و بیشترین مقادیر رطوبت خاک در طی هفته های پس از رشد را دارند. عدم قطعیت رطوبت سالانه اعماق خاک نیز نشان داد مدل INMCM3 برای سناریوهای A2 و B1 دارای بیشترین باند قطعیت و مدل GISS-ER برای سناریو A2 و مدل CGCM3T47 برای سناریو B1 دارای کمترین قطعیت می باشند. همچنین با مقایسه رطوبت اعماق خاک مشخص شد مقادیر رطوبت خاک در عمق 60 سانتی متری نسبت به عمق 30سانتی متری در آینده بیشتر خواهد بود.

سرریزهای استوانه ای یکی از سازه های متداول برای اندازه گیری جریان و کنترل سطح آب در کانال های انتقال آب و رودخانه ها می باشند. پارامترهای هندسی و هیدرولیکی متعددی بر مشخصات جریان عبوری از این سرریزها تأثیرگذار است. در تحقیق حاضر اثر زبری سطح سرریز استوانه ای و رسوب گذاری بالادست آن بر ضریب دبی سرریز، توزیع فشار و افت انرژی در شرایط پایاب آزاد به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در شرایط عدم تغییر تراز کف کانال و در تراز دوسوم ارتفاع سرریز در 3 قطر از سرریز استوانه ای، اعمال چهار زبری و دامنه وسیعی از دبی جریان انجام شد. مقایسه نتایج حاصل از بررسی تأثیر زبری و ترازهای مختلف کف کانال بالادست بر ضریب دبی سرریز نشان داد که در کلیه سرریزهای مورد مطالعه، در محدوده دبی حداقل تا حداکثر با افزایش زبری از PVC به 5/4 میلی متر مقدار ضریب دبی سرریز به طور متوسط 8 درصد کاهش و با افزایش تراز رسوب گذاری از صفر تا دوسوم ارتفاع سرریز، مقدار ضریب دبی سرریز 3 درصد افزایش می یابد. همچنین در تراز رسوب گذاری دوسوم ارتفاع سرریز افزایش زبری به 5/4 میلی متر منجر به کاهش 3 تا 7 درصدی ضریب دبی سرریز می شود. با افزایش قطر سرریز از 150 به 250 میلی متر مقدار ضریب دبی 5 درصد افزایش و افت انرژی 15 درصد کاهش می یابد. نتایج نشان داد که در کلیه سرریزها با افزایش زبری مقدار افت انرژی تقریباً 14 درصد افزایش و با افزایش تراز رسوب گذاری به دوسوم ارتفاع سرریز، مقدار آن 22 درصد کاهش می یابد. بررسی نتایج حاکی از آن است که روند تغییرات فشار در طول سرریز در تراز رسوب گذاری دوسوم ارتفاع سرریز، مشابه با روند تغییرات آن در شرایط بدون رسوب است اما مقدار آن با افزایش سطح رسوب گذاری، کاهش می یابد. علاوه بر این تأثیر زبری بر روی مقادیر فشار در نیمه پایین دست سرریز بیشتر از نیمه بالادست آن می باشد.

یکی از چالش هایی که در پیشرفت مطالعات علوم خاک و هیدرولوژی وجود دارد این است که نظریه ها برای مقیاس زمانی و مکانی خاصی به کار می روند. این تحقیق به منظور بررسی اثر اندازه کرت برتولید رواناب و کمی کردن اثرات مقیاس انجام شد. برای این هدف، شش کرت آزمایشی با طول 3 تا 60 متر و عرض 1 تا 6 متر در یک دامنه در منطقه سراوان رشت در استان گیلان احداث شد. میزان رواناب در 14 رخداد طبیعی باران از مهر سال 1394 تا اردیبهشت 1395 جمع آوری و سپس مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت. همچنین با نصب باران سنج، ارتفاع باران برای هر کرت اندازه گیری شد. نتایج نشان داد رواناب در واحد سطح با افزایش طول کرت به صورت غیر خطی کاهش می یابد. مقایسه میانگین بین کرت ها نشان داد که کرت های با طول بیش تر از 10 متر اختلاف معنی داری از نظر تولید رواناب با هم ندارند. با این حال کرت های زیر 10 متر با کرت های بزرگ تر اختلاف معنی داری از نظر تولید رواناب نشان دادند (P >0/05). براساس نتایج، کرت با طول 10 متر حداقل طول مناسب برای مقیاس بندی است. برای مقیاس بندی ضریب رواناب دامنه، از یک مدل دو پارامتری استفاده شد. پارامترهای مدل با استفاده از واسنجی مدل با استفاده از داده های نه رخداد تعیین شدند. ارزیابی مدل با پنج رخداد باقیمانده، بیان گر کارایی مناسب این مدل در کرت های کوچک تر از 30 متر بود.

به دلیل تأثیر و اهمیت مواد هیومیکی در انواع فرآیند های زیست محیطی، آگاهی و دانش از خصوصیات شیمیایی، طیفی و ساختاری این مواد، جنبه هایی هستند که همیشه باید در مطالعات وابسته به مدیریت و پالایش اکوسیستم ها درنظر گرفته شوند. در این پژوهش، پس از استخراج و پالایش هیومیک اسید از زغال سنگ های معادن ایران، از تکنیک گراویمتری برای تعیین درجه خلوص، از طیف سنجی های غیرمخرب مانند FT-IR، UV-VIS، ICP-OES و CHNOS برای سنجش کیفی و کمی و همچنین از ریزنگاره های SEM برای مطالعه ساختاری هیومیک اسید استفاده شد و نتایج بدست آمده با نمونه هیومیک اسید استاندارد آلدریچ مقایسه شدند. نتایج آزمون گراویمتری نشان داد که درجه تخلیص هیومیک اسید تولیدشده 98 درصد است. از نظر کمی، نتایج آنالیز عنصری ICP-OES نشان دادند که بعد از پالایش هیومیک اسید، غلظت انواع فلزات سنگین در هیومیک اسید خیلی کمتر از محدوده مجاز پیشنهادشده هستند و گستره ای از عناصر ماکرو و میکرومغذی در ساختار هیومیک اسید وجود دارند. همچنین نتایج کیفی آنالیزهای FT-IR، UV-VIS و SEM به خوبی حضور یک ساختار غالب آروماتیک و غنی از گروه های عاملی کربوکسیلی و فنولی با درجه هیومیفیکاسیون و فشردگی بالا و نوع A با سطوح اسفنجی مانند نرم و متخلخل ناهمگن را در هیومیک اسید نشان دادند. نتایج آنالیز CHNOS نیز علاوه بر تائید مناسب بودن زغال سنگ استفاده شده جهت استخراج هیومیک اسید، محصول تولیدی را منطبق بر نمونه استاندارد هیومیک اسید نشان می دهد.