تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1398 | دوره:50 | شماره:8 |تعداد مقالات:20

افزایش دانش و ارزیابی کیفیت خاک در بوم سازگان های مختلف از نظر مدیریت پایدار استفاده از زمین و کاهش تخریب در آن ها حائز اهمیت است. لذا پژوهش حاضر با هدف تحلیل کیفیت خاک بوم سازگان تحت تأثیر کاربری های مختلف اراضی (کشاورزی آبی، دیم، باغ و مرتع)، بافت و توپوگرافی در حوزه آبخیز شازند با مساحت 1740 کیلومترمربع انجام شد. در این راستا 140 نمونه از عمق صفر تا30 سانتی متری خاک از واحدهای همگن با مساحت بیش از یک کیلومترمربع برداشت شد. سپس هدایت الکتریکی، pH، جرم مخصوص ظاهری، سنگریزه، شن، سیلت، رس، کربنات کلسیم معادل، نیتروژن و ماده آلی خاک اندازه گیری و تأثیرپذیری آن ها از کاربری های اراضی، بافت، شیب و ارتفاع با استفاده از تحلیل واریانس چند متغیره (MANOVA) مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از MANOVA نشان دهنده عدم اختلاف معنی دار (05/0

در این مطالعه قابلیت روش­ های پرسپترون چند لایه (MLP) و رگرسیون خطی چند متغیره در برآورد شدت تابش کل خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از داده­ های روزانه 25 ساله (2017-1992) شامل دمای حداکثر، میانگین دما، میانگین رطوبت نسبی، ساعات آفتابی و شدت تابش خورشیدی در پنج ایستگاه همدیدی بندرعباس، زنجان، شیراز، کرمان و مشهد استفاده شد. ورودی­ های بکار رفته در مدل­ ها شامل ترکیبات مختلفی از این متغیر­ ها بودند. جهت بررسی عملکرد مدل­ ها از آماره­ های ضریب تعیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و شاخص توافق (IA) استفاده شد. برای آموزش ساختار شبکه عصبی دو الگوریتم تنظیم بیزی (Br) و لونبرگ-مارکوات (LM) مورد مقایسه قرار گرفتند. علاوه بر این، فرآیند­ های آموزش و اعتبارسنجی بر روی داده­ ها انجام شد. نتایج مدل رگرسیون نشان داد که تمامی متغیرهای ورودی در ایستگاه­ های بندرعباس، زنجان و شیراز بر تابش تأثیرگذارند، اما تأثیرگذاری رطوبت نسبی بر مقدار تابش در ایستگاه های کرمان و مشهد اندک بود. کاربرد ANN با دو الگوریتم نشان داد که ایستگاه­ های بندرعباس و کرمان با الگوریتم Br و ایستگاه­ های زنجان، شیراز و مشهد با الگوریتم LM نتایج بهتری به دست می­ دهند. با توجه به نتایج به دست آمده، کمترین مقادیر RMSE، MAE و بیشترین مقادیر IA و R2 مربوط به ایستگاه کرمان با اقلیم خشک سردسیر به ترتیب 799/2، 94/1، 954/0 و 838/0 می­ باشد. در یک نتیجه­ گیری کلی می­ توان گفت که کارایی مدل شبکه عصبی در برآورد تابش خورشیدی نسبت به مدل رگرسیون خطی چند متغیره در مقایسه با داده­ های مشاهداتی بهتر بوده است.

یکی از راهکارهای مورد استفاده در دفع زه آب های شور و آلوده به انواع مواد شیمیایی در کشورهای پیشرفته، استفاده از حوضچه های تبخیری است. از آنجا که احداث حوضچه های تبخیری مستلزم اشغال فضای زیادی است، افزایش راندمان این سازه ها به منظور کاهش سطح اشغال شده توسط آن ها از موضوعات مورد علاقه محققین می باشد. از آنجا که مهم ترین مؤلفه جریان خروجی از این حوضچه ها، تبخیر است، در این تحقیق امکان ذخیره انرژی خورشیدی توسط زئولیت و استفاده از گرمای ذخیره شده در آن به منظور افزایش پتانسیل تبخیر از حوضچه مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مقادیر متفاوت و انواع مختلف زئولیت آزمایش شده و بر اساس نتایج اولیه حاصله، زئولیت 13x انتخاب شد. آزمایش ها در محل ایستگاه هواشناسی سینوپتیک کرج انجام و نتایج حاصل از آزمایش ها با مقادیر تبخیر روزانه مشاهده شده در آن ایستگاه مورد مقایسه قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که در صورت استفاده از مقادیر متفاوت زئولیت از 8/43 تا 1/525 گرم در متر مربع همراه با آب معمولی، مقدار تبخیر از 4 تا 22 درصد نسبت به شرایط عدم استفاده از زئولیت افزایش می یابد. همچنین تأثیر شوری آب بر مقدار تبخیر در شرایط استفاده از زئولیت بررسی و مشخص شد که مقدار افزایش تبخیر در صورت استفاده از آب شور و مقدار مشخصی از زئولیت، نسبت به آب صاف کاهش می یابد. با استفاده از نتایج حاصله، رابطه ای خطی بین درصدهای متفاوت شوری و مقادیر تبخیر برازش داده شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که با در نظر گرفتن شوری زه آب، قیمت زئولیت و زمین برای احداث حوضچه، امکان افزایش تبخیر از این حوضچه ها و در نتیجه کاهش ابعاد سازه ای و متعاقباً توجیه اقتصادی احداث آن ها وجود داشته و بنابراین می توان از تخلیه زه آب های کشاورزی به داخل رودخانه ها جلوگیری نمود.

آبیاری قطره ای زیرسطحی به طور گسترده ای در مناطق خشک به عنوان یک روش آبیاری کم مصرف مورد استفاده قرار می گیرد. اما داشتن اطلاعات جامع از الگوی خیس شدگی در آبیاری قطره ای برای طراحی و مدیریت این سیستم ضروری است. ثابت شده که مدل های شبیه سازی می توانند برای این منظور مفید باشند. بنابراین، این پژوهش به منظور بررسی ابعاد پیاز رطوبتی در آبیاری قطره-ای زیرسطحی در یک خاک لومی رسی به روش مدل سازی معکوس با مدل Hydrus 2D با تکیه بر نتایج آزمایشگاهی و توسعه مدل تجربی انجام شد. نتایج حاصل از پژوهش در چهار قسمت دسته بندی شدند: 1-نتایج آزمایشگاهی نشان داد که فقط در آزمایش مربوط به قطره چکان های با دبی 8 لیتر بر ساعت و عمق نصب 15 سانتی متر، عمق خیس شدگی زیر قطره چکان بیشتر از ارتفاع خیس شدگی بالای قطره چکان می باشد. 2-آنالیز حساسیت انجام یافته روی پارامترهای هیدرولیکی خاک نشان داد که حساسترین پارامتر، رطوبت اشباع خاک () بوده ولی پارامترهای پیوستگی منافذ خاک (l) و رطوبت باقی مانده () در روند شبیه سازی پیاز رطوبتی بی تأثیر بودند. 3-برای خاک مورد بررسی، چنانچه قطره چکان در عمق 15 سانتیمتری نصب شود در دبی های بیشتر از 2 لیتر بر ساعت جبهه رطوبتی به سطح خاک رسیده و باعث مرطوب شدن سطح خاک می گردد، در حالی که در عمق استقرار 30 سانتیمتر، حتی با دبی 8 لیتر بر ساعت جبهه رطوبتی به سطح خاک نمی رسد. بنابراین تلفات تبخیر از سطح خاک نیز به حداقل می رسد. 4-شاخص های آماری نشان دادند تفاوت چندانی بین نتایج مدل های تجربی و عددی و مقادیر مشاهداتی وجود ندارد به طوریکه RMSE نرمال شده برای مدل عددی و تجربی به ترتیب از 4/4 تا 2/6 و 4/3 تا 8 درصد متغیر بود. بنابراین می توان از نتایج مدل تجربی پیشنهاد شده و مدل عددی Hydrus برای برآورد پیاز رطوبتی استفاده نمود.

مدیریت آبیاری یکی از عوامل بسیار مهم و تأثیرگذار بر روند رشد و نمو گیاه ذرت است. هدف از این پژوهش بررسی چگونگی رشد و نمو گیاه ذرت در مدیریت های مختلف آبیاری جویچه ای بود. این پژوهش به صورت کرت های یک بار خرد شده، در قالب بلوک های کامل تصادفی در ایستگاه تحقیقاتی کبوترآباد اصفهان انجام شد. عامل اصلی شامل سه سطح رژیم آبیاری سطحی (100%) I1، (%80) I2، (%60) I3 و عامل فرعی شامل سه روش آبیاری جویچه ای مرسوم، یک در میان ثابت و متناوب بود. پارامترهای اندازه گیری شده شامل ارتفاع بوته، عملکرد تر و خشک اندام هوایی، سطح برگ و شاخص سطح برگ بود که در پنج مرحله از رشد گیاه ذرت علوفه ای انجام شد. نتایج نشان داد که تأثیر رژیم های مختلف آبیاری و نیز نوع روش آبیاری جویچه ای بر ویژگی های اندازه-گیری شده اندام هوایی از نظر آماری در سطح یک درصد معنی دار بوده است. رژیم آبیاری I1 در حضور آبیاری جویچه ای مرسوم و رژیم I3در روش آبیاری یک در میان ثابت به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر صفات مختلف رشد اندام هوایی داشتند. ارتفاع بوته، عملکرد تر و خشک در آبیاری جویچه ای مرسوم و رژیم I1 به ترتیب برابر190 سانتیمتر، 63978 و 20830 کیلوگرم در هکتار بود. همین صفات در رژیم آبیاری I3 و در روش آبیاری یک در میان ثابت به ترتیب برابر با 116 سانتیمتر، 33665 و 8053 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. با تغییر آبیاری جویچه ای مرسوم به آبیاری جویچه ای یک در میان تا مرحله برداشت ذرت علوفه ای، 12/39 درصد در آب کاربردی صرفه جویی شد و مقادیر کارآیی مصرف آب آبیاری نیز 37 درصد افزایش یافت. به طور کلی با اعمال شرایط کم آبیاری تا 20 درصد در آبیاری جویچه ای مرسوم و یا با کاربرد آبیاری جویچه ای متناوب، می توان ضمن صرفه جویی در مصرف آب و افزایش کارآیی مصرف آب به عملکرد قابل قبول نیز دست یافت.

فعالیت کشاورزی، به ویژه کشت برنج مسئول عمده تخریب جنگل های طبیعی در شمال ایران است. این پژوهش به منظور بررسی اثر تبدیل جنگل طبیعی به شالیزار بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و تعیین حساس ترین این پارامترها به آشفتگی یک اکوسیستم انجام گرفت. همچنین در این مطالعه برای ایجاد حداقل مجموعه داده از پارامترهای فیزیکی و شیمیایی اندازه گیری شده، از روش تجزیه به مؤلفه اصلی، استفاده گردید. لذا دو کاربری (جنگل طبیعی و شالیزار) در استان گیلان انتخاب و نمونه برداری از 5 عمق (20-0، 40-20، 60-40، 80-60 و 100-80 سانتی متر) در سه تکرار صورت پذیرفت. بافت خاک، چگالی، رطوبت در گنجایش زراعی، رس قابل انتشار، میانگین وزنی قطر خاکدانه، پ. هاش، هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم، کربن آلی، نیتروژن کل، ظرفیت تبادل کاتیونی، کربوهیدرات های قابل عصاره گیری با اسید و کربوهیدرات های قابل عصاره گیری با آب داغ در هر عمق تعیین و نتایج به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاٌ تصادفی بررسی گردید. نتایج نشان داد با تغییر کاربری اراضی از جنگل بکر به شالیزار به طور میانگین در کل خاکرخ چگالی ظاهری (15 درصد) و رس قابل انتشار (33 درصد) افزایش یافت. درحالی که میانگین وزنی قطر خاکدانه (76 درصد)، محتوای کربن آلی (57 درصد)، نیتروژن کل (53 درصد) و ظرفیت تبادل کاتیونی (31 درصد) کاهش یافت. شاخص حساسیت (SI) نشان داد که در بین پارامترهای فیزیکی و شیمیایی به ترتیب میانگین وزنی قطر خاکدانه و کربن آلی در مقایسه با سایر پارامترها به تغییر کاربری اراضی حساس تر بودند. استفاده از تجزیه و تحلیل مؤلفه های اصلی (PCA) در این مطالعه نشان داد که چهار عامل تقریباً بیش از 90 درصد واریانس را در مقادیر میانگین وزنی قطر خاکدانه، کربن آلی، چگالی، درصد رطوبت در ظرفیت مزرعه، کربوهیدرات های قابل عصاره گیر با اسید و کربوهیدرات های قابل عصاره گیر با آب داغ توجیه نمودند. این پارامترها بیش ترین برآورد اشتراکی بودن را نشان دادند و درصد رس کم ترین اهمیت نسبی در بین تخمین مقادیر اشتراک را نشان داد.

آزمایشی مزرعه ای به منظور بررسی تأثیر چند نوع کود زیستی نیتروژنی بر عملکرد و اجزای عملکرد دو رقم گندم چمران و شیرودی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در شهرستان داراب اجرا گردید. ارقام گندم (چمران و شیرودی) به عنوان کرت های اصلی و کودهای زیستی (نیتراژین عمومی + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A1) – نیتراژین ویژه غلات + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A2) – نیتروکارا + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A3)– نیتروکسین + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A4)– نیتروجی (ازتوباکتر) + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A5) – بیوفارم نیتروژنی + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A6) – مصرف 100% نیتروژن خالص از منبع اوره (A7) – توصیه کودی بر اساس آزمون خاک بدون مصرف نیتروژن (A8)) به عنوان کرت های فرعی در نظر گرفته شد. شاخص های اندازه گیری شده شامل ارتفاع بوته، تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و عملکرد در واحد سطح بودند. نتایج نشان داد که از لحاظ عملکرد اختلاف معنی داری بین ارقام گندم (P ≤ 0. 05) و کودها (P ≤ 0. 01) وجود دارد. تیمار A4، بیشترین مقادیر را در شاخص های اندازه گیری شده به خود اختصاص داد. تیمار های A6, A3, A1, A2و A5 به ترتیب در مرحله بعد قرار گرفتند. تیمار A7 که منحصراٌ کود شیمیایی اوره بود در جایگاه بعدی قرار گرفت. بطور کلی کودهای زیستی استفاده شده در این تحقیق حاوی باکتری های تثبیت کننده نیتروژن از جنس ازتوباکتر و آزوسپیریلوم، در صورت همراهی با کود شیمیایی نیتروژنی اوره می تواند جایگزین مناسب و مطمئنی برای تأمین بخشی از کودهای شیمیایی مصرفی نیتروژنه باشند.

در حال حاضر روش های متنوعی برای استحصال انرژی و تولید برق از انرژی امواج وجود دارد که یکی از ساده ترین و کاربردی-ترین روش ها استفاده از ستون نوسانی آب می باشد. ستون نوسانی آب از یک محفظه تشکیل شده که بالا و پایین آمدن موج در داخل محفظه به ترتیب باعث تولید فشار دینامیکی مثبت و منفی شده که به نوبه خود می تواند باعث چرخش توربین قرار گرفته در انتهای مجرا گردد. در این تحقیق جهت بررسی تأثیر زبانه انتهایی بر میزان کارایی سیستم سه مدل فیزیکی بدون زبانه انتهایی، زبانه 50 و 100 میلی متری در فرکانس های مختلف به کار گرفته شد. علاوه بر این از آنالیز ابعادی جهت برآورد فشار دینامیک ایجاد شده با توجه به پارامترهای مؤثر استفاده گردید. جهت بررسی کارایی سیستم و ارائه رابطه نهایی فشار دینامیک تولید شده بر اساس آنالیز ابعادی، فشار دینامیک در مجرای انتهایی در دو حالت دم و بازدم اندازه گیری شد. نتایج تحقیق نشان داد که وجود زبانه باعث افزایش قابل توجه فشار دینامیکی در مجرای سیستم می گردد و با افزایش ارتفاع زبانه، کارایی سیستم نیز افزایش می یابد. در حالت دم، وجود زبانه انتهایی باعث افزایش نسبت فشار در بعضی از فرکانس ها تا 2 برابر و برای حالت بازدم تا 4 برابر گردیده است. براساس رابطه به-دست آمده توسط آنالیز ابعادی و تحلیل حساسیت صورت گرفته مشخص شد که ارتفاع موج و ارتفاع زبانه انتهایی بیشترین تأثیر را بر روی فشار دینامیک دارا هستند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که جهت رسیدن به بهترین کارایی سیستم، می بایستی ارتفاع زبانه انتهایی با توجه به فرکانس و ارتفاع امواج تعیین گردد.

سطح وسیعی از اراضی شور و نیمه شور استان خوزستان به علت عدم پوشش سطحی و مقاومت کم خاک در برابر باد فرساینده به کانون های مستعد تولید ریزگرد تبدیل شده اند. هدف از این پژوهش مدل سازی شوری خاک مناطق حساس به تولید ریزگرد استان خوزستان با روش طیف سنجی امواج مرئی و مادون قرمز نزدیک (2500-350 نانومتر) بود. از مدل های چند متغیره رگرسیون حداقل مربعات جزئی، شبکه عصبی مصنوعی و مدل جنگل تصادفی برای مدل سازی شوری خاک به کار گرفته شد. طیف بازتابی خاک با دستگاه طیف سنج زمینی (FieldSpec) تعیین شد. همچنین روش های پیش پردازش فیلتر ساویتزی گولای، مشتق اول به همراه فیلتر ساویتزی گولای (FD-SG)، مشتق دوم به همراه فیلتر ساویتزی گولای (SD-SG)، روش نرمال سازی استاندارد (SNV) و روش حذف پیوستار (CR)، جهت حذف نویز و افزایش دقت مدل های چند متغیره مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل ترکیبی حداقل مربعات جزئی-شبکه عصبی مصنوعی با معیارهای ارزیابی (65/2-40/3 =(RPDcal در برآورد شوری خاک دقت مناسبی دارد. در مقابل مدل ترکیبی حداقل مربعات – جنگل تصادفی نیز کمترین دقت (98/1-85/0= (RPDcal را نشان داد. پیش پردازش طیف اصلی در دو مدل شبکه عصبی و رگرسیون حداقل مربعات جزئی سبب افزایش نسبی دقت مدل شد درحالی که در مدل جنگل تصادفی پیش پردازش سبب کاهش دقت برآورد مدل، نسبت به طیف اصلی شد. محدوده 1800، 1900، 2000، 2300 و 1500 نانومتر به عنوان طول موج کلیدی متأثر از شوری خاک شناسایی شد. از طول موج های کلیدی به دست آمده، می توان در مطالعات دورسنجی و تهیه نقشه شوری مناطق حساس به تولید گرد و غبار استان خوزستان استفاده کرد.

تابش خورشیدی علاوه بر استفاده در مدل های اقلیمی، نقشی تعیین کننده در برنامه های توسعه تاسیسات خورشیدی در مکان های مختلف دارد. با پیشرفت های چشم گیر در حوزه مخابرات و ارتباطات، استفاده از تصاویر ماهواره ای برای دیدبانی سطح زمین، نقش گسترده-تری نسبت به دیدبانی های مرسوم پیدا کرده است. محصولات سنجنده MODIS بصورت رایگان در دسترس عموم قرار دارد و با پیکسل های 1km×1km از تفکیک مکانی قابل قبولی برخوردار است. در این پژوهش سعی شده در چهار ایستگاه در گستره ی ایران با استفاده از داده های سطح زمین و اتمسفر این سنجنده بعنوان ورودی مدل پارامتریکی و مدل تجربی انگستروم-پرسکات، مقدار تابش کل روزانه (بر حسب وات بر مترمربع) محاسبه شود و نهایتا با مشاهدات سطح زمین مقایسه گردد. خروجی مدل تجربی انگستروم-پرسکات با داده های اخذ شده از سنجنده ی مادیس (APRS) در برابر خروجی همین مدل با داده های پایش شده در سطح زمین (APGS) مقایسه شدند. با مقایسه نتایج می توان دریافت که مدل APRSدقت بهتری نسبت به مدل APGS در روزهای ابری دارد. به صورتی که مقدار شاخص های RMSE و MBE در روزهای ابری برای مدل APRS به ترتیب برابر 74/41 و W/m2 70/19 است و برای مدل APGS به ترتیب برابر 60/43 و W/m2 25/34 است. با این حال دقت مدل APGS در روزهای آفتابی بالاتر از مدل APRS بود. هر چند محدودیت داده های زمینی (که به صورت نقطه ای دیدبانی می شوند) می تواند عاملی تاثیرگذار در انتخاب یکی از این دو مدل باشد. همچنین نتایج نشان دهنده ی دقت بالای مدل پارامتریکی (W/m25/16RMSE = و 93/0R2 =) مخصوصا در روزهای ابری می باشد. از نگاهی دیگر، با وجود دقت بالای مدل پارامتریک، مدل انگستروم-پرسکات با استفاده از داده های ماهواره از فرآیندی آسان برخوردار است. هرچند که برای واسنجی ضرایب آن در مناطق متفاوت به داده های ساعات آفتابی با طول دوره مناسب نیاز است.

افزایش نرخ رشد جمعیت و کاهش منابع آب تجدیدپذیر، منجر به اتخاذ راه کارهایی برای استفاده از منابع آب باکیفیت پایین در بخش کشاورزی شده است. در این تحقیق، آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کاملاً تصادفی با اعمال تنش شوری یک و دو مرحله ای در طول دوره رشد ذرت انجام شد. تیمار شوری در چهار سطح؛ (S1)5/1، (S2)5/2، (S3)4 و (S4)5/5 دسی زیمنس بر متر و تیمار مراحل رشد شامل تک مرحله؛ (P1)4برگی، (P2) گل دهی، (P3) شیری شدن دانه ها و جفت مرحله؛ P1P2، P1P3 و P2P3، در سه تکرار اجرا شد. در پایان دوره رشد، بیشترین عملکرد ذرت در تیمار P1S1 به مقدار 8/136 گرم بر بوته و کمترین آن در تیمار P2P3S4 به مقدار 7/41 گرم بر بوته بود. تیمارهای P1P2 وP1P3 با وجود پذیرش دوبار تنش در طول دوره رشد، نسبت به تیمار P2 و P3، به طور متوسط 33 و 17 درصد افزایش عملکرد داشت. درحالی که تیمار P2P3 نسبت به تیمار P2 و P3، 2/6 و 23 درصد کاهش عملکرد داشت. نتایج نشان داد که اعمال تنش شوری در مراحل اولیه رشد، ذرت را در مراحل حساس رشد، نسبت به تنش مذکور مقاوم می کند. بنابراین در بهره برداری تلفیقی از منابع آب شور و شیرین، زمان بندی استفاده از آب شور حائز اهمیت خواهد بود.

در این تحقیق پارامترهای نشت در پی مطبق دو لایه و سه لایه یک سد انحرافی به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش هد بالادست مقدار دبی خروجی افزایش می­ یابد. روند افزایش برای دانه­ بندیd50= 0. 6 mm وd50= 1. 2 mm میلیمتر مشابه و محدوه تغییرات زیاد بوده اما برای دانه­ بندیd50= 0. 2 mm میلیمتر محدوه تغییرات دبی کم است. برای پی­ های دو لایه بهترین عملکرد در کنترل جوشش، آرایش d50= 0. 2 mmو d50=1. 2 mm و با هد بالادست 465 میلیمتر بود. همچنین آرایش d50= 0. 6 mm و d50= 0. 2 mm حداقل دبی نشت را بدون حضور پرده آب­ بند در حدود 266/0میلی­ لیتر بر ثانیه داشت. در حضور پرده آب­ بند نیز بهترین عملکرد در کنترل دبی نشت آرایشd50= 0. 6 mm, d50=0. 2 mm بود و دبی نشت در حدود 066/0 میلی­ لیتر بر ثانیه به دست آمد. در کنترل گرادیان هیدرولیکی، در حالت بدون پرده آب­ بند و با پرده آب­ بند بهترین عملکرد به ترتیب مربوط به آرایشd50= 1. 2 mm, d50= 0. 6 mm و d50= 0. 6 mm, d50= 0. 2 mm به ازای هد بالادست 410 میلیمتر در حدود 002/0 و 0011/0 بود. در آرایش سه لایه، آرایش­ های d50= 0. 2 mm, d50= 0. 6 mm, d50=1. 2 mm و d50=1. 2 mm, d50= 0. 6 mm, d50= 0. 2 mm بهترین عملکرد را در کنترل پدیده جوشش داشتند به­ طوری­ که به ترتیب به ازای هد بالادست 490 میلیمتر و 480 میلیمتر اتفاق افتاد. بهترین آرایش به لحاظ کنترل دبی نشت بدون حضور پرده آب­ بند و با پرده آب­ بند آرایش d50= 0. 2 mm, d50= 0. 6 mm, d50=1. 2 mm و d50= 0. 2 mm, d50=1. 2 mm, d50= 0. 6 mm بود که مقدار دبی نشت به ترتیب در حدود 533/0 و 433/0 میلی­ لیتر بر ثانیه به دست آمد. بررسی نتایج پی­ ها نشان داد که استفاده از پی­ های چند لایه می­ تواند راهکاری موثر در کاهش گرادیان هیدرولیکی، کنترل پدیده جوشش و دبی نشت باشد.

شیر کنترل دبی یکی از سازه هایی است که بدون استفاده از تمهیدات الکترونیکی فقط با انجام برخی اقدامات مکانیکی می تواند برای تحویل آب به صورت حجمی در خطوط لوله مورد استفاده قرار گیرد. برای مدل سازی ریاضی شبکه های تحت فشار، شیرفلکه ها با مقادیر افت آنها (یا روند تغییرات افت) به برنامه ها معرفی می شوند. از این رو، اطلاع از روند تغییرات افت در هر نوع از شیرفلکه ها بسیار ضروری است. در تحقیق حاضر به برآورد ضریب افت انرژی در شیرهای کنترل دبی پرداخته شده است. برای این منظور، شیرهای کنترل برای دبی های طراحی 5 و 10 لیتر بر ثانیه ساخته شدند و عملکرد آنها به صورت آزمایشگاهی آزمون گردید. نتایج نشان داد که شیر کنترل دبی می تواند با دقت مطلوبی علی رغم تغییرات فشار، دبی تقریباً ثابتی را تحویل دهد. میزان افت انرژی ناشی از قسمت ورودی شیر کنترل دبی و کل سازه به صورت جداگانه مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. با اندازه گیری ضریب افت انرژی در ورودی سازه و همچنین افت کل سازه مشاهده شد که در فشار های پایین، میزان ضریب افت انرژی در ورودی جریان تأثیر بسزایی در افت کل دارد. همچنین ملاحظه شد که با افزایش اختلاف فشار بین بالادست و پایین دست سازه، ضریب افت انرژی کل افزایش می یابد. به عبارت دیگر به لحاظ هیدرولیکی عامل اصلی ثابت ماندن دبی در شیرهای کنترل، تغییرات هوشمند افت متناسب با افزایش یا کاهش اختلاف فشار در خط انتقال است. در انتها با انجام آنالیز ابعادی روابطی تجربی برای محاسبه ضریب افت ارائه شد.

نیترات و آمونیوم از آلاینده های مهم اکوسیستم های آبی هستند که سبب ایجاد غنی شدن منابع آبی می شوند. استفاده از جاذب های طبیعی، ارزان و دوستدار محیط زیست می تواند راهکار مناسبی برای حذف نیترات و آمونیوم از محیط های آبی باشد. هدف از این پژوهش، بررسی توانایی زغال زیستی گیاه نی (Phragmites australis) در جذب نیترات و آمونیوم از محلول آبی بود. برای این کار، زغال زیستی نی در دمای 500 درجه سلسیوس تهیه و ویژگی های آن اندازه گیری شد. آزمایش های جذب سطحی و تأثیر برخی از پارامترهای مؤثر بر فرایند جذب نیترات و آمونیوم به وسیله زغال زیستی نی شامل غلظت اولیه، زمان تماس، pH و مقدار زغال -زیستی، به صورت پیمانه ای بررسی شد. جذب نیترات و آمونیوم توسط زغال زیستی نی به ترتیب پس از گذشت 480 و 240 دقیقه به تعادل رسید. pH بهینه در حذف نیترات و آمونیوم به ترتیب برابر 3 و 9 بود. کارایی حذف نیترات و آمونیوم با افزایش زمان تماس و مقدار جاذب افزایش یافت. مدل سینتیک شبه درجه دوم توصیف مناسبی از فرایند جذب آمونیوم (99/0r2 =) و نیترات (97/0r2 =) ارائه داد. مدل های لانگمویر (99/0r2 =) و فروندلیچ (99/0r2 =) به ترتیب بهترین برازش را برای داده های آمونیوم و نیترات نشان دادند. به طورکلی نتایج این پژوهش نشان دهنده توانایی بالای زغال زیستی نی برای جذب نیترات (5/73 میلی گرم بر گرم) و آمونیوم (6/42 میلی گرم بر گرم) بود. بنابراین زغال زیستی نی پس از جذب نیترات و آمونیوم به دلیل ظرفیت مناسب در تأمین بخشی از نیتروژن موردنیاز گیاهان، پتانسیل خوبی به عنوان یک اصلاح کننده خاک دارد.

تولید رسوب از مهم ترین مسائل زیست محیطی حوزه های آبخیز است که بشدت حیات انسانی و زندگی جانوری را تحت تأثیر قرار می-دهد. بنابراین حفاظت خاک و مبارزه با فرسایش از ضروری ترین اقداماتی است که بایستی به آن توجه شود. با توجه به این که عوامل مختلفی مانند تغییر کاربری اراضی می تواند بر میزان رسوب دهی حوضه ها اثر گذارد، پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر رسوب دهی حوضه کوهدشت واقع در غرب استان لرستان انجام گرفت. به این منظور ابتدا تغییرات کاربری با استفاده از تصاویر ماهواره ای بررسی و سپس میزان دبی رسوب با استفاده از داده های دبی جریان و غلظت رسوب ایستگاه هیدرومتری کشکان افرینه در خروجی حوضه محاسبه شد. سهم هر یک از کاربری های اراضی در تولید رسوب با استفاده از تکنیک منشایابی رسوب بر اساس مدل عدم قطعیت Bayesian برآورد شد. نتایج نشان داد، تغییر کاربری از مرتع و جنگل به کشاورزی قابل توجه بوده به طوری که از سال 1361 تا سال 1395 به ترتیب حدود 49 و 8/24 درصد از زمین های مرتع و جنگل کاهش یافته و 5/47 درصد به زمین های کشاورزی اضافه شده است. نتایج بررسی داده های ایستگاه هیدرومتری کشکان افرینه نشان داد، میانگین دبی رسوب از 954/5 تن در روز منتهی به سال 1361 به میانگین 079/7 تن در روز منتهی به سال 1395 رسیده است. نتایج مدل منشایابی رسوب نیز نشان داد اراضی کشاورزی بیشترین سهم را در تولید رسوب منطقه دارد. سهم (عدم قطعیت 5 تا 95 درصد) هر یک از منابع کشاورزی، مرتع و جنگل در تولید رسوب به ترتیب برابر با 95 (99-86)، 3 (12-0) و 9/0 (3-0) درصد و ضریب اهمیت نسبی هرکدام از این منابع به ترتیب برابر با 5/1، 28/0 و 03/0 محاسبه شد. این نتایج نشان می دهد، مهم ترین عامل در افزایش دبی رسوب، تغییر کاربری از مرتع و جنگل به کشاورزی است.

استفاده از آب های نامتعارف از جمله آب های شور برای آبیاری، با توجه به افزایش روز افزون تقاضای آب در مناطق خشک و نیمه خشک امری اجتناب ناپذیر است. به منظور بررسی اثر تنش شوری بر رشد و عملکرد سه هیبرید ذرت در شرایط استفاده از آبیاری قطره ای نواری، آزمایشی در سال 1396 به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک کاملاً تصادفی انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل سه هیبرید ذرت (سینگل کراس 704، سینگل کراس 400 و سینگل کراس 260) و سه سطح شوری آب آبیاری 7/0، 3 و 5 دسی زیمنس بر متر بودند. برای اطمینان از جوانه زنی بذرها، تمامی تیمارها از مرحله جوانه زنی تا ارتفاع 40 سانتی متری ذرت با آب شیرین آبیاری شده و سپس تنش شوری اعمال شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس و مقایسه میانگین صفات اندازه گیری شده (وزن تر علوفه تولیدی، وزن خشک، عملکرد دانه، وزن هزار دانه، شاخص سطح برگ و ارتفاع گیاه) نشان داد که این صفات تحت تأثیر سطوح مختلف شوری اختلاف معنی داری را داشتند، به طوری که بالاترین مقدار هر یک از این صفات در تیمار شاهد و پایین ترین مقدار آن در تیمار حداکثر شوری مشاهده شد. همچنین نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها نشان دهنده اثر معنی دار هیبرید بر روی اکثر صفات اندازه گیری شده بود، به طوری که بیشترین مقدار مربوط به رقم سینگل کراس 704 بود.

در سال های اخیر دلیل تخریب بسیاری از پل ها آبشستگی تکیه گاه اعلام شده است. تحقیقات بسیاری به کم کردن آبشستگی تکیه گاه به کمک سازه هایی که اثر تخریبی جریان را بهبود می بخشند پرداخته اند. در این مطالعه به بررسی آبشستگی آب زلال در دو تکیه گاه عمودی با عرض های مختلف پرداخته شده است. دیواره ی بالادست تکیه گاه با المان هایی برای کاهش گردابه های نعل اسبی محافظت شده است. اندازه های مختلف المان ها با ضخامت و پیش آمدگی برابر با L025/0، L05/0، L1/0، L2/0، L3/0 (L برابر با طول تکیه-گاه) و در ارتفاع های مختلف کارگذاری بر دو تکیه گاه با طول برابر و عرض یکی دو برابر دیگری مورد بررسی قرار گرفته اند. ارتفاع بهینه اعمال زبری، برابر با L6/0 زیر سطح رسوب به دست آمد. با بزرگتر شدن ابعاد المان ها تا ضخامت و پیش آمدگی L2/0، آبشستگی اطراف تکیه گاه کم می شود و پس از آن با بزرگتر شدن المان ها آبشستگی افزایش پیدا می کند. کارگذاری المان های با ضخامت و پیش آمدگی L2/0 در عمق L6/0 زیر رسوب بر تکیه گاه با عرض کمتر، کاهش آبشستگی به میزان 4/30 درصد و بر تکیه گاه با عرض بیشتر کاهش آبشستگی به میزان 8/32 درصد را نتیجه داد.

با توجه به اهمیت کشت گیاهان دارویی از جمله گیاه مرزه در سطح وسیع و وضعیت منابع آب کشور، تعیین میزان تبخیر و تعرق، اسانس و عملکرد گیاهان دارویی تحت تنش آبی از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به اینکه در زمینه برآورد میزان تبخیر و تعرق و ضرایب گیاهی مرزه تحقیق قابل توجه و جامعی انجام نشده است، برای این منظور، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان در سال 1396 انجام گرفت. برای این منظور از مینی لایسیمترها (گلدان ها) با قطر 25 و ارتفاع 30 سانتی متر استفاده گردید. در این تحقیق آبیاری به روش وزنی انجام گرفت. تیمارهای آبیاری شامل T100: تأمین 100 درصد نیاز آبی، T80: تأمین 80 درصد نیاز آبی، T60: تأمین 60 درصد نیاز آبی، T40: تأمین 40 درصد نیاز آبی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد صفات مورفولوژیک (ارتفاع گیاه، تعداد شاخه فرعی، قطر ساقه، قطر و طول ریشه و ماده خشک) تحت تأثیر تنش آبی به صورت معنی داری کاهش یافتند. میزان ماده خشک (برگ و گل و سرشاخه) در تمام تیمارها از T100 تا T40 به ترتیب برابر 9/1731، 9/1640، 9/1529 و 6/1408 کیلوگرم بر هکتار، درصد اسانس برابر 08/1، 30/1، 58/1 و 2 درصد و میزان تبخیر و تعرق، برابر 68/758، 74/653، 47/566 و 21/479 میلی متر حاصل شد. در تیمار 40 درصد نیاز آبی، میزان ماده خشک 19 درصد کاهش یافت، درصد اسانس دو برابر شد و بهره وری مصرف آب 29 درصد افزایش یافت. در این تحقیق میزان ضریب حساسیت گیاه مرزه به تنش آبی برابر 61/0 به دست آمد. با توجه به عدد مذکور، به نظر می رسد گیاه مرزه در شرایط گلدانی نسبت به تنش آبی نسبتاً مقاوم است.

بالا بودن نیترات در منابع آبی باعث مشکلات بهداشتی و زیست محیطی متعددی می گردد. به همین منظور در این پژوهش از تثبیت نانو ذرات زئولیت اصلاح شده توسط سورفکتانت کاتیونی بر روی بستر سنگدانه های پامیس جهت حذف نیترات مازاد از محلول های آبی استفاده گردید. نانو ذرات زئولیت پس از اصلاح توسط سورفکتانت CTAB بر روی بستر سنگدانه های پامیس تثبیت و مشخصات فیزیکی و ساختاری جاذب آماده شده با تکنیک های XRD، EDAX و SEM بررسی گردید. در این تحقیق از روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی باکس بنکن جهت ارزیابی اثر متغیرهای مستقل pH (5-9)، دما (15-45 درجه سانتی گراد) و مقدار جاذب (5-15 گرم) بر عملکرد پاسخ و همچنین پیش بینی بهترین مقدار پاسخ استفاده شد. نتایج نشان داد که حداکثر راندمان حذف نیترات در شرایط بهینه پیش بینی شده توسط مدل (دمای 34 درجه، pH برابر با 5 و مقدار جاذب 15 گرم) برابر با 26/52 درصد بود. همچنین با افزایش مقدار جاذب و زمان تماس میزان حذف نیترات افزایش یافت در حالی که با افزایش pH و غلظت اولیه نیترات راندمان حذف آن کاهش پیدا کرد. در نهایت نتایج نشان داد که سنگدانه های پامیس پوشش داده شده با نانوذرات زئولیت می تواند به عنوان جاذب موثر و در عین حال قابل دسترس برای حذف آلاینده ها مورد استفاده قرار بگیرد.

مدیریت منابع آب در حوضه های آبریز دارای ابعادی گسترده و پیچیده ای بوده که خصوصا برای تصمیم گیری جهت انتقال آب بین حوضه ها همواره با مسائل چالشی مانند اثرات زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی مواجه است. در این پژوهش سامانه تصمیم یار چندمعیاره جهت تخصیص منابع آب شرب، صنعت و کشاورزی برای انتقال آب از مازندران به گلستان توسعه یافته است. برنامه ریزی منابع آب و تعیین آب مازاد قابل انتقال توسط مدل WEAP، تعیین ضرایب معیارهای مختلف اقتصادی، اجتماعی، فنی، منابع آب و زیست محیطی به کمک نرم افزار Expert Choice انجام و ارتباط بین موارد اشاره شده به کمک نرم افزار Excel صورت پذیرفت. سه گزینه انتقال آب شامل گزینه 1) انتقال آب از بالادست اراضی زراعی با انتقال آب مازاد کانال چالوس، گزینه 2) انتقال آب از بالادست اراضی زراعی بدون انتقال آب مازاد کانال چالوس، گزینه 3) انتقال آب از پایین دست اراضی زراعی در کنار دریا تعریف و با کمک ارزیابی چندمعیاره مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تخصیص 2/82 میلیون مترمکعب برای شرب و 5/10 میلیون مترمکعب برای مصارف کشاورزی با معیارهای اقتصادی، اجتماعی، فنی، منابع آب و زیست محیطی گزینه بهینه برای انتقال آب از استان مازندران به استان گلستان بوده (گزینه 2) و دارای بیشترین امتیاز در ارزیابی چندمعیاره معادل 33/7 می باشد. مدل تصمیم یار چندمعیاره براساس گزینه منتخب توسعه یافته، بگونه ای که امکان بررسی سناریوهای مختلف وجود داشته و می تواند تصمیم گیرندگان و متولیان امر را در خصوص برنامه ریزی و تخصیص منابع آب در سطح حوضه یاری نماید. نتایج خروجی مدل نشان داد که در نظر گرفتن شاخص های اقتصادی به تنهایی نمی تواند منجر به تصمیم درست در چگونگی تخصیص منابع آب و خصوصا انتقال آب از حوضه مبدا به حوضه مقصد باشد و علاوه بر ملاحظات اقتصادی می بایست معیارهای اجتماعی، زیست محیطی، منابع آب و فنی را با بهره گیری از ارزیابی چندمعیاره مد نظر قرار داد.