تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1394 | دوره:46 | شماره:2 |تعداد مقالات:20

جذب آب گیاه را در شرایط تنش آبی می توان با برخی توابع ریاضی، به صورت کمی، شرح داد. این توابع، در صورتی که بتوانند پیش بینی درستی از واکنش گیاه به تنش آبی ارائه دهند، ابزاری سودمند برای برنامه ریزی آبیاری و مدیریت بهینه آب در مزرعه به شمار می آیند. هدف این پژوهش ارزیابی برخی توابع کاهش جذب آب در شرایط تنش آبی بود. به همین منظور، آزمایشی با چهار سطح مختلف آب آبیاری شامل 120، 100، 80، و 60 درصد نیاز آبی با سه تکرار روی گیاه ریحان انجام شد. تیمارهای تنش آبی در مرحله سه برگی شدن گیاه اعمال شد. پتانسیل ماتریک روزانه به کمک دستگاه تتاپروب و ترسیم منحنی مشخصه رطوبتی خاک اندازه گیری شد. تعرق نسبی با استفاده از تغییرات رطوبت روزانه خاک محاسبه شد. مقایسه آماره های بیشینه خطای نسبی، ریشه میانگین مربعات خطا، کارایی مدل سازی، ضریب جرم باقی مانده، و ضریب تبیین مدل ها نشان داد همه مدل ها مقدار جذب روزانه را کمی بیشتر از مقدار واقعی برآورد می کنند. در برآورد جذب نسبی روزانه، مدل غیر خطیHomaee et al. (2002) برازش بهتری نسبت به دیگر مدل ها ارائه داد. همچنین نتایج نشان داد مدل خطیFeddes et al. (1987) و مدل های غیر خطی van Genuchten (1987) و Homaee et al. (2002) در برآورد میزان جذب نسبی تجمعی طی فصل رشد دقتی مناسب دارند.

طی سالیان اخیر محققان به استفاده تلفیقی از آب شور و غیر شور، از طریق اختلاط آب ها قبل از آبیاری ها یا استفاده تناوبی از آن ها در طول فصل کشت، توجه بسیار کرده اند. پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر سطوح مختلف کاربرد آب شور و غیر شور و اثر تلفیق آن ها بر عملکرد سورگوم و آفتابگردان و تاثیر روش های مذکور بر میزان تجمع املاح در اعماق مختلف خاک انجام گرفت. بدین منظور، آزمایشی در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با شش تیمار و سه تکرار (در مجموع 36 کرت) طی سال های 1391 و 1392 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زابل انجام شد. خاک مزرعه آزمایشی در طول ناحیه ریشه بافت لوم رسی با میانگین شوری 1.36 دسی زیمنس بر متر داشت. تیمارهای آزمایش شده شامل تیمار شاهد (100% آب غیر شور با شوری 1.2 دسی زیمنس بر متر)، کاربرد دو سوم آب شور، یک دوم آب شور، یک سوم آب شور، 90 درصد آب شور، و 100 درصد آبیاری با آب شور با شوری 1.2 دسی زیمنس بر متر بود. در هر یک از تیمارهای تلفیقی مذکور، ابتدا از آب شور برای خیس کردن زمین و سپس از آب غیر شور برای تکمیل آبیاری استفاده شد. شاخص های زراعی بررسی شده، شامل وزن خشک ساقه، وزن خشک برگ، وزن خشک اندام هوایی، ارتفاع بوته ها، و شاخص سطح برگ بودند. نتایج نشان داد در هر دو کشت، پس از تیمار شاهد، تیمار کاربرد یک سوم آب شور بهترین عملکرد را از نظر صفات فیزیولوژیکی گیاه و همچنین تعدیل شوری در نیمرخ خاک نسبت به سایر تیمارها دارد. هرچند اختلاف تیمار کاربرد یک سوم آب شور با تیمارهای یک دوم و دو سوم آب شور در قالب صفات برای آفتابگردان از نظر آماری (P£0.05) معنا دار نبود، در مورد سورگوم میانگین وزن خشک و شاخص سطح برگ در تیمار یک سوم آب شور تفاوت معناداری (P£0.05) با تیمار شاهد نداشت. همچنین، تیمار کاربرد یک سوم آب شور در هر دو کشت پس از تیمار شاهد کمترین میزان هدایت الکتریکی عصاره اشباع را در لایه های 0 تا 20 و 20 تا 40 سانتی متری (حدود 2.5 دسی زیمنس بر متر) و لایه 40 تا 60 سانتی متری (کمتر از 2 دسی زیمنس بر متر) نسبت به سایر تیمارها داشت. با توجه به نتایج این تحقیق، به نظر می رسد این گونه تلفیق آب شور و غیر شور، با هر نسبتی، کارایی بالایی در کاهش تاثیر تنش شوری بر گیاه و تعدیل املاح در نیمرخ خاک دارد.

جمعیت دشت هشتگرد، به دلیل توسعه فعالیت های اقتصادی اجتماعی، رشدی سریع دارد. این رشد جمعیت به بهره برداری بیش از حد از منابع آب زیرزمینی و کمبود آب در بخش کشاورزی انجامیده است. از طرف دیگر، پدیده تغییر اقلیم می تواند کمبود منابع آب را در دوره های آتی تشدید کند. بنابراین، ارزیابی سامانه های منابع آب و کشاورزی این دشت به رویکردی جامع و چندرشته ای نیاز دارد. هدف این تحقیق شبیه سازی کمی و کیفی آثار تغییر اقلیم و رشد جمعیت بر سامانه های منابع آب و کشاورزی دشت هشتگرد با استفاده از مدل پویایی سیستم ها بود. بدین منظور از خروجی های مدل HadCM3، تحت سناریوهای انتشار A2 و B1، استفاده شد و مدلی بر مبنای رویکرد پویایی سیستم ها، با درنظرگرفتن تعاملات و بازخوردهای درون سیستم، توسعه یافت. نتایج نشان داد در دوره 2020 - 2039 شاخص آسیب پذیری در بخش کشاورزی از 0.1 به 0.27، تحت سناریوی انتشار A2 نسبت به سناریوی ادامه وضع موجود (B.a.U.)، افزایش می یابد؛ در حالی که این شاخص در دو بخش شرب و صنعت ثابت می ماند. در نتیجه، بخش کشاورزی بیشتر از دو بخش دیگر از تغییر اقلیم و رشد جمعیت آسیب خواهد دید.

در کودآبیاری کارایی مصرف کود زیاد و توصیه کودی راحت تر از روش سنتی و مقدار کود مصرفی به مقدار واقعی برداشت عناصر غذایی نزدیک تر است. به „منظور بررسی اثر تعداد تقسیط و سطوح مختلف کود اوره در روش کودآبیاری جویچه ای نیشکر بر عملکرد و برخی صفات کمی و کیفی نیشکر، آزمایشی به „صورت کرت های یک بار خردشده در قالب بلوک های کامل تصادفی، با سه تکرار، در قطعه„ای 25 هکتاری از مزارع کشت جدید (پلانت)، در اراضی کشت و صنعت نیشکر دهخدا، انجام شد. فاکتور اصلی تقسیط های کودی بود که در سه سطح (دو، سه، و چهار تقسیطی) اعمال شد. فاکتور فرعی مقدار کود مصرفی بود که در سه سطح (100، 80 و 60 درصد کود مورد نیاز، به „ترتیب معادل 350، 280، و 210 کیلوگرم کود اوره) اعمال شد. نتایج تجزیه تیمارهای آزمایشی نشان داد تیمار دوتقسیطی و 60 درصد سطح کودی در همه صفات کمی و کیفی که شامل ارتفاع، عملکرد خالص نی، کارایی مصرف آب بر اساس نیشکر و شکر تولیدی، و کارایی مصرف کود برتر بودند (p<0.05) در تیمار دوتقسیطی مقادیر کارایی مصرف آب بر اساس نیشکر و شکر تولیدی و کارایی مصرف کود به „ترتیب برابر 7.474 کیلوگرم بر متر مکعب، 0.710 کیلوگرم بر متر مکعب، و 437.7 کیلوگرم بر کیلوگرم بودند. همچنین، در تیمار 60 درصد سطح کودی، مقادیر کارایی مصرف آب بر اساس نیشکر و شکر سفید و کارایی مصرف کود به„ ترتیب 6.533 کیلوگرم بر متر مکعب، 0.628 کیلوگرم بر متر مکعب و 454.9 کیلوگرم بر کیلوگرم به دست آمدند. روش ارائه شده برای مدیریت بهینه مصرف کود می تواند به کاهش میزان کود مصرفی و درنتیجه آب شویی کمتر نیتروژن در کشت و صنعت„های نیشکری بینجامد و در نهایت سبب کاهش آلودگی آب های زیرزمینی و افزایش ضریب سلامت جامعه شود.

در این مطالعه کارایی مدل شبیه سازی رشد گیاه AquaCrop در پیش بینی عملکرد دانه، رشد ماده خشک، و پوشش گیاهی ذرت تحت مدیریت های مختلف عمق آبیاری و نیتروژن ارزیابی شد. آزمایش مزرعه ای با سه سطح نیتروژن شامل 0 و 150 و 300 کیلوگرم نیتروژن بر هکتار (به ترتیب N1 و N2 وN3 ) و چهار عمق آبیاری شامل 60، 80، 100، و 120 درصد تخلیه رطوبت خاک (به ترتیب I1، I2، I3، وI4 ) با سه تکرار طی دو سال و به صورت طرح بلوک کامل تصادفی اجرا شد. مدل AquaCrop بر اساس اطلاعات زراعی سال اول آزمایش واسنجی و سال دوم اعتبارسنجی شد. به طور کلی، مدل AquaCrop دقت بالایی در شبیه سازی رشد ذرت داشت. اما در سطح آبیاری I1 در تخمین ماده خشک و سطح کودی N1 در تخمین پوشش گیاه دقت کمتری نشان داد. متوسط ریشه میانگین مربعات خطای نرمال (NRMSE) تخمین عملکرد دانه در مرحله واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 7.89 و 4.86 درصد به دست آمد. در پیش بینی رشد ماده خشک، در سطح نیتروژن معین، افزایش تنش آبی باعث افزایش خطای پیش بینی ماده خشک توسط مدل شد. در همه تیمارها ماده خشک به صورت بیش برآورد پیش بینی شد و متوسط NRMSE پیش بینی رشد ماده خشک در مرحله واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 18.7 و 20.9 درصد محاسبه شد. همچنین، مدل AquaCrop رشد پوشش گیاهی در سطح نیتروژن N2 را با دقت بالا پیش بینی کرد؛ اما در سطوح نیتروژن N1و N3 به ترتیب خطای کم برآورد و بیش برآورد نشان داد. متوسط خطای ریشه میانگین مربعات (RMSE) تخمین پوشش گیاهی (کل تیمارها) در واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 11.7 و 7.3 درصد محاسبه شد.

آگاهی از مقدار و توزیع رطوبت در آبیاری زیرسطحی در مدیریت آب مزرعه اهمیت فراوان دارد. هدف این پژوهش شبیه سازی توزیع پساب در خاک با درنظرگرفتن اثر جذب ریشه و تبخیر از سطح خاک، تحت آبیاری قطره ای زیر سطحی، بود. بدین منظور، مزرعه ای آزمایشی انتخاب و کاهو در آن کاشته شد تا داده های مورد نیاز از آن جمع آوری شود. ویژگی های هیدرولیکی خاک با استفاده از داده های واقعی پتانسیل ماتریک و رطوبت حجمی خاک تعیین شد. پتانسیل ماتریک خاک در دامنه تانسیومتری به کمک تانسیومتر و رطوبت خاک، به وسیله دستگاه TDR، به دست آمد. برای شبیه سازی از مدل HYDRUS-2D استفاده شد. نتایج شبیه سازی مکانی نشان داد این مدل در نقاط دورتر از قطره چکان ها و با عمق بیشتر ( (RMSE=0.03در مقایسه با نقاط نزدیک به قطره چکان و عمق کمتر (RMSE=0.008) نتایج بهتری ارائه می دهد. نتایج شبیه سازی زمانی نیز نشان داد مدل چهل و هشت ساعت پس از آبیاری (RMSE=0.005) دقیق تر از یک ساعت پس از آبیاری عمل می کند (RMSE=0.029). بدین ترتیب، می توان دریافت، هنگامی که فرایندهای جذب آب به وسیله ریشه و تبخیر فعال است، مدل توانایی مناسبی برای شبیه سازی رطوبت خاک تحت آبیاری زیرسطحی دارد.

هدایت هیدرولیکی اشباع خاک یکی از پارامترهای اساسی در پروژه های زهکشی است. بنابراین، شناخت الگوی توزیع مکانی هدایت هیدرولیکی ضروری است. از طرفی، دست یافتن به چنین اطلاعاتی نیازمند اندازه گیری های متعدد هدایت هیدرولیکی و صرف وقت و هزینه بسیار است. انواع روش های کریجینگ می توانند برای برآورد و پهنه بندی هدایت هیدرولیکی خاک به کار روند. با این حال، مقادیر برآوردشده همواره با درصدی خطا همراه است. برخلاف کریجینگ، روش های شبیه سازی زمین آماری قادرند به موضوعات پیشرفته دیگر، مانند ارزیابی عدم قطعیت تخمین و استفاده از آن در فرایندهای تصمیم گیری، بپردازند. در این تحقیق، روش شبیه سازی متوالی گوسی (SGS) و روش غیر پارامتری شبیه سازی متوالی شاخص (SIS) برای مدل کردن عدم قطعیت تخمین هدایت هیدرولیکی خاک، در منطقه خیرآباد استان خوزستان، به کار رفت. 200 نقشه هدایت هیدرولیکی با احتمال وقوع یکسان به کمک روش های شبیه سازی تولید شد. نتایج نشان داد نقشه های شبیه سازی شده، برخلاف نقشه کریجینگ، می توانند هیستوگرام و نیم تغییرنمای داده های اولیه را به طور رضایت بخش بازتولید کنند. در زمینه عدم قطعیت، نتایج این تحقیق نشان داد واریانس کریجینگ مستقل از مقادیر داده هاست. بنابراین، محدودیت زیادی در استفاده از آن وجود دارد. نمودارهای صحت و نمودارهای عرض فاصله احتمال نشان داد مدل عدم قطعیت به دستامده با روش SGS دقیق تر از مدل به دستامده با روشSIS است؛ هرچند شاخص نکویی روش SGS (0.88) اندکی کمتر از روش SIS (0.94) به دست آمد.

خاک های گچی، که در طبقه خاک های مشکل آفرین قرار می گیرند، در بستر سازه های آبی ممکن است به صورت موضعی یا کلی سبب تخریب سازه شوند. یکی از روش های مقابله با این نوع خاک ها تثبیت و اصلاح خاک است. روش های مسلح کردن خاک شامل استفاده از تسمه های فولادی و روش های ژئوتکستایل و ژئوسنتتیک الیاف است. در این مطالعه به تاثیر الیاف پلی پروپیلن در دو طول 6 و 12 میلی متر با درصدهای متفاوت (0.05، 0.1، 0.15، و 0.25) بر پارامترهای برشی، مشخصات تراکمی، حدود اتربرگ، و نسبت باربری خاک پرداخته شد. نتایج استخراج شده در قالب طرح کاملا تصادفی به صورت آماری تجزیه وتحلیل و میانگین ها در سطح آماری 1 درصد (P<0.01) مقایسه شد. نتایج نشان داد هیچ یک از طول های الیاف پلی پروپیلن تغییر معناداری بر رطوبت بهینه و بیشترین وزن واحد حجم و چسبندگی خاک ایجاد نکرد. در حالی که هر دو طول الیاف نام برده سبب افزایش معنادار زاویه اصطکاک داخلی، ظرفیت باربری، و حد روانی و خمیرایی خاک شدند.

محدودیت های ساختاری مدل های هیدرولوژیکی و عدم دسترسی به همه پارامترهای حوضه آبخیز همچنین عدم امکان تعیین دقیق شرایط مرزی و شرایط اولیه، واسنجی مدل های هیدرولوژیک را ایجاب می کند. با توجه به زمان بربودن واسنجی دستی، به ویژه هنگامی که داده ها کم و پارامترها فراوان اند، روش های واسنجی خودکار، مبتنی بر استفاده از روش های جست وجوی سیستماتیک در فضای چند بعدی، با استفاده از یک تابع هدف، بسیار سودمند است. در این مطالعه، نرم افزار HEC-HMS همچون مدل شبیه ساز و الگوریتم هوش جمعی PSO به مثابه مدل بهینه ساز عمل می کنند. برنامه نویسی مدل و فراخوانی HEC-HMSدر محیط برنامه MATLAB انجام گرفت. مدل تلفیقی ارائه شده در حوضه سد کارده، واقع در استان خراسان رضوی، بررسی شد. واسنجی مدل به کمک تابع هدف RMSE در سناریوهای مختلف سه رخداده مطالعه شد و نتایج دسته ای پارامتر با مقادیر متفاوت تولید کرد. سپس همه سناریوهای بررسی شده صحت سنجی شد و در انتها، با مقایسه مقادیر تابع هدف و ضریب همبستگی بین دبی های مشاهداتی و محاسباتی در رخدادهای مختلف، سه دسته پاسخ تولیدشده به منزله پاسخ های بهینه مدل معرفی شد. نتایج بر خاصیت عدم امکان حصول پارامترهای منحصر به فرد برای یک حوضه آبخیز تاکید داشت. این روش، با توجه به مشکل غیرمنفردبودن مجموعه جواب های مساله واسنجی به منزله یک مساله معکوس، می تواند در محدودکردن تعداد جواب های کاندید موثر باشد.

سیستم های پایش از مقدمات لازم در طرح های مقابله با خشکسالی اند. تعیین شاخص مناسب یکی از اجزای سیستم های پایش است. در این تحقیق دو روش رویکرد احتمالاتی و شاخص پایداری اصلاح شده ( (MSUIبرای پایش دوره خشکسالی 1377 1380 در سیستم منابع آب زاینده رود ارزیابی و مقایسه شد. بدین منظور ابتدا، از بین شاخص های ترکیبی عملکرد مخزن، شاخص پایداری اصلاح شده برای منطقه مورد مطالعه انتخاب و خشکسالی بر اساس آن طبقه بندی شد. سپس، رویکرد احتمالاتی اجرا شد. نتایج نشان داد رویکرد احتمالاتی در اعلام هشدار زودهنگام خشکسالی سریع تر عمل می کند. بنابراین، جهت اعلام شروع وضعیت خشکسالی مناسب تر است. از طرف دیگر، شاخص پایداری اصلاح شده در طول دوره خشکسالی واکنش های مناسب تری نشان داد. بنابراین، استفاده هم زمان از دو شاخص معرفی شده می تواند در مدیریت و اعمال اقدامات لازم، هنگام شروع و در طول دوره خشکسالی، موثر باشد.

برای بالابردن عملکرد محصول در اراضی شالیزاری استفاده از عناصر غذایی یا کودهای شیمیایی ضروری است. کاربرد کودهای شیمیایی در اراضی شالیزاری و آب شویی این کودها با آب آبیاری و باران به آلودگی آب های زیرزمینی این اراضی می انجامد. طراحی و مدیریت بهینه سیستم های زهکش، از جمله استفاده از زهکش کنترل شده، نقشی مهم در کاهش شوری و دیگر آلاینده های موجود در زه آب دارد. در این پژوهش، اثر زهکش کنترل شده دارای پوشش پوسته برنج بر مقادیر نیترات و نیتریت زه آب در شرایط مشابه حاکم بر اراضی شالیزاری بررسی شد. بدین منظور، زهکش کنترل شده با پوشش پوسته برنج به ضخامت 10 سانتی متر در عمق 40 سانتی متری خاک در مدل فیزیکی نصب شد و اثر دو تیمار غلظت کود در دو سطح 10 و 20 میلی گرم بر لیتر و مدیریت زهکشی در سه سطح بازکردن زهکش تا رسیدن به رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت زراعی، و 50 درصد رطوبت اشباع بر پارامترهای نیترات و نیتریت و اسیدیته زه آب بررسی شد. نتایج نشان داد مدیریت رطوبت 50 درصد اشباع در غلظت کود 10 میلی گرم بر لیتر در کاهش نیترات زه آب (12.08 میلی گرم بر لیتر) عملکردی بهتر دارد. همچنین، تیمارهای رطوبت ظرفیت زراعی در غلظت کود 10 میلی گرم بر لیتر و رطوبت 50 درصد اشباع در غلظت 20 میلی گرم بر لیتر به ترتیب بیشترین و کمترین نیتریت خروجی از زه آب را نشان دادند. با گذشت زمان اسیدیته زه آب به سمت اسیدیته نرمال سوق پیدا کرد.

یکی از رویکردهای موثر تحویل و توزیع آب در شبکه های آبیاری روش برحسب درخواست است که با توجه به ساختار هر شبکه قابل اجراست؛ اما به استخراج دستورالعمل بهره برداری نیاز دارد. در این تحقیق، مدل تعیین دستورالعمل بهره برداری روش برحسب درخواست با الگوریتم یادگیری تقویتی سارسای فازی (FSL) توسعه داده شد و در کانال E1R1 شبکه آبیاری دز آزمون شد. ورودی این الگوریتم دبی های درخواست شده و خروجی آن دستورالعمل بهره برداری سازه هاست. برای ارزیابی نتایج دو سناریویی که اجرا شد شاخص های ارزیابی عمق و دبی به کار رفت. نتایج نشان دهنده توانایی FSL در هم گرایی و استخراج الگوها بود. مثلا در سناریوی 1، که در آن دبی آبگیرهای 5 و 6 از 0.1 متر مکعب در ثانیه به 0.2 متر مکعب در ثانیه افزایش یافته است و سایر آبگیرها بسته اند، حداقل مقدار شاخص های راندمان و کفایت برابر 0.989 و 0.994 و حداکثر مقدار شاخص های خطای مطلق حداکثر و تجمعی برابر 8.4 و 7.4 درصد به دست آمد. با توجه به نتایج، FSL را می توان در تنظیمات سازه ها، به صورت دستی، برای روش های برحسب درخواست به کار برد.

کارایی مدل های هیدرولوژیک در شبیه سازی مقدار رواناب در حوضه هایی با مساحت های مختلف متفاوت است. در این تحقیق، کارایی مدل SWAT در شبیه سازی مقدار رواناب حوضه آبخیز هراز، در زیرحوضه هایی با مساحت های مختلف ارزیابی شده است. برای این منظور، با استفاده از روش SUFI2 تحلیل حساسیت برای پارامترهای موثر در شبیه سازی مقدار رواناب منطقه انجام شد. پارامتر CN به منزله حساس ترین پارامتر انتخاب شد. مدل SWAT در ایستگاه های بررسی شده، زمان وقوع دبی اوج و مقدار دبی اوج را با کارایی بالا شبیه سازی کرد. ارزیابی نتایج شبیه سازی مدل برای دوره واسنجی با استفاده از نمایه های آماری R2و NS نشان داد که ایستگاه کره سنگ به ترتیب با ضرایب 0.80 و 0.77 در مقایسه با سایر ایستگاه ها بیشترین دقت و ایستگاه پنجاب به ترتیب با ضرایب 0.68 و 0.55 کمترین دقت را دارد که بیانگر افزایش دقت مدل در حوضه هایی با وسعت های بزرگ است.

ظرفیت تبادل کاتیونی خاک شاخصی حیاتی و مهم از کیفیت حاصل خیزی و ظرفیت توقیف آلاینده های خاک است. در این پژوهش، تغییرپذیری ظرفیت تبادل کاتیونی خاک با روش های کریجینگ و کوکریجینگ به کمک مولفه های اصلی به دستامده از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل رس، شن، سیلت، کربن آلی، هدایت الکتریکی، و pHبررسی شد. برای این منظور، 247 نمونه خاک از مناطق مرکزی استان گیلان جمع آوری شد. 75 درصد نمونه ها برای آموزش و 25 درصد برای آزمون استفاده شد. مولفه های اصلی اول و دوم 68.54 درصد از واریانس کل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی را به خود اختصاص دادند. مولفه اول بیشترین همبستگی مثبت و معنادار را با ظرفیت تبادل کاتیونی خاک داشت (P<0.01، r=0.81)؛ در حالی که مولفه دوم همبستگی معناداری با ظرفیت تبادل کاتیونی نداشت (r=-0.19). مولفه اول به منزله متغیر کمکی برای برآورد ظرفیت تبادل کاتیونی در روش کوکریجینگ استفاده شد. میانگین ریشه دوم خطا برای داده های آزمون در روش کریجینگ 0.159 و برای روش کوکریجینگ 0.118 به دست آمد. ضریب تبیین ارزیابی تقاطعی داده های آزمون برای روش کریجینگ 0.49 و برای روش کوکریجینگ 0.71 در سطح 1 درصد معنادار بود. نتایج نشان داد روش کوکریجینگ با متغیر کمکی مولفه اصلی اول، به دستامده از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی خاک را معتبرتر از روش کریجینگ برآورد می کند. علاوه بر این، مولفه های اصلی، که بیشترین همبستگی مثبت و معنادار را با متغیر وابسته دارند، بالاترین پتانسیل را برای برآورد متغیر وابسته به روش کوکریجینگ دارند.

در این مطالعه تاثیر حذف ماده آلی بر ویژگی های واجذب فسفر در دوازده خاک آهکی بررسی شد. ماده آلی خاک های مطالعه شده، با استفاده از محلول هیپوکلریت سدیم (NaOCl)، در دمای اتاق حذف شد. آزمایش واجذب در ادامه آزمایش جذب در بالاترین غلظت اولیه فسفر (100 میلی گرم فسفر در لیتر) انجام گرفت. نتایج نشان داد مقدار واجذب فسفر بعد از حذف ماده آلی کاهش می یابد. داده های نگهداشت فسفر به وسیله معادلات فروندلیچ، لنگمویر، تمکین، ون های، گانری، و دابینین راداشکوویچ توصیف شدند؛ اما معادله لنگمویر از نظر آماری برازش بهتری به داده های نگهداشت فسفر نشان داد. حداکثر نگهداشت فسفر (b) محاسبه شده با معادله لنگمویر، بعد از حذف ماده آلی، در دامنه 392.1 تا 757.5 با میانگین 560.8 میلی گرم بر کیلوگرم بود که نسبت به شرایط قبل از حذف 7.4 درصد افزایش نشان داد. هم دماهای جذب و نگهداشت فسفر بر یک دیگر منطبق نشدند و پدیده پسماند مشاهده شد که حاکی از یکسان نبودن مکانیسم جذب و واجذب فسفر است. میانگین شاخص پسماند محاسبه شده با معادله فروندلیچ، پس از حذف ماده آلی، از 29.7 درصد به 18.1 درصد کاهش یافت. بعد از حذف ماده آلی حداکثر نگهداشت تئوری فسفر (qm) حاصل از معادله دابینین راداشکوویچ 6.8 درصد افزایش یافت. انرژی نگهداشت (E) حاصل از معادله دابینین راداشکوویچ قبل و بعد از حذف ماده آلی به ترتیب 19 و 25 کیلوژول بر مول محاسبه شد که طبق ادعای این معادله نشان دهنده نگهداشت شیمیایی فسفر در خاک های مطالعه شده است. نیاز استاندارد فسفر یا P0.2، که معیاری از نیاز کودی اکثر گیاهان زراعی برای تولید بهینه است، بعد از حذف ماده آلی بیش از دو برابر افزایش نشان داد.

هدف این تحقیق بررسی اثر توان تفکیک مدل های ارتفاعی رقومی (DEMs) بر مقادیر شماره منحنی به دستامده از روش WI-CN بود. این روش نوین به علت استفاده از مفاهیم مازاد رطوبت مدل نیمه توزیعی TOPMODEL به شاخص توپوگرافی و متعاقب آن مقیاس DEM استفاده شده وابستگی زیادی دارد. نتایج کاربرد این روش در حوضه آبریز کسیلیان به ازای ابعاد سلولی مختلف حاکی از آن بود که متوسط شماره منحنی حوضه به دستامده از روش مزبور در ابعاد سلولی 50 متر در حدود 59.8 و در ابعاد سلولی 300 متر در حدود 71.8 است و این بدان معناست که اختلاف بین روش WI-CN و روش های متداول در برآورد CN با کاهش توان تفکیک DEM (بزرگ شدن ابعاد سلولی) افزایش می یابد. مثلا، حداکثر اختلاف بین روش WI-CN و روش های متداول در برآورد شماره منحنی حوضه با استفاده از DEM با ابعاد 50 متر 8.3 درصد و در صورت استفاده از DEM با ابعاد 300 متر 29.9 درصد است. بنابراین، با توجه به افزایش اختلاف بین روش های مذکور در اثر افزایش ابعاد سلولی باید هنگام استفاده از روش های مبتنی بر رطوبت مازاد اشباع برای استخراج نقشه های رستری CN، به خصوص در حوضه های فاقد آمار، دقت لازم به عمل آید و تعیین بهینه آن بر اساس توان تفکیک داده ها صورت پذیرد.

راندمان آبیاری یکی از شاخص های مهم ارزیابی سیستم های آبیاری است. هدف این پژوهش ارزیابی سیستم های آبیاری سطحی و تحت فشار با روش نئوکلاسیک راندمان (راندمان خالص و راندمان موثر) و مقایسه نتایج به دستامده با نتایج ارزیابی سیستم ها به روش کلاسیک است. بدین منظور، 2000 هکتار از اراضی تحت پوشش شبکه آبیاری قزوین، که انواع مختلفی از سیستم های آبیاری را شامل می شود، انتخاب شد. ارزیابی سیستم ها طی دو مرحله، اوایل و اواسط، از مرحله رشد در طول تابستان 1390-1391، انجام شد. نتایج نشان داد که راندمان کلاسیک آبیاری در روش سطحی در مراحل ابتدایی و اواسط رشد به ترتیب برابر با 5.9 و 27.8 درصد است. همچنین، در روش بارانی، پایین ترین مقادیر نتایج این ارزیابی به روش خطی مربوط بود (11.8 و 45.6 درصد به ترتیب در مراحل اولیه و اواسط رشد). بیشترین تفاوت مقادیر راندمان خالص و راندمان کلاسیک به سیستم آبیاری سطحی جویچه ای مربوط بود (41.2 و 44.9 درصد به ترتیب در مراحل اولیه و اواسط رشد). در همه سیستم های آبیاری بررسی شده و در هر دو مرحله ارزیابی، مقادیر راندمان موثر نسبت به راندمان خالص کمتر بود و مقادیر این تفاوت در سیستم آبیاری سطحی جویچه ای 37.1 و 22.2 درصد، به ترتیب در مراحل اولیه و اواسط رشد به دست آمد. نتایج به دستامده در این پژوهش نشان داد راندمان موثر بیان بهتری در زمینه مناسب بودن مدیریت آبیاری در مقیاس مزرعه و نحوه انجام دادن آبیاری دارد؛ در حالی که راندمان خالص فقط مفهوم استفاده مجدد از تلفات مفید را در مقیاس مکانی بزرگ تر از مزرعه لحاظ می کند.

ارزیابی سیستم های آبیاری بارانی در حین اجرا جهت سنجش اهداف طراحی این سیستم ها مورد نیاز است. به این منظور در تحقیق حاضر، عملکرد هیدرولیکی سیستم آبیاری بارانی دورانی (دو دستگاه A وB ) و کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک ارزیابی شدند. در این خصوص، از شاخص های متداول ارزیابی استفاده شد. نتایج نشان داد سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک با ضریب یکنواختی 65.52 و راندمان پتانسیل ربع پایین 47.5 نسبت به بقیه عملکرد پایین تری دارد و سیستم آبیاری بارانی دورانی B با ضریب یکنواختی 88.36 و راندمان پتانسیل ربع پایین 74.28 عملکرد بهتری دارد. همچنین، ضریب یکنواختی رطوبت خاک زیر بال آبیاری بارانی دورانی A و B به ترتیب 81.35 و 85.77 به دست آمد که خیلی خوب است. نتایج همچنین نشان داد آبیاری بارانی کلاسیک بیشترین حساسیت را به وزش باد دارد که می تواند مهم ترین علت پایین بودن ضریب یکنواختی آن باشد.

تغییرات مکانی در چگالی سیال، نقش مهمی در حمل آلودگی ایفا می نماید. مطالعه و رفتارسنجی جریان و حمل املاح با چگالی متغیر در محیط های متخلخل درز و شکاف دار، به منظور درک پدیده هایی مثل حمل آلاینده هایی با چگالی بالا، ضروری است. در این مقاله، اثر نفوذپذیری به عنوان مشخصه ای از محیط متخلخل و پخشیدگی مولکولی به عنوان خصوصیتی از املاح بر جریان همرفتی در محیط های متخلخل درز و شکاف دار، با استفاده از مدل سازی های عددی به وسیله مدل (HGS)FRAC3DVS/HydroGeoSphere مطالعه شده است. مدل مفهومی به صورت محیطی متخلخل دارای درز و شکاف های منظم عمودی و افقی در نظر گرفته شده است. چهار سناریوی مدل سازی با مقادیر متفاوت نفوذپذیری ماتریکس متخلخل و ضریب پخشندگی مولکولی در نظر گرفته شد. نتایج نشان دهنده الگوهای متفاوت گسترش املاح در سناریوهای مختلف می باشد، به صورتی که در سناریوی اول، سناریو با ضریب پخشیدگی مولکولی بالا، املاح به صورت متقارن از درز و شکاف ها به داخل ماتریس متخلخل وارد می شود، و در سناریوی دوم، سناریو با ضریب پخشیدگی پایین، املاح به عمق بیشتری از محدوده مدل منتقل می شود و بر خلاف جهت ورود آلاینده و از پایین به بالا از درز و شکاف به داخل ماتریکس متخلخل وارد می شود. در سناریوی سوم، با افزایش نفوذپذیری ماتریکس متخلخل، سرعت جریان افزایش می یابد و این امر منجر به جریان همرفتی بیشتری در داخل ماتریکس متخلخل می شود. افزایش بیشتر نفوذپذیری ماتریکس در سناریوی چهارم، به علت کاهش اختلاف بین نفوذپذیری ماتریکس و درز و شکاف، از تاثیر درز و شکاف برروی الگوی جریان همرفتی می کاهد و الگوی جریان مشابه با محیط متخلخل همگن می شود.

در این مقاله، در ایستگاه مورد مطالعه ای واقع در مزرعه دانشگاه شهید باهنر کرمان، با عرض جغرافیایی ´15°30 شمالی و طول جغرافیایی 58°56، که به لایسیمتر وزنی الکترونیکی و دستگاه های اندازه گیری پارامترهای هواشناسی مجهز بود، با استفاده از 15 تصویر منتخب سنجندهMODIS ، که مربوط به بهار و تابستان 1386 است، مقدار تبخیر تعرق واقعی در منطقه مطالعاتی برآورد و نتایج حاصله با داده های زمینی حاصل از لایسیمترهای موجود در منطقه مقایسه شد. نتایج قابل قبول RMSE برابر با 0.62419، NOF برابر با 0.09079 و EF برابر با 0.87636 به دست آمد. همچنین، ضریب تبیین 0.71 بین داده های مشاهداتی و محاسباتی نشان داد که این الگوریتم در برآورد تبخیر تعرق واقعی دقت بالایی دارد. پس از برآورد پارامترهای دمای سطح زمین، آلبیدو، شاخص های پوشش گیاهی، گسیلندگی سطح و تابش خالص با توجه به تفکیک پیکسل لایسیمتر در منطقه، نقشه توزیع مکانی تبخیر تعرق روزانه در سطح منطقه ترسیم شد.