تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1398 | دوره:50 | شماره:1 |تعداد مقالات:20

مصرف بی رویه و نادرست آفت کش ها سبب آلودگی محیط زیست شده است. بررسی سرنوشت علف کش های مصرف شده در خاک برای به حداقل رساندن تحرک آن ها در خاک و کنترل آلودگی آب های زیرزمینی ضروری می باشد. آبشویی و تجزیه متری بیوزین در سه خاک تحت شرایط آزمایشگاهی بررسی گردید. متری بیوزین در ستون های خاک با و بدون تیمار زمانی متحرک بود. تحرک علف کش در خاک بستگی به فرایند جذب در همان خاک دارد. نتایج نشان داد که تحرک متری بیوزین در خاک های 7 و 5 (دارای کربن آلی کمتر) بیش از خاک 1 بود. اختلاف در تمایل جذبی متری بیوزین بر روی خاک های مختلف به علت تفاوت در خصوصیات خاک مانند مقدار رس، مقدار ماده آلی و میزان pH می باشد. مقادیر نیمه عمر در دامنه 92/37 تا 74/105 روز در شرایط استریل و غیراستریل محاسبه گردید. ترتیب ماندگاری متری بیوزین در خاک های 1، 5 و 7 می باشد.

پیچیدگی فرآیند زهکشی در اراضی شالیزاری در کنار زمان بر بودن آزمایش های مزرعه ای، استفاده از مدل های شبیه ساز برای ارزیابی سامانه های زهکشی را اجتناب ناپذیر می کند. این پژوهش با هدف ارزیابی مدل DRAINMOD و تأثیر مدیریت زهکشی اراضی شالیزاری بر شوری و حجم زه آب خروجی انجام شد. بنابراین مدل فیزیکی زهکشی زیرزمینی اراضی شالیزاری به صورت مخزنی مکعبی به طول سه متر، عرض 6/0 و ارتفاع یک متر ساخته و لوله زهکش موج دار در عمق 70 سانتی متر نصب شد. مخزن با تراکم و لایه بندی متداول خاک اراضی شالیزاری استان گیلان (لوم سیلتی) پر شد و پس از کشت برنج، در طول آزمایش از محلول خاک در عمق های 40، 50 و 70 سانتی متری نمونه برداری انجام و غلظت کل املاح (TDS) اندازه گیری شد. به منظور ارزیابی دقت مدل DRAINMOD در شبیه سازی فرآیند زهکشی زیرزمینی و بررسی تأثیرپذیری انتقال املاح از زهکشی میان فصل و پایان فصل، پارامترهای انتقال املاح شامل ضریب انتشارپذیری، ضریب اعوجاج، ضریب پخشیدگی مولکولی، حد ترسیب نمک و هدایت هیدرولیکی خاک از طریق حداقل سازی اختلاف میان مقادیر غلظت املاح عصاره خاک مشاهداتی و حجم زه آب با مقادیر تخمینی آن ها به ترتیب با استفاده از بخش شوری و هیدرولوژی مدل و روش حل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک به دست آمد. نتایج نشان داد که مدل توانست شرایط قبل و بعد از زهکشی میان فصل را با کارکرد بسیار خوب (nRMSE کمتر از 20 درصد) و زهکشی میان فصل و پایان فصل را با کارکرد عالی (nRMSE کمتر از 10 درصد) شبیه سازی کند. غلظت کل املاح و حجم زه آب خروجی به ترتیب به طور متوسط با ریشه میانگین مجذور خطای 27/63 میلی گرم بر لیتر و 0145/0 سانتی متر مکعب شبیه سازی شد. مقایسه مقادیر شبیه سازی و مشاهداتی نشان از دقت بیش تر مدل در شبیه سازی شرایط غیرغرقاب نسبت به شرایط غرقاب داشت. نتایج کالیبراسیون و اعتبارسنجی مدل نشان داد DRAINMOD، می تواند مدلی قابل قبول در شبیه سازی عملکرد زهکشی زیرزمینی در شرایط اراضی شالیزاری باشد.

روش های آماری چند متغیره مانند تحلیل مؤلفه های اصلی و رگرسیون ها می توانند برای تسهیل تفسیر روابط پیچیده استفاده شوند. هدف از این مطالعه تعیین مهمترین ویژگی های حاصلخیزی خاک، مؤثر بر محصول برنج در اراضی شالیزاری بود. به این منظور نمونه هایی از لایه شخم 119 نقطه با توزیع جغرافیایی مناسب، در اراضی شالیزاری شهرستان های شفت و فومن استان گیلان برداشت شد. پس از آن، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مرتبط با حاصلخیزی خاک در این نمونه ها اندازه گیری و با استفاده از روش های آمار توصیفی، آنالیز مؤلفه های اصلی و رگرسیون تحلیل شدند. نتایج نشان داد سه مؤلفه اصلی با مقادیر ویژه بیشتر از یک مانند «پتاسیم و عوامل مؤثر در نگهداری آن»، «نیتروژن کل و عوامل مؤثر بر تأمین آن» و «فسفر قابل استفاده و ضخامت افق سطحی خاک»، بیشتر از 4/67 درصد از تغییرپذیری در ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و 55 درصد از تغییرپذیری محصول برنج را توصیف می کنند. همچنین ویژگی های مرتبط با این مولفه ها 80 درصد از تغییرپذیری محصول را توصیف نمودند. بنابراین برای افزایش محصول، عملیات مدیریتی مانند مصرف صحیح کودهای محتوی نیتروژن، پتاسیم و فسفر و خاک ورزی مناسب به منظور ایجاد لایه شخم مناسب توصیه می شود.

آب زیرزمینی از منابع ارزشمندی است و حفظ و نگهداری آن نیازمند پایش کمی و کیفی است. به منظور پایش کیفیت آب زیرزمینی از شاخص های مختلفی همچون WQI (water quality index) استفاده می شود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تغییرات زمانی-مکانی WQI در آبخوان آب زیرزمینی استان گلستان شامل حوضه های خلیج گرگان، گرگانرود و قره-سو می باشد. استان گلستان به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شد. داده های مربوط به پارامتر های کیفی 114 چاه عمیق در آبخوان این استان طی یک دوره 21 ساله تهیه و بر اساس آن ها، WQI محاسبه شد. پس از پهنه بندی این شاخص در محیط GIS، تغییرات زمانی-مکانی آن از لحاظ میانگین، دامنه تغییرات، کمترین و بیشترین مقادیر مشاهده شده طی این دوره بررسی شد. در پهنه بندی WQI در محیط GIS، روش کریجینگ بیزین تجربی نتایج بهتری را ارائه کرد. پهنه بندی کیفی WQI در آبخوان مورد مطالعه نشان داد که آبخوان در وضعیت خوب و بسیار خوب قرار دارد و فقط بخش کوچکی از آن که به سواحل شرقی دریای خزر و شمال منطقه مطالعاتی منتهی می شوند، ازلحاظ کیفی در وضعیت بد قرار دارند. با توجه به اندازه گیری پارامتر های کیفی در دو نوبت از سال، نتایج نشان داد میانگین WQI در نیمه اول و دوم سال اختلاف قابل توجهی ندارد. همچنین بررسی ها نشان می دهد که هر چه به سمت شمال منطقه مطالعاتی و ساحل دریا نزدیک می شویم، کیفیت آب کاهش می یابد. با توجه به تبعیت WQI از شیب عمومی منطقه، ساختار مکانی خوبی در منطقه وجود داشت که باعث شد تا روش درون یابی کریجینگ بیزین تجربی نتایج بهتری را ارائه کند.

فرسایش شیاری یکی از مهمترین علل هدررفت خاک در کشتزارهای دیم شخم خورده در راستای شیب می باشد. افزایش مقدار نفوذ آب به خاک و کاهش نیروی فرسایندگی جریان برای مهار فرسایش شیاری و نیز افزایش عملکرد حائز اهمیت است. این پژوهش با هدف بررسی اثر کاه و کلش گندم بر ویژگی های هیدرولیکی جریان و فرسایش شیاری در کشتزار دیم گندم در منطقه نیمه خشک در زنجان اجرا شد. آزمایش در قالب طرح بلوک کاملاً تصادفی و با سه تکرار در شرایط مزرعه ای با هفت سطح کاه و کلش گندم (صفر، 25، 50، 75، 100، 125 و 150 درصد) و شخم در جهت موازی با شیب انجام شد. در تیمار 100 درصد، مقدار نیم کیلوگرم خاکپوش در هر مترمربع معادل با 5 تن در هکتار مصرف شد. نتایج نشان داد که کاربرد کاه و کلش گندم باعث کاهش معنی دار (05/0>p) سرعت و قدرت جریان و هم چنین فرسایش شیاری شد؛ درحالی که تأثیر آن بر شعاع هیدرولیکی و تنش برشی معنی دار نبود ( 05/0

این تحقیق برای آزمون نحوه تبادل جرم مابین مجرای اصلی و مناطق راکد جریان در آبراهه های روباز انجام گرفت. معادلات دیفرانسیلی ذخیره-موقت به عنوان معادلات اساسی حاکم بر انتقال و پراکندگی آلودگی انتخاب شده و آزمایش های این پژوهش در یک فلوم آزمایشگاهی به طول، عرض و ارتفاع (12، 2/1 و 8/0) متر و بر روی یک بستر سنگریزه ای انجام شد. شیب های 001/0، 004/0 و 007/0 و دبی های 5/7، 5/11 و 5/15 لیتربرثانیه برای انجام آزمایش ها انتخاب گردید. برای تخمین پارامترهای چهارگانه این معادلات، از مدل عددی OTIS-P استفاده شده و سپس منحنی های رخنه مشاهداتی در نقاط مختلف اندازه گیری باز تولید شدند. انطباق منحنی های رخنه پیش بینی شده و اندازه گیری شده توسط شاخص های جذر میانگین مربع خطاها، ضریب کارایی نش – ساتکلیف و متوسط خطای مطلق بررسی شد. حاصل تحقیق بیانگر دقت بالای مدل عددی OTIS-P با مقادیر RMSE بین 031/0 تا 118/0 و شاخص نش-ساتکلیف (Nash-Sutcliffe) بین 48/0 تا 97/0 در تخمین پارامترهای مدل ذخیره موقت می باشد. در نهایت اعتبار پارامترهای برآورد شده مدل ذخیره موقت با استفاده از عدد بدون بعد دام-کلور تائید شد.

در این پژوهش روند سرانه مصرف آب کشاورزی با توجه به سرانه مصرف محصولات کشاورزی و دامی از سال 1368 تا 1390 برای ایران مورد بررسی قرار گرفت. محصولات کشاورزی و دامی در 9 گروه طبقه بندی شدند که هر گروه دارای زیر گروه های مختص به خود می باشند. نتایج نشان داد در دوره 22 ساله یاد شده، روند مصرف آب با توجه به تغییرات رژیم غذایی، روند صعودی داشته است. گندم از گروه غلات و گوشت از تولیدات دامی بیشترین مصرف آب را شامل بودند. میانگین سرانه مصرف آب در سال های 1368 تا 1390 برابر با 1420 متر مکعب برآورد شد که بیشینه و کمینه مقدار آن به ترتیب برای سال-های 1368 و 1386 بود. حجم آب مجازی از طریق مصرف محصولات کشاورزی و دامی از 61 میلیارد متر مکعب در سال 1368 به 120 میلیارد متر مکعب در سال 1390 افزایش یافته است. سهم آب وارداتی از طریق محصولات کشاورزی و دامی برای دوره 22 ساله، حدود 11 تا 27 با میانگین 60/17 میلیارد متر مکعب بوده است. محصولات دیم با متوسط مصرف 30/17 میلیارد متر مکعب آب از طریق بارش، بخشی از مصرف سالانه را تأمین می کنند. با کسر این آب و واردات آب مجازی، سهم آب مصرفی از منابع تجدید پذیر کشور در محدوده 63 (1387) تا 81 (1390) میلیارد متر مکعب برآورد شد. با توجه به شاخص های ارزیابی منابع آب، کشور ایران در سال های مورد مطالعه (1383 تا 1390) در شرایط بحران آبی قرار داشته که افزایش جمعیت و تغییر رژیم غذایی مردم نسبت به گذشته ممکن است در این امر تاثیر داشته باشند. تنظیم رژیم غذایی مناسب از قبیل کنترل مصرف غلات و گوشت قرمز، ایجاد بازار مناسب فروش محصولات کشاورزی، فرآوری کردن محصولات تلف شده، واردات محصولات غذایی و افزایش بهره وری می تواند در جلوگیری از بحران منابع آب کشور مؤثر باشد.

افزایش روزافزون شوری، یکی از مشکلات اصلی زمین های کشاورزی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد که نرخ تبخیر-تعرق زیادی دارند. هدف از این پژوهش بررسی اثر هم زمان شوری در پنج سطح 2، 4، 8، 16 و 20 دسی زیمنس بر متر برای گندم و 7/0، 2، 4، 6 و 8 دسی زیمنس بر متر برای لوبیا، با مکش ماتریک در چهار سطح 2، 6، 10 و 33 کیلو پاسکال، بر نرخ تبخیر و توزیع مجدد رطوبت و شوری در دو خاک لوم شنی و لوم رسی بود که به صورتآزمایشفاکتوریلوباطرحپایهکاملاًتصادفیباسه تکراربه صورت کشت گلدانی اجرا شد. نتایج نشان داد تیمارهای شوری و مکش ماتریک به ویژه در خاک لوم رسی، روند تبخیر را با گذشت زمان تحت تأثیر قرار داده و این اثر در مکش ها و شوری های زیاد بیشتر بود. کمترین اثر شوری بر میزان تبخیر، در بیشترین سطح رطوبتی خاک مشاهده شد، زیرا به دلیل فراهمی آب، شوری نتوانست بر میزان تبخیر مؤثر باشد. به طوری که در مکش ماتریک 2 کیلو پاسکال، نرخ تبخیر در همه سطوح شوری تقریباً یکسان بود و بیشترین میزان تبخیر را در تمام روزهای بعد از اعمال تیمار داشت. در روز پانزدهم بعد از اعمال تیمار و تحت مکش 33 کیلو پاسکال، افزایش شوری از 7/0 تا 20 دسی زیمنس بر متر، میزان تبخیر را 19 درصد در هردو خاک کاهش داد. همچنین نتایج نشان داد که شوری عصاره اشباع خاک هایی که تحت مکش ثابت 10 کیلو پاسکال زهکشی شدند به صورت نمایی با کاهش رطوبت افزایش یافت و این روند در خاک لوم رسی به دلیل زیاد بودن نسبت بین میزان تبخیر به زهکشی این خاک در مقایسه با خاک لوم شنی، تغییرات بیشتری داشت. توزیع مجدد شوری با گذشت زمان در هر دو خاک و برای هر دو گیاه تقریباً یکسان و به صورت افزایشی بود. همچنین با گذشت زمان، کاهش رطوبت، مخصوصاً در شوری های پایین در خاک لوم رسی بیشتر از خاک لوم شنی بود.

جانوران مزوفون خاک در اکوسیستم های گوناگون با خُرد کردن مواد آلی در چرخه عناصر غذایی نقش دارند. کاربری های گوناگون با دگرگونی در مقدار ورودی مواد آلی به خاک و تأثیرگذاری بر زیستگاه آنها در خاک بر جمعیت مزوفون خاک تأثیر می گذارند. هدف از انجام این پژوهش، مطالعه تأثیر سه کاربری جنگل (درختان بلوط)، کشاورزی (گندم) و مرتع (با گونه های گیاهی گوناگون) بر فراوانی و گوناگونی مزوفون خاک و همچنین بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در منطقه چهارمله و تولومه در استان ایلام بود. بر اساس یافته های این پژوهش، پیامد شیوه کاربری زمین بر تمامی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در سطح یک درصد معنی دار گردید که بیانگر اهمیت کاربری های گوناگون بر ویژگی های خاک در زمین های بررسی شده می باشد. عمق خاک نیز برای دو لایه رویین (0-10 سانتی متری) و زیرین (10-30 سانتی متری) بر اغلب ویژگی های خاک معنی دار بود. برای مثال، ژرفای خاک بر میزان آهک (TNV) و رطوبت اشباع (SP) و درصد سیلت پیامد معنی دار نداشت. برهمکنش شیوه کاربری و ژرفای خاک برای برخی از ویژگی های شیمیایی نظیرpH و EC در سطح 1 درصد معنی دار و برای P و K در سطح 5 درصد معنی دار گردید. در برابر آن پیامد برهم کنش تیمارها بر ویژگی های فیزیکی به ترتیب برای تخلخل (n) و رس در سطح 1 درصد معنی دار و برای رطوبت اشباع (SP)، ظرفیت زراعی (FC)، چگالی ظاهری (BD) و درصد شن در سطح 5 درصد معنی دار گردید. در بررسی بندپایان مزوفون خاک، 24 گونه و 15 خانواده ی گوناگون از حشرات، کنه ها و شبه عقرب های خاک گردآوری و شناسایی شد. نتایج مربوط به حشرات و کنه های مزوفون خاک نشان داد که پیامد کاربری زمین و لایه های خاک بر حشرات و کنه ها معنی دار می باشد. همچنین نتایج نشان داد نوع کاربری و عمق خاک به ترتیب بر همه راسته های گوناگون بندپایان و راسته های بندپایان به جزء راسته سخت بالپوشان معنی دار بوده است. یافته های بررسی فراوانی مزوفون خاک در سه شیوه کاربری نشان دهنده آن است که بیشترین فراوانی حشرات در لایه رویین خاک جنگل و کمترین فراوانی حشرات در لایه زیرین خاک چراگاه می باشد. بیشترین فراوانی کنه ها در لایه رویین خاک جنگل و کمترین فراوانی کنه ها در لایه زیرین خاک کشاورزی می باشد. با نگاه به فراوانی بالای پادمان و کنه های خاکزی، بیشترین فراوانی آنها در هر دو لایه های رویین و زیرین خاک جنگل دیده شد.

حضور فلزات سنگین در آب و خاک به دلیل داشتن اثرات سمی برای موجودات زنده تبدیل به یک معضل جدی برای محیط زیست شده است. تثبیت فلزات سنگین در احیاء خاک های آلوده به فلزات سنگین یکی از روش های کم هزینه و سریع می باشد. به منظور بررسی تأثیر دیاتومیت بر توزیع شکل های شیمیایی سرب در خاک، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی در سه سطح دیاتومیت (0، 2 و 5 درصد وزنی) و چهار زمان خوابانیدن (1، 2، 4 و 8 هفته) در دو خاک آلوده و در سه تکرار انجام شد. توزیع عناصر در زمان های مذکور با روش عصاره گیری متوالی تعیین و برای ارزیابی وضعیت تحرک پذیری سرب در خاک های موردمطالعه، از شاخص توزیع کاهش یافته (IR) و شاخص تحرک (MF) استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد، کاربرد دیاتومیت موجب کاهش معنی دار (P ≤ 0. 01) سرب در بخش های تبادلی و کربناتی و افزایش معنی-دار آن در بخش های متصل به اکسیدهای آهن و منگنز، آلی و باقیمانده نسبت به خاک شاهد شده است. با افزایش سطوح دیاتومیت افزوده شده به خاک و زمان انکوباسیون، مقدار IR و pH افزایش، اما مقدار MF و بخش قابل عصاره گیر با DTPA سرب کاهش نشان داد که بیانگر کاهش تحرک سرب با افزایش سطح دیاتومیت و زمان خوابانیدن است. کاهش تحرک سرب در خاک لوم رسی نسبت به خاک لوم شنی احتمالا به دلیل محتوای بیشتر رس و محتوای کمتر کربنات کلسیم معادل بود. به طور کلی می توان بیان کرد که افزودن دیاتومیت به خاک آلوده به ویژه در سطوح بالاتر (5 درصد)، منجر به کاهش زیست فراهمی و تحرک سرب در خاک می شود.

رس قابل انتشار در آب به دلیل پیش بینی فرسایش خاک، آبشویی و تکامل خاک دارای اهمیت است. از روش های مختلفی برای اندازه گیری رس قابل انتشار استفاده می شود که نتایج هر یک متفاوت است. در این مطالعه برای مقایسه میزان رس قابل انتشار با استفاده از سه روش همزن مکانیکی، اولتراسوند و راسموسن، نمونه های خاک از مناطق مختلفی در استان خوزستان با تنوع در خصوصیات فیزیکوشیمیایی جمع آوری شد. همبستگی بین میزان رس قابل انتشار و خصوصیات خاک در هر روش از لحاظ آماری با مدل رگرسیون تحلیل و نتایج با همدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد میانگین میزان رس قابل انتشار در روش راسموسن 6/72، همزن مکانیکی 4/33 و اولتراسوند 1/14 درصد از رس کل بود. همچنین تحلیل رگرسیونی نشان داد مهمترین عامل اثرگذار بر پیش بینی میزان انتشار رس به روش راسموسن، میزان گچ و رس کل است در حالیکه برای روش همزن مکانیکی ضریب انبساط خطی، ماده آلی، رس، گچ و شن کل در رابطه رگرسیونی موثر بودند. در روش اولتراسوند سیلت، املاح و آهک ویژگی های پیش بینی کننده رس قابل انتشار بودند. علت این تفاوت ها به مکانیسم متفاوت بکار رفته در روش های مطالعه انتشار رس مربوط می شود. در بررسی روابط آماری بین ویژگی های خاک و انتشار رس به روش راسموسن، همزن مکانیکی و اولتراسوند به ترتیب بیشترین نقش مربوط به گچ، ضریب انبساط خطی و سیلت بود. ماده آلی، گچ، نسبت جذب سدیم، سدیم محلول و هدایت الکتریکی با انتشار رس همبستگی منفی و رس کل، آهک، ضریب انبساط خطی، ظرفیت تبادل کاتیونی و پ هاش همبستگی مثبتی با انتشار رس داشتند؛ بنابراین پیشنهاد می شود که در مطالعه میزان رس قابل انتشار در هر تحقیق، روشی انتخاب شود که با شرایط مورد نظر محقق و یا ویژگی های خاک هماهنگی داشته باشد. همچنین در مطالعات آتی اثر اندازه خاکدانه، نوع و ترکیب شیمیایی ماده آلی بر انتشار رس بررسی شود.

سازه های آبگیر که بعنوان سازه های هدایت آب در کانال های باز، رودخانه ها و مخازن سد ها استفاده می شوند از قدیمی-ترین مسائل مهندسی هیدرولیک هستند. در این مطالعه، یک آبگیر جانبی لوله ای به عنوان یک سازه انحراف جریان پیشنهاد گردید که در دیوارهای جانبی یک کانال استفاده می شود، و مشخصات دبی آبگیری و الگوی جریان آن با استفاده از نرم افزار Flow-3D مورد بررسی قرار گرفت. شبیه سازی ها برای پارامترهای مختلف انجام شده است. نتایج نشان داد که آبگیری جانبی لوله ای با زاویه 90 درجه بالاترین کارایی را در میان تمامی سناریوهای شبیه سازی شده دارد. گردابه و ناحیه جدایش جریان در پشت لوله آبگیر تشکیل می شود و نیز شکل گیری ناحیه جریان چرخشی در پشت لوله آبگیر جانبی می تواند تحت تاثیر پارامترهای دیگر مانند عدد فرود جریان ورودی و موقعیت عرضی دهانه لوله آبگیر باشد. علاوه بر این، یک معادله برای ضریب دبی آبگیری ارائه شده است. ضریب دبی ارائه شده نسبت به ضریب دبی مشاهده شده در حدود 15 درصد اختلاف دارد.

آلودگی محیط به فلزات سنگین از مهم ترین معضلات زیست محیطی بوده و منجر به آسیب های جدی بر سلامت انسان می-شود. به منظور کاهش اثرات زیان بار این فلزات باید روش های تصفیه آن ها توسعه یابد که در این بین استفاده از جاذب های زیستی اهمیت ویژه ای دارد. هدف از این مطالعه جداسازی باکتری های مقاوم به از معدن سرب و روی راونج و شناسایی کارآمدترین سویه برای جذب روی بود. بدین منظور از رسوبات معدن، نمونه برداری انجام شد و باکتری های مقاوم به غنی-سازی و خالص سازی شدند. پس از تعیین مقاومت جدایه های خالص شده به، کارامدترین جدایه شناسایی شد. پس از آن زیست توده خشک سویه خالص شده تهیه و تأثیر متغیرهای اصلی عملیاتی شامل محیط، نسبت غلظت فلز روی به زیست توده باکتری() و زمان ماند زیست توده باکتری در محیط حاوی روی () بر میزان حذف با استفاده از روش سطح پاسخ و مدل Box-Behnken ارزیابی و بهینه سازی عددی مدل برای رسیدن به بیشترین مقدار حذف از محیط آبی انجام شد. بر اساس نتایج بدست آمده از بین جدایه های خالص شده، سویه MS3 Delftia lacustris بیش ترین توانایی را در تحمل نشان داد (1200 میلی گرم بر لیتر). ماکزیمم درصد حذف بر پایه مدل درجه دوم، در (یعنی )، (یعنی نسبت غلظت به زیست توده باکتری ) و (یعنی ) بدست آمد. حداکثر میزان جذب در آزمایش های انجام شده بر پایه طراحی آزمایشات 860/9 %، بود و در شرایط تحت مدل 490/9 % پیش بینی شد که دقت بالای مدل طراحی شده را نشان می دهد. بنابراین می توان از سویه MS3 در جذب روی، به عنوان یک جاذب زیستی مؤثر در تصفیه زیستی فلزات سنگین استفاده نمود.

معدن مس سرچشمه دومین معدن روباز مس بزرگ جهان است که فعالیت های معدنی، عملیات آبگیری و سدسازی آن می تواند سبب آلودگی منابع آب سطحی و زیرسطحی منطقه شود. در این مطالعه به منظور ارزیابی غلظت فلزات سنگین در 82 نمونه آب سطحی (924 پارامتر کیفی) از شاخص آلودگی فلزات سنگین (HPI)، شاخص ارزیابی فلزات سنگین (HEI) و درجه آلودگی (Cd) استفاده شده است. همچنین متغیرهای اصلی مؤثر بر شاخص های آلودگی با استفاده از تحلیل مؤلفه-های اصلی (PCA) شناسایی و از ترکیب PCA و مدل رگرسیون خطی چندگانه (MLR) به منظور تدوین روابط جدید برای محاسبه شاخص های HPI, HEI, Cd با حداقل پارامترهای مورد نیاز استفاده شد. منطقه مورد بررسی به سه زیربخش با فعالیت های مختلف تقسیم و غلظت عناصر سنگین آب در هر زیربخش با حداکثر مجاز قابل شرب WHO مقایسه شد. با توجه به نقشه های پهنه بندی GIS، بیشترین مقادیر فلزات در سایت های معدن کاری و در سد رسوبگیر و کمترین آنها در رودخانه شور مشاهده شد. طبق نتایج شاخص HPI، 70 درصد نمونه ها در محدوده بحرانی 100 تا 3/482245 قرار گرفتند و فقط 30 درصد از نمونه ها در طبقه آلودگی کم قرار داشتند. نتایج شاخص های HEI و Cd نشان دادند که به ترتیب 79 (96%) و 69 (٪ 2/84) نمونه به فلزات سنگین آلوده می باشند. چهار مؤلفه اصلی با روش PCA انتخاب که مؤلفه اول با 3/63 درصد از واریانس کل داده ها شامل بارگذاری عناصر آلومینیوم، کادمیوم، کبالت، آهن، روی، منگنز و نیکل بود. علیرغم محدوده بسیار وسیع تغییرات شاخص ها، کارآیی مطلوب روابط پیشنهادی MLR-PCA با تعداد متغیرهای کمتر برای منطقه مطالعاتی تائید شد. از یافته های تحقیق حاضر و روابط خطی پیشنهادی می توان به منظور بررسی اقدامات پیشگیرانه و کنترل آلودگی آب ها به فلزات سنگین در آینده در منطقه مس سرچشمه و توسعه روابطی برای مناطق مشابه استفاده کرد.

پیش بینی مؤلفه های باد ازجمله سرعت باد یکی از عوامل مهم به خصوص در بحث تبخیر در یک حوزه آبخیز محسوب می-شود. در این مقاله برای افزایش کارایی مدل ماشین بردار پشتیبان در پیش بینی سرعت باد، این مدل با الگوریتم بهینه سازی کرم شب تاب ترکیب شد که منبعد به عنوان مدل ترکیبی از آن یاد می شود. در این راستا با استفاده از داده های سرعت باد ایستگاه های همدید استان اصفهان، مقادیر سرعت باد ماهانه در ایستگاه های مجهول همسایه در مقیاس ماهانه برآورد شد و سپس کارایی مدل های ماشین بردار پشتیبان و مدل ترکیبی مورد مقایسه قرار گرفت. در نهایتبا استفاده از معیارهای RMSE، MAE، WI و NS، کارآیی عملکرد دو مدل مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در مرحله ارزیابی، مدل ترکیبی با مقادیر همبستگی بالا و خطای کم تر کارآیی بالاتری نسبت به مدل دیگر دارد. همچنین روش استفاده از داده های ایستگاه های همسایه به عنوان ورودی مدل های تخمین گر ایستگاه مجهول، روش مناسبی برای تخمین سرعت باد می باشد.

به منظور بررسی تأثیر دور آبیاری بر کارایی مصرف آب، عملکرد، اجزای عملکرد و نیز تعیین مناسب ترین رقم ذرت، آزمایشی به صورت کرت های یک بار خردشده در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار برای دو سال زراعی (1395-1393) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی بهبهان اجرا گردید. فاکتور اصلی تنش خشکی شامل آبیاری بعد از 100 و 200 میلی متر تبخیر از تشت کلاس A و فاکتور فرعی، رقم در چهار سطح شامل Karoon 701، S. C Mobin، S. C 704 و PH1 بودند. بعد از سبز شدن کامل مزرعه در روزهایی که مجموع تبخیر از تشت کلاس A به 100 و 200 میلی متر می رسید، با نمونه برداری از خاک و تعیین رطوبت موجود جهت رساندن رطوبت خاک به ظرفیت مزرعه با توجه به مساحت هر کرت فرعی حجم آب آبیاری محاسبه و به وسیله کنتور به هر کرت فرعی داده شد. مقایسه میانگین تیمارهای دور آبیاری نشان داد که تیمار 100 میلی متر تبخیر از تشت کلاس A در تمام صفات برتری معنی داری نسبت به تیمار 200 میلی متر تبخیر از تشت کلاس A داشت. عملکرد ذرت در تیمار تنش (200 میلی متر) نسبت به تیمار فاقد تنش (100 میلی متر) کاهشی معادل 7/16 درصد را نشان داد. به ازای هر 1 سانتی متر کاهش مصرف آب در هکتار، عملکرد ذرت 164 کیلوگرم در هکتار کاهش یافت. ظهور زودتر بلال در رقم PH1 موجب زودرس شدن رقم و کاهش طول دوره رشد آن شده است که منجر به کاهش مصرف آب و فرصت بیش تر برای تهیه زمین جهت کشت بعدی می شود. مقایسه میانگین صفات در اثرات متقابل آبیاری و رقم نشان داد که تیمار 100 میلی متر تبخیر از تشت کلاس A و رقم PH1 به ترتیب با عملکرد دانه و کارایی مصرف آبی معادل 5/7143 کیلوگرم در هکتار و 353/1 کیلوگرم بر مترمکعب تیمار برتر باشد. نتایج ضریب همبستگی پیرسون نشان داد هرچه اجزای عملکرد افزایش یابند، عملکرد دانه و کارایی مصرف آب نیز بیشتر می شوند و برعکس.

تعیین ضرایب معادله های نفوذ با دقت مناسب، یکی از مسائل مهم در برنامه ریزی های آبیاری است. معمولاً برای تعیین این ضرایب از روش آزمایش استوانه های مضاعف استفاده می شود که این روش تنها بُعد هیدرواستاتیکی و نقطه ای نفوذ را در برمی گیرد. در این تحقیق، از جویچه ای با مقطع سهمی شکل، طول 50 متر، عمق متوسط 12 سانتی متر و شیب 02/0 به منظور شبیه سازی یک نهر آبیاری استفاده شد. سه آزمایش با بازه های طولی 7/4، 20 و 40 متر و دبی ورودی 02/0± 6/0 لیتر بر ثانیه با سه تکرار انجام شد. از این میان برای هریک از بازه های طولی، یک آزمایش با حداقل خطای اندازه گیری انتخاب شد. برای تعیین ضرایب معادلات نفوذ، پس از برداشت هیدروگراف های ورودی و خروجی آبراهه با استفاده از فلوم اندازه گیری جریان، هیدروگراف های خروجی از روش های هیدرولیکی ماسکینگام-کونژ، اینرسی صفر و موج سینماتیک روندیابی شدند. در نهایت مقادیر دبی نفوذ با توجه به سطح مقطع متوسط جریان در بازه طولی موردبررسی و لحاظ کردن معادلات نفوذ SCS و هورتون تعیین شدند. هیدروگراف های محاسباتی از اختلاف بین هیدروگراف های خروجی روندیابی شده و دبی های نفوذ به دست آمد. در نهایت با استفاده از روش حداقل مربعات (LSM) برای هیدروگراف های خروجی مشاهداتی و محاسباتی، تابع هدف استخراج گردید. نتایج نشان داد که مقدار متوسط خطای نسبی بین هیدروگراف های خروجی مشاهداتی و محاسباتی از روش ارائه شده کمتر از 5 درصد است. با افزایش طول بازه مورد بررسی، مقادیر دبی نفوذ به دلیل کاهش هد استاتیکی آب، کاهش می یابند. راندمان مدل بر اساس معیار نش-ساتکلیف در تمامی طول ها بیش از 90 درصد بود که دلالت بر این دارد که استفاده هم زمان از معادله هورتون و روش روندیابی اینرسی صفر بهترین نتایج را ارائه می کند.

مطالعه دقیق و کمی در مورد بستر های زبر از اهمیت بسیاری برخوردار است. بدون تردید کمتر مثالی از حرکت سیال در طبیعت و پیرامون سازه های هیدرولیکی می توان یافت که جداره پیرامونی آن در شرایط بستر زبر قرار نداشته است. اگرچه رویکرد سنتی در تعیین زبری بستر بر اساس منحنی توزیع اندازه سنگ دانه ها استوار است، اما در رویکرد نوین، تعیین زبری بر اساس ارتفاع نقطه به نقطه بستر استوار می باشد که تعیین آن خود به سادگی میسر نیست. لذا با وجود مطالعات بسیار در زمینه جریان با بستر زبر و نیز توسعه روش ها و ابزارهای گوناگون جهت تعیین مدل رقومی و خصوصیات آماری چنین بسترهایی، فقدان یک روش ساده، کم هزینه و با دقت بالا احساس می گردد. در مطالعه حاضر به بررسی قابلیت های یکی از روش های فتوگرامتری بُرد نزدیک با عنوان روش ساختار ناشی از حرکت دوربین (اصطلاحاً SFM) در تعیین اندازه ذرات سطحی بستر پرداخته شده است. به منظور صحت سنجی، موقعیت رقومی اشیای مختلفی با شکل هندسی منظم مانند کره و مکعب با این روش تعیین گردید و با مقادیر تئوری حاصل از معادله ریاضی آنها مقایسه شدند. صحت سنجی نتایج مدل حاصل از روش ساختار ناشی از حرکت برای اشکال هندسی نامنظم با استفاده از دستگاه لیزر اسکنر و کولیس انجام شد که بیانگر دقت بالای روش ساده و کم هزینه SFM بود. نتایج نشان داد که این روش قادر است با دقت مناسبی (19/0 تا 1 میلی متر) یک مدل رقومی بستر سنگ دانه ای و شنی مصنوعی را شبیه سازی کند. سپس این روش در محیط واقعی بستر رودخانه کردان بکار برده شد و توزیع اندازه نقطه به نقطه ذرات بستر بر اساس ابر نقاط حاصل از مدل رقومی توسعه یافته بدست آمد که نشان دهنده قابلیت مناسب این روش برای تعیین زبری طبیعی بستر رودخانه ها بر اساس مفاهیم روش های آماری می باشد.

در این پژوهش اثرات مفید کوتاه مدت کاربرد بیوچار ضایعات مختلف پسته بر بهبود برخی ویژگی های شیمیایی و حاصلخیزی یک خاک لومی مورد بررسی قرار گرفت. بنابراین، اثرات دو فاکتور 1) نوع بهسازهای به کار برده شده در خاک شامل، بیوچارهای تهیه شده از تفاله نرم پسته، پوست سخت پسته و چوب درختان پسته 20 ساله در دمای 600 درجه سلسیوس (به میزان 5% وزنی) و 2) زمان خوابانیدن بهسازها در خاک (زمان های 1، 2، 3، 4، 5 ماه) بر پ هاش، قابلیت هدایت الکتریکی، پتاسیم محلول، نیترات و قابلیت دسترسی آهن، مس، منگنز و روی خاک مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پژوهش حاضر به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان داد که کاربرد مواد بهساز و زمان های مختلف خوابانیدن، اثر معنی داری بر میزان پ-هاش خاک ندارد. ولی در نمونه خاک های تیمار شده با هر سه بیوچار در هر 5 زمان، افزایش معنی داری از میزان قابلیت هدایت الکتریکی و کربن آلی نسبت به تیمار شاهد مشاهده شد. با افزایش بیوچار و زمان خوابانیدن، میزان پتاسیم محلول خاک افزایش معنی داری نشان داد، به نحوی که تمام تیمارها افزایش تقریباً دو برابری نسبت به تیمار شاهد داشته اند. افزودن بیوچار به خاک موجب نگهداشت نیترات و کاهش معنی دار نیترات در محلول خاک نسبت به نمونه شاهد شد. کاربرد بیوچارها سبب افزایش معنی دار آهن و افزایش نا منظم از سه عنصر روی، مس و منگنز شده بود که با گذشت زمان به دلیل کاهش تجزیه بیوچار و تبدیل شکل های آنها به شکل های با قابلیت دسترسی کمتر، از میزان قابل دسترس این عناصر در خاک کاسته شد.

پیش بینی دقیق هیدرولوژیکی یک ابزار کلیدی در برنامه ریزی های منابع آب است. از این رو در این مقاله با بهره گیری از مدل-های رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)، رگرسیون چند متغیره ی خطی (MLR)و خود همبسته ی میانگین متحرک (ARMA)، جریان ورودی به سدهای بختیاری و رودبار لرستان پیش بینی شده است. به منظور پیش پردازش داده های ورودی مدل ها از رویکرد میانگین متحرک استفاده شد. برای ارزیابی کارایی مدل ها از معیارهای ارزیابی نش ساتکلیف (NSE)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (R) و دیاگرام تیلور استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از روش پیش پردازش میانگین متحرک باعث بهبود عملکرد مدل های مورد استفاده شده است. بطوری که مقادیر NSE مربوط به مدل SVR با پیش-پردازش میانگین متحرک در پیش بینی جریان ورودی به سدهای بختیاری و رودبار لرستان نسبت به مدل SVR بدون پیش-پردازش به ترتیب 4/13 و 6/6 درصد بهبود داشته است.