تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1398 | دوره:50 | شماره:7 |تعداد مقالات:20

استفاده از زئولیت و سوپرجاذبدر خاک می تواند در کاهش آلودگی منابع آب مفید باشد. بدین منظور این تحقیق در سال 1397 و در قالب طرح آماری بلوک های کاملاً تصادفی و به صورت دو آزمایش مستقل انجام شد. تیمارهای مورد استفاده شامل دو تیمار در سه سطح مختلف و چهار تکرار بود و در مجموع با 24 لوله پلی اتیلن به قطر 5/10 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر در شرایط غیر اشباع در مزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. تیمارها شامل زئولیت پتاسیمی و سوپر جاذب نوع A200 در سه سطح صفر (شاهد)، 2 و 5 گرم در کیلوگرم خاک بود. کود اوره به صورت سرک و از بین 15 آبیاری، در آبیاری های 1، 6 و 12 به ستون های خاک اعمال شد. در پایان هر آبیاری نیترات خروجی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر سوپرجاذب در تمام آبیاری ها و زئولیت غیر از آبیاری 6 در سطح 5 درصد بر کاهش آبشویی نیترات معنی دار بود. و تیمار 2 گرم سوپرجاذب در کیلوگرم خاک غیر از آبیاری های 6 و 7 نسبت به تیمار 2 گرم زئولیت در کیلوگرم خاک عملکرد بهتری را در جلوگیری از آبشویی نیترات داشت. به طور کلی تیمارهای 2 و 5 گرم زئولیت در کیلوگرم خاک به ترتیب 20و 29 درصد و تیمارهای 2 و 5 گرم سوپرجاذب در کیلوگرم خاک به ترتیب 48 و 64 درصد نسبت به تیمار شاهد در جلوگیری از آبشویی نیترات مؤثر بودند.

دریاچه ارومیه به عنوان یکی از مهم ترین دریاچه های کشور به علت مصرف بیش از حد آب و تغییر اقلیم دارای وضعیت نامناسب زیست محیطی شده است. بررسی تغییرات اقلیمی و نحوه توزیع بارش در این منطقه می تواند در جهت مدیریت بهتر این حوضه آبریز به کار رود. در این مطالعه، برای پهنه بندی نواحی بارش حوضه دریاچه ارومیه از اطلاعات 65 ایستگاه هواشناسی در دوره آماری 1395-1376 استفاده شد. برای این منظور، داده های هر ماه استاندارد شده است و در ماتریس با ابعاد (n*m) که در آن n تعداد ایستگاه ها (65) و m تعداد ما ه ها (12) است، نوشته شدند. تجزیه مؤلفه های اصلی (PCA) روی ماتریس داده ها انجام شد و با توجه به معیار دارا بودن مقدار ویژه بالای یک، مؤلفه های اصلی انتخاب شدند. آنگاه مقادیر امتیازات مؤلفه های اصلی (PCS) برای مؤلفه های منتخب محاسبه شد. این مقادیر به عنوان ورودی روش تجزیه خوشه ای با روش وارد استفاده شدند. سپس جهت تعیین ایستگاه-های شاخص از روش پروکراستس استفاده شد. نتایج نشان داد که دو مؤلفه اصلی اول، 87 درصد واریانس کل داده ها را توجیه می-کنند. براساس مؤلفه های منتخب، در کل حوضه، شش ناحیه بارشی متمایز تشخیص داده شد. همچنین معلوم شد که چهار ایستگاه واقع در نقاط مختلف حوضه آبریز دریاچه ارومیه شامل مهماندار، سراب، بابارود و سنته می توانند به عنوان ایستگاه های شاخص در نظر گرفته شوند. این ایستگاه ها بیش از %84 واریانس کل داده های ایستگاه های حوضه را در بر داشتند. آزمون روند من-کندال نشان داد که بارش در فصل پاییز دارای روند افزایشی معنی دار می باشد، درحالی که بارش سالانه فقط در یکی از خوشه ها دارای روند افزایشی معنی دار می باشد.

آرسنیک شبه فلزی است که برای گیاهان، حیوانات، میکروارگانیسم ها و انسان سمی است. سازمان بهداشت جهانی حد مجاز آرسنیک در آب آشامیدنی را μ g/l 10 و منابع مختلف این حد را در خاک mg/kg20 بیان کرده اند. غلظت آرسنیک در آب و خاک نقاط مختلف ایران (نقاطی با غلظت بیش از حد مجاز) به ترتیب بین μ g/l840-10 و mg/kg2/1775-1/23 گزارش شده است. از جمله منابع آلاینده، می توان به وجود معادن طلا و مس ( به ویژه منطقه تکاب و کرمان) و سازند آتش فشانی ارومیه-دختر که حاوی انواع فلزات سنگین و خطرناک می باشد، اشاره کرد. اکثر معادن ایران بر روی این سازند واقع شده اند و استفاده از روش های قدیمی استخراج در معادن و فرسودگی تجهیزات بر شدت آلودگی افزوده است. علاوه بر این، کاربرد آفت کش ها و حشره کش ها و دیگر نهاده های کشاورزی عامل ورود آرسنیک به منابع آب و خاک است. با استفاده از تنوع ژنتیکی گیاهان (گیاهان مقاوم به آرسنیک)، پاک سازی محیط های آلوده و با افزایش غلظت عناصری مانند آهن، منگنز، فسفات، گوگرد و سیلسیم در محیط رشد گیاه می توان از قابلیت دسترسی گیاهان به آرسنیک به ویژه در برنج تا حدود زیادی کاست. استفاده از تجهیزات مدرن در امر استخراج معادن می تواند در زمینه آلودگی محیط زیست راهگشا باشد. وضعیت آلودگی آب های سطحی و زیرسطحی به آرسنیک در 13 استان کشور نشان از جدی بودن تهدید آرسنیک برای سلامت مردم بوده و این امر تصفیه آب در این مناطق آلوده را الزام آور می کند.

سهولت برداشت مصالح باکیفیت از رودخانه ها و هزینه های پایین آن، استفاده از این منابع را بیشتر نموده است. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تأثیر انتقال و توسعه گودال های ایجاد شده ناشی از برداشت مصالح رودخانه ای بر روی پایه های پل مجاور احداثی در مسیر جریان آب پرداخته و از پایه های پل دایره ای شکل و مستطیلی نوک تیز استفاده گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که حفره برداشت شده برای رسیدن به تعادل رسوب ورودی و خروجی تا پایه های پل مستقر در مجاورت گودال ادامه یافته و باعث فرسایش در اطراف هر دو پایه پل در بالادست و پایین دست محل خود می گردد. همچنین تأثیر حفره برداشت بر روی آبشستگی اطراف پایه پل بالا دست بیشتر از پایه پل پایین دست می باشد. با توجه به شکل آئرودینامیکی دماغه پایه پل مستطیلی نوک تیز مقدار حداکثر عمق آبشستگی در اطراف پایه پل بالادست و پایین دست به ترتیب 50/24 و 55/31 درصد نسبت به پایه پل دایره ای شکل کاهش می یابد. در نهایت با ارائه روابط تجربی برای حداکثر طول و عمق آبشستگی حفره برداشت، عوامل هندسی و مؤثر بر روی آبشستگی پایه ها و درصد خطای نسبی و RMSE روابط بدست آمده ارزیابی و نمودارهای مربوط به آن ها جهت بررسی استخراج گردید. مشاهده گردید که در هر دو دانه بندی با کاهش عمق گودال ها و همچنین با کاهش Fr، نسبتبی بعد H/y (نسبت ارتفاع گودال به عمق جریان) کاهش و نسبت-های بی بعد L/y، B/y (نسبت طول و عرض گودال به عمق جریان) افزایش می یابد. در نهایت پارامترهای تأثیرگذار در حداکثر طول و عمق آبشستگی گودال برای هر دو پایه پل دایره ای و مستطیلی نوک تی شناسایی و معرفی گردید.

از رایج ترین وسیله های اندازه گیری جریان در مجاری روباز، فلوم ها می باشند که در آن سرعت جریان، بر اثر تنگ شدگی عرضی، برآمدگی کف و یا ترکیبی از این دو، افزایش می یابد. یکی از فلوم های با ویژگی فوق، فلوم SMBF است که با داشتن دو نیم استوانه در طرفین کانال، باعث تنگ شدگی عرضی می شود. در تحقیق حاضر سازه SMBF جهت اندازه گیری بده در شرایط جریان آزاد و مستغرق مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس 575 سری داده آزمایشگاهی بر روی دو کانال با ابعاد مختلف و استفاده از هشت نمونه فلوم SMBF، در محدوده وسیعی از بده، عمق بالادست، و نسبت تنگ شدگی عرضی، معادلات بده پیشنهادی مختلف، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند. بر مبنای تحلیل های آزمایشگاهی، عددی و برداشت توزیع سرعت در مقطع گلوگاه، غیریکنواختی توزیع سرعت و عمق در مقطع تنگ شدگی و ماهیت دو بُعدی جریان، تبیین گردید. سپس با در نظر گرفتن ضرایب تصحیح جریان در مقطع گلوگاه و اِعمال آن در رابطه انرژی، معادله ای جهت تحلیل آبگذری این نوع فلوم ها در شرایط جریان آزاد استخراج شد. هم چنین روابطی جهت تعیین آستانه استغراق (به صورت تابعی از عمق بالادست و عرض گلوگاه) و تحلیل آبگذری در شرایط جریان مستغرق استخراج گردید. میانگین قدر مطلق خطای نسبی بده تخمینی از رابطه پیشنهادی در شرایط جریان آزاد بر اساس سه مجموعه داده آزمایشگاهی (کانال 1، کانال 2 و داده های سایر محققین)، به ترتیب 82/2، 19/3 و 52/1 درصد است. همچنین میانگین خطای برآورد بده در شرایط جریان مستغرق، 51/5 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد کاربرد سازه SMBF به عنوان یک ابزار اندازه گیری قابل حمل، در شرایط جریان آزاد و مستغرق امکان پذیر می باشد.

بررسی تغییرات مکانی کربن آلی خاک در کاربری های مختلف، کمک شایانی در تفسیر و شبیه سازی رفتار اکوسیستم های خاکی در مواجهه با تغییرات اقلیمی و زیست محیطی می کند. اراضی تپه ای و شیب دار روستای باندر به دلیل اکوسیستم منحصر به فرد و تأثیر شیب در ایجاد خرد اقلیم ها و تغییرات پوشش گیاهی، از اهمیت خاصی برخوردار است. تغییرات مکانی میزان محتوا و ذخیره کربن آلی و غیرآلی خاک در اعماق مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. تأثیر نوع کاربری اراضی، مواد مادری، ویژگی های توپوگرافی و برخی از ویژگی های خاک نیز بر روی میزان محتوا و ذخیره کربن آلی و غیرآلی خاک در 56 خاکرخ بررسی شد. به طور متوسط بیشترین میزان ذخایر کربن آلی و غیرآلی خاک (Mg/ha6/196=SOC، Mg/ha2/88=SIC) در مالی سول ها و کمترین مقادیر در انتی سول ها (Mg/ha 9/59=SOC، 3/11=SIC) به دست آمد. بیشترین میزان ذخیره کربن کل نیز به طور متوسط در مالی-سول ها 9/284 Mg/ha و کمترین آن در انتی سول ها 2/71 Mg/ha به دست آمد. همبستگی بین ذخایر کربن آلی و غیرآلی خاک نشان دهنده آن است که کربن غیر آلی خاک در این منطقه از کربن آلی سرچشمه می گیرد. در کاربری جنگل قسمت اعظم ذخایر کربن آلی خاک در افق های سطحی قرار داشته و کربن آلی آن نیز بیشتر از نوع تازه و نیمه تجزیه شده و در ارتباط با جزء سیلت خاک می-باشد. بنابراین خاک های جنگلی نسبت به خاک های مرتعی که قسمت اعظم کربن آلی آن ها در افق های زیرسطحی و در ارتباط با جزء رس خاک قرار دارد، در پاسخ به تغییر کاربری و اقدامات مدیریتی شکننده تر می باشد.

مدل های ماسکینگام موجود تنها در معادله ذخیره با یکدیگر متفاوت هستند. تاکنون به منظور لحاظ نمودن ویژگی غیرخطی موج سیلاب، ساختار معادله ذخیره بر اساس تجربه و به شیوه آزمون و خطا اصلاح شده است تا مشخصات کلی سیل دقیق تر مدل شود. یکی از روش های با مبنای تئوری برای لحاظ نمودن ویژگی های غیرخطی در مدل روندیابی ماسکینگام، استفاده از مشتق مرتبه کسری در معادله دیفرانسیل پیوستگی است. تحقیق حاضر به ارائه مدل جدیدی از ماسکینگام می پردازد که در آن از معادله خطی ذخیره و معادله دیفرانسیل پیوستگی از مرتبه کسری استفاده شده است. همان طور که در این تحقیق نشان داده شده است، مدل جدید قادر است هم سیلاب های با رفتار خطی و هم رفتار غیرخطی را شبیه سازی کند. مدل پیشنهادی ماسکینگام از مرتبه کسری، برای سه مجموعه ی مختلف از داده های سیل اجرا و آزمایش شد. نتایج این مطالعه نشان می دهد که مدل ماسکینگام پیشنهادی منجر به بهبود نتایج می شود و به طور مؤثر، ویژگی های موج سیلاب را نسبت به مدل های سنتی ماسکینگام بهتر تخمین می زند.

یکی از روش های تعیین پارامترهای معادله نفوذ در آبیاری نواری، استوانه مضاعف است. در این روش با استفاده از اندازه گیری مقدار نفوذ در زمان های مختلف می توان پارامترهای معادلات نفوذ را به دست آورد. از طرفی در سال های اخیر از مقیاس سازی برای بیان مشخصات پویایی آب در خاک و کاهش اندازه گیری های مورد نیاز استفاده شده است. هدف از این پژوهش، به دست آوردن پارامترهای معادله نفوذ کوستیاکوف-لوئیس با استفاده از حداقل اندازه گیری های مزرعه ای می باشد. این تحقیق با استفاده از داده های 15 آزمایش استوانه مضاعف در نوارهای مختلف مزرعه آزمایشی دانشگاه زابل انجام شد. برای به دست آوردن معادله نفوذ در هر نقطه از یک معادله نفوذ مرجع و فقط یک زمان اندازه گیری نفوذ استفاده شد. به منظور بررسی دقت و صحت عملکرد روش مورد بررسی در برآورد نفوذ تجمعی از آماره های ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب تبیین (R2) استفاده شد. نتایج نشان داد که انتخاب منحنی مرجع، دلخواه بوده و هریک از 15 نقطه آزمایش را می توان به عنوان منحنی مرجع انتخاب کرد. نزدیک بودن مقدار R2 به عدد یک (99/0< ) و همچنین پائین بودن مقدار RMSE(001/0>)، نشان دهنده ی دقت بالای روش ارائه شده در این تحقیق است. همچنین فاکتور مقیاس به دست آمده بر اساس زمان های مختلف نفوذ (5/0، 1، 2، 3 و 4 ساعت) تفاوت زیادی با یکدیگر ندارد. رابطه ارائه شده در این پژوهش به دلیل نیاز به داده های ورودی کمتر و اندازه گیری آسان تر نسبت به روابط ارائه شده در پژوهش های گذشته، برتری داشت.

کشت متراکم و پیوسته نیشکر بدون مصرف کود پتاسیمی، منجر به کاهش منابع پتاسیم در خاک شده است. به منظور بررسی کارایی جذب پتاسیم در دو مدیریت کود دهی، مشابه با کشت جدید نیشکر (پلنت) و سنین بازرویی (راتون) و نیز تأثیر ریزوباکترهای محرک رشد گیاه بر کارایی جذب پتاسیم، یک آزمایش گلدانی با سه تکرار در شرایط گلخانه انجام شد. تیمارها شامل ترکیب دو سطح کود فسفر (شامل صفر (P0) و 200 کیلوگرم در هکتار (P200)) و سه سطح ریزوباکتر (شامل شاهد (B0)، انتروباکتر سویه R13 (B13) و انتروباکتر سویه R33 (B33)) بودند. خصوصیات مورفولوژیکی اندام هوایی و ریشه و تغییرات پتاسیم در ریزوسفر در سه زمان برداشت 60، 95 و 140 روز پس از کشت بررسی شدند. در شرایط مشابه با کشت نیشکر، بیشترین مقدار جریان ورودی (اینفلاکس) و جذب پتاسیم در تیمارهای P200B13 و P200B0 مشاهده شد در صورتی که بیشترین طول ریشه در تیمار P200B33 مشاهده شد. این در حالی است که در شرایط مشابه با بازرویی نیشکر، بدون مصرف کود شیمیایی، بیشترین مقدار جریان ورودی و جذب پتاسیم در تیمار P0B33 مشاهده شد. در فاصله دو برداشت آخر، جریان ورودی پتاسیم در تیمار شاهد (P0B0) کاهش شدیدی نشان داد که در تیمارهای تلقیح شده، کاهش جریان ورودی پتاسیم مشاهده نشد. بنابراین در شرایط مشابه کشت نیشکر، استفاده از ریزوباکتر سویه R13 سبب بهبود کارایی جذب پتاسیم توسط گیاه نیشکر شد در حالی که در شرایط مشابه با سنین بازرویی، استفاده از ریزوباکترها به ویژه R33 توانست جذب و کارایی جذب پتاسیم را افزایش دهد. همچنین نتایج نشان داد که جریان ورودی پتاسیم، مکانیزم اصلی جذب پتاسیم به ویژه در استفاده از ریزوباکترها در گیاه نیشکر بود.

آگاهی از ظرفیت خاک ها برای بهره برداری از آن ها در قالب انواع استفاده های اصلی در اکوسیستم های کشاورزی و منابع طبیعی مستلزم شناخت دقیق ویژگی های فیزیکوشیمیایی و زیستی خاک می باشد که تضمین کننده استفاده پایدار از اراضی می باشد. لذا این تحقیق به منظور ارزیابی کیفیت خاک با استفاده از مدل های کمّی در اراضی کَنِ سرخ شهرستان مهران به عنوان بخشی از اراضی خشک و نیمه خشک ایران در استان ایلام انجام شد. نمونه های خاک از عمق صفر تا 30 سانتی متری و متوسط وزنی عمق 30 تا 100 سانتی متری خاکرخ برداشت گردید. ویژگی های فیزیکوشیمیایی بر اساس روش های استاندارد اندازه گیری شد. با استفاده از روش تجزیه به مؤلفه های اصلی (PCA)، از مجموع 16 ویژگی خاک (TDS)، بر اساس میزان ارزش ویژه و ضریب همبستگی، 8 ویژگی به عنوان حداقل ویژگی های مؤثر بر کیفیت خاک (MDS) انتخاب گردید. سپس با استفاده از دو مدل شاخص کیفیت تجمعی (IQI) و شاخص کیفیت نمورو (NQI) و هر کدام در دو مجموعه ی TDS و MDS ارزیابی کیفیت خاک انجام شد. نتایج نشان داد که خاک-های منطقه در نمونه های سطحی دارای کلاس کیفیت متوسط و نمونه های متوسط وزنی عمق 30 تا100سانتی متری خاکرخ ها دارای کیفیت ضعیف به همراه محدودیت شدید می باشند. طبق نتایج مهم ترین عوامل محدودکننده کیفیت خاک کمبود ماده آلی، درصد بالای کربنات کلسیم، گچ، سنگریزه و شوری خاک بود. ضریب تبیین (R2) برای نمونه های سطحی و متوسط عمقی بین دو مجموعه TDS و MDS در دو مدل IQI و NQI به ترتیب 79/0 و 79/0، 95/0 و 94/0 بود که نشان دهنده قابل اطمینان بودن استفاده از مجموعه MDS به جای TDS در هر دو مدل می باشد. بنابراین استفاده از مؤثرترین ویژگی های خاک در مطالعات ارزیابی کیفیت خاک ضمن کاهش زمان مطالعات خاک شناسی زمینه صرفه اقتصادی در بحث پایش و بهره برداری پایدار از اراضی کشاورزی را فراهم می نماید.

آگاهی از اشکال مختلف پتاسیم و توزیع آن در خاک های مختلف می تواند به مصرف بهینه کودهای پتاسیم کمک نماید. پژوهش حاضر با هدف بررسی اشکال مختلف پتاسیم در خاک و همبستگی آن ها با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی و کانی های رسی خاک انجام گردید. نتایج نشان داد که میزان پتاسیم محلول با میزان رس رابطه معکوس و میزان پتاسیم تبادلی و قابل جذب با میزان رس رابطه مستقیم داشت. میزان پتاسیم تثبیت شده نیز به نوع و مقدار رس ها در خاک بستگی داشت. پتاسیم ساختمانی با میزان آهن و میزان رس در خاک، رابطه مثبت و معنی داری نشان داد اما با میزان گچ در خاک رابطه منفی داشت. پتاسیم کل بنابه همبستگی که با میزان رس داشت با میزان آهن، آلومینیم و سیلیس نیز که اجزاء اصلی تشکیل دهنده رس ها می باشند، نیز همبستگی بالایی داشت. میزان پتاسیم خاک به میزان زیادی با افزایش کانی های ایلیتی رو به فزونی بود ولی وجود پالی گورسکایت یا کلریت زیاد در خاک با کاهش میزان پتاسیم در خاک همراه بود. نتایج نشان داد که میزان پتاسیم با وجود گچ، آهک و ماده آلی و بدون حضور این مواد در مناطق حاوی گچ مثل امیدیه، رامهرمز و هفتکل تفاوت قابل ملاحظه ای داشت. عمده تفاوت در میزان پتاسیم خاک به نوع کانی های رسی (متأثر از مواد مادری)، اثرات آبیاری سنگین، جذب گیاهی و میزان گچ مرتبط بود که سبب می شد کانی رسی ایلیت تا حدودی در خاک کاهش یابد.

در سال های اخیر، میزان بارش در نواحی مختلف به خصوص در نواحی خشک و نیمه خشک، دچار تغییرات چشم گیری شده است. بنابراین، تخمین و الگوشناسی بارش در یک بازه دراز مدت می تواند به هیدرولوژیست ها و مهندسین آب اطلاعات کافی ارائه کند. در این مطالعه برای اولین بار، بارندگی دراز مدت شهر انزلی در یک بازه زمانی 67 ساله توسط مدل عددی موجک-سیستم استنباط فازی عصبی تطبیقی (WANFIS) شبیه سازی شد. برای آموزش، آزمون و صحت سنجی مدل های هوش مصنوعی به ترتیب از بارش-های 37، 20 و 10 ساله استفاده شد. در ابتدا، بهینه ترین تابع عضویت شبکه انفیس با استفاده از تجزیه و تحلیل نتایج مدل های مختلف به دست آمد. به عبارت دیگر، تعداد توابع عضویت بهینه برابر با هشت در نظر گرفته شد. سپس اعضای مختلف خانواده موجک مورد ارزیابی قرار گرفتند که dmey به عنوان بهینه ترین عضو این خانواده ها معرفی شد. در ادامه، با استفاده از تابع خودهمبستگی، خودهمبستگی نسبی و تأخیرهای مختلف، 15 مدل WANFIS توسعه داده شدند. علاوه بر این، با استفاده از تحلیل حساسیت، مدل برتر و تأخیرهای مؤثر معرفی شدند. مدل برتر، مقادیر بارش را با دقت بالایی تخمین زد. به عنوان مثال، مقادیر ضریب همبستگی، شاخص پراکندگی و نش ساتکلیف برای مدل برتر در حالت صحت سنجی به ترتیب مساوی با 962/0، 258/0 و 899/0 محاسبه شدند.

این مطالعه با هدف بررسی امکان رشد باکتری های بومی جداسازی شده از برخی نواحی خاک آلوده به نفت سفید واقع در استان خوزستان در تجزیه آلودگی های نفتی مورد بررسی قرار گرفت. پس از مراحل غنی سازی، جداسازی و غربالگری اولیه، بر اساس توالی ژن کدکننده 16S rRNA، باکتری ها شناسایی شدند. توانایی باکتری های بومی به عنوان باکتری های استفاده کننده از هیدروکربن-ها در حضور مواد نفتی از قبیل نفت سفید و نفت خام با غلظت 1% در محیط کشت نمکی حداقل(MSM) جامد و مایع اندازه گیری شد. آزمایش به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح فاکتوریل با عامل های نفت (سفید یا خام)، باکتری و زمان در سه تکرار با به کارگیری مایه تلقیح میکروبی (با جمعیت CFU/ml 108) در هر دو محیط کشت مایع و جامد انجام پذیرفت. بررسی توانایی تجزیه-کنندگی هیدروکربن ها در محیط جامد و مایع بر اساس کدورت سنج انجام پذیرفت. در نتیجه این تحقیق پنج باکتری متعلق به جنس هایMicrobacterium phyllosphaerae (ZS1. 9)، Bacillus megateriuns (ZS2. 12)، Staphyloccoccus epidermidis (ZS3. 170)، Streptomyces albogriseolus (ZS4. 9) وBacillus subtilis (ZS5. 210) شناسایی گردیدند. نتایج نشان داد که بیشترین رشد توسط باکتری ها در حضور ماده نفت سفید بود. در حالی که نفت خام کمترین رشد را داشت. از میان مواد نفتی استفاده شده بالاترین تجزیه مربوط به ماده نفت سفید بود. همچنین توانایی باکتری ها در تجزیه مواد نفتی با گذشت مدت زمان انکوباسیون افزایش یافت. نتایج این آزمایش توانایی گونه های مختلف باکتری در زیست پالایی محیط های آلوده شده به هیدروکربن های مختلف را نشان داد.

یکی از روش های معتبر در شبیه سازی فرآیند پیچیده و غیرخطی بارش– رواناب استفاده از مدل های هیدرولوژیکی است. هدف مقاله حاضر بررسی کارایی سه مدل بارش-رواناب یکپارچه و مفهومی AWBM، Sacramento و SimHyd در شبیه سازی رواناب روزانه در خروجی حوضه آبریز معرف امامه با کاربرد بهینه ساز واسنجی خودکار الگوریتم ژنتیک است. مشابه سایر مدل های هیدرولوژیکی، در هر سه مدل مذکور محدوده تغییر پارامترها زیاد است و با توجه به دشواری واسنجی با روش های متداول مبتنی بر سعی و خطا، در این مقاله کاربرد روش های بهینه سازی به منظور واسنجی خودکار مدل های هیدرولوژیکی بررسی شد. تهیه نقشه های مورد نیاز در محیط نرم افزار سامانه اطلاعات جغرافیایی نسخه 10. 4. 1 انجام گرفت و داده های بارش، تبخیر و تعرق پتانسیل و رواناب مشاهداتی روزانه سال های 2005-2001 برای واسنجی و سال های 2007-2006 برای صحت سنجی در امر شبیه سازی ها استفاده شد. معیارهای ارزیابی شامل ضریب نش-ساتکلیف (NSE)، ضریب تبیین (R2) و ضریب مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) برای ارزیابی مدل ها استفاده شد. نتایج آماری و گرافیکی واسنجی و صحت سنجی حاکی از عملکرد بهتر مدل SimHyd نسبت به دو مدل دیگر با داشتن ضریب نش ساتکلیف 575/0 و 731/0، تبیین 61/0 و 80/0 و مجذور میانگین مربعات خطا 033/1 و 829/0 به ترتیب در دوره واسنجی و صحت سنجی با کاربرد بهینه ساز واسنجی خودکار الگوریتم ژنتیک و انطباق گرافیکی خوب با مقادیر مشاهداتی است. همچنین مدل های AWBM و Sacramento نیز نتایج آماری و گرافیکی رضایت بخش و مطلوب در حوضه منتخب داشته و کارایی خوب بهینه ساز واسنجی خودکار الگوریتم ژنتیک را مورد تأکید قرار می دهند.

عامل 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. ضرورت این پژوهش آن است که تاکنون مقدار بهره وری آب نرمال شده برای گیاه اسفناج تعیین نشده است. این پژوهش در مزرعه کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران واقع در پاکدشت انجام شد. آزمایش ها در سال زراعی 1397-1396 در شش تراکم کاشت 12، 16، 17، 22، 25و 33 بوته در مترمربع در چهار تکرار با آبیاری کامل انجام شد. عملکرد زیست توده در طول فصل کشت در کل هفت بار اندازه گیری شد. با توجه به داده های اندازه گیری شده زیست توده و تعرق نسبی گیاه، بهره وری آب نرمال شده برای پنج عدد از تیمارها به دست آمد. بیشترین بهره وری آب نرمال شده با 4/12 گرم بر مترمربع مربوط به تیمار دارای تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع بود. با استفاده از داده های بهره وری آب نرمال شده و تراکم کاشت (بوته در مترمربع) رابطه ای به دست آمد. این رابطه با استفاده از یک تیمار باقی مانده و قرار دادن بهره وری آب نرمال شده در مدل آکواکراپ آزمون شد. ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین خطای اریب بین داده های اندازه گیری شده و شبیه سازی شده در مرحله تست 9/20 و 6/6 گرم بر مترمربع بود. نتایج این پژوهش نشان داد تراکم کاشت روی بهره وری آب نرمال شده تأثیر دارد و با افزایش تراکم کاشت بهره وری آب نرمال شده افزایش و سپس کاهش می یابد. پیشنهاد کلی این پژوهش آن است که عامل بهره وری آب نرمال شده با توجه به میزان تراکم کشت در مدل آکواکراپ انتخاب و وارد شود.

با توجه به تنوع منابع داده های هواشناسی، موضوع شناسایی منابع مناسب و بررسی تأثیر به کارگیری آن ها بر شبیه سازی هیدرولوژیکی، اهمیت دارد. همچنین از آنجا که مدل های نیمه توزیعی هیدرولوژیکی از روش های مختلف بعضاً مبتنی بر فرضیات ساده کننده برای آماده سازی داده های هواشناسی، برای نمونه پهنه ای نمودن داده های نقطه ای، استفاده می نمایند، بررسی اثر روش های مختلف موضوع مهمی است. با این توجه، در این پژوهش منابع مختلف داده ای و روش های مختلف درون یابی مکانی بارش با استفاده از مدل SWAT در حوضه رودخانه مهاباد چای مورد ارزیابی قرار گرفت. منابع مختلف داده های هواشناسی شامل اندازه گیری های زمینی بارش در ایستگاه های هواشناسی وزارت نیرو و سازمان هواشناسی و همچنین داده های باز تحلیل شده CFSR در کنار روش های مختلف درون-یابی مکانی، شامل نزدیک ترین همسایگی (NN) و وزن دهی معکوس فاصله (IDW)، جهت فراهم سازی داده ورودی مدل SWAT در چارچوب یک ماژول محاسباتی توسعه یافته در محیط ArcMap بکار گرفته شد و نتایج پس از واسنجی پارامترهای مدل SWAT مورد مقایسه قرار گرفت. شبیه سازی رواناب روزانه برای یک دوره 36 ساله با استفاده از داده های بازتحلیل شده CFSR، بعد از واسنجی منجر به شاخص NS برابر با 57/0 گردید که در مقایسه با استفاده از داده های بارش مربوط به ایستگاه های زمینی که منجر به شاخص NS برابر با 38/0 شده، مطلوب تر است. مقایسه دو روش درون یابی مکانی برای پهنه ای نمودن داده های بارش نشان داد که روش IDW بر روش NN برتری قابل توجه دارد بطوریکه شاخص NS برای روش اول برابر 79/0 و برای روش دوم برابر 56/0 به دست آمد.

پایش پیوسته و دقیق سرعت جریان در رودخانه ها یکی از چالش های مهم مدیریت منابع آب است. در ایران سرعت جریان در رودخانه با استفاده از مولینه تخمین زده می شود. در این پژوهش برای اولین بار در ایران، سرعت جریان در رودخانه زاینده رود در محل ایستگاه چم طاق با استفاده از دستگاه تیکه نگاری صوتی مورد سنجش قرار گرفت. بدین منظور از دو دستگاه تیکه نگاری صوتی استفاده گردید و سیگنال های صوتی با بسامد 30 کیلوهرتز در هر30 ثانیه ارسال گردید. بر این اساس دبی اندازه گیری شده مقدار 9/9 مترمکعب بر ثانیه به دست آمد. در همان شرایط میزان آبدهی رودخانه با استفاده از نمودار دبی-اشل موجود به میزان 3/10 مترمکعب بر ثانیه برآورد شد. با تحلیل خطای اندازه گیری روش تیکه نگاری صوتی، حداکثر عدم قطعیت اندازه گیری سرعت جریان با استفاده از این فناوری 15 درصد محاسبه شد. همچنین تحلیل خطای دستگاه تیکه نگاری صوتی برای رودخانه های مختلف مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت و بهترین نحوه تنظیم نصب دستگاه به منظور حداقل رساندن میزان عدم قطعیت توصیه گردید.

محدودیت منابع آب و رقابت بخش های مختلف در استفاده از این منابع، نیاز به بهره برداری بهینه از منابع آب را مخصوصاً در مناطق خشک و نیمه خشک افزایش داده است. برای این منظور از آمار و اطلاعات در محدوده شش ایستگاه همدیدی مناطق نیمه خشک ایران شامل مشهد، شیراز، تبریز، کرمانشاه، خرم آباد و ارومیه استفاده شد. متغیرهای ورودی شامل فراسنج های دمای متوسط (T)، رطوبت نسبی (RH)، ساعت آفتابی (S) و سرعت باد در ارتفاع دو متری (U2) می باشند. برای تعیین طول دوره آزمون ابتدا از روش M تست استفاده شد و با توجه به اینکه در انتهای سمت راست نمودارها، هم آماره گاما و هم خطای استاندارد به سمت مجانب شدن می روند، از 5 سال آخر برای تست مدل ها استفاده شد. نتایج نشان داد که بر اساس آزمون گاما در حالت ترکیبی بهترین ورودی ها برای ایستگاه های مشهد، شیراز، تبریز، کرمانشاه، خرم آباد و ارومیه به ترتیب (S، U2، RH)، (T، U2، RH، S)، (T، U2، RH، S)، (T، U2، RH)، (T، RH، S)، (RH، S)، دارای کم ترین گاما به ترتیب برابر 005/0، 01/0-، 001/0، 002/0-، 008/0، 009/0 می باشند. برای مدل سازی تبخیر-تعرق سالانه از روش های رگرسیون خطی (LLR)، رگرسیون خطی پویا (DLLR)، شبکه عصبی مصنوعیANNCG وANNBFGS استفاده شد. برای ارزیابی مدل های فوق از معیارهای ارزیابی R، MAE، RMSE، MBE، معیار جاکوویدز (t) و معیار صباغ (R2/t) استفاده شد. نتایج نشان داد که با بهترین ورودی ها بهترین عملکرد برای ایستگاه های مشهد، کرمانشاه، تبریز و شیراز به دست آمد، به طوری که ضریب همبستگی پیرسون در دوره تست برای مدل شبکه عصبی (CG) به ترتیب 91/0، 98/0، 96/0، 97/0 به دست آمد. نتایج به طور کلی نشان داد که روش های غیرخطی به خوبی توانایی برآورد تبخیر-تعرق سالانه را در ایستگاه های مورد بررسی دارند.

نیاز به منابع آب با کیفیت خوب هم گام با افزایش جمعیت و تنوع و تعدد آلاینده های آب، مدیریت کمی و کیفی آب را بیش از پیش ضروری می سازد. در این راستا پایش منابع آب و در اختیار داشتن اطلاعات مکانی و زمانی به روز می تواند نقش مهمی را در مدیریت کیفی منابع آب ایفا نماید. فناوری سنجش از دور با استفاده از تصاویر ماهواره های تخصصی و به روز، با دقت مناسبی پتانسیل تعیین برخی از پارامترهای کیفی آب که بر دما یا طیف نوری از سطح آب تأثیرگذار هستند را در مقیاس های متوسط تا بزرگ، دارا می باشد. هدف از این پژوهش ارزیابی دقت پایش کیفیت آب تالاب انزلی با استفاده از سنجش از دور است. بدین منظور پس از بررسی میدانی از تالاب انزلی و رودخانه های منتهی به آن، نقاط مناسب برای نمونه برداری انتخاب شدند. پس از انتخاب نقاط مناسب برای نمونه برداری، در راستای افزایش دقت مدل های رگرسیونی از تصاویر ماهواره ای در فصول مختلف سال (ماه های آبان 1391، بهمن 1391، اردیبهشت 1392 و مرداد 1392) استفاده شد. در هنگام عبور ماهواره لندست 7 و 8 از منطقه، نمونه برداری انجام و مقادیر پارامترهای کیفی نمونه ها شامل: مقادیر نیترات، آمونیوم، فسفر محلول، جامدات محلول، جامدات معلق، هدایت الکتریکی و اسیدیته اندازه گیری شدند. پس از استخراج تصاویر ماهواره ای و بازتابش آن ها، باندهای مؤثر بر مقادیر کیفی آب مشخص و مدل های رگرسیونی تصاویر به دست آمدند. نتایج نشان داد استفاده از سنجش از دور در تالاب انزلی قادر به برآورد اسیدیته، کل جامدات معلق و دما به خوبی می باشد (درصد ریشه میانگین خطای نرمال شده کمتر از ده درصد). سایر پارامترهای کیفی شامل نیترات، شوری، کل جامدات محلول و آمونیوم با درجه دقت کمتر (درصد ریشه میانگین خطای نرمال شده کمتر از سی درصد) و ارتوفسفات با درجه دقت ضعیف (درصد ریشه میانگین خطای نرمال شده بیشتر از سی درصد) با استفاده از فن سنجش از دور قابل برآورد هستند. بنابراین، سنجنده مورد استفاده قادر است غالب پارامترهای کیفی را با دقت قابل قبولی برآورد نماید. آنچه مسلم است با افزایش تعداد نقاط نمونه برداری و برداشت نمونه های با تواتر کم تر مدل های رگرسیونی با دقت بیشتری استخراج و در نتیجه دقت برآورد پارامترهای کیفی افزایش خواهد یافت.

کوشیا یکی از گیاهان بسیار مقاوم به شوری و خشکی است که می توان از آن در تولید علوفه برای دام ها در شرایط عدم دسترسی به منابع آب و خاک مطلوب و در مناطق دارای آب و خاک شور بهره برد. در این راستا مطالعه ای با هدف بررسی عملکرد و اجزاء عملکرد کوشیا در شرایط تنش شوری و کم آبی انجام شد. کرت های اصلی شامل سطوح شوری آب کارون (با شوری متوسط 5/2 دسی زیمنس بر متر)، 10، 15 و 20 دسی زیمنس بر متر و کرت های فرعی شامل سه سطح آبیاری 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه بودند. صفات مورد مطالعه وزن تر کل اندام هوایی، وزن تر و خشک برگ و ساقه، وزن تر و خشک یک بوته و ارتفاع بوته بود. نتایج نشان داد که سطوح تنش شوری اعمال شده تأثیر معنی داری در سطح احتمال یک درصد بر صفت های مورد مطالعه داشتند. همچنین تیمارهای مختلف آبیاری تأثیر معنی داری بر کلیه صفات مورد مطالعه داشتند. در مقایسه اثرات اصلی شوری و کم آبی به صورت جداگانه، تیمارهای شاهد شوری (آب کارون) و آبیاری کامل به ترتیب با تولید 52 و 49 تن علوفه تر در هکتار از نظر کلیه صفات مورد مطالعه نسبت به تیمار های تحت تنش دارای برتری بودند. اثر متقابل تنش های شوری و کم آبی بر روی وزن تر یک بوته، وزن تر و خشک برگ در سطح احتمال پنج درصد و بر روی ارتفاع بوته گیاه در سطح احتمال یک درصد معنی دار شد و بر روی دیگر صفات مورد مطالعه تأثیر معنی داری نداشت. کوشیا در شرایط مناسب و تحت تنش شدید شوری و کم آبی توانست به ترتیب 57 و 34 تن در هکتار علوفه تر تولید کند. نتایج نشان داد بین کلیه صفات مورد مطالعه شامل؛ وزن تر کل، وزن تر و خشک یک بوته، وزن تر و خشک برگ، وزن تر و خشک ساقه، ارتفاع، تعداد شاخه های فرعی و قطر ساقه، همبستگی مثبت و معناداری را نشان دادند.