تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1396 | دوره:48 | شماره:4 |تعداد مقالات:20

وجود ذرات گچ در بافت خاک مشکلات عدیده ای را برای خاک در کاربری های مختلف از جمله کشاورزی و پروژه های عمرانی ایجاد می کند. قابلیت انحلال ذرات گچ موجب می شود تا در اثر تماس با آب، به تدریج حل شده و همراه با جریان آب از محیط خارج شود. این پدیده باعث می شود سازه های بنا شده بر روی این خاک ها به مرور در اثر انحلال گچ و افزایش تخلل خاک و نهایتاً نشست بستر دچار تخریب های کلی گردیده و هزینه های هنگفتی به پروژه در مرحله بهره برداری از آن تحمیل نماید. در این پژوهش اثر دو عامل درصد گچ و شیب هیدرولیکی در میزان انحلال گچ در خاک های رسی مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا نمونه های خاک گچی بطور مصنوعی و با افزودن مقادیر مختلفی از سنگ گچ طبیعی شامل 0، 5، 10، 20 و 30 درصد وزنی به یک خاک با بافت رسی تهیه و سپس هر یک از نمونه های گچی تحت شیب های هیدرولیکی مختلف شامل 5/0، 1، 2، 5 و10، مورد آزمایش های آبشویی قرار گرفتند. نتایج آزمایش های انجام شده نشان دادند با افزایش درصد گچ میزان انحلال آن در خاک نیز افزایش می یابد. همچنین شدت آبشویی یعنی نسبت مقدار گچ خارج شده از خاک به مقدار گچ اولیه موجود در خاک، با افزایش درصد گچ خاک کاهش می یابد. علاوه بر این افزایش شیب هیدرولیکی سرعت خروج آب و در نتیجه مقدار آب خارج شده از محیط خاک گچی در مدت زمان معین افزایش یافته و میزان گچ بیشتری نیز از محیط خارج می گردد.

در این پژوهش با استفاده از یک ساختار چندهدفه و بهره گیری از فرمول بندی های جدید روشی ارائه شده است که در آن بجای افزایش اطمینان پذیری بر اساس تأمین نیاز 100 درصد در برخی ماه ها بدون توجه به ماه های خشک، مقداری از آب ماه ها یا فصول پرآب در مخزن ذخیره شده تا با استفاده در ماه های کم آب شدت شکست تعدیل گردد. برای این منظور الگوریتم بهینه سازی چند هدفه ازدحام ذرات (MOPSO) به مدل شبیه ساز WEAPمتصل گردید. هدف اصلی در چنین ساختاری ارائه راه حلی بود که در آن با توجه به ظرفیت بهره برداری از مخزن، علاوه بر رسیدن به اطمینان پذیری تأمین نیاز قابل قبول در کل دوره، درصد تأمین نیاز در ماه های خشک نیز افزایش یابد. در نهایت نتایج در سه سناریوی وضع موجود، توسعه اراضی و سناریوی بهینه سازی سامانه مورد ارزیابی قرار گرفت. مطابق با نتایج، در سناریوی وضع موجود در کل دوره بجز در چندین ماه وضعیت مطلوب گزارش شد. در سناریوی توسعه اراضی در بسیاری از سال های خشک و در تمامی شش سال آخر برنامه ریزی در بیش تر مصارف، درصد تأمین نیاز در سه تا هشت ماه خشک متوالی برابر صفر و در بقیه سال های کم آب، در این ماه ها کمتر از پنج درصد بود. اما با اجرای مدل بهینه ساز درصد تأمین نیاز در این ماه ها به مقدار 28 تا 60 درصد رسید. همچنین در سناریوی بهینه سازی سامانه، اطمینان پذیری تأمین نیاز برقابی سد مارون و زیست محیطی پایین دست بهبود یافت. این پژوهش نشان داد استفاده از راهکار این تحقیق منجر به مدیریت بهتر مخزن و کاهش شدت شکست در تأمین مصارف مختلف در ماه های کم آب خواهد شد.

گرادیان پخشیدگی در لایه نازک (DGT) به عنوان یک روش تعیین فسفر در برخی از خاک ها مورد استفاده قرار می گیرد. این روش در 10 خاک آهکی متفاوت مورد بررسی قرار گرفت، میزان استخراج فسفر توسط این روش با 5 روش مختلف دیگر و میزان فسفر جذب شده توسط گیاه گندم در یک آزمایش گلدانی در گلخانه مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با توجه به تنوع زیاد خاک ها، مقدار غلظت فسفر قابل استخراج با روش DGT (CDGT) دارای دامنه گسترده بین 4/23 تا 6/494 میکرو گرم بر لیتر بود. به علت این تغییرات زیاد، همبستگی قوی بین فسفر استخراج شده توسط روش DGT با سایر روش ها و جذب فسفر گیاه مشاهده نشد؛ اما با بررسی جداگانه خاک هایی با CDGT کم این همبستگی ها افزایش چشم-گیری داشت. لذا می توان گفت روش DGT برای ارزیابی فسفر در خاک های آهکی با CDGTکمتر از µ g/l250 به دلیل همبستگی بیشتر این روش با سایر روش های ارزیابی فسفر و به ویژه جذب فسفر گیاه، قابل توصیه است.

در این پژوهش مقدار تلفات آب در هفت مورد از کانال های انتقال آب در دشت های زاینده رود، کرمان و مغان، با پوشش ژئوممبران با مشخصات فنی یکسان از نوع HDPE و طول عمر یکسان، مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور میزان تلفات کل آب در کانال ها به روش ورودی-خروجی در سه مرحله تعیین گردید. هم زمان مقدار تبخیر با استفاده از تشتک تبخیر نصب شده در مجاورت لبه کانال ها تعیین و برای محاسبه تلفات نشت، مقدار تلفات تبخیر از تلفات کل کسر گردید. بر اساس نتایج، مقادیر راندمان انتقال آب در این کانال ها بین 96 تا 7/99 و به طور متوسط 1/99 درصد (20 درصد بالاتر از پوشش بتنی) می باشد. مقدار تلفات کل در کانال ها بین 3/3 تا 8/13 و به طور متوسط 1/8 لیتر در ثانیه در کیلومتر (معادل 9/0 درصد در کیلومتر) تعیین گردید. از تلفات کل بین 3/3 (زاینده رود اصفهان) تا 2/16 (کرمان) و به طور متوسط 1/7 درصد در اثر تبخیر بوده و مابقی تلفات در اثر نشت از پوشش ژئوممبران بوده است. مقدار تلفات نشت در کانال های مورد ارزیابی بین 03/0 (KC در دشت کرمان) تا 16/0 (در دشت زاینده رود کانال EC4) و به طور متوسط 08/0 مترمکعب در مترمربع در روز تعیین گردید. بین مقادیر تلفات آب و مقدار دبی کانال رابطه مستقیم وجود دارد. در کل نتایج این پژوهش تأثیر قابل توجه کاربرد پوشش ژئوممبران در کنترل تلفات نشت آب از کانال های مورد ارزیابی و برتری آن نسبت به پوشش رایج بتنی را نشان داد.

تثبیت بیولوژیکی خاک روشی نوین در مقاوم سازی خاک در برابر فرسایش می باشد. در این پژوهش از باکتری تولیدکننده آنزیم اوره آز با نام علمی Sporosarcina Pasteurii با قابلیت رسوب زایی در منافذ خاک، استفاده شد. به منظور بررسی میزان اثرگذاری باکتری، از مقاومت برشی خاک با دستگاه برش پره ای، استفاده شد. تیمارهای موردبررسی شامل نوع خاک، غلظت باکتری، زمان نگهداشت، تزریق مجدد با فاصله زمانی شش روز و تأثیر شرایط محیطی بر عملکرد باکتری و میزان مقاومت برشی می باشد. نتایج نشانگر بهبود مقاومت برشی خاک ها به صورت معنادار نسبت به زمان است. بیشترین مقاومت برشی در ماسه کربناته و سپس ماسه سیلیسی با توزیع دانه بندی ریزتر به ترتیب به اندازه 64/0 و 39/0 کیلوگرم بر سانتیمترمربع حاصل شد. بهترین وضعیت تعادلی بین مواد مغذی و تعداد باکتری در این پژوهش در دانسیته نوری برابر 5/1 مشاهده شد. نتایج نشان داد تزریق مجدد تأثیر افزاینده ای در مقاومت نمونه ها به خصوص در ماسه سیلیسی به اندازه 55% نسبت به یک بار تزریق دارد.

در پژوهش حاضر رابطه بین ضریب حساسیت گیاه به تنش (Ky) و رطوبت بحرانی که در کمتر از آن گیاه دچار تنش می شود (qc)، در قالب یک مدل ریاضی مفهومی توسعه داده شد. ارزیابی دقت این مدل با استفاده از داده های حاصل از آزمایشات کشت گلخانه ای گندم و کلزا در دو خاک لوم شنی و لوم رسی بررسی گردید. نتایج تحلیل مدل نشان داد که در یک Ky ثابت، عملکرد نسبی گیاه (Yr) با اختلاف رطوبت خاک از qc(qc-q) به صورت خطی کاهش می یابد. همچنین، هر چه حساسیت گیاه یا حساسیت مرحله رشد گیاه به کمبود آب بیشتر باشد (مقادیر Ky بیشتر)، شیب رابطه خطی بین Yr و (qc-q) بیشتر می شود. به عبارت دیگر در گیاهان با مقدار Ky کم می توان ضریب تخلیه مجاز رطوبتی را بزرگ تر در نظر گرفت و نیز به ازای یک Yr مشخص، حساسیت گیاه با افت رطوبت خاک به صورت نمایی افزایش می یابد. مشاهدات تجربی ضمن تأیید نتایج مدل نشان داد که مقدار رطوبت بحرانی خاک لوم رسی برای هر دو گیاه برابر با cm3 cm-3 28/0 و در خاک لوم شنی برای گندم و کلزا به ترتیب برابر با 21/0 و cm3 cm-3 195/0 می باشد. ضریب مجاز تخلیه رطوبتی خاک برای گندم در هر دو خاک مورد مطالعه تقریباً برابر با 35/0 به دست آمد؛ اما کلزا در خاک لوم شنی دارای ضریب مجاز تخلیه رطوبتی بالاتری (44/0 F=) نسبت به خاک لوم رسی (38/0 F=) بود.

ضریب پخش طولی یکی از پارامترهای مهم در حل معادله انتقال آلودگی در جریان های سطحی می باشد. در مقاله حاضر رابطه جدیدی به منظور برآورد دقیق تر ضریب پخش طولی در جریان آب های سطحی ارائه شده است. این رابطه با استفاده از داده های 176 رودخانه و کانال مختلف و کاربرد تکنیک آنالیز ابعادی بدست آمد. رابطة جدید ارائه شده با 18 رابطة منتخب برای مجموعة داده های فوق الذکر مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاکی از دو برابر شدن دقت برآورد ضریب پخش طولی با استفاده از رابطة جدید نسبت به روابط منتخب می باشد. به طوری که این رابطه خطایی کمتر از 100± درصد را در برآورد ضریب پخش طولی از خود نشان می دهد. همچنین پارامترهای میانگین قدرمطلق خطا و میانگین مجذور مربعات خطا در رابطة جدید از روابط موجود کمتر و به ترتیب برابر 34/0 و 03/0 بدست آمد.

این تحقیق با هدف بررسی اثر ورمی کمپوست غنی شده با سرباره آهن بر تغییر قابلیت دسترسی آهن در یک خاک آلوده به کادمیوم انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل کاربرد 0، 15 و 30 مگاگرم در هکتار ورمی کمپوست غنی شده با 0 و 5 درصد وزنی آهن خالص از سرباره فولاد مبارکه اصفهان در خاکی با مقادیر 0، 5، 10 و 15 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم و همراه با رشد گیاه ذرت (سینگل کراس 704) بوده است. افزایش کاربرد ورمی کمپوست غنی شده با سرباره از 0 به 15 و 30 مگاگرم در هکتار در خاک آلوده به 10 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک به ترتیب باعث افزایش 13 و 22 برابری در مقدار آهن قابل عصاره گیری با DTPA شد. مشابه این نتیجه، غلظت آهن شاخساره گیاه نیز بعد از 60 روز از شروع آزمایش، به ترتیب 17/4 و 4/14 برابر افزایش یافت. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که کاربرد ورمی کمپوست غنی شده با %5 آهن خالص احتمالاً توانسته است با تأثیر بر ویژگی های فیزیکی-شیمیایی خاک از قبیل پی اچ و گنجایش تبادل کاتیونی خاک، باعث افزایش قابلیت دسترسی آهن در خاک و گیاه شود، هرچند که نقش ورمی کمپوست در کاهش قابلیت دسترسی کادمیوم در خاک و گیاه و به دنبال آن افزایش قابلیت دسترسی آهن در گیاه ذرت نبایستی نادیده گرفته شود.

آنزیم های آمیدوهیدرولاز نقش بسیار مؤثری در حفظ محیط زیست و کشاورزی پایدار دارند. زیرا در واکنش های بیوشیمیایی مانند تجزیه مواد آلی، چرخه عناصر غذایی و تجزیه آلاینده ها نقش مهمی دارند. بنابراین حفظ فعالیت و پایداری آنزیم ها در خاک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بدین منظور به بررسی افزودن رس مونت موریلونیت و رس آلی بر فعالیت و پایداری این آنزیم ها در خاک پرداخته شد. در این مطالعه رس آلی از اصلاح رس مونت موریلونیت سدیم دار با سورفکتانت کاتیونی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید ساخته شد. جهت بررسی خصوصیات ساختاری و مورفولوژی رس آلی مونت موریلونیت سنتز شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی (FESEM) و ظرفیت تبادل کاتیونی رس استفاده شد. تأثیر رس آلی، رس مونت موریلونیت و مدت زمان انکوباسیون بر فعالیت آنزیم های اوره آز و ال-آسپاراژیناز در خاک موردمطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصل از آنالیز آماری تأثیر تیمار نوع رس و مدت زمان انکوباسیون بر فعالیت هر دو آنزیم در سطح 5 درصد معنی دار شد. میزان فعالیت هر دو آنزیم در نمونه خاک تیمار شده با رس آلی (48/71 و 01/9 میکروگرم آمونیوم آزادشده به ازای یک گرم خاک پس از دو ساعت انکوباسیون به ترتیب در آنزیم اوره آز و ال-آسپاراژیناز) به طور چشمگیری بالاتر از نمونه شاهد (12/29 و 22/4 میکروگرم آمونیوم آزادشده به ازای یک گرم خاک پس از دو ساعت انکوباسیون) و رس مونت موریلونیت (84/39 و 26/5 میکروگرم آمونیوم آزادشده به ازای یک گرم خاک پس از دو ساعت انکوباسیون) بود و بیشترین شیب کاهش فعالیت این دو آنزیم پس از گذشت 7 روز از زمان انکوباسیون مشاهده شد. رس آلی تهیه شده از رس مونت موریلونیت به خوبی قادر به نگهداری این آنزیم ها در خاک گردید و در نتیجه با کاربرد این رس آلی فعالیت و پایداری آنزیم ها در خاک افزایش یافت.

در این پژوهش نقش مقدار سنگریزه خاک بر شکل منحنی های مشخصه رطوبتی و مقاومت فروروی خاک بررسی شد. همچنین ارتباط شاخص های کیفیت فیزیکی خاک با مقدار سنگریزه مورد بررسی قرار گرفت. کلاس بافت خاک مورد مطالعه لوم سیلتی با 5 درصد وزنی سنگریزه اولیه با قطر 5 تا 20 میلی متر بود. از گلدان های بزرگ مجهز به سیستم زهکشی با ابعاد 50×40 و عمق 50 سانتی متر استفاده شد. آزمایش با 6 تیمار و 3 تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه دانشگاه ارومیه انجام شد. تیمارها شامل شش سطح 5، 10، 15، 20، 25 و 30 درصد وزنی سنگریزه با اندازه 5 تا 20 میلی متر بود. بعد از کشت گندم گلدان ها در فضای باز قرار گرفته و در طول آزمایش تمام تیمارها آب کافی از طریق آبیاری و بارندگی دریافت کردند. مقدار رطوبت خاک در نقاط مهم پتانسیلی خاک در تیمارهای مورد بررسی تفاوت معنی داری داشت. بیش ترین (cm3 cm-3 322/0) و کم ترین (cm3 cm-3 269/0) مقدار رطوبت در مکش ماتریک hPa100 به ترتیب برای مقدار سنگریزه معادل با 10 و 30 درصد به دست آمد. افزایش سنگریزه باعث شد که مقاومت فروروی MPa 2 به عنوان مقدار بحرانی برای رشد ریشه گیاهان در رطوبت های کمتری اتفاق بیفتد. رابطه معنی داری بین مقدار رطوبت در مقاومت فروروی MPa 2 و مقدار سنگریزه بدست آمد. افزایش مقدار سنگریزه از مقدار طبیعی (5 درصد) به 30 درصد به ترتیب موجب افزایش بیش از 11 و 254 درصدی چگالی ظاهری (BD) و مدت زمان نفوذ آب در خاک (TI) شد.

آلودگی خاک ها با فلزات سنگین یکی از مشکلات زیست محیطی جدی جوامع بشری است. این تحقیق به منظور ارزیابی تأثیر نانوذرات آهن صفر ظرفیتی پایدار شده با کربوکسی متیل سلولز (CMC-ZVINs) سنتز شده در شرایط هوازی بر قابلیت جذب سرب، کادمیوم، نیکل و مس در یک خاک اسیدی و دو خاک آهکی با خصوصیات مختلف (رسی و شنی) انجام شد. بدین منظور، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی برای بررسی امکان کاهش مقدار قابل جذب عناصر سرب، کادمیوم، نیکل و مس با در نظر گرفتن فاکتورهای خاک (شنی-آهکی، اسیدی و رسی-آهکی)، غلظت کاربرد CMC-ZVINs (سطوح 0، 5/0، 1 و 2 درصد وزنی) در دو دوره زمانی 10 و 20 روز با سه تکرار انجام شد. نتایج تصاویر SEM و XRD نشان داد که ذرات آهن پایدار شده با کربوکسی متیل سلولز در اندازه نانو (کمتر از 50 نانومتر) و صفر ظرفیتی (حداکثر پیک در2θ برابر 8/44 درجه) هستند. در هر سه خاک شنی-آهکی، اسیدی و رسی-آهکی آلوده، کاربرد CMC-ZVINs مقدار قابل جذب عناصر سنگین را کاهش داد. بیشترین میزان کاهش غلظت قابل جذب عناصر در حداکثر میزان کاربرد CMC-ZVINs (2 درصد وزنی) و در خاک رسی-آهکی و همچنین در برای عنصر سرب مشاهده شد. همچنین کاهش فرم قابل جذب عناصر پس از 20 روز از کاربرد CMC-ZVINs، بیشتر از 10 روز بود که نشان از پایداری و فعال بودن حداقل 20 روزه ی CMC-ZVINs ساخته شده را دارد؛ بنابراین، استفاده از نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی ساخته شده، می تواند به عنوان یک روش کارآمد در رفع آلودگی خاک های آلوده به فلزات سرب، کادمیوم، نیکل و مس معرفی شود.

امروزه نرم افزارها و مدل های ریاضی زیادی با راه حل های متفاوت برای مطالعه و ارزیابی آبیاری سطحی وجود دارد. یکی از این نرم افزارها SIRMODمی باشد. در این تحقیق، شاخص های ارزیابی آبیاری سطحی توسط مدل SIRMODمورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در هر کدام از مزارع مورد مطالعه در شرکت کشت و صنعت و دامپروری مغان، بعد از انجام آزمایشات صحرایی، پارامترهایی نظیر دبی ورودی، زمان قطع جریان، پیشروی و پسروی جریان آب، مشخصات نفوذ، مشخصات شکل هندسی جویچه، طول زمین، شیب زمین و رطوبت خاک اندازه گیری و به مدل وارد گردید. بازده کاربرد آب در وضع موجود جهت مقایسه با برآوردهای مدل تعیین شد. برای بهبود بازده کاربرد آب در مزارع تحت مطالعه، گزینه های مختلف مدیریتی شامل قطع جریان با رسیدن آب به انتهای جویچه (سناریوی اول) و قطع جریان قبل از رسیدن آب به انتهای جویچه (سناریوی دوم) در مدل اعمال و مجدداً شبیه سازی انجام گردید. براساس نتایج، میانگین بازده کاربرد آب برای مزارع مورد مطالعه از 35 درصد در وضع موجود به 61 درصد در سناریوی اول و 75 درصد در سناریوی دوم ارتقاء پیدا خواهد کرد. بنابراین سناریوی شبیه سازی زمان قطع، منجر به بهبود عملکرد آبیاری سطحی و ارایه بهترین زمان قطع جریان سبب افزایش بازده کاربرد آب در منطقه مورد مطالعه گردید.

امروزه برنامه ریزی، طراحی و مدیریت سیستم های منابع آب شامل پیش بینی اثرات نیز می باشد. پیش بینی اثرات مستلزم مدل سازی است. در این تحقیق واسنجی و اعتبارسنجی مدل هیدرولوژیکی WEAP21 بر روی حوضه های آبریز زرینه رود و سیمینه رود مورد بررسی قرار گرفته است. رودخانه های زرینه رود و سیمینه رود با پتانسیل آبدهی حدود 3 میلیارد مترمکعب در سال، سهمی حدود 50 درصدی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه را دارا می باشند. در این تحقیق از روش رطوبت خاک برای شبیه سازی هیدرولوژیکی مدل WEAP21 استفاده شد. یک دوره آماری 11 ساله (از سال آبی 74-1373 تا 84-1383) برای واسنجی مدل در نظر گرفته شد. ارزیابی نتایج شبیه سازی مدل با استفاده از شاخص های آماری ضریب تبیین، ضریب نش-ساتکلیف و شاخص تطابق نشان داد که برای ایستگاه هیدرومتری ورودی سد بوکان مقادیر شاخص ها به ترتیب برابر با 90/0، 83/0 و 95/0، برای ایستگاه هیدرومتری نظام آباد مقادیر شاخص ها به ترتیب برابر با 75/0، 74/0 و 92/0، برای ایستگاه هیدرومتری داشبند مقادیر شاخص ها به ترتیب برابر با 82/0، 81/0 و 95/0 و برای ایستگاه هیدرومتری پل میاندوآب مقادیر شاخص ها به ترتیب برابر با 75/0، 75/0 و 92/0 می باشد. برای اعتبارسنجی مدل، یک دوره 9 ساله (از سال آبی 85-1384 تا 93-1392) در نظر گرفته شد. نتایج برای این دوره نشان داد که برای ایستگاه هیدرومتری ورودی سد بوکان مقادیر شاخص ها به ترتیب برابر با 88/0، 85/0 و 96/0، برای ایستگاه هیدرومتری نظام آباد مقادیر شاخص ها به ترتیب برابر با 72/0، 70/0 و 91/0، برای ایستگاه هیدرومتری داشبند مقادیر شاخص ها به ترتیب برابر با 86/0، 85/0 و 96/0 و برای ایستگاه هیدرومتری پل میاندوآب مقادیر شاخص ها به ترتیب برابر با 80/0، 78/0و 93/0 می باشد. به طور کلی ارزیابی نتایج شبیه سازی، عملکرد خوب مدل را نشان داد.

به منظور مطالعه تأثیر خاک ورزی حفاظتی و خاک ورزی متداول با مدیریت بقایا بر برخی از ویژ گی های فیزیکی و شیمیایی خاک در زراعت گندم، آزمایشی به صورت کرت های خردشده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. تیمار های آزمایش شامل الف) شیوه های خاک ورزی در سه سطح (خاک ورزی متداول، حداقل شخم، بدون شخم) و ب) مدیریت بقایا در سه سطح (0، 30 و 60% بقایا) بودند. نتایج نشان داد کلونیزاسیون مایکوریزایی، دمای خاک، ظرفیت نگهداری آب خاک و تخلخل در انواع روش های خاک ورزی اختلاف معنی داری را از لحاظ آماری در سطح 01/0 نشان دادند. بیشترین کلونیزاسیون مایکوریزایی (88/72)، ظرفیت نگهداری آب خاک (59/21 درصد)، تخلخل (09/62 درصد) در بدون شخم بود. در میزان مختلف بقایا نیز کلونیزاسیون مایکوریزایی و مقاومت به نفوذ از نظر آماری در سطح 01/0، ظرفیت نگهداری آب خاک و تخلخل در سطح 05/0 تفاوت معنی داری داشتند. بالاترین عملکرد دانه در بدون شخم (2/6912 کیلوگرم در هکتار) و در بقایای 60 درصد (8/6980 کیلوگرم در هکتار) به دست آمد. آزمایش نشان داد خاک ورزی حفاظتی همراه با حفظ بقایای بیشتر روی سطح خاک موجب بهبود برخی از ویژ گی های فیزیکی-شیمیایی خاک و احیاء آن می شود.

عملکرد پتانسیل برای شش گیاه زراعی گندم پاییزه، جو پاییزه، چغندرقند پاییزه، پنبه، ذرت و سویا در بخشی از اراضی دشت مغان با استفاده از دو مدل AquaCrop و مدل پتانسیل حرارتی-تابشی تولید، پس از واسنجی محاسبه شد. ضریب تبیین، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده و شاخص تطابق برای عملکرد پتانسیل به ترتیب برای مدل AquaCrop، 99/0، 72/21، 99/0و برای مدل پتانسیل حرارتی-تابشی تولید یا مدل فائو 97/0، 25/54، 96/0، محاسبه شد. همچنین برای مقایسه تخمین بیوماس پتانسیل بین مدل AquaCrop و مدل فائو به ترتیب ضریب تبیین، 98/0 و 93/0، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده، 55/23 و 10/58 و شاخص تطابق، 98/0 و 93/0 محاسبه شد. بدین ترتیب مدل AquaCrop نسبت به مدل فائو از دقت بالاتری برخوردار بود. همچنین این مدل محاسبات کمتر، خروجی بیشتر و کاربرد گسترده تری نسبت به مدل فائو دارد. با استفاده از عملکرد پتانسیل مدل AquaCrop کسر اختلاف عملکرد محاسبه شد و بر این پایه محصولات در منطقه رتبه بندی شدند. بر اساس نتایج، کمترین کسر اختلاف عملکرد محصولات، در دشت مغان، به ترتیب برای جو، سویا، چغندرقند، گندم، پنبه و ذرت محاسبه شد. این رتبه بندی قابل استفاده در الگوی کشت منطقه به عنوان یک ضریب اکولوژیکی نیز خواهد بود.

تغییر اقلیم و افزایش روزافزون مصرف آب همراه با کمبود آن سبب افت تولیدات گیاهی می­ شود. از این­ رو گزینش مدیریت­ های کارآمد مصرف آب هم­ چون کم آبیاری و سایه اندازی روی گیاه می­ تواند تا اندازه­ ای در بهبود این کاستی­ ها کمک کند. در کم آبیاری به روش پاره خشکیدگی ناحیة ریشه (PRD) بخشی از ریشه ها آبیاری و بخشی دیگر خشک نگهداشته می شوند. این آزمایش با پنج تیمار شامل آبیاری کامل (FI) و پاره خشکیدگی ناحیة ریشه به میزان 50 (PRD50) و 75 (PRD50) درصد آبیاری کامل در دو حالت بی و با سایه اندازی (SHPRD50 و SHPRD75) روی درختان مرکبات در پژوهشکده مرکبات و میوه های نیمه گرمسیری (رامسر) انجام شد. آزمون مقایسه میانگین ها به روش توکی برای رسانایی روزنه، گنجایش نسبی آب برگ، پتانسیل آب ساقه و دمای برگ در تیمارهای مختلف و نیز تجزیه رگرسیونی روابط بین هریک از آن ها و تفاوت فشار بخار برگ به هوا انجام شد. نتایج آن ها نشان داد که رسانایی روزنه و گنجایش نسبی آب در آبیاری کامل و دو تیمار پاره خشکیدگی ریشه 75 درصد (با و بی سایه اندازی) بیش تر از دو تیمار پاره خشکیدگی ریشه 50 درصد بود. همچنین پتانسیل آب ساقه پاره خشکیدگی 75 درصد با سایه اندازی، بیش از تیمار پاره خشکیدگی 50 درصد بود. دمای برگ در برخی از اندازه گیری های پیش از آبیاری در تیمارهای تنش آبی 50 درصد به طور معنی داری بیشتر بود. کم آبیاری عملکرد در تیمار پاره خشکیدگی 50 درصد را کاهش ولی مواد جامد محلول در تیمارهای پاره خشکیدگی 50 و 75 درصد را افزایش معنی دار داد. سایه اندازی عملکرد و اندازه میوه را افزایش داد. البته تنها از نظر قطر میوه تفاوت تیمارهای پاره خشکیدگی 75 درصد با سایه اندازی و پاره خشکیدگی 50 درصد معنی دار بود.

شناخت پدیده مخرب آبشستگی در اطراف پایه های پل و ارائه راهکارهای مقابله با آن ضروری می باشد. در این پژوهش به منظور کنترل آبشستگی در اطراف گروه پایه از شمع های فداشونده، طوق مربعی و کاربرد توأم آن ها استفاده شده است. گروه پایه دو و سه تایی در امتداد یک خط و با فاصله 2. 5D در جهت طولی و عرضی جریان و در شرایط آب زلال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در گروه پایه در جهت جریان، استفاده از شمع های فداشونده منجر به کنترل کامل آبشستگی در پایه پشتی می شود. طوق تأثیر بیشتری در کاهش آبشستگی پایه جلویی به میزان %22/72 و %23/69 به ترتیب در گروه پایه دوتایی و سه تایی نشان داد و کاربرد توأم آن ها منجر به کاهش بیشتر آبشستگی در تک تک پایه ها شده است. در گروه پایه دو و سه تایی عمود بر جریان روش ترکیبی به ترتیب با کاهش %14/57 و %5/67 آبشستگی، بیشترین تأثیر را نسبت به کاربرد جداگانه آن ها نشان داد.

به دلیل اینکه انتقال املاح در نواحی زیر پشته و جویچه های آبیاری باهم متفاوت هستند، لذا برای استفاده بهینه از کود و کاهش تلفات آن باید مطالعات دقیقی بروی چگونگی توزیع شکل های مختلف نیتروژن در زیر پشته و جویچه های آبیاری در طول دوره رشد گیاه انجام شود. هدف اصلی از این تحقیق، بررسی تأثیر کاربرد مقادیر مختلف کود اوره روی جذب، توزیع و حرکت نیترات و آمونیوم زیر پشته و جویچه های آبیاری در زمان های مختلف در طول فصل رشد بود. بدین منظور گیاه ذرت تحت سه تیمار کود صفر، 150 و 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و به صورت بلوک های کاملاً تصادفی با سه تکرار، در سال 1394 در مزرعه تحقیقاتی پردیس ابوریحان کشت شد. مقادیر ماده خشک تولیدی و جذب نیتروژن طی فصل رشد و غلظت نیترات و آمونیوم خاک دو روز قبل از کوددهی و نیز دو و چهار روز بعد از کوددهی و همچنین در انتهای فصل کشت، در اعماق مختلف زیر پشته و جویچه ها اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که میزان کود و عمق خاک دو عامل مؤثر روی توزیع نیترات و آمونیوم زیر جویچه و پشته ها بودند. بعد از کوددهی غلظت نیترات زیر پشته و جویچه با افزایش عمق به ترتیب کاهش و افزایش یافت. همچنین مشخص شد که با افزایش 67 درصدی کاربرد کود، مقدار جذب نیتروژن حدود 21 درصد افزایش و کارایی زراعی نیتروژن از 53/31 به 56/28 کاهش داشت و تجمع نیترات در انتهای فصل کشت نسبت به ابتدای فصل، در عمق 60 سانتیمتری زیر جویچه و پشته ها به ترتیب بیش از 3 و 7 برابر افزایش داشت. همچنین با کاربرد کود، تجمع نیترات در نواحی زیر پشته ها حدود سه برابر نواحی زیر جویچه ها بود. علاوه بر این مشخص شد که غلظت نیترات در تیمارهای مختلف قبل و بعد از کوددهی در زیر جویچه و پشته های آبیاری با یکدیگر تفاوت معنی داری داشتند.

استفاده سودمند از پسماندها در شکل ها و اهداف مختلف و از جمله مدیریت رواناب، راه کاری مناسب و زمینه ساز دستیابی به توسعه پایدار می باشد. در این راستا تبدیل پسماندهای صنعتی به زغال زیستی و کاربرد آن به صورت خاک پوش با هدف بهبود شرایط خاک برای افزایش نفوذ آب می تواند راه کاری زیستی-اقتصادی باشد. بر همین اساس، پژوهش حاضر با دو هدف تهیه زغال زیستی از پسماندهای کارخانه کاله به عنوان خاک پوش سطحی و ارزیابی کاربرد سه سطح 400، 800 و 1200 گرم بر مترمربع در کرت های کوچک فرسایشی پرشده با خاک مرتعی حساس به فرسایش منطقه مرزن آباد مازندران بر بهبود نفوذپذیری خاک و مؤلفه های رواناب استفاده شد. به همین منظور، شبیه سازی باران با دو شدّت 50 و 90 میلی متر بر ساعت در آزمایشگاه شبیه ساز باران و فرسایش دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس پس از 35 روز از کاربرد زغال زیستی انجام شد. سپس مقادیر و تغییرات رواناب سطحی با اندازه گیری رواناب خروجی و نفوذ آب در خاک از طریق بیلان حجم بارش و رواناب خروجی از کرت ها محاسبه شد. بر اساس نتایج حاصل از این آزمایش میزان نفوذ آب در سطح کرت های تیمار شده با 400، 800 و 1200 گرم بر مترمربع از زغال زیستی به ترتیب 23، 31 و 32 درصد در شدّت 50 میلی متر بر ساعت و 21، 23 و 24 درصد در شدّت 90 میلی متر بر ساعت، نسبت به تیمار شاهد افزایش (01/0 > p) و حجم رواناب نیز در شدّت بارندگی 50 میلی متر بر ساعت به ترتیب 56، 62 و 67 درصد و در شدّت بارندگی 90 میلی متر بر ساعت به ترتیب 59، 64 و 65 درصد، نسبت به تیمار شاهد کاهش (01/0 > p) داشته است. نتایج به دست آمده حاکی از کاهش زمان شروع رواناب در هر یک از تیمارهای زغال زیستی بود. پژوهش حاضر، کاربرد زغال های زیستی پسماندهای صنایع غذایی در بهبود مؤلفه های هیدرولوژیکی خاک های تخریب پذیر را تائید نمود.

با افزایش شیب سطح آب و بستر و یا ایجاد انحنای قابل ملاحظه در خطوط جریان، توزیع فشار عمودی از حالت هیدرواستاتیک خارج می شود. در محیط های متخلخل سنگریزه ای به دلیل افت شدید انرژی و اختلاف زیاد بین تراز آب بالادست و پایین دست محیط، توزیع فشار از نوع غیر هیدرواستاتیک مورد انتظار است. در این مقاله با استفاده از تئوری پای باکینگهام و تحلیل رگرسیون، رابطه ای برای نیمرخ طولی سطح آب در محیط های متخلخل سنگریزه ای ارائه شده و همچنین با استفاده از معادله اولر و با در نظر گرفتن اثرات شیب زیاد و انحنای عمودی خطوط جریان، رابطه توزیع فشار غیر هیدرواستاتیک در محیط های متخلخل سنگریزه ای به دست آمده است. نتایج آزمایشگاهی نیمرخ طولی سطح آب و نیمرخ طولی فشار وارد بر کف در محیط متخلخل سنگریزه ای با قطر متوسط ذرات 68/1 سانتی متر و دو طول 5/0 و 0/1 متری تطابق خوبی با روابط ارائه شده نشان می دهند به طوری که متوسط قدر مطلق خطای نسبی مقادیر محاسباتی این دو نیمرخ به ترتیب برابر با 31/1 و 71/1 درصد است.