تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1394 | دوره:46 | شماره:3 |تعداد مقالات:20

در مدل سازی و تعیین دقیق وضعیت آلودگی رودخانه ها محاسبه دقیق ضریب پراکندگی طولی آلودگی بسیار اهمیت دارد. برای محاسبه این ضریب، معادلات گوناگون با استفاده از روش های تجربی، تحلیلی، و ریاضی ارائه شده است. با وجود این، روش های تحلیلی و ریاضی به علت پیچیدگی محاسبات و روش های تجربی به سبب خطای زیاد تا کنون مورد توجه قرار نگرفته اند. این تحقیق به بررسی روش ها و معادلات تجربی مختلف برای تعیین ضریب پراکندگی طولی آلودگی در رودخانه های طبیعی و ارزیابی دقت این روش ها در مقایسه با داده های اندازه گیری شده واقعی پرداخت و روشی دقیق تر در این زمینه، با بهره جستن از روش های داده کاوی، همچون برنامه ریزی ژنتیک، شبکه عصبی، و شبکه عصبی فازی ارائه شد. با به کارگیری مدل نروفازی، معیارهای ریشه مربعات خطا و ضریب تبیین به ترتیب 72.21 و 0.87 و ضریب جرم باقی مانده 0.103 و کارآیی مدل 0.75 به دست آمد. به این ترتیب، روش نروفازی جهت پیش بینی ضریب پخشیدگی طولی رودخانه پیشنهاد می شود.

فرایند پخش آلاینده ها در کانال های روباز، به دلیل نقش آن ها در انتشار آلودگی زیست محیطی، بسیار مهم است. در این پژوهش آزمایشگاهی، تاثیر دبی و ضریب زبری های مختلف بر ضریب پخشیدگی عرضی و حداکثر طول پخشیدگی در یک کانال با مقطع سهمی بررسی شد. سه سطح ضریب زبری مانینگ تقریبی 0.02، 0.04، و 0.06 و سه سطح دبی تقریبی 5، 10، و 15 لیتر بر ثانیه در نظر گرفته شد. کلرید سدیم به منزله ماده ردیاب در بالادست جریان تزریق و غلظت کلرید سدیم پخش شده در آب همراه نیمرخ سرعت در هشت مقطع به فاصله 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9، و 9.5 متری از بالادست اندازه گیری شد. نتیجه آزمایش ها مقادیر ضریب پخشیدگی عرضی را بین 0.23 تا 0.56 سانتی متر مربع بر ثانیه و طول پخشیدگی را 108 تا 170 متر برای سطوح مختلف ضریب زبری و دبی نشان داد. در ضریب زبری های ثابت، با افزایش دبی ورودی، طول پخشیدگی افزایش و در دبی های ورودی ثابت با افزایش ضریب زبری طول پخشیدگی کاهش یافت. به دلیل تاثیر شکل مقطع کانال بر نیمرخ سرعت، معادله ضریب پخشیدگی عرضی برای سطوح ضریب زبری و دبی درنظرگرفته شده در این پژوهش به صورت غیر خطی به دست آمد. همچنین، معادله ای برای حداکثر طول پخشیدگی در کانال سهمی شکل ارائه شد.

تداوم کمبود بارش در یک منطقه نسبت به میانگین بلندمدت (خشک سالی هواشناسی) باعث کاهش جریان آب رودخانه و افت تراز آب زیرزمینی (خشک سالی هیدرولوژی) می شود. برای کمی کردن خشک سالی، نمایه های متعددی تعریف شده است. در این پژوهش از دو نمایه خشک سالی، شامل نمایه بارش استانداردشده (SPI) و نمایه جریان رودخانه استانداردشده (SSI)، به ترتیب، برای پایش خشک سالی هواشناسی و خشک سالی هیدرولوژیکی استفاده شد. این نمایه ها هر یک در دسته هایی طبقه بندی می شوند و هر طبقه بیانگر وضعیتی از شدت خشک سالی است. هدف در این تحقیق مطالعه تطبیقی نمایه های خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در ایستگاه ارازکوسه واقع در استان گلستان است که با استفاده از قوانین انجمنی در داده کاوی انجام شده است. پس از محاسبه و طبقه بندی نمایه های SPI و SSI در پنجره زمانی دوازده ماهه با تعریف سناریوهای مختلف مشخص شد تطابق کاملی بین خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژیکی وجود ندارد و با توجه به وضعیت خشک سالی در دوره های قبل جریان رودخانه رفتاری متفاوت نشان می دهد. همچنین، کمبود بارش با تاخیر کمتری نسبت به بیش بود بارش بر جریان رودخانه تاثیر می گذارد.

استفاده از روش ها و ابزارهای بهینه سازی برای بهره برداری چندهدفه از مخزن در شرایط تغییر اقلیم امری اجتناب ناپذیر است. در این تحقیق از برنامه ریزی ژنتیک چندهدفه (MO-GP) برای استخراج قواعد بهره برداری بهینه چندهدفه مخزن آیدوغموش در استان آذربایجان شرقی، در شرایط تغییر اقلیم، استفاده شد. این قواعد با دو هدف کمینه سازی آسیب پذیری و بیشینه سازی اطمینان پذیری در شرایط پایه (بازه 1987 2000) و شرایط تغییر اقلیم (بازه 2026 2039) استخراج شدند. نتایج نشان داد محدوده تغییرات شاخص آسیب پذیری در شرایط پایه و تغییر اقلیم، به ترتیب، برابر 16 تا 41 درصد و 11 تا 35 درصد و محدوده تغییرات شاخص اطمینان پذیری در شرایط پایه و تغییر اقلیم، به ترتیب، برابر 46 تا 78 درصد و 30 تا 77 درصد است. به منظور بررسی بیشتر، دو گزینه توسعه قواعد در بازه بهره برداری پایه بر اساس شرایط پایه و توسعه قواعد در بازه بهره برداری تغییر اقلیم بر اساس شرایط تغییر اقلیم در نظر گرفته می شوند. به منظور بررسی عملکرد مخزن در تامین تقاضا، مقادیر تابع هدف به ازای نقطه پارتو (اطمینان پذیری 75%) در دو گزینه تحت بررسی مقایسه شدند. نتایج نشان داد گزینه دوم نسبت به گزینه اول عملکرد بهتری دارد.

سیستم های پایش و تعریف اقدامات تسکین از ارکان اصلی هر طرح مدیریت خشک سالی است که ارتباط مناسب بین این دو می تواند یک برنامه مدیریتی را در اجرای به موقع و موثر عملیات تسکین یاری کند. بنابراین، در این تحقیق تلاش شد، جهت مدیریت حوضه زرینه رود در شرایط کم آبی، رودیکرد احتمالاتی مبتنی بر ریسک و کاهش تقاضا به ترتیب به منزله سیستم پایش و اقدام تسکین اعمال شود. در این رودیکرد آستانه های هشدار خشک سالی بر اساس حجم ذخیره مخزن و به صورت احتمالاتی تعریف می شود. بدین منظور، شبیه سازی های کوتاه مدت با استفاده از سری زمانی 1355 1385 در نرم افزار Weap انجام و چهار سناریوی (نرمال، پیش هشدار، هشدار، اضطراری) مرتبط با سطوح مختلف شدت خشک سالی تعریف شد. سپس، مقادیر آستانه با در نظر گرفتن احتمال وجود کمبودی معین از تقاضا در یک افق زمانی مشخص شناسایی و ضرایب کاهش تقاضا با استفاده از مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک برآورد شد. ضرایب کاهش برای نیاز زراعت و باغ و نیاز زیست محیطی دریاچه ارومیه به ترتیب در سطح پیش هشدار برابر 31.30 و 7.30 و 47.8 درصد، در سطح هشدار برابر 33.60 و 9.2 و 50.6 درصد، و در سطح اضطراری برابر 35.5 و 10.11 و 52.5 درصد برآورد شد. نتایج نشان داد اعمال ضرایب کاهش تقاضا در کاهش شاخص کمبود در دوره خشک سالی 1377 1378 تا 1379 1380 تاثیری قابل توجه داشته و باعث جلوگیری تخلیه کامل مخزن طی این دوره شده است.

خشک سالی پدیده ای اقلیمی است که به کندی شروع می شود و طبیعتی پنهان دارد. مدت زمان وقوع آن طولانی است و خسارت های ناشی از آن در بخش های مختلف، مانند کشاورزی و محیط زیست و اقتصاد، به صورت تدریجی ظاهر می شود. پایش و پیش بینی خشک سالی ها، به ویژه تعیین دقیق زمان شروع و تداوم آن، در مدیریت منابع آبی و برنامه ریزی جهت کاهش آثار مخرب خشک سالی اهمیتی ویژه دارد. در این مطالعه، خشک سالی های سه استان گلستان، گیلان و مازندران (استان های حاشیه دریای خزر) با استفاده از شاخص کمبود توام (JDI) ارزیابی شد. همچنین عملکرد شاخص JDI با دو شاخص بارش استانداردشده (SPI) و SPI اصلاح شده (SPImod) مقایسه شد. بدین منظور، از داده های بارش ماهیانه پنج ایستگاه سینوپتیک بابلسر، بندرانزلی، رامسر، گرگان، و رشت، در دوره آماری 1971 تا 2011، برای محاسبه شاخص های مورد بررسی استفاده شد. نتایج نشان داد در سال های اخیر تعداد ماه های خشک در منطقه مطالعه شده افزایش یافته است؛ طوری که در همه ایستگاه ها (به جز بابلسر) درصد ماه های خشک به بیش از 50 درصد در ده سال اخیر (2002 2011) رسیده است. بر اساس محاسبات انجام شده برای شاخص های JDI و SPI و SPImod، هر چه فاصله ایستگاه ها از دریای خزر بیشتر می شود مقدار خشکی ها و کمبود بارش نیز افزایش می یابد. همچنین، نتایج نشان داد شاخص JDI، علاوه بر توصیف علمی وضعیت کلی خشک سالی، قابلیت مشخص کردن ظهور (آغاز) خشک سالی ها و نیز خشک سالی های طولانی مدت را دارد و ارزیابی وضعیت خشک سالی را به صورت ماه به ماه میسر می سازد.

تحلیل تغییرات زمانی تولید رواناب در شرایط معمولی یا کاربرد افزودنی های خاک از موضوعات مهم مدیریت منابع آب و خاک است. حال آنکه، به مقایسه تغییر پذیری تولید رواناب از شکل مصرف افزودنی ها کمتر توجه شده است. پژوهش حاضر به منظور بررسی تغییرات زمانی تولید رواناب، از جمله مقدار رواناب در طول بارندگی در یک خاک لومی رسی، صورت گرفت. در همین زمینه، تاثیر سطوح مختلف پلی آکریل آمید با مقادیر 0.4، 2، و 6 گرم بر متر مربع از کاربرد نوع پودری و محلول در شرایط آزمایشگاهی بر تولید رواناب روی کرت های کوچک 0.25 متر مربعی انجام شد. شبیه سازی باران نیز با دو شدت 50 و 80 میلی متر بر ساعت به ترتیب با تداوم 17 و 8 دقیقه متناسب با شرایط حاکم بر منطقه، بعد از گذشت چهل و هشت ساعت از زمان استفاده از پلی آکریل آمید، انجام پذیرفت. نتایج آزمون مدل خطی عمومی بر اثر غیر معنا دار تیمار 0.4 گرم بر متر مربع مصرف پودری و محلول پلی آکریل آمید و اثر معنا دار (p<0.00) شدت بارندگی بر تولید رواناب دلالت داشت. حال آنکه اثر معنا دار نوع مصرف پلی آکریل آمید در سطح 2 و 6 گرم بر متر مربع (p<0.04) و نیز شدت بارندگی (p=0.00) بر میزان رواناب تایید شد. همچنین اثر متقابل شکل مصرف و شدت بارندگی بر مقدار رواناب در تیمار 0.4 گرم بر متر مربع غیر معنادار (p>0.2) و در تیمارهای 2 و 6 گرم بر متر مربع معنادار (p<0.04) ارزیابی شد.

منطقه سیستان در شرق ایران یکی از مناطقی است که به تدابیر مدیریتی منابع آب نیازمند است. استفاده از آب سطحی و زیرسطحی، به صورت تلفیقی، از روش های اصلی مدیریت جامع منابع آب است. هدف پژوهش حاضر مطالعه استراتژی تلفیق آب شور زیرسطحی با آب شیرین رودخانه هیرمند در منطقه سیستان بود. برای دست یابی به این هدف، آزمایشی در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با پنج تیمار و سه تکرار بر گیاه سورگوم علوفه ای رقم اسپیدفید در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زابل، واقع در سد سیستان، در بهار 1392 به اجرا درآمد. آب شیرین و شور مورد نیاز آزمایش، به ترتیب، از رودخانه هیرمند (EC=1.2ds/m) و چاه حفرشده در مزرعه (EC=15ds/m) تامین شد. تیمارهای مورد بررسی شامل تیمار شاهد، نیم درمیان (یک دوم شور)، یک درمیان زمانی، مخلوط، و کاملا شور بود. خصوصیات مورد بررسی شامل صفات بیولوژیکی سورگوم و تغییرات شوری در پروفیل خاک بود. تجزیه واریانس عملکرد و اجزای آن توسط مدل SAS و تحلیل نتایج شوری نیمرخ خاک توسط مدل SPSS انجام شد. نتایج تجزیه واریانس صفات اندازه گیری شده نشان داد اعمال تیمارهای مذکور باعث ایجاد تفاوت معنادار (p£0.01) در صفات وزن خشک برگ، ساقه و اندام هوایی، ارتفاع، و شاخص سطح برگ می شود. پس از تیمار شاهد، تیمار نیم درمیان با افزایش عملکرد 75.8 درصد در صفت وزن خشک برگ و 55.3 درصد در صفت وزن خشک اندام هوایی نسبت به تیمار کاملا شور دارای بهترین عملکرد بود. همچنین مقایسه شوری نیمرخ خاک در قبل و بعد از آزمایش نشان داد همه تیمارهای مذکور باعث افزایش شوری در همه لایه های نیمرخ خاک می شوند (به جز لایه 80 تا 100 سانتی متری که تغییرات آن متاثر از سطح ایستابی بود). نتایج اجزای عملکرد و شوری نیمرخ خاک نشان داد در کشت سورگوم روش تناوبی استفاده از آب شور و غیر شور (تیمار یک درمیان زمانی) بهتر از روش اختلاط آب هاست. بنابراین در مناطقی نظیر دشت سیستان، که از نظر آب شیرین در تنگنا قرار دارد، می توان از دو روش نیم درمیان و یک درمیان زمانی برای آبیاری اراضی استفاده کرد. همچنین، بررسی نتایج شوری نیمرخ خاک در قبل و بعد از آزمایش نشان داد همه تیمارهای مذکور باعث افزایش شوری در همه لایه های نیمرخ خاک می شوند (به جز لایه 80 تا 100 سانتی متری که تغییرات آن متاثر از سطح ایستابی بود).

در این تحقیق استفاده تلفیقی از منابع آب شبکه آبیاری و زهکشی سمت راست آبشار اصفهان، که یکی از شبکه های بحرانی حوضه زاینده رود است، با روش پویایی سیستم شبیه سازی شد. سپس، به منظور تعیین الگوی کشت بهینه، از تابع نسبت درآمد به هزینه استفاده شد. این هدف برای دو حالت توجه و عدم توجه به قید حفظ مجموع مساحت محصولات کشت شده در سال مبنا (سال زراعی 1385 1386) با روش های مختلف مدیریت آب آبیاری و با اعمال محدودیت درصدهای مختلف تغییر در سطح زیر کشت هر یک از محصولات شبکه در این سال تعریف شد. به منظور اعتباریابی نتایج مدل، عملکرد محاسبه ای و مشاهده ای محصولات موجود در شبکه مقایسه شدند و مقدار شاخص های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، خطای استاندارد (SE)، و ضریب همبستگی (R2) برای عملکرد این محصولات، به ترتیب، 209.98 کیلوگرم بر هکتار و 0.007 و 0.99 محاسبه شد که دقت بالای مدل را نشان می دهد. همچنین نتایج نشان داد در صورت حفظ و عدم حفظ محدودیت مجموع مساحت زیر کشت در سال مبنا، بیشترین مقدار درآمد به هزینه، به ترتیب، برابر 3.025 و 3.144 و مربوط به نحوه برداشت از آب زیرزمینی بر اساس نیاز آبی با اجازه 50 درصد تغییر در سطح زیر کشت هر یک از محصولات است. سطح زیر کشت موجود از سطح زیر کشت مطلوب فاصله زیادی دارد و ترکیب محصولات عمده شبکه نامناسب است.

مصرف صحیح آب در بخش کشاورزی و استفاده مناسب از آب های شور دسترسی بهتر به منابع آب را برای آبیاری محصولات کشاورزی فراهم می کند. به منظور بررسی آثار تنش آبی و شوری بر تبخیر تعرق و رشد نهال های خرمای رقم برحی، آزمایشی به روش فاکتوریل در قالب طرح آماری کاملا تصادفی با دو عامل میزان آب آبیاری و شوری آب آبیاری در سه تکرار انجام شد. میزان آب آبیاری در سه سطح 100 و 85 و 70 درصد نیاز آبی گیاه و شوری آب آبیاری در سه سطح 2.5 و 8 و 12 دسی زیمنس بر متر بود. نتایج نشان داد تیمارهای میزان آب آبیاری، شوری آب آبیاری، و اثر متقابل میزان آبیاری و شوری آب تاثیری معنا دار بر شوری خاک و میزان تبخیر تعرق گیاه دارد. بیشترین و کمترین میزان تبخیر تعرق، به ترتیب، با 1488.9 و 861 میلی متر به تیمار آبیاری به میزان 100 درصد نیاز آبی گیاه با آب دارای هدایت الکتریکی 2.5 دسی زیمنس بر متر و تیمار آبیاری به میزان 70 درصد نیاز آبی گیاه با آب دارای هدایت الکتریکی 12 دسی زیمنس بر متر تعلق داشت. شوری آب آبیاری نسبت به میزان آب آبیاری اثر بیشتری بر کاهش تبخیر تعرق نهال های خرما داشت. همچنین تاثیر میزان آب آبیاری، شوری آب آبیاری، و اثر متقابل میزان آبیاری و شوری آب بر همه صفات رویشی معنادار شد. آبیاری با آب دارای هدایت الکتریکی 2.5 دسی زیمنس بر متر به میزان 100 درصد نیاز آبی گیاه موجب بیشترین رشد رویشی گیاه شد. اما در صفات رویشی اختلاف معنا داری با آبیاری به میزان 85 درصد نیاز آبی گیاه نداشت. بنابراین، میزان آب آبیاری در نهال های خرمای رقم برحی می تواند کاهش یابد؛ اما باید از تنش شوری به گیاه اجتناب شود.

استفاده از مدل های شبیه سازی یکی از راه کارهای مدیریت مصرف آب در کشاورزی و پیش بینی اثر آب های شور بر عملکرد محصول و شوری خاک است. اخیرا فائو نسخه جدید مدل AquaCrop را ارائه کرده است که می تواند اثر آبیاری با آب شور را بر میزان عملکرد محصول و شوری خاک محاسبه کند. در این تحقیق دو مدل AquaCrop و SALTMED در شرایط استفاده از آب شور در تناوب با آب شیرین برای کشت گیاه ذرت علوفه ای ارزیابی شد. بدین منظور آزمایش مزرعه ای برای نه تیمار (در شرایط مختلف کاربرد آب شور و شیرین) در منطقه کرج انجام شد و عملکرد محصول و شوری پروفیل خاک اندازه گیری و با دو مدل مذکور شبیه سازی شد. مقدار R2 برای شوری خاک و عملکرد محصول در مدل SALTMED به ترتیب برابر 0.843 و 0.733 و برای مدل SALTMED به ترتیب برابر 0.758 و 0.846 به دست آمد. خطای نسبی مدل AquaCrop در تخمین عملکرد محصول از 2.9 تا 30.8 درصد و در تخمین شوری خاک از 5.9 تا 45.8 درصد متغیر بود. همچنین خطای نسبی مدل SALTMED در تخمین عملکرد محصول از 0.9 تا 24.7 درصد و در تخمین شوری خاک از 2.2- تا 38.2 درصد متغیر بود.

پوشش ها وظیفه بهبود آب گذری اطراف لوله را دارند و به مثابه مانعی تراوش پذیر از ورود بیش از حد ذرات خاک به داخل لوله های زهکش جلوگیری می کنند. در این پژوهش عملکرد پوشش های آلی (پوسته برنج)، معدنی، و ترکیب پوشش آلی و معدنی بر روند تغییرات هیدرولیکی و شیمیایی زه آب زهکش بررسی شد. در این زمینه مدل فیزیکی زهکش شامل لوله زهکش به قطر 10 سانتی متر در عمق 42 سانتی متری خاک نصب و پوشش های مورد نظر در ترانشه ای به ضخامت 7 سانتی متر در اطراف لوله زهکش کارگذاری شدند. به منظور شبیه سازی شرایط حاکم بر اراضی شالیزاری مدل فیزیکی توسط خاک جمع آوری شده از اراضی شالیزاری دارای بافت لوم سیلتی پر و آب آبیاری با حفظ ارتفاع 5 سانتی متر بر سطح خاک روان شد. آزمایش تحت جریان طولانی مدت و با شوری آب آبیاری 1.9 دسی زیمنس بر متر به مدت پانصد ساعت انجام و پارامترهای دبی، شوری، نسبت جذب سدیم، اسیدیته، و کل جامدات معلق زه آب خروجی از زهکش بررسی شدند. تیمارهای پوشش دور زهکش مورد آزمایش شامل پوسته برنج (H)، شن و ماسه (G)، ترکیب 80 درصد پوسته برنج و 20 درصد شن و ماسه (H80G20)، ترکیب 60 درصد پوسته برنج و 40 درصد شن و ماسه (H60G40)، ترکیب 40 درصد پوسته برنج و 60 درصد شن و ماسه (H40G60)، ترکیب 20 درصد پوسته برنج و 80 درصد شن و ماسه (H20G80)، و بدون پوشش (B) به منزله شاهد بودند. نتایج نشان داد میزان دبی خروجی در تیمار H بیشتر از تیمار G است و هر چه از میزان پوسته برنج در حالت ترکیب پوسته برنج و شن و ماسه کاسته شد دبی خروجی نسبت به تیمار پوسته برنج کاهش یافت. تیمار H60G40 و H80G20، با توجه به اینکه نسبت به سایر تیمارها از میانگین شوری زه آب کمتری برخوردار بودند، در کنترل شوری زه آب عملکرد مناسب تری داشتند و تیمارهای H و H80G20، با توجه به تخلیه کمتر جامدات معلق به زه آب، فیلتر مناسبی برای زهکش بودند.

به منظور بررسی کارآیی تالاب مصنوعی در حذف فسفات فاضلاب کشاورزی، از تالاب مصنوعی جریان سطحی استفاده شد. در این تحقیق، نه عدد حوضچه مستطیلی ساخته شد و جریان فاضلاب، به صورت پیوسته، از آذر 1392 تا خرداد 1393 برقرار شد. سه سامانه به صورت کشت ریشه گیاه در خاک (S)، سه سامانه به صورت کشت گیاه روی صفحات شناور (F)، و سه سامانه بدون گیاه و بستر متخلل به منزله شاهد (C) در نظر گرفته شد. زمان ماندهای هیدرولیکی انتخاب شده 3، 5، و 7 روز بود و برای هر زمان ماند این آزمایش در شش مرحله، به مدت شش ماه، تکرار شد. غلظت فسفات ورودی به سامانه ها و خروجی از آن ها اندازه گیری و میانگین بازده تصفیه، با استفاده از نرم افزار آماری SAS، مقایسه شد. متوسط غلظت فسفات فاضلاب ورودی به حوضچه ها در محدوده 9.46 تا 8.58 میلی گرم بر لیتر در نوسان بود. نتایج مقایسه میانگین شیوه کشت گیاه، زمان ماند، تغییرات دما (ماه)، و اثر متقابل آن ها در کارآیی حذف فسفات در سطح اطمینان 95 درصد معنادار مشاهده شد. در نتیجه، حوضچه های حاوی گیاه و بستر متخلخل دارای بهترین بازده حذف در محدوده 9.46 تا 35.48 درصد بودند. همچنین، بازده حذف فسفات به طور معنادار به زمان ماند وابسته بود. از این رو بهترین زمان ماند با بیشترین بازده حذف در محدوده 8.88 تا 35.48 درصد به زمان 7 روز اختصاص داشت. نتایج مقایسه میانگین تاثیر دما در حذف فسفات نشان داد در سطح اطمینان 95 درصد اختلاف معنادار بین کارآیی حذف فسفات در بعضی ماه ها وجود دارد. نتایج اثر متقابل ماه، سامانه، و زمان ماند نشان داد بیشترین کارآیی حذف فسفات به مقدار 35.48 درصد در ماه خرداد با زمان ماند 7 روز در سامانه دارای بستر متخلخل به دست می آید.

اطلاعات لازم در خصوص مقدار نفوذپذیری یک خاک در طراحی پروژه های عمرانی، به خصوص سازه های هیدرولیکی، اهمیت بسیار زیادی دارد. تعیین مقدار آن برای خاک های غیر اشباع در آزمایشگاه به صرف زمان طولانی و هزینه زیاد نیاز دارد. بنابراین ترجیح داده می شود با روش های غیر مستقیم، مانند منحنی مشخصه آب خاک، به تعیین آن اقدام شود. این روش های غیر مستقیم ضرایب ثابتی دارند که برای تعیین آن ها به داشتن اطلاعات خاصی از منحنی مشخصه آب خاک، نظیر رطوبت در نقطه اشباع خاک و رطوبت باقی مانده، نیاز است. در پژوهش حاضر ابتدا با بررسی یک مدل آماری، که تابع رطوبت اشباع و باقی مانده نیست، ضرایب نفوذپذیری غیر اشباع خاک محاسبه شدند که دارای همبستگی مناسب با مدل های مشهور در این زمینه بود. سپس، ضرایب ثابت تعدادی از معادلات تخمین نفوذپذیری به کمک این رابطه آماری تعیین شدند. نتایج حاکی از دقت بالای مدل پیشنهادی جهت تعیین این ضرایب بود.

توابع انتقالی خاک (PTFs) روشی غیر مستقیم برای برآورد ویژگی های هیدرولیکی خاک به کمک اطلاعات زودیافت خاک است که غالبا شامل بافت، ماده آلی، و جرم ویژه ظاهری خاک هستند. در چند دهه گذشته، مطالعاتی در زمینه برآورد مشخصه های مبنایی از روی اطلاعات طیفی خاک در گستره مرئی و مادون قرمز نزدیک (350 2500 نانومتر) انجام شده است. برآورد ویژگی های هیدرولیکی خاک به کمک رفتارسنجی طیفی خاک رویکرد نوینی است که چندان مد نظر قرار نگرفته است. در این پژوهش، قابلیت استفاده از توابع انتقالی طیفی (STFs) در قالب چهار سناریو شامل داده های طیفی در مقیاس آزمایشگاهی (سناریوی 1)، داده های طیفی در مقیاس سنجنده Sentinel-2 (سناریوی 2)، داده های طیفی در مقیاس سنجنده ابرطیفی EnMap (سناریوی 3)، و مقایسه آن ها با نتایج کاربرد توابع Rosetta و HYPRES (سناریوی 4) در مقیاس های نقطه ای و واحد نقشه خاک به منظور برآورد پارامترهای مدل معلم ون گنوختن بررسی شد. به منظور اشتقاق STFها، روش رگرسیون مرحله ای چندگانه و روش بوتاستراپ به کار رفت. بهترین نتایج برای برآورد پارامترهای مدل معلم ون گنوختن به ازای سناریوی 1 و 2 (متوسط RMSRval برابر 0.382، 0.029، 0.061، 0.634 برای aΐ، n، qs،Ksΐ) به دست آمد. همچنین، استفاده از سه سناریوی طیفی به بالاترین دقت در پیش بینی منحنی مشخصه رطوبتی (متوسط RMSR برابر 0.0337 سانتی متر مکعب بر سانتی متر مکعب) و هدایت هیدرولیکی خاک (متوسط RMSR برابر 1.015 سانتی متر بر روز) در مقایسه با سناریوی چهارم انجامید. این نتایج نشان می دهد استفاده از اطلاعات با وضوح طیفی مختلف می تواند روشی غیر مستقیم و سریع و کم هزینه در برآورد ویژگی های هیدرولیکی خاک، به ویژه در مقیاس بزرگ، باشد.

در این تحقیق توانایی کربن فعال (ساخت شرکت مریک) به منزله جاذب برای خارج سازی نیترات از آب های آلوده ارزیابی شد. برای این منظور سینتیک و هم دمای جذب نیترات، اثر زمان تماس، غلظت اولیه، Ph، و دما در جذب نیترات بر کربن فعال بررسی شد. همچنین، خصوصیات سطحی کربن فعال به وسیله FTIR و میکروسکوپ الکترونی مطالعه شد. از دو مدل سینتیکی ساده شده شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم برای توصیف داده های سینتیکی و همچنین مدل فروندلیچ و لانگمویر برای توصیف داده های هم دمای جذب استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد مقدار جذب نیترات با زمان افزایش یافت و بعد از 10 دقیقه به حداکثر مقدار خود رسید. حداکثر جذب نیترات در pH خنثی بود و با افزایش یا کاهش pH میزان جذب کاهش یافت. مقدار جذب نیترات با کاهش دما افزایش یافت که می تواند نشان دهنده گرمازا بودن واکنش جذب نیترات بر کربن فعال باشد. مقایسه ضرایب تعیین معادلات برازش شده نشان داد معادله شبه مرتبه دوم (R2=1.000) بهتر از معادله شبه مرتبه اول (R2=0.839) می تواند داده سینتیکی جذب نیترات را توصیف کند. هم دمای جذب به خوبی با مدل لانگمویر توصیف شد (R2=0.998) و حداکثر جذب 8.93 میلی گرم بر گرم کربن فعال بود.

این پژوهش به منظور بررسی اثر سه سال آتش سوزی متوالی بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی (5-0 سانتی متر) و خاک زیر سطحی (10-5 سانتی متر) در جنگل تپه درویش واقع در اطراف دریاچه زریوار مریوان انجام شد. تیمار شاهد نیز با شرایط یکسان در کنار منطقه سوخته و بدون اثر آتش سوزی انتخاب شد. از منطقه سوخته و شاهد هر یک سه نمونه تصادفی مرکب، از دو عمق یادشده، برداشته شد. نمونه ها برای بافت خاک، pH، هدایت الکتریکی (EC)، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، کربن آلی کل، نیتروژن کل و نیتروژن نیتراتی (NO3--N) و آمونیومی (NH4+-N)، فسفر، پتاسیم، کلسیم، و منیزیم قابل دسترس و همچنین کربنات کلسیم معادل (TNV) با استفاده از روش های استاندارد تجزیه شدند. نتایج نشان داد به طور عموم آتش سوزی بر ویژگی های بررسی شده خاک سطحی بیشترین اثر و بر خاک زیر سطحی اثری میانه دارد. هدایت الکتریکی و TNV با بیشترین میزان در خاک سوخته تغییرات شایان توجه از خود نشان دادند. همچنین، میزان قابل دسترس نیتروژن، پتاسیم، فسفر، کلسیم، و منیزیم پس از آتش سوزی افزایش یافت؛ در حالی که CEC در خاک سوخته شده در مقایسه با خاک شاهد بدون تغییر باقی ماند. میزان pH و مقدار کربن و نیتروژن کل خاک نیز افزایش اندکی در خاک سوخته شده از خود نشان دادند. همچنین بافت خاک با نشان دادن میزان کمتر رس در خاک سوخته شده سبک شد. در مجموع، نتیجه گرفته شد که آتش سوزی بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک اثر چشمگیری دارد و سبب کاهش کیفیت خاک اراضی جنگلی می شود.

در این بررسی اثر ماده آلی بر سینتیک تثبیت فسفر در چهار خاک مختلف مطالعه گردید. برای این کار خاک ها با سطوح متفاوت کود دامی تیمار و به مدت دو ماه در اینکوبیتور نگهداری گردیدند. سپس خاک ها با K2HPO4 به میزان 45mg P/kg تیمار و در اینکوبیتور در دمای 25 درجه سلسیوس به مدت 100 روز نگهداری شدند. در زمان های صفر، 1، 5، 20، 50 و 100 روز از خاک ها نمونه گیری و Olsen-P آن ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که سرعت اکسایش ماده آلی و میزان فسفر آلی معدنی شده با میزان رس همبستگی منفی معنی داری داشتند. همچنین سرعت اکسایش کربن آلی با میزان کود آلی اضافه شده به خاک ها افزایش یافت. به علاوه، فسفر موجود در کود دامی از قابلیت استفاده بالاتری نسبت به فسفر معدنی برخوردار بود. در حضور ماده آلی، سینتیک تثبیت فسفر تحت تاثیر از معدنی شدن فسفر آلی قرار گرفته شده و در هر زمان، برآیند اثرهای چهار فرآیند جذب در سطح، رسوب، غیرمتحرک شدن و معدنی شدن فسفر در دوره اینکوبیشن، سطح Olsen-P خاک را تعیین می نمایند. افزودن ماده آلی به خاک باعث افزایش بازیابی فسفر اضافه شده به خاک گردید، این اثر در زمان های طولانی تر پس از افزودن فسفر آشکارتر بود.

رفتار شیمیایی فسفر در خاک تابع پیچیده ای از عوامل مختلف از جمله اکسیدهای آهن است. هدف این پژوهش بررسی تاثیر اندازه (نانو و غیر نانو) و غلظت ذرات اکسید آهن بر گونه بندی و فراهمی فسفر برای گیاه بود. پژوهش به صورت طرح آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در چهار تکرار و پنج سطح اکسید آهن غیر نانو و پنج سطح اکسید آهن نانو (0، 500، 1000، 5000، 10000mgkg-1 ) انجام پذیرفت. گونه بندی فسفر به روش عصاره گیری پی درپی انجام شد. کاربرد نانو ذرات اکسید آهن باعث کاهش معنادار فسفر اولسن در نمونه ها شد و در تیمار 5000 mgkg-1 مقدار فسفر اولسن از 3 میلی گرم بر کیلوگرم در تیمار شاهد به 0.9 میلی گرم بر کیلوگرم کاهش یافت؛ در حالی که این تغییر در مورد اکسید آهن غیر نانو معنادار نشد. کاهش معنادار در شکل های Ca2-P و Ca8-P با تغییرات اندازه و غلظت اکسید آهن مشاهده شد که این کاهش در تیمارهای نانو شدید تر بود. تغییرات شکل Ca10-P در تیمارها معنادار نشد. تغییرات شکل Fe-P با تغییر غلظت آهن معنادار شد؛ اما شکل O-P فقط در تیمار 10000 اکسید آهن نانو معنادار شد. با توجه به تاثیر اندازه ذرات اکسید آهن بر رفتار شیمیایی فسفر در خاک، به نظر می رسد باید به آثار جانبی کاربرد نانوذرات اکسید آهن در خاک توجه ویژه ای کرد.

سیانوباکترها گروهی از پروکاریوت ها هستند که از نظر پتانسیل تولید مواد محرک رشد گیاه، به ویژه در زمینه تولید هورمون های گیاهی، کمتر درباره آن ها تحقیق و مطالعه شده است. در این تحقیق توان تولید ایندول استیک اسید (IAA) سویه های سیانوباکتریایی جداسازی شده از شالیزارهای استان گیلان به طور کمی و کیفی ارزیابی و پتانسیل آن ها بر شاخص های جوانه زنی بذرهای برنج بررسی شد. نتایج نشان داد توان تولید هورمون IAA در چند جدایه سیانوباکترهای شناسایی شده وجود دارد. در تیمار بدون اسید آمینه ال تریپتوفان جدایه های GGuCy-34 و GGuCy-42 به ترتیب 14.98 و 10.83 میکروگرم IAA بر میلی لیتر بر کلروفیل a، در تیمار 100 میلی گرم بر میلی لیتر ال تریپتوفان جدایه های GGuCy-34 و GGuCy-15 و GGuCy-42 به ترتیب 23.7 و 17.46 و 15.81 میکروگرم IAA بر میلی لیتر بر کلروفیل a، و در تیمار 500 میلی گرم بر میلی لیتر ال تریپتوفان جدایه های GGuCy-15 و GGuCy-16 به ترتیب 29.16 و 21.61 میکروگرم IAA بر میلی لیتر بر کلروفیل a بیشترین مقادیر اکسین (IAA) را تولید کردند. نتایج نشان می دهد تولید میزان IAA به نوع جدایه و شرایط محیط کشت بستگی کامل دارد. انرژی و سرعت جوانه زنی بذرها تحت تاثیر سویه های GGuCy-25، GGuCy-42، GGuCy-41، GGuCy-26، و GGuCy-50 و وزن خشک ریشه چه و ساقه چه در بذر های تلقیح شده با سویه های GGuCy-42، GGuCy-50، و GGuCy-25 بیشترین افزایش را داشته است.