تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1391 | دوره:43 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

تعیین و ارزیابی اجزای بهره وری آب برای دو رقم جو دیم تحت شرایط زمان و میزان تخصیص تک آبیاری و تاریخ کاشت راه را برای کشت سودآور این محصول هموار کرده و میزان تاثیرپذیری آن در اثر تغییرات پراکنش بارش را تعدیل خواهد کرد. بدین منظور و با هدف تعیین اجزای شاخص بهره وری آب، تحقیقی بر پایه طرح آماری بلوک های کامل تصادفی به صورت اسپلیت اسپلیت پلات در سه تکرار و به مدت دو سال زراعی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم، مراغه به اجراء در آمد. سه تاریخ کاشت و پنج مدیریت تخصیص تک آبیاری بر روی دو رقم جو دیم مورد مطالعه قرار گرفت. اجزای شاخص های بهره وری آب شامل بهره وری بارش، بهره وری آب آبیاری و بهره وری کل آب کاربردی (مجموع تک آبیاری و بارش) تحت شرایط و تیمارهای ذکر شده تعیین گردید. تغییرات حدود و مقدار بهره وری بارش ناشی از زمان و میزان تک آبیاری در تولید دانه، کاه و کلش و بیوماس ارقام جو و نیز مزیت های نسبی هر یک بررسی شد. بر اساس شاخص بهره وری بارش، تاریخ کشت زود برای جو محل تردید بوده و آبیاری بهاره با تامین 100% کمبود از ظرفیت زراعی نیز توجیه ندارد. اثربخشی تیمار آبیاری 100 میلی متر تاریخ کاشت زود، بیشتر روی افزایش کاه و کلش است و نسبت به دیگر زمان های کشت اثر کم تری روی افزایش دانه دارد. بر اساس نتایج به دست آمده، تیمار 100 میلی متر تک آبیاری زمان کاشت، با دارا بودن شاخص بهره وری کل آب کاربردی برابر با 8.7 و 8.9 کیلوگرم بر میلی متر و بهره وری آب آبیاری برابر با 37.4 و 38.5 کیلوگرم بر میلی متر به ترتیب برای رقم V2 (آبیدر) و لاین V2 (Dayton) مطلوب ترین تیمار زمان کاشت محسوب می شود و تیمار فقط یک مرتبه آبیاری بهاره با تامین 50% کمبود از ظرفیت زراعی نیز با دارا بودن شاخص بهره وری کل آب کاربردی برابر با 5.6 و 5.8 کیلوگرم بر میلی متر و بهره وری آب آبیاری برابر با 58.9 و 60.5 کیلوگرم بر میلی متر به ترتیب برای لاین های V1 و V2 مطلوب ترین تیمار آبیاری محدود بهاره محسوب می شود. از لحاظ مقایسه دو رقم نیز نشان داده شد که بهره وری بارش برای لاین V2 در هر سه تاریخ کاشت برابر 3.2 کیلوگرم بر میلی متر به دست آمد که حدود 10 درصد بیشتر از رقم آبیدر بوده است.

این مطالعه در سال 1389 در قالب یک طرح کاملا تصادفی با سه تیمار آبیاری کامل (FI) و آبیاری ناقص ریشه در دو سطح (PRD75) %75 و (PRD55) 55% و با سه تکرار جهت تعیین روند تغییرات EC و دما در محدوده ریشه گیاه ذرت در مزرعه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شده است. نتایج حاکی از وجود یک رابطه خطی با ضریب همبستگی بالا بین میزان EC و دمای خاک با تغییرات رطوبت و یک رابطه نمایی بین تغییرات EC و دمای خاک می باشد. روند تغییرات EC و دمای خاک با عمق کاهشی بوده و میزان تغییرات آنها در بخش مرطوب تیمار PRD75 در حد معنی داری بیشتر از FI می باشد. بعلاوه مقدار کل نمک اضافه شده به محدوده ریشه گیاه در تیمار PRD75، %27 کمتر از FI بوده و اعمال این تیمار علیرغم 25% صرفه جویی در مصرف آب، موجب تغییر معنی دار عملکرد (6.9 تن بر هکتار) در مقایسه با FI (7 تن برهکتار) نشده است. لذا در نظر گرفتن توام مسایل بحران آب، زیست محیطی و اقتصادی حاکی از آنست که از تیمار PRD75 در منطقه مطالعاتی نتایج بهتری منتج خواهد شد.

هدف از این بررسی، استفاده از روش نوین تصمیم گیری چند معیاره مکانی (SMADM) جهت ارائه مدلی جامع برای اولویت بندی مناطق آسیب پذیر نسبت به خشکسالی در حوضه آبریز گاوخونی می باشد. مزیت اصلی این روش نسبت به روش های دیگر در این است که علاوه بر داده های جغرافیایی از قضاوت تصمیم گیران در سطوح مختلف تصمیم گیری بهره می گیرد. در این تحقیق با توجه به هدف، معیارها و زیر معیارها انتخاب و با استفاده از تکنیک AHP وزن دهی شدند. سپس داده های جغرافیایی (زیر معیاره) در قالب لایه های مبتنی بر GIS استاندارد شده و با یکدیگر ادغام و نقشه های معیار تولید شدند. نتایج نشان داد که این ساختار قادر است به طور همزمان چندین شاخص خشکسالی را به همراه متغییرهای متاثر از خشکسالی، دانش متخصصان از دیدگاه های مختلف و نظر افرادی را که پدیده خشکسالی را لمس کرده اند در ارزیابی خشکسالی دخیل کند.

پمپها از جمله اولین وسایلی هستند که بشر برای بهره گیری هر چه بهتر از منابع آب آنها را اختراع کرده است. مساله طراحی و بهره برداری بهینه از ایستگاه های پمپاژ اغلب از نوع مدل های غیر خطی آمیخته با اعداد صحیح بوده و استفاده از روش های بهینه سازی بر مبنای مشتقات و گرادیانهای توابع موجود در حل اینگونه مسائل کارائی مطلوبی ندارد. جهت حل پیچیدگی های موجود در این گونه مسائل، الگوریتم های تکاملی از قبیل الگوریتم ژنتیک (GA) در بسیاری از مقوله های علمی و از جمله مسائل طراحی و بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ به عنوان ابزارهای جستجو و بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفته اند. اما این روش ها در کنار تمام قابلیت هایی که دارا می باشند، در یافتن جواب در مدل های بزرگ مقیاس زمان طولانی ای را صرف کرده و در نهایت جواب های نزدیک به بهینه سراسری را نتیجه می دهند. در این تحقیق سعی بر آنست که با ترکیب دو روش برنامه ریزی غیرخطی (NLP) و GA و ابداع یک الگوریتم ترکیبی جدید، پس از بررسی یک مساله ریاضی ایستگاه پمپاژ به گونه ای طراحی و بهره برداری شود که مولفه های مختلف سامانه بهینه سازی و به گزینی شوند. در نهایت نتایج این الگوریتم با نتایج الگوریتمهای بهینه سازی جفت گیری زنبور عسل (HBMO)، GA و همچنین نتایج روش های NLP و روش مضارب لاگرانژ (LM) مقایسه شده است. نتایج کاربرد این الگوریتم تلفیقی نشان می دهد که الگوریتم ترکیبی به لحاظ کیفیت جوابهای حاصل و تعداد دفعات ارزیابی تابع هدف و همگرایی به پاسخ بهینه (زمان اجرا)، عملکرد بهتری نسبت به هر یک از روشهای ذکر شده داشته است.

اغلب ایستگاه های هواشناسی ایران در اراضی بایر و دور از مناطق کشاورزی قرار گرفته و داده های آن از اعتبار لازم برای برآورد تبخیر تعرق مرجع (ETo) برخوردار نیست. تصاویر ماهواره ای با برخورداری از پوشش وسیع، اطلاعات مناطق کشاورزی از جمله دمای سطح زمین را اخذ می کنند. دمای سطح زمین یکی از پارامترهای مهم در مدل های تبخیر تعرق می باشد. با توجه به این موضوع، محققین معادله پنمن مانتیث را به یک معادله ساده خطی که ورودی آن دمای سطح زمین است، تبدیل کردند. ضرایب این معادله تابع پارامترهای آیرودینامیک هوا و تابش رسیده به زمین بوده و برای منطقه ای در آرژانتین نشان داده شد که در طول سال تقریبا ثابتند و ETo با استفاده از فقط دمای سطح زمین با دقت مطلوبی برآورد شد. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی معادله ساده شده فوق برای شبکه آبیاری قزوین است. تعداد 231 تصویر ماهواره نوا مربوط به فصل آبیاری شبکه قزوین برای یک دوره 3 ساله (2006 تا 2008) مورد استفاده قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد، ضرایب معادله ساده شده فوق در شبکه آبیاری قزوین ثابت نیست و معادله ای بر اساس روز شمار سال برای تعیین هر یک از آنها ارائه شد. همچنین معادله ساده شده نیاز به واسنجی دارد و پس از واسنجی، ETo با ضریب تعیین (R2) و جذر میانگین مربع خطا (RMSE) بترتیب مساوی 0.80 و 0.47 میلیمتر در روز برآورد شدند.

سد زیرزمینی به عنوان سازه ای آبی جهت توسعه منابع آب بخصوص در نواحی خشک کشور مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. در این تحقیق با انجام مطالعات پایه و مدل سازی آبخوان، تاثیرات هیدروژئولوژیک احتمالی احداث یک سدزیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است. محل پیشنهادی سد زیرزمینی گنجه، واقع در شهرستان فریدن اصفهان (آبخوان چهل خانه) به عنوان مطالعه موردی انتخاب گردید. در این پژوهش مطالعات هواشناسی و هیدرولوژی، بررسی های دقیق زمین شناسی به همراه اجرای عملیات ژئوفیزیک درمحور پیشنهادی، بررسی های هیدروژئولوژیک، شناسائی هندسه آبخوان چهل خانه و تکمیل داده های مورد نیاز بر اساس روشهای مختلف آماری، امکان به کار گیری مدل ریاضی آبخوان را با دقت خوبی فراهم نمود. در این تحقیق جهت شبیهسازی رفتار آبخوان چهل خانه از مدل معتبر PMWIN استفاده شده است که مدل کاملی برای شبیه سازی جریان سیال و آلودگی در محیط های متخلخل است. پس از اطمینان از صحت مدل واسنجی شده، رفتار آتی آبخوان چهل خانه با لحاظ احداث سد با رقوم تاج مختلف پیش بینی شده و میزان آب ذخیره شده، افزایش یا کاهش آبدهی چاهها و قنوات محدوده اثر طرح محاسبه و بررسی گردید. با توجه به اینکه سازه های آبی باعث بر هم خوردن وضعیت بیلان منابع آبی نیز میگردد، بیلان آبی آبخوان چهل خانه و آبخوان بوئین (آبخوان زیردست سد) نیز بررسی شده و نقش سد در کاهش منابع آبی زیردست بررسی گردید. نتایج نشان می دهند که ارتفاع بهینه سد در رقوم تاج 2290 متر از سطح دریا فراهم میگردد. در این شرایط ذخیره افزوده آبخوان به 470 هزار متر مکعب رسیده و تاثیر موثری بر افزایش آبدهی قنوات، رودخانه و چاه های بالادست خواهد داشت. احداث سد گنجه بر روی راه ارتباطی گنجه داران تاثیر مستقیم نداشته و همچنین روستای گنجه تحت تاثیر بسیار کمی از احداث سد قرار خواهد گرفت. شعاع اثر سد گنجه بر تراز آب زیرزمینی آبخوان زیردست حداکثر 700 متر بوده و حداکثر 16 متر افت سطح آب زیرزمینی پائین دست را در شعاع اثر یاد شده در پی خواهد داشت.

بندهای سنگریزه ای هنگام وقوع جریان های سیلابی، آب را در مخزن بالادست خود ذخیره کرده و به تدریج پس از فروکش کردن سیل به پایین دست تخلیه می کنند. از این رو یکی از گزینه ها برای مهار سیلاب محسوب می شوند. در این مطالعه با انجام آزمایش های متعدد، تاثیر دانه بندی (اندازه متوسط و انحراف معیار) سنگ دانه های مختلف و شیب شیروانی پایین دست بر روی پایداری سازه بررسی و نقش هر کدام از عوامل ذکر شده در برقراری شرایط پایدار برای بند، مورد مطالعه قرار گرفته و رابطه جدیدی برای تعیین شیب پایدار پایین دست ارائه شد. هم چنین اثرات انحراف معیار سنگ دانه ها، شیب شیروانی پایین دست و اندازه سنگ دانه ها بر میزان آب گذری بند مطالعه و پیشنهادهای لازم در خصوص انتخاب اندازه مناسب سنگ دانه ها برای افزایش کارآیی این سازه ها ارائه شد. به منظور اعتبار سنجی رابطه جدید ارائه شده، تعدادی از داده های آزمایشگاهی با نتایج حاصل از کاربرد رابطه مقایسه و همبستگی نسبتا خوبی بین نتایج محاسباتی و آزمایشگاهی در پوش خطای 20 درصد مشاهده شد. علاوه بر این مقادیر ریشه میانگین مربع خطاها و میانگین خطای نسبی به ترتیب 0.04 و 0.09 به دست آمد که دقت خوب رابطه را نشان می دهد.

برآورد مقدار آب معادل برف همواره از بزرگترین چالش های موجود در تعیین رژیم هیدرولوژیکی حوضه های آبخیز کوهستانی تلقی می گردد. صعب العبور بودن، عدم دسترسی و دشواری شرایط نمونه برداری صحرایی سبب گردیده تا از دیرباز محققین به استفاده از راهکارهای غیر مستقیم بیاندیشند. در تحقیق حاضر از مدل درجه - روز که از جمله ساده ترین مدل های برآورد ذوب برف می باشد و تصاویر سنجنده مودیس جهت برآورد آب معادل برف در لحظه اوج انباشت برف استفاده گردید. روش کار بدین ترتیب بود که پس از تعیین اوج انباشت برف مقدار درجه - روزهای لازم تا ذوب کامل تعیین شده و با معکوس کردن معادله درجه - روز مقدار آب معادل برف در هر نقطه برآورد گردید. سپس ارقام برآورد شده با مقادیر مشاهداتی حاصل از اندازه گیری صحرایی مورد مقایسه قرار گرفت. اختلاف 13 درصدی داده های برآورد شده با داده های مشاهداتی نشان داد که مدل درجه - روز و تصاویر مودیس توانسته است با دقت قابل قبولی توزیع مکانی آب معادل برف را در مناطقی که امکان نمونه برداری در آنها وجود ندارد برآورد نموده و این روش می تواند کمک شایانی به پایش رژیم هیدرولوژیکی حوضه های آبخیز کوهستانی نماید.

پلیمرها نهاده های مناسبی برای پیشگیری از رواناب و هدررفت خاک هستند. این تحقیق به منظور بررسی کارایی پلی وینیل استات در کاهش رواناب و رسوب در یک خاک مارنی در شرایط آزمایشگاهی انجام گرفت. برای این منظور پنج سطح پلی وینیل استات شامل صفر، 50، 100، 150 و 200 کیلوگرم در هکتار در سه تکرار به سطح خاک مارنی داخل فلوم ها پاشیده شد و تحت پنج رخداد باران شبیه سازی شده با شدت ثابت 40 میلی متر بر ساعت و مدت 30 دقیقه قرار گرفت. بر اساس نتایج، اثر رخداد بارندگی و پلی وینیل استات بر تولید رواناب و عملکرد رسوب به ترتیب در سطح احتمال 1% و 5% معنی دار بود. تولید رواناب و عملکرد رسوب از رخداد اول تا رخداد چهارم بارندگی به دلیل تخریب بیشتر خاک و کاهش نفوذپذیری خاک افزایش یافت. مقدار رواناب و رسوب در تیمار 50 کیلوگرم در هکتار به ترتیب 16.6 و 38 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت. تیمار 50 کیلوگرم در هکتار پلیمر از نظر مهار رواناب و رسوب موثرترین سطح شناخته شناخته شد. در پژوهش های آینده، کارایی مقادیر کمتر این پلیمر در کاهش تولید رواناب و رسوب و نیز استقرار گیاه، را در شرایط منطقه می توان مورد بررسی قرار داد.

به منظور مطالعه تاثیر کاربرد کودهای زیستی در سطوح مختلف کودهای شیمیایی نیتروژنه و فسفره بر صفات مرتبط با عملکرد دانه جو (رقم صحرا) آزمایشی بصورت کرت های دو بار خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با عامل اصلی نیتروژن در سه سطح (0، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار)، عامل فرعی شامل کود فسفره در 2 سطح (0 و 50 کیلوگرم در هکتار) و عامل فرعی فرعی کودهای زیستی در چهار سطح (عدم مصرف، مصرف باکتری های حل کننده فسفات، مصرف باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، مصرف توأم آن ها) و با 3 تکرار انجام شد. نتایج نشان داد کود نیتروژنی، فسفره، کود بیولوژیک و اثر متقابل کود فسفره و نیتروژنی بر تمامی صفات مرتبط با عملکرد دانه تاثیر معنی داری داشتند. مقایسه میانگین نشان داد با افزایش سطوح کودی نیتروژنه به همراه کاربرد کودهای زیستی (مجزا و تلفیقی) عملکرد دانه به طور معنی داری افزایش یافت به طوری که بیشترین عملکرد دانه (364.5 گرم در متر مربع) در تیمار 100 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژنه به همراه تلقیح توام کودهای زیستی به دست آمد.