تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1396 | دوره:48 | شماره:2 |تعداد مقالات:20

داده های دمای حداقل روزانه مهم ترین نیاز پژوهش های اقلیمی و همچنین مطالعات تأثیر تغییر اقلیم در زمینه سرماهای زودرس پاییزه، دیررس بهاره، طول مدت سرما، ارزیابی پتانسیل تولید محصولات باغی و زراعی وابسته به سرمازدگی و نهایتاً امنیت غذایی است. از نگاه دیگر، به رغم آنکه ایستگاه های مناطق مرتفع نقش مهمی در صحت برآورد شیب ارتفاعی آماره های دما و میدانی کردن آنها دارند، تعدادشان در ایران بسیار معدود بوده و اغلب آنها از نظر آماری واجد گسستگی های زیادی هستند و بازسازی آنها برای مطالعاتی که مبتنی بر دوره های آماری همگن طولانی هستند، امری ضروری محسوب می شود. هدف از این بررسی، مقایسه روش های مختلف بازسازی داده های روزانه دمای کمینه در ایستگاه های مرتفع و معرفی برترین روش ها برای ترمیم و گسترش سری های زمانی مربوطه در دوره اقلیمی همزمان با ایستگاه های قدیمی ایران است. برای این منظور، 12 ایستگاه که ارتفاعی بیشتر از 1900 متر داشتند، انتخاب و از دوره های موجود آماری آنها 500 دمای کمینه روزانه به طور تصادفی حذف و همان داده ها با استفاده از 31 روش کلاسیک موجود و یک روش پیشنهادی جدید مبتنی بر توزیع تجمعی احتمالات وقوع دماهای کمینه بازسازی گردید و اعتبار هریک از آنها با استفاده از آماره مجذور مربعات خطا و همچنین بررسی حدود خطا در سطح اطمینان 90 و 95% بطور کمی ارزیابی شد. بر اساس نتایج به دست آمده سه روش تحلیل مؤلفه های اصلی، روش پیشنهادی مبتنی بر تابع توزیع تجمعی احتمالات و روش شبکه عصبی مصنوعی با حدود اعتماد 95% خطای بازسازی به ترتیب 0/2± ، 2/2± و 1/3± درجه نسبت به سایر روش های بازسازی ارجحیت دارند. این بررسی منجر به تکمیل سری آماری دمای کمینه روزانه این ایستگاه ها در دوره 2010-1965 گردید که در مطالعات تغییر اقلیم و ریسک سرمای زودرس و دیررس و همچنین تغییرات تقویم زراعی در اثر پدیده تغییر اقلیم مورد استفاده قرار می گیرند.

در این مطالعه، روند تغییرات تبخیر و تعرق مرجع (ET0) و عوامل کنترل کننده آن طی دوره های 1966-2100 در شش ایستگاه سینوپتیک غربی کشور مطالعه شد. بدین منظور خروجی های مدل اقلیمی HadCM3 تحت سناریوی انتشار B2 توسط مدل SDSM ریزمقیاس سازی شد. نتایج این پژوهش نشان داد که در سه دوره 30 ساله ابتدایی، میانی و انتهایی قرن 21، ET0 (میانگین تمامی ایستگاه ها) به ترتیب 12/5، 33/7 و 01/11 درصد نسبت به دوره پایه (1966-1990) افزایش خواهد یافت. بر مبنای نتایج آزمون روندیابی من-کندال، روند ET0 طی 1966-2010 در اکثر ایستگاه ها به طور غیر معنی داری (در سطح 95 درصد) صعودی بوده است. روند افزایشی ET0 در گذشته احتمالاً به دلیل روند صعودی شدت تشعشع خورشیدی و دما و روند نزولی رطوبت نسبی در منطقه بوده است. همچنین در اغلب ایستگاه ها، روند صعودی میانگین ET0 در دوره های 2011-2040 و 2071-2100 معنی دار و در 2041-2070 غیر معنی دار خواهد بود. روند افزایشی ET0 در آینده احتمالاً به دلیل افزایش دما می باشد.

در این تحقیق، نتایج دو روش ریزمقیاس نمایی SDSM و LARS-WG با در نظر گرفتن معیارهای خطا، ازلحاظ بارش روزانه، دماهای حداقل و حداکثر روزانه در دو ایستگاه سینوپتیک روانسر و کرمانشاه مقایسه می شود. در هر دو مدل دوره زمانی 1988-1961 و 1989-2001 به ترتیب برای انجام واسنجی و صحت سنجی در نظر گرفته شدند. نتایج کلی نشان داد که مدل SDSM در دو ایستگاه موردبررسی، در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی، برای دماهای حداقل و حداکثر روزانه عملکرد بهتری نسبت به الگوی LARS-WG دارد درحالی که برای بارش روزانه، مدل LARS-WG دارای عملکرد بهتری می باشد. از نتایج ریزمقیاس نمایی، چنین نتیجه گیری می شود که در دو دهه 2020 و 2050 تحت سناریو A2 و با به کارگیری مدل بزرگ مقیاس HadCM3، ایستگاه کرمانشاه و روانسر با میزان بارش کمتری مواجه می‍ شوند. هم چنین پیش بینی ها نشان می دهد که در هر دو مدل دمای حداقل و دمای حداکثر در دو دهه آتی تحت سناریو A2 در هر دو ایستگاه افزایش می یابد.

با اندازه گیری حلقه های رویشی سالیانه درختان و ساخت گاه شناسی از آن ها، امکان مطالعه و بازسازی شاخص شدت خشکسالی پالمر در محدوده رویشگاه ها فراهم می شود. هدف از انجام این پژوهش، بازسازی شاخص شدت خشکسالی پالمر با استفاده از گاه شناسی درختی و پایش خشکسالی در حوضه کرخه می باشد. در این تحقیق از شاخص گاه شناسی درختی منطقه ای زاگرس مرکزی دو گونه درختی، بلوط ایرانی (Quercus brantii) و بلوط مازو (Quercus infectoria) طی دوره 1840-2010 برای بازسازی شاخص شدت خشکسالی پالمر در حوضه کرخه استفاده شده است. با توجه به همبستگی مثبت و معنادار شاخص شدت خشکسالی پالمر با شاخص گاه شناسی درختی منطقه ای، مقادیر شاخص شدت خشکسالی پالمر طی سال های 1840 تا 2010 بازسازی شد. مقادیر محاسباتی شاخص شدت خشکسالی پالمر و مقادیر بازسازی شده آن در دوره آماری مشترک به خوبی با هم مطابقت دارند. در ادامه وضعیت هیدرولوژیکی در طول دوره گاه شناسی مورد بررسی قرار گرفت و بر این اساس خشکسالی هیدرولوژیکی در حوضه کرخه برای سال های 1840 تا 2010 بررسی شد. شدت و تداوم خشکسالی ها و همچنین دهه هایی با بیشترین تعداد رویدادهای خشکسالی و ترسالی تعیین گردید. همچنین نتایج این تحقیق با سایر محققین نیز مقایسه گردید. بر این اساس شدیدترین کم آبی (خشکسالی) در کل دوره بازسازی 1840 تا 2010 برای ایستگاه کاکارضا مربوط به سال های 2004-1999 بوده است. شدیدترین کم آبی (خشکسالی) بازسازی شده در قرن 19 و 20 به ترتیب در سال های 1853 تا 1855 و 1966 تا 1968 بوده است.

وابستگی معادلات زمان تمرکز به پارامترهای مختلف آنها را در معرض عدم قطعیت های ناشی از تغییرات شدت بارش، مقیاس نقشه توپوگرافی و کاربری اراضی، توان تفکیک مدل های رقومی ارتفاعی و همچنین آستانه شکل گیری آبراهه ها قرار می دهد. در پژوهش حاضر به ارزیابی و تحلیل عدم قطعیت 20 معادله پرکاربرد و متداول در زمینه محاسبه زمان تمرکز در دو حوضه آبریز کسیلیان و امامه پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که معادلات BransbyWilliams و Morgali-Linsley با دارا بودن خطای نسبی کمتر از 10 درصد، بیشترین تطابق را با زمان تمرکز مشاهداتی در دو حوضه مذکور، دارا می باشند. همچنین تحلیل عدم قطعیت معادلات مختلف برآورد زمان تمرکز به روش مرتبه اول تغییرات حاکی از آن است که معادلات McCuen، ASCE و Eagleson دارای بیشترین عدم قطعیت (بیش از 50 درصد) و معادلات FAA و Johnstone دارای کم ترین عدم قطعیت (کمتر از 10 درصد) می باشند. در روش های مبتنی بر پارامترهای ژئومورفولوژیکی نیز سهم عدم قطعیت ناشی از آستانه شکل گیری آبراهه ها بر عملکرد معادلات زمان تمرکز تقریباً 3 تا 4 برابر مقیاس نقشه و توان تفکیک مدل های رقومی ارتفاعی می باشد. لذا توصیه می گردد به هنگام استفاده از چنین معادلاتی به ویژه در حوضه های فاقد آمار به مبحث آستانه شکل گیری آبراهه ها توجه ویژه ای بعمل آید.

پدیده رگاب یک فرآیند فرسایشی است که تحت تأثیر جریان نشت رو به بالا در زیر سازه های آبی رخ می دهد و در صورت عدم توجه کافی برای مقابله با آن ممکن است پایداری و ایمنی سازه هیدرولیکی را تحت تأثیر جدی قرار دهد. در این تحقیق، اثر مسلح سازی یک خاک در تغییر شیب هیدرولیکی بحرانی و نیروی مقاوم به رگاب بررسی شد. مسلح سازی توسط دو نوع ژئوگرید با ابعاد منفذی 6 میلی متر (ژئوگرید 1) و 2 میلی متر (ژئوگرید 2) صورت پذیرفت. آزمایش های یک بعدی رگاب روی نمونه های یک خاک ماسه ای، خاک مسلح شده با صفحات دو نوع ژئوگرید 1 و 2 که به روش استاتیکی متراکم و تهیه شده اند، در دستگاه ویژه طراحی شده صورت پذیرفت. نتایج نشان داد مسلح سازی به وسیله صفحات ژئوگرید موجب بهسازی خاک در مقابل پدیده رگاب می گردد، به طوری که شیب هیدرولیکی بحرانی و نیروی مقاوم به رگاب افزایش می یابد و افزایش درجه بهسازی وابسته به تعداد صفحات ژئوگرید و موقعیت آن ها نسبت به یکدیگر در نمونه می باشد. از طرفی نتایج نشان داد، در شرایط و موقعیت یکسان عملکرد دو نوع ژئوگرید تقریباً مشابه است.

اطلاع از تغییرات زمانی میزان تولید رواناب و رسوب در طول فصل زراعی نه تنها در اتخاذ نوع و نحوه انجام کارهای حفاظتی مفید است بلکه در برآورد مدل های فرسایش خاک و رواناب کاربرد دارد. تحقیق حاضر با هدف بررسی تغییرات زمانی مقدار تولید رواناب و رسوب در طول فصل رشد گیاه نخود با تراکم های مختلف کشت تحت شرایط دیم در ایستگاه تحقیقات حفاظت خاک تیکمه داش در کرت های فرسایشی اجرا شد. بدین منظور تحقیقی در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه سطح تراکم کشت گیاه نخود به ترتیب (30، 35 و 40 کیلوگرم بذر در هکتار)، در سه تکرار اجرا و نتایج حاصل در قالب طرح کرت های خردشده در زمان، تحلیل آماری شد. بدین ترتیب که بعد از شخم زدن کر ت ها، بذرها به طور یکنواخت و با روش کشت معمول در منطقه در 17 فروردین سال 1392 کشت شد. سپس در طول فصل رشد گیاه نخود بعد از هر بارندگی، رواناب جمع شده در مخزن ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر اصلی تراکم کشت و زمان نمونه گیری بر میزان رواناب و رسوب در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود، اما اثرات متقابل آن ها بر مقدار رواناب غیر معنی دار هست. حداقل میزان رواناب و رسوب در تراکم kg/ha 40، در زمان نمونه گیری سوم به ترتیب برابر با l/ha 88/421 و kg/ha 45/2، و حداکثر میزان رواناب و رسوب در زمان نمونه گیری اول و در تیمار kg/ha 30 به ترتیب برابر با l/ha 1550 و kg/ha 54/31 مشاهده شد. همچنین نتایج نشان داد که میزان رواناب و هدر رفت خاک در تیمار kg/ha 30 به ترتیب 1/1 و 4/1 برابر بیشتر از تیمار kg/ha 35 بوده و 5/1 و 9/1 برابر بیشتر از تیمار kg/ha 40 بود. بنابراین جهت حفاظت خاک، تراکم بذر kg/ha 40 نخود دیم برای شرایط مشابه کشت در منطقه توصیه می شود.

در ده های گذشته روش های مختلفی برای تجزیه و تحلیل و پیش بینی متغیرهای فیزیکی استفاده شده است. یکی از آنها، روش آماری تحلیل طیف تکین (SSA) می باشد. SSA از روش های مورد استفاده در مدل سازی فرایندهای مختلف آماری است و اخیراً استفاده از آن در رشته های مختلف مهندسی از جمله منابع آب به منظور حذف اجزاء تصادفی موجود در سری های زمانی گسترش یافته است. هدف اصلی از این تحقیق پیش بینی مقادیر جریان رودخانه های حوضه کرخه با استفاده از روش SSA می-باشد. ابتدا ایستگاه های شاخص در حوضه کرخه (پنج ایستگاه) برای این کار انتخاب گردید. دوره پر آبی ایستگاه ها تعیین شد. برای مدل سازی 70 درصد داده ها برای واسنجی و 30 درصد داده ها برای صحت سنجی در نظر گرفته شد. ابتدا از روش SSA برای پردازش اولیّه داده ها و حذف نوفه موجود در سری های زمانی جریان رودخانه استفاده شد. سپس از الگوریتم بازگشتی روش SSA برای ساخت مدل پیش بینی آبدهی رودخانه در ایستگاه های حوضه کرخه استفاده شد. برای بررسی عملکرد مدل از معیار جذر میانگین مربعات خطا نرمال شده، میانگین قدرمطلق خطای نسبی و ضریب همبستگی استفاده گردید. در مرحله صحت-سنجی بیشترین مقدار آماره NRMSE و MARE به ترتیب برابر 0. 47 و 0. 5برای ایستگاه های پل چهر بود. کمترین مقدار آماره NRMSE برای ایستگاه پل دختر و چم انجیر نزدیک به هم و برابر 0. 3 و 0. 31 و کمترین مقدار آماره MARE برای ایستگاه چم انجیر و پل دختر، نزدیک به هم و برابر 0. 29 و 0. 30 بود. در نهایت بهترین و ضعیف ترین نتیجه در دو مرحله واسنجی و صحت سنجی به ترتیب برای ایستگاه های چم انجیر و پل چهر به دست آمد. بر اساس نتایج این تحقیق می توان با به کارگیری روش SSA مقادیر جریان رودخانه را با دقت مناسب پیش بینی نمود.

یکی از اصلی ترین منابع آبی موجود، منابع سطحی آب و به طور مشخص آب موجود در مخازن سدها می باشد. یکی از روش های بهبود بهره برداری از مخازن اعمال سیاست جیره بندی در مخزن است. تابع هدف در این تحقیق کمینه سازی نسبت کمبود با اعمال سیاست جیره بندی بر مصارف کشاورزی سد وشمگیر در استان گلستان است. به این منظور دوره سه ساله خشکسالی متوالی از سال 1380 تا 1382 برای این تحقیق انتخاب گردید. سیاست جیره بندی با استفاده از الگوریتم های بازپخت، ژنتیک، رقابت استعماری صورت گرفته و سپس نتایج با سیاست بهره برداری استاندارد مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهند که الگوریتم بازپخت با اعمال سیاست جیره بندی با اعتمادپذیری 94/99 درصد، برگشت پذیری 50%، شاخص پایداری 39/49، آسیب پذیری 6% و درصد تأمین 99 دارای بالاترین کارایی و همچنین سیاست بهره برداری استاندارد نیز با اعتمادپذیری 25/99 درصد، برگشت پذیری 11%، شاخص پایداری 22/9، آسیب پذیری 5/15% و درصد تأمین 80 دارای پایین ترین کارایی در بهره برداری از مخزن وشمگیر در دوره خشکسالی بوده اند.

مدیریت منابع آب یکی از بزرگ ترین چالش های قرن حاضر است که می تواند سرمنشأ بسیاری از تحولات مثبت و منفی جهان قرار گیرد. درواقع امروزه چالش منابع آب دغدغه بسیاری از کشورهای خاورمیانه است. محدودیت منابع آب قابل دسترس و خشک سالی های اخیر در ایران نیز نشان می دهد که ایران با یک بحران جدی در زمینه آب مواجه است. این بدین معناست که برای رهایی از شرایط اشاره شده باید یک برنامه ریزی و مدیریت صحیح در زمینه منابع آب موجود صورت پذیرد. لذا در این تحقیق به منظور مدیریت بهره برداری از مخزن سد امیر کبیر، روش تلفیقی شبیه سازی پویایی سیستم، بهینه سازی غیرخطی کلاسیک و مدل پیش بینی خطی باکس و جنکینز، روی سد مذکور موردبررسی قرار گرفت. در همین راستا، ابتدا حجم آب مخزن سد امیرکبیر به کمک روش پویایی سیستم ها در محیط برنامه نویسی ونسیم شبیه سازی شد. سپس با استفاده از مدل پیش بینی خطی باکس و جنکینز، دبی ورودی و تبخیر از این مخزن برای سال های آبی 93 تا 97 پیش بینی شدند و نتایج حاصل از آن ها وارد مدل شبیه سازی شدند. درنهایت به کمک نرم افزار لینگو و روش کلاسیک غیرخطی نحوه ی مصرف آب پشت مخزن بهینه شد. مقایسه نتایج بهینه سازی و نتایج مدل نشان داد که در شرایط بهینه سازی مقادیر کمبود و سرریزها طی تقسیم در ماه های مختلف، تعدیل شده و از خسارت های احتمالی جلوگیری می شود.

در این مطالعه برخی عوامل مؤثر در میزان جذب کادمیم در سطح نانو ذرات دی اکسید تیتانیم در خاک و پایداری نانو ذرات در سوسپانسیون های خاک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان داد که در خاک آلوده به کادمیم در محیط سوسپانسیون، مقدار تثبیت کادمیم توسط نانو ذرات که به جذب کادمیم در سطح نانو ذرات نسبت داده می شود، به نسبت خاک به آب (1: 20، 1: 10 و 1: 5)، میزان آلودگی خاک به کادمیم (5 و 10 میلی گرم بر کیلوگرم کادمیم کل در خاک) و مقدار کاربرد نانو ذرات (صفر، 5/0، 1 و 5 درصد) بستگی دارد. به طوری که کمترین میزان کادمیم استخراج شده با عامل کلات کننده DTPA (Cd-DTPA) در نسبت خاک به آب 1: 5 و مقدار 5 درصد نانو ذرات و در خاک با سطح آلودگی 10 میلی گرم بر کیلوگرم کادمیم مشاهده شد. همچنین نتایج آزمایش های پایداری نشان داد که نانو ذرات دی اکسید تیتانیم در سوسپانسیون های خاک طی گذشت ده روز از زمان رهاسازی سوسپانسیون ها نسبت به زمان ابتدایی از افزودن نانو ذرات، پایداری خوبی نشان دادند. به طور کلی با توجه به اینکه غیر متحرک کردن کادمیم در خاک ها یک تکنیک برای بهبود کیفیت خاک است و نانوذرات دی اکسیدتیتانیم پایداری خوبی در سوسپانسیون های خاک نشان دادند، استفاده از نانو ذرات در آلودگی زدایی خاکهای آهکی مناسب می باشد.

آلودگی محیط زیست توسط فلزات سنگین، به ویژه آلودگی خاک با کادمیوم، یکی از چالش های محیط زیست محسوب می شود. در این پژوهش از روش گیاه پالایی جهت اصلاح یک خاک آلوده به کادمیوم همراه با شوری استفاده شد. این مطالعه در دو سطح شوری آب آبیاری (0 و 3 دسی زیمنس بر متر) و سه سطح آلودگی خاک (0 و 20 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک و نسبت یک به یک خاک و خاک آلوده به فاضلاب) اجرا شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. گیاه ذرت به عنوان جاذب کادمیوم انتخاب گردید. گیاهان قبل از رسیدن به مرحله زایشی برداشت شدند. شاخص های عملکرد، غلظت و جذب کادمیوم به عنوان پاسخ های گیاهی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که شوری آب آبیاری بر غلظت و جذب کادمیوم در گیاه ذرت اثر معنی داری داشته و باعث افزایش غلظت کادمیوم در اندام هوایی و ریشه گیاه ذرت به میزان 52 درصد شد؛ اما در تیمار شوری علی رغم افزایش غلظت کادمیوم در گیاه، میزان جذب کادمیوم کاهش یافت که ناشی از کاهش وزن خشک گیاه نسبت به تیمار شاهد بود. تیمار خاک آلوده به فاضلاب نیز موجب کاهش عملکرد گیاه شد، اما در این تیمار به علت افزایش شوری و کاهش اسیدیته خاک، حلالیت کادمیوم در خاک افزایش پیدا کرد، در نتیجه غلظت کادمیوم در ریشه به میزان 15 درصد نسبت به تیمار آلوده به کادمیوم افزایش نشان داد و این افزایش در اندام هوایی حدود 12 درصد بود. بر این اساس شوری آب آبیاری می تواند میزان جذب آلاینده کادمیوم توسط گیاه را افزایش دهد.

وجود ترکیبات نفتی در خاک سبب بروز مشکلات زیست محیطی می گردد، لذا تلاش برای پالایش این اراضی ضروری به نظر می رسد. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر سطوح مختلف بیوچارهای حاصل از پسماند زباله شهری و باکتری تجزیه کننده هیدروکربن های نفتی بر میزان عناصر غذایی موجود در گیاه تاج خروس صورت پذیرفت. تیمارها شامل نفت خام (در سه سطح: (P0) 0، (P1) 5/2 و(P2) 5 درصد وزنی)، بیوچار حاصل ازکمپوست زباله شهری(Bcm) و زباله تر شهری(BM) (در سه سطح: 0، 1 و 2 درصد وزنی) و باکتری (دو سطح: بدون باکتری(Ba0) و دارای باکتری سودوموناس فلورسنس(Ba1)) بود. نتایج نشان داد که با افزایش میزان بیوچار، رشد گیاه بیشتر شد و همواره بیشترین میزان صفات رشدی در سطوح دارای بیوچار گزارش گردید. مقادیر وزن خشک شاخساره در تیمار هایی که دارای باکتری سودوموناس فلوروسنس بودند نسبت به سایر تیمارها تفاوت معنا داری نشان داد. در مجموع با کاربرد بیوچار و باکتری سودوموناس فلورسنس، غلظت عناصر غذایی اندازه گیری شده افزایش یافت و بیشترین غلظت عناصر در بالاترین سطوح بیوچار گزارش شد به طوری که بیشترین غلظت فسفر با میزان 37/0 درصد در تیمار P1B0Ba1 و کمترین مقدار آن با میزان 23/0 درصد در تیمار P2BM2Ba1 مشاهده شد. همچنین بیشترین غلظت عنصر پتاسیم در تیمار P2BM2Ba1 به میزان 16/5 درصد و کمترین مقدار آن 15/2 درصد در تیمار فاقد عامل زیستی P0BM1Ba0 اندازه گیری و گزارش شد. در سطوح آلودگی یکسان، در تیمارهای حاوی بیوچار، غلظت کلسیم و منیزیم نسبت به شاهد، به میزان بیشتری بود. بیشترین غلظت آهن و منگنز در تیمار P0B0Ba1 با حضور عامل زیستی به ترتیب به میزان 33/1200 و 5/441 میلی گرم برکیلوگرم اندازه گیری شد و کمترین مقادیر آن در تیمار عدم حضور باکتری سودوموناس بود. بر این اساس توصیه می شود برای افزایش بهره وری پالایش آلودگی، استفاده از مواد آلی و به طور مشخص بیوچار و تیمارهای باکتریایی مورد توجه قرار گیرد.

پتاسیم یکی از عناصر پرمصرف ضروری برای رشد و توسعه گیاهان است و در سال های اخیر تأمین زیستی آن از طریق باکتری های آزادکننده پتاسیم در کانون توجه تحقیقات قرار گرفته است. در این آزمایش توانایی آزادسازی پتاسیم از کانی های سیلیکاتی، توسط چندین باکتری جداسازی شده از نمونه های ریزوسفری گیاهان گرامینه، به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفت. فاکتورهای آزمایش شامل جدایه های باکتریایی و دو نوع کانی میکا (بیوتیت و موسکویت) بود. پس از جداسازی باکتری ها از ریشه های ضدعفونی شده گیاهان گرامینه با استفاده از محیط کشت NFB، تعداد 8 جدایه شاخص برای آزمایش نهایی مورد استفاده قرار گرفت. توان رهاسازی پتاسیم جدایه ها با بهره گیری از محیط کشت الکساندروف مایع مورد ارزیابی قرار گرفت. بالاترین میزان پتاسیم آزادشده به میزان 16/11 میلی گرم بر لیتر توسط جدایه Az-8 به دست آمد که 20% نسبت به تیمار شاهد افزایش داشت و پایین ترین مقدار 8/2 میلی گرم بر لیتر توسط جدایه Az-15 مشاهده شد. به طور متوسط آزادکنندگی پتاسیم از کانی بیوتیت 82% بیشتر از موسکویت مشاهده شد. در بین باکتری های جداسازی شده جدایه های Az-8، Az-12 و Az-19 توانایی بالایی در آزادسازی پتاسیم نشان دادند. همچنین در این آزمایش بین تغییرات pH و میزان رهاسازی پتاسیم توسط جدایه های باکتریایی همبستگی معنی داری مشاهده نشد. شناسایی مولکولی و بیوشیمیایی این جدایه ها و نتایج توالی یابی آنها نشان داد که این جدایه ها متعلق به جنس سودوموناس می باشند. با توجه به نتایج امیدوارکننده آزمایش های درون شیشه ای سویه های فوق، بهره گیری از آنها در تأمین نیاز پتاسیمی گیاهان در کشت گلخانه و مزرعه توصیه می شود.

روش های گرمایی به عنوان روش های سریع و با کارایی زیاد برای حذف آلاینده های آلی در محیط های آبی و خشکی مطرح شده اند که استفاده از تابش ریزموج (مایکروویو) یکی از آنهاست. این مطالعه با هدف دستیابی به برخی شرایط بهینه برای حذف هیدروکربن های نفتی از یک خاک آلوده تحت تأثیر تابش ریزموج انجام شده است. پس از نمونه برداری خاک از منطقه پالایشگاه نفت تهران، نمونه ها در محیط آزمایشگاه در معرض پرتو مایکروویو با توان (770، 1100 و 1250 وات) و فرکانس 45/2 گیگاهرتز، زمان های مختلف (5، 10 و 15 دقیقه)، مقادیر مختلف رطوبت خاک (1، 5 و 10 درصد وزنی) و کربن فعال اضافه شده به خاک (0، 5/2 و 5 درصد وزنی) قرار گرفتند. شرایط بهینه حذف هیدروکربن های خاک با استفاده از آزمایش های تاگوچی با آرایه متعامد L9 به دست آمد. تأثیر تابش مایکروویو بر برخی خصوصیات شیمیایی و زیستی خاک نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که در دامنه تغییرات مطالعه شده شرایط بهینه شامل توان مایکروویو 1100 وات، زمان پرتودهی 15 دقیقه، رطوبت 1% وزنی خاک و کربن فعال 5% وزنی بود. تابش ریزموج در شرایط بهینه منجر به حذف 70 درصد هیدروکربن های خاک شد. اگرچه این روش بر خصوصیات زیستی خاک مانند جمعیت و تنفس میکروبی تأثیر منفی داشت، ولی می تواند به عنوان یک روش مؤثر و سریع در خاک های با آلودگی مواد نفتی زیاد پس از بررسی های اقتصادی مورد توجه قرار گیرد.

رس های آلی کانی های رسی طبیعی هستند که با مواد پلیمری، اصلاح شده و برای اهداف خاصی استفاده می شوند. این تبادل باعث بازماندن دائم لایه های رس و ایجاد تخلخل بیشتر و افزایش سطح بین لایه ها جهت تبادل می شوند. این مطالعه به منظور بررسی راندمان جذب و رهاسازیِ نیترات توسط رس بنتونیت ایرانی (اراک) اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی هگزا دی-سیل تری متیل آمونیوم بروماید (HDTMA-Br) در دو اندازه میکرو و نانومتر و در دو سطح سورفکتانت 100 و 200 درصد گنجایش تبادل کاتیونی، در سطوح 0، 3، 6، 9، 14، 20، 30 و 40 میلی مولار نیترات و رهاسازی در دو غلظت 6 و 20 میلی مولار نیترات در زمان های 15، 30، 45 دقیقه و 1، 2، 8 و 16 ساعت به صورت طرح فاکتوریل در قالب طرح پایه ی کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که نانو ذرات بنتونیت آلی قادر هستند در سطح سورفکتانت 200 درصد CEC، محلول های آبی آلوده به نیترات در غلظت های 3، 6، 9، 14، 20، 30 و 40 میلی مولار را با راندمان به ترتیب، 96، 94، 91، 90، 84، 76 و 68 درصد، جذب و پالایش نمایند در حالی که این راندمان برای میکرو بنتونیت های آلی به ترتیب، 87، 92، 89، 86، 74، 80 و 68 درصد می-باشد. سطح سورفکتانت 200 درصد CEC در هر دو ذره نانو و میکرو بنتونیت آلی، راندمان بسیار بهتری را نسبت به سطح سورفکتانت 100 درصد CEC، دارا می باشد. نتایج نشان داد که سطح غلظت سورفکتانت دارای اختلاف معنی داری (01/0 p≤ ) در جذب و رهاسازی نیترات است در حالی که اندازه ذرات اختلاف معنی داری (01/0 p≤ ) نداشتند، اما نانو بنتونیت آلی در سطح سورفکتانت 200 درصد گنجایش تبادل کاتیونی و غلظت های اولیه کم نیترات دارای بالاترین راندمان جذب (96 درصد) و حداقل رهاسازی (7/3 درصد) می-باشند.

حوضچه پمپاژ، یکی از مهمترین سازه ها در روش آبگیری باز از دریاها بوده که اجرای آن مستلزم پایین آوردن تراز آب زیرزمینی با رویکرد عدم نفوذ آب دریا به محل اجرای آن می باشد. در این مقاله دو رویکرد متداول کاهش تراز آب زیرزمینی به وسیله چاه های آبکش بزرگ و چاه های آبکش نقطه ای جهت اجرای حوضچه پمپاژ کارخانه آب شیرین کن شهر بوشهر، با کمک نرم افزار MODFLOWبه عنوان شبیه ساز، مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق با در نظر گرفتن تعداد 26 عدد چاه آبکشی بزرگ (با دبی برداشت 5/0 تا 5/5 لیتر بر ثانیه) و 119 عدد چاه نقطه ای (با دبی برداشت 1/0 تا 0/1 لیتر بر ثانیه)، نتایج نشان دهنده کارایی هر دو روش بوده و همچنین با آنالیز حساسیت نسبت به میزان نفوذپذیری خاک محل به عنوان پارامتر متغیر در زمان و مکان، مشخص شد در مواقع عدم قطعیت نسبت به پارامتر نفوذپذیری، سیستم آبکشی نقطه ای دارای کارایی بهتری می باشد.

در این پژوهش اثر مکش ماتریک و شوری بر اجزای عملکرد و توسعه ریشه گندم و لوبیا در شرایط گلخانه ای بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش مکش از kPa 2، اجزای عملکرد و وزن خشک ریشه گندم و لوبیا افزایش یافتند و در مکش ماتریک kPa 10-6 به بیشترین مقدار رسیدند. در مکش های بیشتر از kPa10، کلیه اجزای عملکرد گیاهان گندم و لوبیا (به غیر از وزن هزار دانه) که تحت شوری های کم تا متوسط بودند (dSm-18EC≤ برای گندم و dSm-14EC≤ برای لوبیا) کاهش یافتند، در حالی که در شوری های بالاتر، میزان آن ها تقریباً ثابت باقی ماند. وزن هزار دانه گندم و لوبیا در مکش های بالاتر از kPa10 در تمام سطوح شوری ثابت باقی ماند. شوری در سطوح پایین تا متوسط اثر مشخصی بر عملکرد و گسترش ریشه هر دو گیاه نداشت. کمترین مقدار چگالی ریشه گندم و لوبیا در مکش ماتریک kPa 6 بود و در سایر مکش ها (2، 10 و kPa 33) مقادیر آن تقریباً برابر بود. شوری اثر واضحی بر چگالی ریشه گندم و لوبیا نداشت. در dSm-18EC≤ ، با افزایش مکش ماتریک تا kPa10، نسبت وزنی بخش هوایی به ریشه گندم کاهش یافت. در حالی که در ECهای بالاتر این نسبت با مکش ماتریک روند افزایشی داشت. در مکش kPa10 مقادیر نسبت وزنی به هم نزدیک شدند و سپس با افزایش بیشتر مکش ماتریک، تقریباً ثابت ماندند. بنابراین مشخص گردید که نوع پاسخ گیاه به تنش شوری بستگی به شرایط تهویه ای حاکم بر محیط ریشه دارد و کمبود تهویه در خاک می تواند اثر شوری را تشدید کند.

وجود افت سطح آب زیرزمینی در بسیاری از دشت های ایران بیانگر افزایش مصرف انرژی برای پمپاژ آب آبیاری است. بنابراین تعیین عمق اقتصادی چاه با توجه به هزینه های پمپاژ، ارزش محصول و کلیه هزینه های کشاورزی ضروری است. مطالعه حاضر با هدف تعیین عمق اقتصادی چاه در آبیاری بارانی با توجه به هزینه های یارانه ای و غیریارانه ای انرژی، هزینه حفاری، کلیه هزینه زراعی و نسبت درآمد به هزینه کشاورز انجام شد. در این راستا از اطلاعات و داده های تفصیلی سیستم های آبیاری و عملکرد محصولات زیر کشت آنها در سال 1390 در دشت قزوین استفاده شد. در حالت غیریارانه ای، هزینه انرژی برق به مراتب بیشتر از هزینه گازوئیل شد. در حالت یارانه ای، متوسط نسبت درآمد به هزینه کشاورز در حالت استفاده از برق بیش از استفاده از گازوئیل بدست آمد درحالی که در شرایط غیریارانه ای نتایج عکسی حاصل شد. افزایش عمق چاه باعث کاهش جزئی نسبت درآمد به هزینه شد. نتایج نشان داد که هیچ محدودیتی برای حفاری به منظور افزایش عمق چاه با توجه به هزینه کم انرژی وجود ندارد.

یکی از عوامل پایین بودن فشار آبپاش در سامانه های آبیاری بارانی، مربوط به تخمین نادرست افت فشار موضعی در شیرهای خودکار می باشد. به منظور بررسی افت فشار موضعی و ضریب افت فشار شیرهای خودکار، یک مطالعه آزمایشگاهی در سال 1393 و مطابق با استانداردهای بین المللی ISO 9644و ISO 4059انجام شد. برای این منظور 75 عدد شیرخودکار، متعلق به 15 کارخانه و از جنس چدن، پلیمر و آلومینیوم، در سه اندازه 1، 5/1و 2 اینچ انتخاب و مورد آزمایش قرار گرفتند. برای هر نمونه شیرخودکار، افت فشار موضعی در پنج دبی شامل دبی حداکثر و حداقل و سه دبی میانی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اختلاف قابل توجه در میزان افت فشار شیرهای خودکار مشابه وجود دارد و این اختلاف عمدتاً ناشی از کیفیت ساخت می باشد. متوسط افت فشار موضعی شیرهای خودکار 1 اینچ، در دبی های آزمایش حداقل و حداکثر به ترتیب 46/0 و 23/10 متر؛ 5/1 اینچ به ترتیب 6/0 و 31/4 متر و 2 اینچ به ترتیب 21/0 و 76/1 متر به دست آمد. میزان افت فشار در دبی های پایین به مقادیر افت فشار موجود در کاتالوگ نزدیک بود؛ اما در دبی های بالا، افت فشار اندازه گیری شده بیشتر از مقادیر پیشنهادی در کاتالوگ بود. ضریب افت فشار موضعی 73 شیرخودکار اندازه-گیری شده در دامنه 26/7 تا 79/9 به دست آمد. درحالی که بر اساس استانداردها و ضوابط آبیاری تحت فشار، ضریب افت فشار شیرخودکار باید در دامنه 2 تا 2/2 باشد. نتایج این مطالعه نشان داد که افت فشار موضعی شیرهای خودکار قابل ملاحظه بوده و می تواند یکی از عوامل مهم پایین بودن فشار در سامانه های آبیاری بارانی باشد.