تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1395 | دوره:47 | شماره:3 |تعداد مقالات:20

در این تحقیق با استفاده از اطلاعات روزانه، هفتگی، 10 روزه و ماهانه آب ورودی به سد علویان در شمال غرب ایران، جریان بهنگام آب ورودی به مخزن با استفاده از سیستم تطبیقی فازی-عصبی بهینه شده (OANFIS) پیش بینی شده است. به منظور تعیین تعداد و فواصل زمانی ورودی های مدل، از دو الگوریتم جستجوی ترتیبی (Sequential Search) و جستجوی جامع (Exhaustive Search) جهت حداقل نمودن خطای پیش بینی استفاده شده است. در جستجوی ترتیبی 17 مدل در مقیاس زمانی روزانه، هفتگی، 10 روزه و ماهانه با ورودی جریان آب به مخزن سد در گام های زمانی مختلف، به عنوان ورودی و جریان در زمان V(t) به عنوان خروجی، توسعه و مقایسه شده است. در جستجوی جامع نیز ترکیب 2 از 10 و 3 از 10 که شامل 45 و 120 مدل در گام زمانی V(t-1) تا V(t-10) به عنوان ورودی و خروجی در گام زمانی V(t)، توسعه و مقایسه شده است. به منظور ارزیابی کارایی مدل های توسعه یافته، از شاخص های آماری و آزمون نکویی برازش استفاده شده است. در الگوریتم ترتیبی و مقیاس روزانه در اولین گام ورودی V(t-1) با RMSE صحت یابی برابر 211/0 میلیون مترمکعب، در گام دوم ترکیب ورودی V(t-1) و V(t-8) با RMSE صحت یابی برابر 187/0 میلیون مترمکعب و در گام سوم V(t-4)، V(t-3)، V(t-1) با RMSE صحت یابی برابر 5247/1 میلیون مترمکعب انتخاب شده است. در مقیاس هفتگی در اولین گام ورودی V(t-1) با RMSE صحت یابی برابر 175/0 میلیون مترمکعب، در گام دوم ترکیب ورودی V(t-1) و V(t-3) با RMSE صحت یابی برابر 192/0 میلیون مترمکعب و در گام سوم V(t-9)، V(t-8)، V(t-1) با RMSE صحت یابی برابر 3912/0 میلیون مترمکعب انتخاب شده است. در کلیه مدل های بهینه در مقیاس های زمانی موردبررسی، ورودی V(t-1) به عنوان یک متغیر تاثیرگذار حضورداشته و خروجی مدل از حساسیت بالایی نسبت به تغییرات آن که دارای کمترین فاصله زمانی با خروجی نیز می باشد، برخوردار است.

شوری خاک منجر به کاهش جذب آب توسط گیاه و کاهش پوشش گیاهی می گردد و کنترل این پدیده مستلزم مدیریتی مناسب همراه با نظارت بر تغییرات مکانی و زمانی شوری از گذشته تا به امروز است. در این پژوهش، تغییرات زمانی و مکانی شوری خاک در شبکه آبیاری و زهکشی گرمسار از سال 1986 تا 2013 با استفاده از پنج شاخص ماهواره ای و داده برداری زمینی بررسی شد. تغییرات زمانی نسبت مساحت اراضی در سه طبقه شوری کم، متوسط و زیاد در طی این سال ها در انتهای دو دوره کشت پاییزه و بهاره موردبررسی قرار گرفت و با استفاده از آزمون آماری من کندال نوع روند تغییرات تعیین شد. همچنین، روند تغییرات مقدار شاخص های شوری خاک در هر پیکسل تعیین و پهنه بندی تغییرات شوری استخراج شد. نتایج به دست آمده نشان داد در انتهای دوره کشت پاییزه با احتمال 95 درصد، روند تغییرات نسبت مساحت اراضی با شوری کم، متوسط و زیاد به ترتیب کاهشی، افزایشی و افزایشی و در انتهای دوره کشت بهاره، روند تغییرات نسبت مساحت اراضی با شوری کم وزیاد به مانند دوره کشت پاییزه به ترتیب کاهشی و افزایشی و برای اراضی با طبقه شوری متوسط روند مشخصی به دست نیامد. نقشه پهنه بندی شوری خاک تولیدشده نشان داد مناطق شمالی، غربی و جنوبی دشت گرمسار در معرض خطر افزایش شوری و قسمت هایی از شمال شرق و مرکز که دارای شبکه آبیاری فرعی بوده، در طی این سال ها شوری روند کاهشی داشته است. مساحت کل اراضی موردبررسی در این پژوهش برابر با 16 هزار هکتار است که در طی این سال ها مساحت اراضی در طبقه شوری کم حدود 5/6 هزار هکتار کاهش و در طبقه شوری متوسط و شوری زیاد به ترتیب حدود 5/4 هزار هکتار و دو هزار هکتار افزایش یافته است.

به علت محدودیت دسترسی گیاهان به فسفر در خاک به خصوص خاک های آهکی، بررسی راهکارهای افزایش قابلیت جذب فسفر به وسیله گیاه اهمیت ویژه ای دارد. در این پژوهش، تاثیر مدیریت زمان آبیاری و وجود زئولیت و وجود منافذ مصنوعی ایجادشده (ماکروپور) در جذب فسفر به وسیله گیاه ذرت به طور هم زمان و به طور مستقل موردبررسی قرار گرفت. آزمایش به شکل گلدانی در قالب طرح کامل تصادفی با سه تکرار انجام و تیمارها شامل وجود و عدم وجود زئولیت، سطوح مجاز تخلیه رطوبتی 40 و 50 درصد و وجود و عدم وجود منافذ مصنوعی ایجادشده (ماکروپور مصنوعی) بود. در این بررسی، تاثیر تیمارها بر افزایش جذب پتاسیم قابل جذب خاک نیز موردبررسی قرار گرفت. غلظت فسفر جذب شده در تیمار حاوی زئولیت 3/1593 و در تیمار بدون زئولیت 2/1545، در سطح تخلیه مجاز 40 درصد 3/1557 و 50 درصد 2/1581 و در تیمارهای با منافذ مصنوعی ایجادشده 8/1561 و تیمارهای بدون این منافذ 6/1576 میلی گرم بر کیلوگرم اندازه گیری شد. نتایج حاصل، تفاوت معنی داری به لحاظ آماری ازنظر افزایش جذب فسفر را نشان نداد. همچنین، تیمارهای موردبررسی در جذب پتاسیم قابل جذب خاک نیز تفاوت معنی داری به لحاظ آماری نداشتند. وزن بلال در تیمارهای حاوی زئولیت کاهش معنی داری یافت، اما تیمارها تاثیر معنی داری بر سایر صفات زراعی نداشتند (P<0. 05).

آبیاری پالسی از یک فاز آبیاری و یک فاز استراحت تشکیل می شود. کاربرد متناوب آب در آبیاری قطره ای باعث می شود که پیشروی با آب کمتری نسبت به جریان پیوسته تکمیل شود که بر روی الگوی رطوبتی خاک تاثیر می گذارد. توزیع رطوبت در خاک پس از قطع آبیاری توزیع مجدد گفته می شود. توزیع مجدد رطوبت به اندازه ای قابل توجه است که لازم است در طراحی لحاظ شود. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی توزیع مجدد آب در خاک در آبیاری قطره ای برای دو حالت جریان پالسی و پیوسته است. برای این منظور از قطره چکان هایی با دبی های 4/2 و 8 لیتر بر ساعت برای سه بافت خاک در یک مدل فیزیکی استفاده شد. نتایج نشان داد که توزیع مجدد رطوبتی در خاک رسی برای دبی 4/2 لیتر بر ساعت (در حالت عمودی) قابل توجه بود و به 23 درصد هم رسید. نتایج نشان داد کهمقدار توزیع مجدد در جهت افقی در خاک شنی نسبت به خاک رسی برای دبی کمتر (4/2 لیتر بر ساعت) در آبیاری پیوسته 7 درصد بیشتر است و برای آبیاری پالسی این مقدار 5 درصد می باشد. همچنین مقدار توزیع مجدد در جهت قائم در خاک رسی نسبت به شنی برای دبی کمتر در آبیاری پیوسته 6 درصد و برای آبیاری پالسی 4 درصد بیشتر می باشد.

یکی از روش های پاک سازی خاک های آلوده به عناصر سنگین روش گیاه پالایی یعنی کشت گیاهان بیش انباشتگر در این نوع خاک ها می باشد که بسیاری از آن ها میزبان های خوبی برای قارچ های میکوریز آربسکولار می باشند. به منظور بررسی کارایی همزیستی میکوریزی در افزایش جذب عناصر معدنی مورد نیاز گیاه و همچنین جذب عناصر سنگین، آزمایشی گلخانه ای با کشت دو گیاه بیش انباشتگر ذرت و آفتابگردان در خاک حاوی غلظت های بالایی از عناصر آلاینده کروم، نیکل و کادمیوم به انجام رسید که در آن از تیمارهای مختلف قارچی، حاوی قارچ های Glomusmosseae، G intraradices، G etunicatumوG sp و همچنین یک تیمار شاهد بدون قارچ در 5 تکرار استفاده گردید. نتایج حاصله نشان داد که در کشت هردو گیاه ذرت و آفتابگردان، استفاده از قارچ های میکوریزی از طریق افزایش درصد کلنیزاسیون ریشه، رشد اندام هوایی گیاه را افزایش داده اند و در نتیجه جذب عناصر معدنی کم مصرف و پر مصرف در اندام هوایی هر دو گیاه به صورت معنی دار افزایش یافته است. تیمار قارچی (T4) حاوی دو گونه قارچ Glomus mosseae و G intraradices در همزیستی با گیاه ذرت بالاترین کارایی را برای افزایش جذب سه عنصر آلاینده کادمیوم، نیکل و کروم داشت به گونه ای که جذب این سه عنصر در اندام هوایی گیاه ذرت را به ترتیب به میزان 57/1، 79/3 و 18/4 میکروگرم در هر گلدان افزایش داد؛ و در همزیستی با گیاه آفتابگردان همین تیمار قارچی توانست جذب دو عنصر کادمیوم و نیکل در اندام هوایی گیاه آفتابگردان را به ترتیب به میزان 21/0 و 23/0 میکروگرم در گلدان افزایش دهد. در نهایت چنانچه از این دو گیاه برای پاک سازی خاک های آلوده استفاده گردد، تلقیح با دو گونه mosseae G و G intraradices قابل توصیه می باشد.

در این تحقیق مسلح سازی تصادفی خاک و خاک-سیمان با درصدهای وزنی مختلف الیاف، سیمان و طول های مختلف الیاف موردبررسی قرار گرفت. نمونه های آزمایشگاهی با استفاده از روش تراکم استاتیکی تهیه گردیدند. آزمایش مقاومت فشاری و کششی نمونه ها در زمان عمل آوری مختلف انجام گردید. همچنین یک مدل رگرسیونی چند متغیره بر اساس داده های حاصل از آزمایش ها برای پیش بینی مقاومت های فشاری و کششی ارائه شده و روابط تحلیل حساسیت جهت بررسی اثر هرکدام از متغیرها تدوین گردید. نتایج نشان داد که مسلح سازی خاک و خاک-سیمان موجب افزایش مقاومت فشاری و کششی می گردد و این افزایش تابعی از درصد وزنی الیاف، طول الیاف، درصد وزنی سیمان و زمان عمل آوری است لیکن طول الیاف تا یک مقدار مشخصی موجب افزایش مقاومت می گردد و پس ازآن تاثیر ناچیزی را در افزایش مقاومت دارا می باشد. مقایسه داده های آزمایشگاهی و مدل سازی شده دلالت بر همبستگی قابل قبولی بین آن ها دارد.

مدل های رشد و نمو گیاهان زراعی ازجمله مدل AquaCrop از ابزارهای بسیار مهم برای تصمیم گیری و پیش بینی عملکرد گیاهان هستند. هدف این تحقیق، ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد بیوماس و بلال ذرت علوفه ای در طول جویچه بود. چهار تیمار بر اساس تامین نیاز آبی گیاه در انتهای جویچه (به ترتیب تیمارهای آبیاری کامل، در حد 75، 50 و 25 درصد آبیاری در انتهای جویچه) برای واسنجی و صحت سنجی مدل (تیمار آبیاری کامل برای واسنجی و تیمارهای کم آبیاری برای صحت سنجی) موردبررسی قرار گرفت. تیمار آبیاری کامل کمترین ضریب تغییرات عملکرد بیوماس و بلال ذرت علوفه ای مشاهده شده (به ترتیب 9 و 1/12 درصد) و شبیه سازی شده (به ترتیب 5/6 و 8/6 درصد) را داشت. شاخص های RMSE و NRMSE برای تخمین عملکرد بیوماس توسط مدل به ترتیب 6/1 تن بر هکتار و 1/10 درصد در مرحله واسنجی و 5/1 تن بر هکتار و 9/11 درصد در مرحله صحت سنجی به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان از مدل AquaCrop برای شبیه سازی عملکرد بیوماس ذرت علوفه ای در طول جویچه استفاده نمود.

سرریزهای مستغرق یک ابزار مهم در کنترل فرسایش چند منظوره می باشند و برای کنترل فرسایش، احیاء آبراهه ها و بهبود زیستگاه آبزیان استفاده می شوند. این سازه ها با کاهش سرعت های جریان، فرسایش قوس خارجی را کاهش و با کاهش تمرکز جریان در سمت ساحل خارجی قوس باعث توزیع مناسب جریان در طول پیچ می گردند. در این تحقیق به صورت آزمایشگاهی به بررسی تاثیر سرریزهای مستغرق بر الگوی جریان در یک پیچ 90 درجه ملایم پرداخته شده است. آزمایش ها در یک فلوم قوس دار با انحنای نسبی برابر با 3/3، با طول 24 متر و عرض 92/0 متر در دبی های 55، 66 و 77 لیتر بر ثانیه انجام گرفت. یکسری از سرریزها (تعداد 7 سازه) با سه نسبت ارتفاع (3/0، 5/0 و 7/0 برابر عمق آب) و سه شیب تاج (0، 5 و 10 درصد) در ساحل خارجی قوس احداث شدند؛ در حالی که زاویه (60 درجه) و فاصله سازه ها (3 برابر طول سازه ها) در آزمایش ها ثابت بود. اندازه گیری مقادیر سرعت در اطراف سرریزها در دو تراز نزدیک سطح آب و نزدیک بستر انجام گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که بعد از احداث سرریزها، سرعت متوسط در سمت قوس خارجی بیش از 70 درصد کاهش و در سمت قوس داخلی بیش از 50 درصد افزایش یافت. سرریزهای با ارتفاع y5/0 و شیب تاج 5 درصد در کاهش سرعت در قوس خارجی بسیار موثر بودند. از سوی دیگر سرریزهای با ارتفاع y7/0 و سرریزهای با شیب تاج تخت در افزایش سرعت در قوس داخلی به ویژه در راس قوس بیشتر موثر بودند. به طور کلی نتایج تحقیق حاضر نشان داد که سرریزهای با ارتفاع نسبی برابر با 5/0 و شیب تاج برابر با 5 درصد به عنوان مناسب ترین گزینه های طراحی در چنین قوس هایی می باشند.

هدف از انجام این پژوهش، واسنجی و اعتبارسنجی مدل فیزیکی-تجربی SLSM جهت شبیه سازی عمق برف در ایستگاه سینوپتیک سقز است. برای این منظور، داده های هواشناسی موردنیاز مدل در مقیاس روزانه در بازه زمانی 2014-1992 از سازمان هواشناسی کشور تهیه شدند و با به کارگیری روش برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته (GLUE) که با در نظر گرفتن 15 پارامتر و انجام 15000 شبیه سازی و استفاده از دو شاخص ضریب تعیین و شاخص کار آیی نش-ساتکلیف جهت ارزیابی میزان دقت مدل صورت گرفت، مدل در بازه 2009-1992 مورد واسنجی و سپس در بازه 2014-2010 مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. فرآیند واسنجی مدل منجر به استخراج 108 شبیه سازی کارآمد گردید و جهت اعتبارسنجی مدل، میانه 108 شبیه سازی کارآمد به عنوان خروجی نهایی مدل در نظر گرفته شد و با مقادیر مشاهداتی عمق برف مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج اعتبارسنجی مدل نشان داد که در بیشتر موارد، مدل واسنجی شده SLSM کار آیی قابل قبولی در دنبال کردن روند تغییرات داده های مشاهداتی عمق برف دارد اما مقادیر بالای عمق برف را تا حدودی کمتر از میزان واقعی برآورد می کند.

هدف این پژوهش بررسی میزان گرفتگی قطره چکان ها توسط ریشه در چهار نوع قطره چکان در آبیاری زیرسطحی چمن اسپرت بود. تیمارهای آزمایشی شامل چهار نوع قطره چکان با آبدهی متفاوت شامل 5/3، 4، 2/2 و 2 لیتر بر ساعت (به ترتیب T1، T2، T3 و T4) بود. تیمارهای آزمایشی در قالب طرح بلوک های کاملاً تصادفی در سه تکرار در مدت دو سال اجرا شد. بافت خاک سایت آزمایشی لوم رس سیلتی بود. شاخص های یکنواختی در ابتدا و انتهای آزمایش شامل شاخص تغییرات جریان (qvar)، ضریب تغییرات ساخت (CV)، ضریب یکنواختی پخش قطره چکان (CU)، یکنواختی پخش آب (EU) و یکنواختی آماری (Us) اندازه گیری شدند. مقدار شاخص EU قطره چکان ها برای تیمارهای T1، T2، T3 و T4 در ابتدای آزمایش به ترتیب برابر 96، 87، 94 و 94 درصد و در پایان آزمایش به ترتیب 79، 19، 45 و 85 درصد بود. در تیمارهای T1 و T4 (قطره چکان های پلاک دار) حدود 4% گرفتگی و در تیمارهای T2 و T3 (قطره چکان های استوانه ای) به ترتیب 24% و 36% درصد گرفتگی قطره چکان توسط ریشه مشاهده شد. قطره چکان های پلاک دار نسبت به قطره چکان های استوانه ای، کارایی بیشتری در برابر گرفتگی توسط ریشه چمن دارند.

مدل های شبیه سازی عملکرد گیاه برای مدیریت آب در مزرعه و بهینه سازی بهره وری آب کاربرد زیادی دارند. مدل آکواکراپ بر اساس پاسخ عملکرد محصول به آب توسط سازمان فائو توسعه یافته است. هدف از انجام این پژوهش واسنجی دو پارامتر متغیر درجه روزرشد تا رسیدن محصول و ضریب بهره وری نرمال شده برای گیاه جو در منطقه پاکدشت بود. آزمایش ها در سال زراعی 94-1393 در مزرعه پردیس ابوریحان انجام شد و تیمارهای آزمایش شامل سه تقویم زراعی زودهنگام، کاشت به موقع و دیرهنگام بودند. مقدار درجه روزرشد از شروع جوانه زنی تا رسیدن محصول و ضریب بهره وری نرمال شده با استفاده از داده های واسنجی و روش سعی و خطا به ترتیب 1260 درجه و 8/14 گرمبر مترمربع برآورد شد. نتایج با استفاده از داده های صحت سنجی نشان داد، مدل واسنجی شده با ضریب تعیین 99/0 و جذر میانگین مربعات خطای 59/0 تن در هکتار تطابق خوبی با داده های اندازه گیری شده دارد.

پژوهش حاضر به ارائه روشی برای درون یابی با استفاده از تابع مفصل به منظور پهنه بندی کیفی آب زیرزمینی می پردازد. در این راستا داده های مربوط به غلظت بی کربنات در 87 چاه مشاهده ای مربوط به دشت های کرمان و راور مربوط به شهریورماه سال 1392 موردبررسی قرار گرفته است. برای این منظور از چهار تابع مفصل ارشمیدسی شامل توابع کلایتون، فرانک، گامبل و جو بهره گیری شده است. تحلیل ضریب همبستگی جفت چاه ها، فاصله مکانی بیش از 17 کیلومتر را به عنوان فاصله مستقل نشان می دهد. در ادامه به منظور ارزیابی عملکرد توابع مفصل، نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از روش های متداول پهنه بندی مورد مقایسه قرار گرفت. تحلیل نتایج با توجه به معیار جذر میانگین مربعات خطا در پهنه بندی با استفاده از تابع مفصل بر اساس میانه 84/1 و بر اساس میانگین 95/1 میلی اکی والان بر لیتر به دست آمد که در مقایسه با دو روش کریگینگ با خطای 21/2، کریگینگ با تبدیل باکس کاکس با خطای 14/2، کریگینگ با تبدیل لگاریتمی 98/1 و روش معکوس فاصله موزون با خطای 83/2 میلی اکی والان بر لیتر عملکرد مناسب تری را نشان داد.

آبیاری با آب شور نیازمند اعمال مدیریت های مختلف برای کاهش اثرات مخرب شوری روی گیاه، خاک و محیط زیست است. مدل های شبیه سازی ازآنجایی که توان برآورد عملکرد محصول و وضعیت خاک را با توجه به تغییر اقلیم، گیاه و عملیات مدیریتی دارند، ابزاری مناسب برای مدیریت آبیاری در شرایط شوری آب وخاک هستند. در این پژوهش مدل SALTMED تحت شرایط مختلف مدیریت آبیاری ذرت با آب شور مورد ارزیابی قرار گرفت. آبیاری با استفاده از سیستم آبیاری قطره ای نواری در سه مدیریت اختلاط، تناوب یک درمیان و تناوب نیم درمیان آب شور با آب شیرین در چهار سطح شوری انجام شد. مدل SALTMED بر اساس اطلاعات نیمی از تیمارها واسنجی و با نیمی دیگر صحت سنجی شد. واسنجی مدل روی رطوبت خاک، عملکرد دانه و بیوماس تولیدی صورت گرفت. متوسط ریشه میانگین مربعات خطای نرمال (NRMSE) در شبیه سازی عملکرد و بیوماس به ترتیب 21/3 و 35/2 درصد به دست آمد که بیانگر دقت بالای مدل است. میانگین مقدار NRMSE در شبیه سازی رطوبت خاک برای مدیریت های مختلف 52/6 درصد محاسبه شد. همچنین شبیه سازی توزیع شوری در خاک در مدیریت های تناوبی با دقت کمتری (NRMSE=15٫ 71) نسبت به مدیریت اختلاط (NRMSE=9٫ 57) صورت گرفت.

تجارت آب مجازی، در بخش های صنعتی، کشاورزی و اجتماعی و در سطوح مختلف کشوری و جهانی قابل بررسی است. در پژوهش حاضر، آب مجازی در بخش آبیاری و در مقیاس درون حوزه ای، در حوضه آبریز سفیدرود ارزیابی شد تا نتایج آن در تخصیص منابع آب حوضه مورداستفاده قرار گیرد. بر این اساس هشت الگوی کشت (S1-S8) در حاشیه رودخانه قزل اوزن (استان های زنجان و آذربایجان شرقی) طی سال های 1404-1380 توسط مدل SWAT ارزیابی شد. در این راستا، اطلاعات هواشناسی، هیدرولوژیکی رودخانه و عملکرد محصول زراعی برای سال های 1404-1394، از طریق مدل سری زمانی ARIMA تولید گردید. مقایسه مقادیر متوسط آب مجازی گندم (24/3-73/2) و برنج (06/4-28/3 مترمکعب بر کیلوگرم) در استان های زنجان و آذربایجان شرقی، نشان داد که کشت گندم گزینه مناسب تری در منطقه می باشد. نتایج نشان داد الگوی کشت 50 درصد گندم آبی-50 درصد گندم دیم (S6)، گزینه مناسبی برای جایگزین شدن کشت برنج در حاشیه رودخانه قزل اوزن در استان های زنجان و آذربایجان شرقی می باشد. همچنین تبادل آب مازاد گزینه S6 به استان پایین دستی حاشیه رودخانه قزل اوزن (گیلان) منجر به کاهش آب مجازی کشت برنج در این استان می شود.

در این تحقیق با استفاده از زنجیره مارکف مرتبه اول اقدام به شبیه سازی مقادیر شوری در نه عمق و ده کلاس شوری در پسته زارهای شهرستان اردکان گردید. با استفاده از ماتریس احتمال انتقال، توزیع یکنواخت و تابع کرنل اقدام به شبیه سازی 500000 هزار پروفیل گردید. نتایج نشان داد در حالتی که از تابع کرنل برای شبیه سازی استفاده گردید نسبت به حالتی که از توزیع یکنواخت جهت تولید داده های مصنوعی استفاده گردید خصوصیات آماری (از قبیل میانگین، انحراف معیار، کشیدگی و چولگی) داده های شبیه سازی شده بیشتر شبیه داده های مشاهداتی بودند. همچنین در حالتی که شبیه سازی از عمق به سطح نسبت به حالتی که شبیه سازی از سطح به عمق صورت گرفت عملکرد مدل بهتر می باشد. به طورکلی رویکرد شبیه سازی با استفاده از زنجیره مارکف قادر است روابط بین کلاس های مختلف را به خوبی در شبیه سازی در نظر بگیرد.

به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر اجزاء فیزیکی ماده آلی خاک و برخی از فاکتورهای کیفی آن این پژوهش انجام شد. بدین منظور دو کاربری بکر و کشت شده(شامل کشت تناوبی و نیشکر) در استان خوزستان انتخاب و نمونه های دست خورده و دست نخورده از دو عمق 30-0 و 60-30 سانتیمتری در سه تکرار تهیه گردید. نیتروژن کل، کربن آلی، رس قابل انتشار، پایداری خاکدانه ها و اجزاء مختلف مواد آلی در هر عمق تعیین و نتایج به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی گردید. نتایج نشان داد که مقدار کربن آلی از 6/3 گرم در کیلوگرم در بکر بترتیب به 5/10 و 7/10 در اراضی با کاربری نیشکر و تناوبی افزایش یافت. بیشترین مقدار شاخص پایداری خاکدانه ها در کاربری نیشکر و کمترین آن در اراضی بکر مشاهده شد. با تغییر کاربری اراضی، مقدار رس قابل انتشار از 46% در اراضی بایر به 8/34 و 5/40% درنیشکری و تناوبی کاهش یافت. کربن آلی و نیتروژن کل در تمام اجزاء فیزیکی ماده آلی بر اثر تغییر کاربری از بکر به نیشکر و تناوبی افزایش یافت ولی جزء شن نسبت به دیگر اجزاء به تغییر کاربری اراضی حساس تر بوده و سریع تر واکنش نشان داد. همچنین در اثر تغییر کاربری، کربن آلی و نیتروژن در بخش شن ماده آلی در لایه سطحی اغلب مناطق غنی تر بود. با این وجود تغییر کاربری اراضی در درجه اول سبب افزایش میزان ماده آلی در جزء رس خاک، در مرتبه بعدی در جزء شن و به میزان اندک در جزء سیلت بود که احتمالا به وجود ترکیبات حلقوی و مقاوم به تجزیه میکروبی در این بخش از مواد آلی مربوط می گردد. نتایج نشان داد که در مناطقی که خاک بکر کیفیت بالایی ندارد اعمال مدیریت های صحیح زراعی از طریق ایجاد امکان کشت و افزایش ماده آلی، باعث افزایش خاکدانه سازی و بهبود کیفیت خاک می گردد.

آمار سیل در ایران نشان دهنده وقوع فزاینده خسارت در طی دهه های اخیر بوده است. یکی از راهکارهای کنترل خسارت های سیل احداث بندهای آبخیزداری می باشد. ازآنجایی که بندهای آبخیزداری با ذخیره کردن مقداری از حجم سیلاب باعث کاهش حجم و ارتفاع پیک سیل در پایین دست می گردند، این پژوهش باهدف بهینه سازی مکانی این بندها انجام گرفته است. بدین منظور اقدام به مکان یابی بندهای سنگی ملاتی مرتفع دریکی از زیرحوزه های کشف رود گردید. در ادامه با محاسبه حجم سیل و حجم مخازن سازه های مذکور، بهینه سازی تعداد و مکان بندها برای نیل به اهداف مختلف انجام گردید. با توجه به اینکه حوزه مذکور یک حوزه کوهستانی می باشد، بهترین حالت و توان حوزه در کنترل سیلاب زمانی در نظر گرفته شد که سازه های اولویت یک و دو احداث می شوند و اهدافی که مستلزم ساخت سازه هایی بیشتر از آن باشد، توصیه نمی گردد. بر این اساس و با انتخاب سازه هایی با اولویت یک و دو بندهای آبخیزداری پیشنهادشده در منطقه موردمطالعه توان کنترل 50 درصدی سیلاب با دوره بازگشت 50 و 100 ساله و کنترل 75 درصدی سیل در دوره بازگشت 50 ساله را دارد.

استفاده منابع آب شور همگام با کاهش سطح آب مصرفی در طول فصل رشد گیاه نقش مهمی در سازگاری با کم آبی خواهد داشت. در این شرایط، اعمال مدیریت صحیح مصرف آب با هدف حفظ محصول در برابر تنش های اسمزی و کم آبی می تواند امنیت غذایی را به همراه آورد. به همین دلیل در این پژوهش، تاثیر مدیریت آبیاری ناقص ریشه با آب تلفیقی دریا بر خصوصیات کمی گیاه آفتابگردان و بهره وری آب در مزرعه بررسی می شود. تیمارهای آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوک شامل آبیاری کامل با کاربرد آب شیرین (FI)، آبیاری کامل با کاربرد آب شور (SI)، آبیاری کامل با کاربرد تناوبی آب شور و شیرین (FSI)، آبیاری ناقص ریشه در سطح 75 درصد با آب شیرین (PRD1)، آبیاری ناقص ریشه در سطح 75 درصد با آب شور (PRD2) و آبیاری ناقص ریشه در سطح 75 درصد با کاربرد تناوبی آب شور و شیرین (PRD3) بود. نتایج نشان داد که تیمارهای PRD1، PRD3 و FSI اختلاف معنی داری با تیمار شاهد (FI) ازلحاظ عملکرد، شاخص برداشت و بهره وری آب نداشتند. بالاترین میزان عملکرد در تیمار شاهد با 4706 کیلوگرم در هکتار و حداکثر شاخص برداشت و بهره وری آب به ترتیب با مقادیر 33/85 درصد و 12/1 کیلوگرم بر مترمکعب در هکتار در تیمار PRD1 مشاهده شد. تیمارهای SI و PRD2 به ترتیب با مقادیر 3983 و 3636 کیلوگرم در هکتار، کمترین سطح عملکرد را به خود اختصاص دادند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که با اعمال یک مدیریت بهینه در تیمار PRD3، علاوه بر 25 درصد کاهش در کل آب مصرفی در طول دوره اعمال تیمار، می توان بخشی از نیاز باقیمانده گیاه در این دوره را نیز از منابع آب شور تامین نموده و صرفه جویی بیش تری در مصرف آب شیرین در کشت آفتابگردان داشت.

کارایی آب بندان ها با نشت آب از آن ها کاهش می یابد لذا یک راهکار افزودن مواد مختلف به خاک آب بندان است. در این پژوهش از درصدهای مختلف نانورس، 10% سیمان و 5% وزنی آهک برای کاهش هدایت هیدرولیکی خاک آب بندان استفاده گردید. هدایت هیدرولیکی خاک از 4-10*58/1 به 5-10*88/2 با افزودن 5/0% نانورس کاهش یافت. اندازه گیری فشار پیزومتریک مربوط به هر ماده نشان دهنده پایین افتادن خط آزاد جریان در دیواره آب بندان می باشد. ترکیب خاک با نانورس، سیمان و آهک به ترتیب باعث کاهش 58%، 51% و 28% تلفات گردید که بیشترین کاهش نشت مربوط به خاک حاوی نانورس می باشد. ازنظر آماری بین نشت آب خاک معمولی با هر یک از مصالح تفاوت معنی داری در سطح اعتماد 95% وجود دارد. لذا استفاده از مصالح مختلف مانند نانورس، سیمان و آهک، به ترتیب تاثیر آن ها در کاهش نشت، برای مهار نشت در آب بندان توصیه می گردد که افزودن آهک در شرایط موردمطالعه اقتصادی تر بود.

یکی از مدل های متداول در برآورد میزان آسیب پذیری آبخوان، مدل DRASTIC است. این مدل شامل هفت پارامتر، عمق تا سطح ایستابی، تغذیه خالص به آبخوان، زمین شناسی ناحیه اشباع، قشر خاک سطحی، شیب، اثر ناحیه غیراشباع و هدایت هیدرولیکی آبخوان است. در این مقاله پارامتر این مدل استخراج گردیده و درازای استفاده از ترکیب خطی لایه ها جهت تقریب میزان آسیب پذیری از تحلیل مولفه ها اساسی (PCA) به عنوان روش جایگزین استفاده شده است. مزیت این روش برآورد اوزان مناسب و اصلاح شده لایه ها و تخمین مناسب میزان آسیب پذیری با توجه به در نظر گرفتن واریانس حداکثری مولفه های مدل آسیب پذیری است. در مطالعه صورت گرفته مدل آسیب پذیری آبخوان دشت قروه-دهگلان با استفاده از روش تحلیل مولفه های اساسی استخراج و به وسیله متدهای تحلیل خوشه ای (CA) تفکیک گردید. درنهایت نیز با استفاده از روش ارزیابی، کارایی خوشه بندی Dunn، اقسام خوشه بندی های صورت گرفته مورد آزمون قرار گرفت و بهترین روش نیز معرفی گردید. در این مطالعه مولفه اول 5/72 درصد از واریانس کل داده ها را توجیه نموده و روش خوشه بندی Single نیز به عنوان بهترین روش برای کاربردی کردن نتایج حاصل از این تحقیق معرفی گردید.