حفاظت منابع آب و خاک
سال:1396 | دوره:6 | شماره:3 |تعداد مقالات:9

لازمه حفاظت از منابع خاک، مدیریت و ارائه راهکارهای مناسبی می باشد که با شناخت ماهیت واحدهای سنگی و اطلاع از اهمیت نسبی منابع اصلی رسوب حاصل می شود. هدف از مطالعه حاضر تعیین سهم هرکدام از واحدهای سنگی در تولید رسوب و تشخیص وضعیت فرسایشی آن ها می باشد. بدین منظور پس از نمونه برداری از منابع رسوب و رسوبات موجود در بستر آبراهه های حوزه آبخیز خیاوچای، اقدام به عملیات دانه بندی ذرات به روش خشک شد. سپس الک های 600 میکرون و چهار میلی متر به عنوان الک های شاخص انتخاب شدند و با انتخاب 100 دانه رسوبی از هر نمونه، بررسی های کانی شناسی با استفاده از بینوکلر با بزرگنمایی 40 برابر و با توجه به واقعیت رسوبی منطقه، صورت پذیرفت و جنس کانی ها و خرده سنگ ها تعیین و با شمارش تعداد آن ها و تعیین سهم هر کدام از کانی ها و خرده سنگ ها، نتایج را با واحدهای سنگ شناسی مقایسه و تطبیق داده، سنگ و واحد تولیدکننده هر کانی و خرده سنگ و درصد سهم هر واحد سنگی در تولید رسوب مشخص شد. نتایج نشان داد واحد سنگی Qvl با 45.51 درصد بیش ترین سهم را در تولید رسوب حوضه دارد که با نمره کل شاخص فرسایش 1053.14 در وضعیت فرسایشی خیلی شدید قرار دارد که به دلیل تخریب مکانیکی گسترده و نیز گسترش آن در دو طرف زهکش اصلی کاملا توجیه پذیر است. پس از واحد سنگ شناسی Qvl، واحد Qds2 و Qvb به ترتیب با 30.87 و 10.54 درصد بیش ترین سهم در تولید رسوب را داشته و واحد Qtaslبا 1.22 درصد کم ترین سهم را دارا می باشد.

به منظور ارزیابی عدم قطعیت تغییر اقلیم بر آبدهی ورودی به سد جامیشان واقع در شمال شرقی استان کرمانشاه، ابتدا تغییرات پارامترهای دما و بارش منطقه در دوره های 2020-2039 و 2040-2059 با استفاده از مدل ترکیبی حاصل از میانگین وزنی خروجی هفت مدل اقلیمی تحت سه سناریو انتشار A1B،B1 و A2 محاسبه شد، سپس داده های بارش و دمای روزانه محاسبه شده برای دوره های آتی تحت هرسناریو به مدل بارش- رواناب روزانه IHACRES که واسنجی و صحت سنجی شد، وارد شده و رواناب دوره های آتی تحت هر سناریو پیش بینی شد. به منظور تعیین دوره های پرآبی و کم آبی در وضعیت موجود و دوره های آتی، با استفاده از ماتریس احتمال انتقال زنجیره مارکف، احتمال تواتر ماه های پرآب، نرمال و کم آب محاسبه شد. نتایج نشان داد، در دروه 2020-2039، بارش و رواناب سالانه کاهش و دمای سالانه افزایش می یابد. در دوره 2040-2059 که تغییرات شدیدتر است دمای سالانه بین 2+ و 0.66- درجه سانتی گراد تغییر می کند. بارش و رواناب سالانه در سناریوهای A1B و B1 کاهش و در سناریو A2 افزایش نشان می دهد.

فرسایش پس رونده، در اثر یک تغییر ناگهانی در بستر آبراهه های با شیب تند شکل می گیرد و به سمت بالادست حرکت می کند. وقوع پدیده فرسایش پس رونده در آبراهه ها موجب گود افتادگی بستر و ناپایدار شدن سواحل خواهد شد، درنتیجه رودخانه تعریض شده و حاصل این پدیده انتقال حجم زیاد رسوب به پایین دست و مخزن سدها می باشد. در تحقیق حاضر تعداد پنج نمونه خاک چسبنده شامل رس و سیلت با درصد اختلاط متفاوت برای شیب بالادست 25 و پایین دست پنج درصد برای دبی، سرعت و عمق های جریان مختلف مورد بررسی و آزمایش قرار گرفت. میزان حجم رسوب تولید شده به صورت لحظه ای و متوسط و نرخ پس روی و نیز دبی رسوب اندازه گیری شد. از جمله پدیده هایی که در این تحقیق مشاهده شد و نقش مهمی در تولید حجم رسوب و نرخ پس روی داشت عبارتند از وقوع پرش هیدرولیکی در محل اتصال شیب تند به ملایم، در سطح خاک و افزایش شیب بستر در حین آزمایش به دلیل فرسایش بود. بر اساس نتایج به دست آمده تغییر سه پارامتر میزان درصد رس و سرعت جریان با حجم فرسایش و نیز افزایش نرخ مهاجرت رسوبات و سرعت پس روی رابطه مستقیم دارد. در حالت رس خالص با افزایش سرعت جریان به میزان 1.5 برابر، حجم متوسط فرسایش 13 درصد، سرعت پس روی 40 درصد و دبی رسوب 21 درصد افزایش یافت. با افزایش درصد رس به میزان 50 درصد، متوسط حجم فرسایش 12 درصد، سرعت پس روی 38 درصد و دبی رسوب 19 درصد افزایش یافت.

یکی از چالش های مهم در مدیریت منابع آب، بهینه سازی بهره برداری از مخازن سدهاست. در واقع نیاز مبرم به استفاده صحیح و موثر از منابع آب، انجام برنامه ریزی جامع و بهره برداری صحیح از سدها را بیش از پیش ضروری می سازد. در این تحقیق، عملکرد الگوریتم تکامل تفاضلی در مقایسه با الگوریتم جستجوی هارمونی اصلاح شده و برنامه ریزی غیرخطی به منظور بهره برداری بهینه از مخزن سد علویان بر روی رودخانه صوفی چای به عنوان یکی از سدهای نسبتا مهم در حوضه دریاچه ارومیه، مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اهمیت حیاتی جریان زیست محیطی جهت جلوگیری از مرگ دریاچه ارومیه، مدل بهینه سازی با در نظر گرفتن تامین کامل حداقل جریان زیست محیطی رودخانه صوفی چای، تامین صد در صد نیاز شرب، صنعت و به حداقل رساندن شدت کمبودهای کشاورزی توسعه داده شد. جهت بررسی عملکرد الگوریتم های مورد بررسی در بهره برداری بهینه از مخزن، از شاخص های عملکرد مخزن شامل قابلیت اعتماد، آسیب پذیری و شاخص پایداری مخزن استفاده گردید. نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد بالای الگوریتم تکامل تفاضلی در مقایسه با دیگر روش های مورد بررسی در بهره برداری بهینه از سیستم تک مخزنه سد علویان بود.

حوضچه های استغراق به منظور استهلاک انرژی اضافی در پایین دست سرریزهای ریزشی سدها ساخته می شود. سرعت جریان در اثر برخورد جت آب به بستر حوضچه به فشار دینامیکی تبدیل می شود. هدف تحقیق حاضر، بررسی فشار ناشی از برخورد یک جت قائم به بستر حوضچه استغراق می باشد. از این رو، آزمایش ها برای چهار دبی مختلف (متناسب با قطر نازل بین 6 تا 27.5 لیتر بر ثانیه متغیر بوده) در سه قطر نازل متفاوت 4.3، 5.2 و 8.2 سانتی متر برای چهار ارتفاع ریزش 37، 60، 90 و 120 سانتی متر انجام شده است. همچنین آزمایش ها برای سطوح صاف و زبر در شرایط هیدرولیکی یکسان انجام و نتایج آن هابا یکدیگر مقایسه شده است. مقادیر فشار دینامیکی توسط یک ترانسدیوسر فشار اندازه گیری شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که افزایش قطر نازل جت موجب کاهش ضریب فشار دینامیکی می شود. همچنین نتایج نشان دهنده یک افزایش در مقدار فشار دینامیکی به دلیل وجود زبری در صفحه برخورد است. بعلاوه، تغییرات عدد فرود جت جریان و ارتفاع ریزش تاثیر بسزایی بر روی فشار دینامیکی دارد. مقدار بیشینه فشار دینامیکی در مرکز صفحه تماس بوده و با دور شده از مرکز صفحه، مقدار آن به تدریج کاهش می یابد.

ارزیابی وضعیت شوری یک منطقه، گامی مهم برای مدیریت اراضی محسوب می گردد. این پژوهش در بخشی از اراضی دشت ترکمن صحرا واقع در استان گلستان که رژیم رطوبتی خاک اریدیک است، به منظور ارزیابی تغییرات شوری در سال های 1355، 1368 و 1392 انجام شد. بدین منظور از 2 روش زمین آماری (کریجینگ معمولی و کوکریجینگ) و 4 روش جبری (عکس فاصله، تابع شعاعی، تخمین گر عام و تخمین گر موضعی) در برآورد مقدار شوری در اعماق 50-0، 100-50 و 150-100 سانتی متری استفاده گردید. نتایج نشان داد درصد اراضی با شوری بیش از 32 دسی زیمنس بر متر از 8.95 درصد در سال 1355 به 45.22 درصد در سال 1392 افزایش یافته است. به نظر می رسد در طی این دوره 37 ساله، مدیریت و بهره برداری غیراصولی از منابع آب و خاک منجر به افزایش شوری در این خاک ها گشته، بنابراین پیشنهاد می گردد با استفاده از روش های مختلف و اقدامات مدیریتی مناسب، روند افزایشی شوری خاک های منطقه پایش و کنترل گردد.

این مطالعه برای بررسی اثرات کم آبیاری بر روند رشد، خصوصیات کمی، کیفی و کارآیی مصرف آب ذرت در کرمانشاه، در فصل زراعی 1391 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار سطح آبیاری (40 درصد کم آبیاری، 20 درصد کم آبیاری، آبیاری کامل (روش پنمن- مانتیث اصلاح شده فائو) و 20 درصد بیش آبیاری) در سه تکرار به روش آبیاری جویچه ای انجام شد. نتایج نشان داد اثرات کم آبیاری بر عملکرد دانه، بیومس، وزن ساقه، وزن بلال، وزن برگ، شاخص سطح برگ، ارتفاع بوته، تعداد دانه در ردیف، تعداد دانه در بلال و عملکرد پروتئین و روغن دانه معنی دار بود. میزان تاثیر تنش آبی بر خصوصیات ذرت در بازه های زمانی مختلف دوره رشد آن متفاوت بود و در اواخر دوره رشد (مرحله پرشدن دانه) تاثیر تنش آبی بیشتر بود. مقدار بیشینه کارآیی مصرف آب نسبت به عملکرد دانه و روغن در تیمار بیش آبیاری به ترتیب معادل 1.051 و 0.0549 کیلوگرم بر هکتار و نسبت به عملکرد بیومس و پروتئین در تیمار شاهد به ترتیب معادل 2.568 و 0.092 کیلوگرم بر هکتار به دست آمدند. لذا، کم آبیاری ذرت در کرمانشاه توصیه نمی شود.

یکی از مکانیزم های انتقال مواد محلول در خاک، جریان ترجیحی یا جریان از مسیر های درشت منفذ است. در این تحقیق، برای بررسی تاثیر مسیر های درشت منفذ در انتقال محلول، از سه توده خاک حاوی 3 درصد رس، 4.2 درصد سیلت و 92.8 درصد شن در مخزنی به طول 200، عرض 100 و ارتفاع 45 سانتی متر استفاده شد. توده خاک اول به صورت همگن (بدون مسیر درشت منفذ)، توده خاک دوم حاوی خاک و لایه هایی به ضخامت 5 سانتی متر از سنگریزه هایی به قطر 2 تا 4 میلی متر از سطح تا کف (دارای لایه های درشت منفذ پیوسته) و توده خاک سوم حاوی خاک و لایه هایی به ضخامت 5 سانتی متر از سنگریزه هایی به قطر 2 تا 4 میلی متر از سطح تا عمق 35 سانتی متری (دارای لایه های درشت منفذ ناپیوسته) تهیه شد. انتقال محلول سدیم کلرید در این سه توده خاک آزمایش و با نرم افزار GeoStudio شبیه سازی شد. محلول انتخابی در توده خاک دارای لایه های درشت منفذ پیوسته در مقایسه با توده خاک بدون لایه درشت منفذ، 27 درصد سریع تر انتقال یافت و غلظت های اوج محلول رخنه شده نیز زودتر مشاهده شد. تاثیر قابل توجهی در سرعت انتقال محلول در لایه های درشت منفذ ناپیوسته مشاهده نشد. نرم افزار GeoStudio با ضریب تعیین بیش از 0.89 و مقادیر جذر میانگین مربعات خطای کم تر از 0.25 انتقال محلول سدیم کلرید را به طور رضایت بخشی شبیه سازی کرد.

سرب یکی از آلاینده های محیط زیست است که به علت خواص سمی و تجمع پذیری و هم چنین ماندگاری طولانی، عوارض زیادی بر سلامتی انسان دارد. در این پژوهش تاثیر چهار مدیریت مختلف آبیاری در کشت برنج شامل غرقاب کامل، کنترل سطح ایستابی در 20 و 36 سانتی متری زیر سطح خاک و آبیاری تناوبی بر میزان سرب در دسترس خاک و جذب شده در اندام هوایی گیاه برنج مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در دانشگاه شهرکرد انجام شد. نتایج نشان داد نحوه مدیریت سطح ایستابی بر میزان سرب در دسترس و جذب شده در اندام هوایی گیاه برنج تاثیر معنی داری دارد و رطوبت ناحیه توسعه ریشه، در جذب و انتقال این عنصر از خاک به اندام گیاه نقش بیشتری ایفا می کند. کاربرد مدیریت آبیاری تناوبی (آبیاری متناوب به صورت استغراق کامل خاک و قطع آبیاری تا مصرف آب توسط گیاه و رسیدن سطح ایستابی تا 4سانتی متری زیر سطح خاک)، کنترل سطح ایستابی در 20 سانتی متری زیر سطح خاک (50 درصد استغراق کامل خاک) و کنترل سطح ایستابی در 36 سانتی متری زیر سطح خاک (10 درصد استغراق کامل خاک) به ترتیب موجب کاهش 8.78، 21.53 و 40.09 درصد در میزان سرب در دسترس در خاک، کاهش 26.71، 35.82 و 52.01 درصد در میزان سرب جذب شده در ساقه و برگ و کاهش 15.80، 44.19 و 49.28 درصد در میزان سرب جذب شده در دانه گردید.