حفاظت منابع آب و خاک
سال:1390 | دوره:1 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

ظرفیت زراعی (FC) از مهم ترین پارامترهای ورودی مدل های آب، خاک، گیاه و اتمسفر است که تعیین و اندازه گیری دقیق آن نیازمند صرف وقت و هزینه زیادی می باشد. هدف از این پژوهش آنالیز حساسیت مدل CSM-CERES-Maize نسبت به FC خاک در شبیه سازی غلظت نیترات و آمونیوم در لایه های مختلف خاک و اندام های گیاهی و همچنین میزان برداشت نیتروژن از خاک توسط گیاه است. بدین منظور آزمایش مزرعه ای بر روی ذرت علوفه ای سینگل کراس 704 در سال های 1382 و 1383 در جنوب تهران انجام شد. تیمارهای آبیاری شامل چهار سطح 0.7، 0.85، 1 و 1.13 تخلیه رطوبتی آب خاک و سه سطح کوددهی صفر، 150 و 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود. نتایج نشان داد که بر اثر تغییر 25 درصدی FC (افزایش و یا کاهش)، غلظت نیترات خاک نسبت به مقدار پایه بین 7.17 و 96.75 درصد تغییر می کند. این مقدار برای غلظت آمونیوم خاک بین 33.31 و 139.01 درصد می باشد. مدل CERES در تخمین غلظت نیترات و آمونیوم خاک نسبت به تغییرات FC حساس بوده که این حساسیت در لایه های مختلف خاک متفاوت می باشد. این مدل در تعیین میزان معدنی شدن نیتروژن، نیتریفیکاسیون و همچنین غلظت نیتروژن در گیاه نسبت به تغییرات FC دارای حساسیت کمی می باشد. بدین ترتیب می توان گفت که با انتخاب درست و دقیق FC موجب کاهش عدم قطعیت در برآورد غلظت نیترات و آمونیوم در خاک می شود.

توزیع اندازه ذرات و پایداری خاکدانه از ویژگی های فیزیکی خاک هستند که از نظر حفاظت خاک بسیار اهمیت دارند. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر مواد آلی مختلف بر توزیع اندازه ذرات خاک در دو حالت خشک و تر بود. آزمایش در قالب طرح کامل تصادفی، با دو تیمار بقایای گیاهی (کاه و کلش و تفاله پسته)، سه سطح ماده آلی (صفر، یک و پنج درصد وزنی) و سه تکرار انجام شد. همچنین توزیع اندازه ذرات خاک در دو حالت خشک و تر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تیمارهای مختلف، اثرات متفاوتی بر توزیع اندازه خاکدانه داشته به گونه ای که با افزودن بقایای گیاهی به خاک، بسته به نوع و میزان مصرف، فراوانی خاکدانه های درشت افزایش می یابد. قطر میانه ذرات در حالت خشک پس از اعمال تیمارهای شاهد، سطح 1 درصد کاه و کلش، سطح 1 درصد تفاله پسته، سطح 5 درصد کاه و کلش و سطح 5 درصد تفاله پسته به ترتیب برابر با 0.228، 0.250، 0.227، 0.394 و 0.294 میلی متر بدست آمد. در مقایسه با نتایج توزیع اندازه ذرات ثانویه در حالت خشک، در حالت تر بیشترین درصد فراوانی ذرات از کلاس اندازه 0.125 تا 0.25 میلی متر به کلاس کوچکتر از 0.125 میلی متر تغییر یافت. این یافته نشان داد که توزیع اندازه ذرات در دو حالت خشک و تر الزاما دارای روند مشابهی نیست. بررسی توزیع اندازه ذرات در حالت تر نشان داد که به طور نسبی برای کلاس های درشت تر به ویژه در دامنه 0.5 تا 2 میلی متر، افزودن بقایای گیاهی به خاک باعث افزایش معنی دار فراوانی ذرات می شود. همچنین مقایسه سطوح بقایای گیاهی مورد استفاده نشان داد که با افزایش مصرف مواد آلی، خاکدانه سازی بهبود و در نتیجه خاکدانه های درشت تر تشکیل می شود. همچنین، مشخص گردید که مواد آلی مختلف، اثرات متفاوتی بر خاکدانه سازی داشته به طوری که این تاثیر در مقیاس و اندازه خاصی از خاکدانه ها بیشتر از سایر اندازه هاست.

از جمله پارامترهایی که نشان دهنده رفتار خاک در برابر تنش های وارده است، مقاومت فشاری و مدول الاستیسته خاک می باشد. با افزایش مقاومت فشاری ظرفیت باربری خاک افزایش می یابد. مدول الاستیسیته یک خاک نمایانگر میزان پتانسیل تغییر شکل خاک می باشد. در این پژوهش چگونگی تثبیت خاک های رسی مساله دار به کمک ماسه مورد مطالعه انجام گرفته است. بدین منظور نمونه های خاک رسی و رسی - ماسه ای در رطوبت و تراکم های مختلف ساخته شده و مورد آزمایش تک محوری قرار گرفتند. رطوبت ها شامل رطوبت بهینه، دو درصد کمتر، چهار درصد کمتر، دو درصد بیشتر و چهار درصد بیشتر می باشند. از طرفی این نمونه ها در تراکم های 85، 95 و 100 درصد ساخته شدند. با انجام آزمایش تک محوری، مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته برای تمامی نمونه ها محاسبه شد. پس از بررسی و تحلیل نتایج آزمایش ها مشخص گردید که با افزایش رطوبت مقاومت فشاری در تمامی نمونه های رسی و رس - ماسه کاهش می یابد. اما باید به این نکته توجه نمود که شدت کاهش مقاومت فشاری در نمونه های رس - ماسه بیشتر از نمونه های رسی است؛ به گونه ای که، با تغییر رطوبت از چهار درصد کمتر از رطوبت بهینه به چهار درصد بیشتر از رطوبت بهینه در نمونه های رس مقدار مقاومت فشاری به طور متوسط 84 درصد و در نمونه های رس - ماسه ای 93 درصد در تمامی تراکم ها کاهش می یابد. از طرفی بر اساس نتایج به دست آمده معلوم گردید که مقدار مدول الاستیسیته در تراکم 100 درصد و در رطوبت 13 درصد با افزایش ماسه حدود 51 درصد کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که کاهش مدول الاستیسیته با افزایش ماسه در تمامی تراکم ها روند مشابهی را به همراه دارد.

حفاظت از منابع آب خوش کیفیت از چالش های مهم در مناطق خشک و نیمه خشک است. هدف از این پژوهش، تعیین مرحله حساس رشد گیاه سویا به تنش خشکی و تعیین ضریب واکنش گیاه نسبت به آب مصرفی و تعیین راندمان مصرف آب بود. این آزمایش در سال 1389 در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار و 7 تیمار آبی بر روی گیاه سویا رقم جی کی بهاره در شهرستان نکا در شرق استان مازندران انجام گرفت. تیمارهای آبیاری در مراحل مختلف رشد شامل آبیاری کامل در طول دوره رشد (شاهد)، تنش رطوبتی در مرحله رویشی، تنش رطوبتی در مرحله گلدهی، آبیاری با تنش رطوبتی در مرحله پرشدن دانه، آبیاری با تنش رطوبتی در مرحله رشد رویشی و گلدهی، تنش رطوبتی در مرحله رویشی و پر شدن دانه و تنش رطوبتی در مرحله گلدهی و پر شدن دانه بود. نتایج نشان داد که دوره گل دهی یکی از مراحل حساس گیاه سویا در شهرستان نکا می باشد. در تیمار تنش رطوبتی در مرحله رویشی با کاهش 28 درصدی آب مصرفی، حدود 4 درصد کاهش عملکرد مشاهده شد. بیشترین راندمان مصرف آب نیز مربوط به تیمار تنش رطوبتی در مرحله رویشی بود.

یکی از پارامترهای مهم طراحی سازه های هیدرولیکی، رگبار طرح می باشد که از روی منحنی های شدت - مدت - فراوانی (IDF) برای دوام و دوره بازگشت معین استخراج می شود. روش های متداول محاسبه منحنی های IDF علاوه بر طولانی تر بودن، دارای تعداد پارامترهای زیادی می باشند که این خود باعث کاهش اعتمادپذیری این منحنی ها می شود. در روش متداول محاسبه منحنی های IDF، باید بارش به ازای دوام های مختلف ثبت شده باشد تا استخراج این منحنی ها میسر گردد. در بعضی مناطق تنها آمار بارش های 24 ساعته موجود است که از روی این آمارها استخراج منحنی های IDF به روش های متداول ممکن نیست. در این پژوهش از خصوصیات مقیاس زمانی بارش استفاده شده و از روی بارش های روزانه (24 ساعته)، منحنی های IDF برای دوام های کوتاه مدت ساخته شد. روش به کار برده شده نسبت به روش های متداول دارای مراحل محاسباتی کمتری بوده و تعداد پارامترهای آن به مراتب کمتر می باشد که این امر باعث افزایش اعتمادپذیری می گردد. این روش به طور موردی برای ایستگاه هواشناسی ساوه به کار رفته که نتایج نشان دهنده بالا بودن دقت آن است.

وجود مقادیر زیاد فلوئورید در منابع آبی اثری زیان بار بر سلامتی انسان دارد. یک نانوجاذب مغناطیسی جدید از طریق اصلاح نانوذرات Fe3O4 توسط 3-آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (APTES) و متالوپورفیرین نئوبیوم (V) برای حذف یون های فلوئورید از محلول های آبی تهیه شد. عاملدار کردن Fe3O4 بطریق شیمیائی و از طریق برهمکنش بین گروه های کربوکسیلیک متالوپورفیرین نئوبیوم (V) و گروه های آمین APTES نشانده شده بر سطح مگنتایت انجام شد. خصوصیات نانوجاذب حاصله توسط روش های پراش اشعه(XRD) X ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) بررسی شد. عملکرد نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده در حذف یون های فلوئورید برحسب pH، زمان تماس، میزان جاذب و اثر آنیون های موجود در محلول آبی انجام شد.. تحت شرایط بهینه (5.5 :pH، زمان تماس: 30 دقیقه و میزان جاذب: 100 میلی گرم) بازده فلوئوریدزدائی 94.0% بدست آمد. بازیابی فلوئورید جذب شده توسط NaOH امکان پذیر است و امکان استفاده مجدد از این نانوجاذب برای چهار دوره متوالی وجود دارد.

روش های زمین آمار یکی از پیشرفته ترین تکنیکها جهت ارزیابی و پایش کیفیت منابع آب زیرزمینی می باشد. در این تحقیق سه روش درون یابی، عکس فاصله وزن دار، کریجینگ و کوکریجینگ جهت پیش بینی برخی از شاخص های کیفی از قبیل Mg2+ ,Ca2+ ,Cl- ,SAR ,EC ,TH ,SO42-Na+ مورد استفاده قرار گرفته است. داده ها از 75 چاه مشاهده ای در دشت داراب جمع آوری شده است. بعد از نرمال سازی داده ها، واریوگرام محاسبه شد. مدل مناسب جهت برازش به واریوگرام تجربی بر اساس کمترینRMSE  انتخاب شد. سپس با استفاده از ارزیابی متقابل وRMSE  بهترین روش درون یابی انتخاب گردید. نتایج نشان داد برای تمام شاخص های کیفی آب زیرزمینی، کوکریجینگ بهتر از سایر روشها، شاخص های فوق را شبیه سازی می کند. در نهایت با استفاده از روش کوکریجینگ، نقشه های کیفیت آب زیرزمینی در محیط GIS تهیه شد.