حفاظت منابع آب و خاک
سال:1397 | دوره:8 | شماره:2 |تعداد مقالات:9

تحلیل حساسیت تبخیر-تعرق گیاه مرجع (ET0) در ایران در مدیریت بهتر آب بسیار ضروری است. زیرا به نظر می رسد که آب و هوا در همه جا تا حدودی تغییر کرده است. در این پژوهش، به منظور تحلیل حساسیت ET0 به تغییرات هر یک از پارامترهای هواشناسی از داده های ماهانه هواشناسی 36 ایستگاه هواشناسی در شمال غرب و غرب ایران استفاده شد. اولویت بندی پارامترهای اقلیمی و میزان تاثیرگذاری آن ها بر ET0 در ماه های مختلف برای هر یک از ایستگاه های مورد مطالعه مشخص گردید، بدین منظور، ابتدا میزان ET0 ماهانه با روش فائو-پنمن مانتیث برای یکایک ایستگاه ها برآورد گردید، سپس مقدار هر یک از دو پارامتر مهم ورودی به مدل رگرسیونی گام به گام (شامل میانگین حداکثر (Tmax)، میانگین حداقل (Tmin)، میانگین درجه حرارت هوا، میانگین سرعت باد، مجموع ساعات آفتابی، میانگین حداکثر و حداقل رطوبت نسبی) در دامنه ی 20± درصد با گام های 5 درصد، تغییر داده شدند و میزان تغییر در ET0 محاسبه شد، در نهایت مقدار ضریب حساسیت برای اولین پارامتر مهم ورودی در هر یک از ایستگاه های منتخب بدست آمد. نتایج نشان داد که در اکثر ایستگاه ها در هر دو مقیاس سالانه و ماهانه، بیشترین تاثیر در نوسانات ET0 مربوط به Tmax و Tmin می باشد. با افزایش 20 درصد برای Tmax به شرط ثابت ماندن سایر پارامترها، مقدار ET0 از حداقل 05/6 درصد (در مشکین شهر) تا حداکثر 54/15 درصد (در اردبیل) افزایش نشان داد، این رقم برای Tmin بین 47/0-درصد (در سنندج) تا 91/0 درصد (در خلخال) بود.

مدل AquaCrop ابزاری توانمند در شبیه سازی پاسخ گیاه به مدیریت های مختلف کمی و کیفی آبیاری می باشد که توسط سازمان جهانی خواروبار (FAO) توسعه یافته است. در این تحقیق جدیدترین نسخه این مدل (V. 6) به منظور شبیه سازی عملکرد، بهره-وری آب گیاه آفتابگردان و شوری خاک تحت مدیریت های مختلف آبیاری با آب شور مورد ارزیابی قرار گرفت. داده های مزرعه ای موردنیاز برای واسنجی و صحت سنجی مدل طی دو سال زراعی (1393 و 1394) جمع آوری شد. آزمایش بصورت فاکتوریل در قالب بلوک کامل تصادفی شامل دو فاکتور مدیریت کمی آبیاری در دو سطح (آبیاری کامل و آبیاری ناقص ریشه در سطح 75 درصد) و مدیریت کیفی آب آبیاری در سه سطح (آب غیرشور، آب شور و تناوب آب شور و غیرشور) و در سه تکرار اجرا شد. با وجود کاهش 1/3 – 32 درصدی در عملکرد دانه تحت تیمارهای مختلف آبیاری در مقایسه با FI (4706 و 4367 کیلوگرم در هکتار به ترتیب در سال 1393 و 1394)، تیمار PRD1 کاهش جزئی 1/3% و 5% را به ترتیب در سال 1393 و 1394 نتیجه داد. تیمار FI حداکثر WPET (9/0 و 84/0 کیلوگرم بر مترمکعب به ترتیب در سال 1393 و 1394) را داشت و تیمارهایPRD1، PRD3، FSI، SI و PRD2 در رتبه های بعدی قرار گرفتند. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که حساسیت مدل نسبت به رطوبت حجمی خاک در نقطه اشباع و ظرفیت زراعی خاک، حداکثر پوشش تاجی، شاخص برداشت مرجع، مدت زمان کاشت تا گلدهی، مدت زمان کاشت تا حداکثر پوشش تاجی و ضریب رشد پوشش تاجی بیشتر از سایر پارامترهاست.

ضریب پراکندگی طولی از دیدگاه امنیت عمومی و سلامت بشر یکی از پارامترهای مهم برای پیش بینی و توصیف انتقال آلودگی در رودخانه ها و آب های کم عمق می باشد. با انجام آزمایش های ماده ردیاب در یک کانال آزمایشگاهی با شیب طولی (0. 001 و 0. 007) و پنج دبی (7. 5، 15. 5, 11. 5، 20. 5 و 25. 5) لیتر بر ثانیه منحنی های رخنه اندازه گیری شده با منحنی های رخنه حل تحلیلی معادله کلاسیک و شبیه سازی شده توسط مدل عددی OTIS مقایسه شدند. بررسی نتایج نشان داد که معادله ی کلاسیک در پیش بینی شاخه پایین رونده منحنی رخنه در شرایط رودخانه های بستر شنی همراه با خطا بوده و لذا بکارگیری این معادله برای پیش بینی دقیق آلودگی در رودخانه های دارای نواحی ذخیره توصیه نمی شود ضریب پراکندگی محاسباتی با فاصله گرفتن از محل تزریق افزایش یافت. ضریب پراکندگی برای آزمایش های این تحقیق در محدوده 0. 0073 و 0. 18 مترمربع بر ثانیه بدست آمد. همچنین نتایج محاسبات پارامترهای زمان عبور از منحنی های رخنه آزمایشگاهی حاکی از برقراری رابطه نمایی بین آنها و فاصله از محل تزریق بود. در نهایت با استفاده از مشخصات هندسی، هیدرولیکی و منحنی های رخنه اندازه گیری شده و کاربرد روش پای باکینگهام رابطه جدیدی جهت پیش بینی ضریب پراکندگی طولی توسعه یافت. خطای نسبی و جذر میانگین مربع خطای نرمال شده برای رابطه ی ارایه شده به ترتیب برابر 24% و 1. 37بدست آمد.

زمین لغزش های کم عمق از جمله بلایای طبیعی می باشد که خسارات جانی و مالی فراوانی در حوزه های آبخیز کوهستانی وارد می آورد. استفاده از روشهای مناسب جهت ارزیابی خطر لغزش های کم عمق و تعیین عوامل مؤثر وقوع، در کاهش خطرات ناشی از آن بسیار مؤثر است. در این مطالعه پتانسیل الگوریتم حداکثر آنتروپی در مدلسازی حساسیت پذیری زمین لغزش مورد بررسی قرار گرفت. در تحقیق حاضر که در غرب استان اردبیل صورت پذیرفته، 74 زمین لغزش شناسایی که، 52 زمین لغزش (%70) برای آموزش مدل و 22 زمین لغزش (%30) برای صحت سنجی مورداستفاده قرار گرفت. فاکتورهای محیطی شامل فاکتورهای پیوسته (ارتفاع، شیب، جهت، انحنای سطح، تراکم زهکشی، بارندگی) و طبقه ای (سنگ شناسی و کاربری اراضی) به عنوان داده های ورودی برای مدل حداکثر آنتروپی مورد استفاده قرار گرفت. استفاده از آزمون بهینه بر اساس روش ارزیابی متقابل نشان داد وجود داده های پیوسته و ترکیب آنها با داده های طبقه ای، بهترین عملکرد پیش بینی را امکان پذیر می سازد. نتایج صحت سنجی نشان داد سطح زیر منحنی ROC و AUCبرای حصول موفقیت و پیش بینی مدل، به-ترتیب برابر با 1/96 و 6/97% می باشد. همچنین، تجزیه و تحلیل توزیع فاکتور نشان داد لایه های طبقات ارتفاعی و بارندگی به عنوان مؤثرترین فاکتورها می باشند. با تفسیر منحنی پاسخ مشاهده شد شیب های تند حوضه پوشیده از خاکهای پادگانه آبرفتی قدیمی، نسبت به زمین لغزش بسیار آسیب پذیرترند. پیش بینی عملکرد مدلسازی با الگوریتم حداکثر آنتروپی بسیار بهتر از دیگر مدل ها مانند رگرسیون لجستیک می باشد که به طور گسترده ای در ارزیابی حساسیت پذیری زمین لغزش مورد استفاده قرار گرفته است. نتیجتا می توان اذعان داشت، مدلسازی با الگوریتم حداکثر آنتروپی یک مدل پیش بینی مؤثر برای حساسیت پذیری زمین لغزش می باشد.

کشور ایران دارای اقلیم گرم و خشک بوده و میزان بارندگی سالیانه آن250میلی متر است. بنابراین در کشور ایران با بارشی کم و توزیع نامناسب آن، استفاده موثر از فن آوری نوین برای بالابردن کارایی مصرف در منابع محدود آبی امری حیاتی است. یکی از این راهکارها برای حفظ و ذخیره رطوبت، استفاده از مواد فراجاذب خاک است. در این تحقیق تاثیر ماده معدنی زئولیت در سه سطح(0، 10، 15درصد وزنی) و سوپرجاذب جیوهوموس درچهار سطح (0، 100، 150، 250 گرم در هرچاله) ودور آبیاری (آبیاری معمولی، کم آبیاری)، بر ویژگی های رویشی گیاه قره داغ در حالت کشت نهال در عرصه وهمچنین اثر آنها بر برخی خصوصیات خاک مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی اثر هر یک از تیمارها داده ها بر اساس جدول تجزیه واریانس و با استفاده از نرم افزارSPSS22 مورد تجزیه وتحلیل قرارگرفته وجهت مقایسه میانگین تیمارها از آزمون مقایسه میانگین دانکن استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد استفاده از سوپرجاذب به کار رفته دراین تحقیق در مجموع تاثیر معنی داری بر شاخص های رشدی نهالها شامل ارتفاع، قطر بزرگ تاج پوشش، قطر کوچک تاج پوشش و قطر یقه نهال های قره داغ در مقایسه با شاهد داشته است. بیشترین میزان شاخص های رشدی با آبیاری معمولی به دست آمد که به ترتیب عبارتند از (22/60 سانتی متر، 33/67 سانتی متر، 88/13 سانتی مترو6 میلیمتر)وکمترین آن مربوط به تیمار شاهدکم آبیاری بود. علاوه برآن افزودن سوپرجاذب های ذکرشده به خاک باعث کاهش هدایت الکتریکی(39/1 دسی زیمنس برمتر)و وزن مخصوص ظاهری(46/1 گرم برسانتی مترمکعب) خاک شد. پس از بررسی بهترین سطح استفاده از سوپرجاذب ها 15 درصد وزنی زئولیت و 250 گرم جیوهوموس می باشد.

در این نحقیق برای بررسی شدت خشکسالی منطقه اقلید در استان فارس در طی یک دوره آماری 10 ساله آبی (1384-1393) از شاخص خشکسالی هیدرولوژیکی سطح آب استاندارد شده (SWI) و شاخص خشکسالی هواشناسی ناهنجاری بارش (RAI) استفاده شد. ورودی شاخص SWI داده های ماهانه عمق سطح ایستابی 107 چاه پیزومتری و ورودی شاخص RAI داده های ماهانه بارندگی 15 ایستگاه باران سنجی و سینوپتیک بود. برای رفع نواقص داده های بارش، ضریب همبستگی بین ایستگاه ها با استفاده از نرم افزار SPSS تعیین شد و به روش نسبت ها بازسازی شدند. داده های هر دو شاخص ذکر شده در مقیاس های زمانی 3، 6، 12، 24 و 48 ماهه برای تعیین شدت خشکسالی محاسبه شدند. در ادامه پنج مورد از بزرگ ترین خشکسالی های اتفاق افتاده در هر شاخص و شاخص متناظر با آن مشخص شدند و پهنه بندی خشکسالی ها با روش عکس مجذور فاصله در نرم افزار ArcGIS انجام شد. نتایج نشان داد که شدت خشکسالی ها در سال های اخیر بیشتر شده است. همچنین نتایج نشان دهنده آن است که بین شاخص خشکسالی هیدرولوژیکی و هواشناسی یک تاخیر زمانی وجود دارد که با محاسبه ضریب همبستگی بین شاخص های فوق، مشاهده شد که بین وقوع خشکسالی هیدرولوژیک و خشکسالی هواشناسی در جنوب و غرب اقلید، یک تاخیر 2 تا 4 ساله وجود دارد.

عمده ترین مصرف کننده منابع آب کشور، بخش کشاورزی است، درنتیجه بیشترین حجم تلفات آب نیز مربوط به این بخش می باشد. لذا یکی از مهمترین فرایند های تلفات آب کشاورزی مربوط به تبخیر-تعرق واقعی است. در این تحقیق با استفاده از الگوریتم SEBAL و سنجنده MODIS میزان تبخیر-تعرق واقعی دهستان سودلانه شهرستان قوچان در سال 2011 مورد ارزیابی قرار گرفته است نتایج ماهانه نشان می دهد بیشترین مقدار تبخیر-تعرق مربوط به ماه های April, June, May بوده است که به ترتیب با میانگین 26، 21و17 میلی متر در صدر قرار گرفته است. بالا بودن مقادر تبخیر-تعرق در فصل بهار با توجه به نقشه کاربری اراضی این منطقه که کشت دیم را غالب می داند قابل توجیه است. میانگین تبخیر-تعرق واقعی سالانه دهستان سودلانه در این سال برابر با 260 میلی متر محاسبه شده است. که حداکثر آن معادل 644 میلی متر مربوط به مناطق شرقی دهستان (مانندروستاهای ددانلو و دیزادیز)بوده و حداقل آن که معادل 102میلی متربوده است، مربوط به مناطق مرکزی و غربی دهستان (مانند روستاهای داودلی و دولو)می باشد. نتایج این مطالعه با داده های زمینی دهستان سودلانه، از وجود همبستگی معنی داری دلالت دارد. بدین معنی که کمینه تبخیر-تعرق واقعی روستاهای مرکزی وغربی دهستان تا 102 میلیمتر بوده است که با میزان افزایش چاههای احداثی خشک شده ومیزان بالای مهاجرت این روستاها(بویژه روستای دولو)رابطه مستقیم داشته است. همچنین مطالعه همزمان نگارنده با موضوع، اولویت بندی مکانی الزام به مدیریت منابع آب روستاهای دهستان سودلانه، این همبستگی را تایید مینماید.

تغییر الگوی کشت و افزایش تعرفه انرژی می تواند به مدیریت منابع آب زیرزمینی کمک کند. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر الگوی کشت بر آب زیرزمینی دشت مهران با استفاده از روش پویایی سیستم تحت سناریوهای مختلف تغییر قیمت انرژی است. جهت ساخت مدل، مدل مفهومی تدوین و فرضیه های دینامیکی فرمول نویسی شد. واسنجی و صحت سنجی مدل به ترتیب در یک بازه 8 و 6 ساله و شبیه سازی در یک دوره 25 ساله تا سال 1420 در قالب اعمال 9 سناریو انجام شد. نتایج نشان داد تغییر الگوی کشت از یونجه به کلزا همراه با افزایش 100 درصدی تعرفه انرژی، دارای بیشترین تاثیر مثبت بر آبخوان یعنی افزایش حدود 55 میلیون متر مکعبی حجم آبخوان معادل با افزایش حدود 8 متری سطح آب می گردد. همچنین تغییر سطح زیرکشت از یونجه به ذرت همراه با افزایش تعرفه انرژی به میزان 50درصد قیمت فعلی، تا حدودی تعادل در سطح آب زیرزمینی دشت را به دنبال دارد.

رطوبت خاک عامل اصلی تعیین کننده رشد گیاهان به ویژه در زمین های دیم است. رطوبت خاک طی دوره رشد به دلیل بارش، تبخیر و سایر عوامل محیطی دچار تغییرات زمانی می شود. این پژوهش به منظور یافتن عوامل اقلیمی مؤثر بر رطوبت خاک تحت شرایط دیم انجام گرفت. آزمایش مزرعه ای در کشتزار دیم با شیب 10 درصد و در دو شرایط کشت: آیش و تحت کشت گندم زمستانه در دانشگاه زنجان طی دوره رشد از 1395 تا 1396 انجام شد. برای این کار شش کرت با ابعاد پنج متر در دو متر به صورت موازی با شیب مطابق با شیوه رایج کشت در منطقه طراحی شد. مقدار رطوبت خاک با فاصله زمانی هفت روز و به وسیله دستگاه TDR مدل IDRG SMS-T2 طی دوره رشد اندازه گیری شد. متغیرهای اقلیمی شامل دمای هوا و بارندگی و نیز دمای خاک در طول دوره رشد تعیین گردید. بر اساس نتایج، رطوبت خاک در کرت های تحت کشت حدود 11 درصد کمتر از کرت های آیش بود و این تفاوت از نظر آماری معنی دار بود. مقدار رطوبت خاک بین ماه های مختلف به طور معنی داری برای هر دو شرایط کشت متفاوت بود (001/0p<). همبستگی مثبت معنی دار بین رطوبت خاک و بارندگی، دمای هوا و دمای خاک در هر دو شرایط کشت وجود داشت (05/0p<). در کرت های آیش نسبت به کرت های کشت، وابستگی بیشتری بین رطوبت خاک و دمای هوا (44/0=r) و دمای خاک (51/0=r) وجود داشت. این پژوهش نشان داد که دمای خاک به عنوان مؤثرترین ویژگی تعیین کننده رطوبت خاک در زمین های آیش و تحت کشت در منطقه است.