حفاظت منابع آب و خاک
سال:1393 | دوره:4 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

پخش غیر یکنواخت کود در روش کودپاشی دستی یکی از مشکلات آبیاری سطحی است که لزوم تحقیقات بیش تر در زمینه کودآبیاری سطحی را ایجاب می کند. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تاثیر شیب طولی و زمان کود آبیاری در آبیاری جویچه ای است. به منظور بررسی نحوه توزیع کود، از کود اوره استفاده و نیترات به عنوان ماده معرف در نظر گرفته شد. این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد به صورت طرح فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تیمار شامل تیمار شاهد (شیب طبیعی زمین، کودآبیاری در کل زمان آبیاری)، تیمارهای کود آبیاری در نیمه اول، کودآبیاری در نیمه دوم و کود آبیاری در کل زمان آبیاری با شیب مقعر و در سه تکرار انجام گرفت. تغییرات شیب طولی، زمان کودآبیاری، عمق نمونه برداری و فاصله از ابتدای جویچه بر روی توزیع نیترات در خاک بررسی شده است. با استفاده از آزمون LSD، مقایسه میانگین صورت گرفت. با تغییر زمان کود آبیاری توزیع نیترات تغییر کرد و تزریق کود در نیمه دوم زمان آبیاری، بالاترین میزان یکنواختی و جذب نیترات (1653.53 میلی گرم بر کیلوگرم) در خاک را نشان داد. نتایج نشان داد که شیب طولی عامل بسیار تاثیرگذار بر روی توزیع نیترات و ذخیره آن در اعماق مختلف خاک بود (P<0.01). در بررسی اثر متقابل زمان آبیاری، عمق خاک و فاصله از ابتدای جویچه بر یکدیگر نشان داد که هیچکدام از پارامترها بر یکدیگر اثر معنی داری ندارد.

تعیین صحیح و پیش بینی رسوبات حمل شده به وسیله جریان رودخانه ای در پروژه های مدیریت منابع آب، برنامه ریزی و کاهش سیل و پایداری محیط زیست بسیار مهم می باشد. تجزیه و تحلیل های اندازه ذرات می تواند اطلاعات مهمی در مورد منشاء رسوبات، تاریخچه حمل و نقل و شرایط رسوب گذاری آن ها ارائه دهد. حال آن که این مهم تاکنون در ایران کم تر مورد توجه قرار گرفته است. تحقیق حاضر در رودخانه واز در استان مازندران با هدف بررسی برداشت شن و ماسه بر تغییرات دانه بندی رسوبات معلق در بالادست و پایین دست محل برداشت شن و ماسه انجام گرفت. برای این منظور، نمونه برداری از بالادست و پایین دست محل برداشت طی یک دوره یک ساله به صورت ماهانه از بهمن 1390 تا دی ماه 1391 انجام پذیرفت. به منظور دانه بندی رسوبات معلق از دستگاه Master Sizer و برای استخراج مولفه های میانگین، جورشدگی، چولگی و کشیدگی از نرم افزار GRADISTAT استفاده شد. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که دامنه تغییرات D10 از 0.34 تا 1.12 میکرون، D50 از 3.24 تا 13.41 میکرون و همچنین D90 از 14.12 تا 90.74 میکرون و میانگین اندازه ذرات نیز در دامنه بین 3.19 تا 11.45 میکرون متغیر بوده است. همچنین دامنه تغییرات جورشدگی، چولگی و کشیدگی به ترتیب از 3.11 تا 6.38، 0.13- تا 0.32- و 0.88 تا 1.29 میکرون اندازه گیری شد. عدم استمرار فعالیت و فاصله محل های نمونه برداری از معادن مورد مطالعه را می توان به عنوان دلایل عمده عدم وجود اثر معنی دار معادن برداشت شن و ماسه بر ویژگی های دانه بندی رسوبات معلق در رودخانه واز معرفی نمود.

امروزه به منظور حفاظت از منابع آب و رفع مشکل بحران و کمبود آب و همچنین کاهش مخاطرات زیست محیطی ناشی از افزایش تولید فاضلاب، کاربرد فاضلاب ها و پساب ها در آبیاری محصولات کشاورزی گسترش یافته است. سیستم آبیاری قطره ای مناسب ترین روش برای کاربرد پساب است، با این حال گرفتگی قطره چکان ها بزرگ ترین مشکل پیش روی سیستم های آبیاری قطره ای است. شستشوی لترال های آبیاری قطره ای یکی از روش های مناسب برای کنترل گرفتگی قطره چکان هاست. هدف از این تحقیق بررسی گرفتگی قطره چکان هایPCJ (2 l⁄h) ،PCJ (4 l⁄h)  و UniRam (3.5 l⁄h)، در شرایط آبیاری با پساب تصفیه شده و همچنین بررسی تاثیر شستشوی لترال های آبیاری بر کاهش و یا رفع گرفتگی قطره چکان ها بود. به این منظور روند تغییرات شاخص های دبی نسبی، یکنواختی پخش، ضریب یکنواختی کریستیانسن و ضریب یکنواختی آماری دبی قطره چکان های مورد مطالعه در شرایط کاربرد پساب تصفیه شده و اعمال شستشو، در طی 504 ساعت آبیاری، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان گرفتگی قطره چکان های مورد بررسی در شرایط کاربرد پساب تصفیه شده قابل توجه نبود. به طور کلی قطره چکان هایPCJ (2 l⁄h) ،PCJ (4 l⁄h)   UniRam (5.3l⁄h) وبه ترتیب با 6.4، 0.9 و 0.5 درصد کاهش دبی، حساسیت بیش تری به گرفتگی داشتند. شستشوی لترال های آبیاری موجب کاهش گرفتگی قطره چکان ها در شرایط کاربرد پساب تصفیه شده گردید. علاوه بر این عملکرد قطره چکان های مورد مطالعه از نظر شاخص های دبی نسبی، یکنواختی پخش، ضریب یکنواختی کریستیانسن و ضریب یکنواختی آماری دبی در طول دوره بررسی در ردیف خوب-خیلی خوب قرار گرفت.

برآورد رطوبت خاک سطحی برای مدیریت بهینه منابع آب و خاک ضروری است. رطوبت خاک سطحی، متغیری مهم در چرخه آبی طبیعت است که نقش مهمی در تعادل جهانی آب و انرژی به واسطه تاثیر بر فرآینده های هیدرولوژیک، اکولوژیک و هواشناسی دارد. رطوبت خاک به دلیل تغییرپذیری ویژگی های خاک، توپوگرافی، پوشش گیاهی و پویایی نیوار در زمان و مکان تغییر می کند. اندازه گیری رطوبت خاک، به طور مستقیم با استفاده از روش های درجا مانند نوترون متر و TDR یا به طور غیرمستقیم به وسیله توابع انتقالی و یا سنجش از دور انجام می شود. از آنجا که اندازه گیری های درجا معمولا در پهنه های وسیع هم هزینه بر و هم زمان بر می باشند، برای برآورد رطوبت خاک در مقیاس های مکانی بسیار بزرگ، می توان روش هایی همچون سنجش از دور را به کار گرفت. هدف از انجام این پژوهش، برآورد رطوبت خاک سطحی با استفاده از شاخص های NDVI،LST و NDMI  بود. بدین منظور با استفاده از تصاویر MODIS 1B شاخص های موردنظر استخراج و با داده های زمینی رطوبت خاک واسنجی و اعتبارسنجی شدند. در این پژوهش، منطقه مورد مطالعه تشریح گردید و سپس با استفاده از شاخص های استخراج شده، مدل برآورد رطوبت خاک به دست آمد. نتایج نشان داد بین مقادیر رطوبت خاک سطحی با شاخص های NDVI،  LST و NDMI همبستگی مناسبی (66%) وجود دارد. نتایج صحت سنجی مدل برآورد رطوبت خاک نیز نشان داد که این مدل با میانگین خطای کمتر از 0.018، قادر به پیش بینی رطوبت خاک سطحی است، این مقدار خطای اندک، نشان دهنده دقت زیاد مدل پیشنهادی برای برآورد رطوبت خاک سطحی می باشد.

استفاده از مدل های گیاهی هم چون مدل AquaCrop می تواند ابزاری مفید برای مدیریت کارآتر مصرف آب باشد که این مدل ها قبل از بکارگیری بایستی مورد ارزیابی قرار گیرند. در این پژوهش، دقت مدل AquaCrop در برآورد وزن تر اندام هوایی و تبخیر و تعرق ذرت در شرایط متفاوت بافت و حاصلخیزی خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش مزرعه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تیمار بافت خاک (لوم رسی سیلتی، لوم و لومی شنی) و در سه سطح حاصلخیزی خاک (بدون افزودن کود، افزودن یک و دو درصد کود به خاک) و در سه تکرار در تابستان سال 1391 در منطقه جی و قهاب اصفهان اجرا شد. نتایج این تحقیق نشان داد که این مدل در پیش بینی وزن تر اندام هوایی ذرت علوفه ای بسیار کارآمد است. میانگین خطای نرمال شده (nRMSE) در برآورد وزن تر اندام هوایی ذرت در مرحله واسنجی و صحت سنجی به ترتیب 0.87% و 0.67% بدست آمد. پیش بینی تبخیر و تعرق ذرت در طول فصل رشد توسط مدل با میزان خطای بیشتری همراه بود. بیشینه و کمینه میانگین ریشه مربعات خطای مدل، در تیمارهای خاک لومی شنی با افزودن دو درصد کود (SLF2) و خاک لوم با افزودن یک درصد کود(LF1) به ترتیب برابر 0.88 و 1.42 میلی متر بر روز بدست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین مقادیر RMSE و nRMSE در شبیه سازی تبخیر و تعرق ذرت در خاک لوم شنی به ترتیب برابر 1.16 و 24.3% است که بیش تر از میانگین مقادیر RMSE و nRMSE در دو نوع خاک لوم رسی سیلتی و لوم -که به ترتیب برابر 1.08، 26.2% و 0.93، 20.1% است- می باشد. البته باید به این نکته توجه داشت که دقت مدل در پیش بینی تبخیر و تعرق در سطوح مختلف حاصلخیزی خاک بسته به بافت خاک متفاوت بود به طوری که در خاک لوم بیش ترین میزان خطا در تیمار بدون افزودن کود (0.97 میلی متر) و در خاک لوم شنی در تیمار با افزودن دو درصد کود (1.42 میلی متر) حاصل گردید.

رسوب ناشی از فرسایش خاک به عنوان مهم ترین نمایه های تخریب اراضی، چالشی مهم در بحث توسعه پایدار و تهدیدی بر زیست بوم ها تلقی می شود. لذا تخمین رسوب خروجی از آبخیزها بسیار حائز اهمیت می باشد. گستردگی آبخیزها و کمبود ایستگاه های سنجش رسوب باعث شده تا از روش های غیرمستقیم از قبیل مدل های تهیه شده در آبخیزهای مشابه جهت تخمین رسوب در آبخیز فاقد آمار استفاده نمایند. در این پژوهش، 42 ایستگاه رسوب سنجی جنوب و جنوب شرقی دریای خزر با دوره های آماری بیش از 20 سال انتخاب گردید. با برقراری ارتباط بین مقادیر دبی و رسوب معلق در مواقع سیلابی اقدام به تخمین مقادیر روزانه رسوب معلق از روی دبی های روزانه شده و مقادیر رسوب متوسط سالانه محاسبه گردید. با استفاده از آزمون گاما، 13 عامل موثر بر تولید رسوب به 5 عامل اصلی کاهش داده شد و ایستگاه های مورد مطالعه با به کارگیری تحلیل خوشه ای، تحلیل تابع تشخیص و منحنی های اندرو در گروه های همگن قرار گرفتند. برای هر گروه همگن حاصل از هر یکی از روش های همگن سازی مذکور و برای کل ایستگاه ها به عنوان یک گروه با 5 عامل اصلی انتخاب شده مدل رگرسیونی برای تخمین میزان رسوب معلق متوسط سالانه تهیه شد و مقادیر خطا و کارآیی مدل های تهیه شده با استفاده از نمایه های آماری RE،RRMSE و RBIAS بر اساس داده های مشاهداتی محاسبه گردید. نتایج نشان داد که هر 3 روش همگن سازی نتایج بهتری نسبت به مدل کلی داشته و روش منحنی های اندرو به ترتیب با مقادیر خطای نسبی (RE)، ریشه نسبی مجذور میانگین مربعات خطا (RRMSE) و انحراف نسبی 38.12 (RBIAS) و 53.16 درصد و 0.01- در مرحله واسنجی و 45.91 و 33.11 درصد و 0.01 در مرحله اعتبارسنجی نسبت به دو روش تحلیل خوشه ای و تحلیل تابع تشخیص عملکرد بهتری در همگن سازی حوزه های آبخیز بر اساس تولید رسوب داشته است. هم چنین دبی اوج با دوره بازگشت دو ساله نیز بیش ترین تاثیر در تغییرات میزان رسوب معلق متوسط سالانه را دارد.