آبیاری و زهکشی ایران
سال:1400 | دوره:15 | شماره:1 |تعداد مقالات:20

هدف از این مطالعه، بررسی امکان استفاده از آب آلوده به سرب در آبیاری سطحی و زیرزمینی و تاثیر آن بر عملکرد ذرت علوفه ای می باشد. در همین راستا، پژوهشی در پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در سال 1395 در قالب طرح فاکتوریل کاملا تصادفی با شش تیمار در سه تکرار و مجموعا 18 پلات آزمایشی در لایسیمتر انجام شد. تیمارها عبارت بودند از: آبیاری سطحی با آب آلوده به سرب (SP)، آبیاری سطحی با آب معمولی به عنوان تیمار شاهد (SC)، آبیاری زیرزمینی با آب آلوده به سرب و عمق سطح ایستابی 50 سانتی متر (50P)، آبیاری زیرزمینی با آب معمولی و عمق سطح ایستابی 50 سانتی متر (50C)، آبیاری زیرزمینی با آب آلوده به سرب و عمق سطح ایستابی 75 سانتی متر (75P) و در نهایت آبیاری زیرزمینی با آب معمولی و عمق سطح ایستابی 75 سانتی متر (75C). نتایج نشان داد که مدیریت آبیاری بر ارتفاع گیاه، وزن خشک بوته و عملکرد علوفه گیاه در سطح احتمال 1 درصد و وزن تر بوته و وزن تر بلال در سطح 5 درصد اثر معنی دار داشت و بر وزن خشک بلال هیچ تاثیری نداشت. همچنین آلودگی هیچ گونه تاثیری در رشد و عملکرد ذرت و اجزای عملکرد نداشت. همچنین در تیمار SP، به طور میانگین به میزان 25/2 میلی گرم سرب در یک کیلوگرم ماده خشک ذرت وجود داشت که طبق توصیه سازمان جهانی بهداشت (WHO)، این میزان در گروه آلودگی کم قرار می گیرد. در نمونه های گیاهی دو تیمار 50P و 75P هیچ گونه سربی مشاهده نشد. از طرفی بیشترین عملکرد ذرت در تیمار 75P با مقدار 65/49 تن در هکتار و بعد از آن در تیمار 50P با مقدار 04/47 تن در هکتار به ثبت رسید. میزان عملکرد در دو تیمار 75P و 50P نسبت به تیمار شاهد، به ترتیب به مقدار 36 و 29 درصد افزایش داشت. نکته قابل توجه اینکه مقدار فلز سرب تثبیت شده و صعود کرده در تیمار آبیاری زیرزمینی، خارج از دسترس گیاه بوده و مشکلی از نظر آلودگی و عملکرد ذرت وجود نداشت.

برنامه ریزی منابع آب سطحی نیاز به برآورد مولفه های بیلان آب در مقیاس های مکانی و زمانی مختلف دارد. از طرفی با توجه به عدم کفایت ایستگاه های مشاهداتی به لحاظ تعداد، پراکندگی و ثبت داده زمانی، مدلسازی عددی وضعیت سطح زمین ضروری است. در این تحقیق مدل Noah-MP با هدف مقایسه دو طرحواره SIMTOP و BATS در برآورد رواناب و همچنین ارزیابی طرحواره پوشش گیاهی پویا برای برآورد تبخیر-تعرق واقعی حوضه آبریز نیشابور در گام زمانی ماهانه در سالهای 2009-2000 به کار گرفته شده است. به دلیل دقت کم و پراکندگی ایستگاه های هیدرومتری، از خروجی مدل SWAT برای ارزیابی استفاده شد. به منظور توسعه مدل ابتدا تحلیل حساسیت رواناب خروجی مدل نسبت به پارامترهای مدل انجام شد که بیشترین و کمترین حساسیت را به ترتیب به پارامتر خاک در رابطه کلب _هورنبرگر (b) و ضریب محو رواناب (f) داشت. بهترین مقدار معیارهای ارزیابی کارایی مدل شامل R2، NSE وRMSE برای رواناب شبیه سازی شده توسط طرحواره BATS به ترتیب متعلق به مناطق کوهستانی با مقدار 81/0، 64/0 و 91/1، سپس مناطق دشت و کمترین آن ها برای رواناب شبیه سازی شده مناطق کوهپایه بود. براساس نتایج این تحقیق، مدل BATS در مناطق دشت و کوهپایه نتایج بهتر و مدل SIMTOP در مناطق کوهستانی نتایج تقریبا مشابه با نتایج BATS داشت. طرحواره پوشش گیاهی پویا توانسته است همگام با مراحل رشد گیاه تغییرات تبخیر-تعرق را شبیه سازی کند. مدل Noah-MP مقدار میانگین سالیانه تبخیر-تعرق را 305 میلیمتر برآورد کرد.

در این مطالعه، به منظور ارزیابی تغییرات کیفیت آب زیرزمینی در دشت نیشابور تحت سناریوهای مختلف از کدهایMODFLOW و MT3DMS استفاده شد. در مرحله شناخت آبخوان و تهیه مدل مفهومی، مشخص شد افزایش شوری آبخوان به دلیل وجود آبرفت ریزدانه و کانی های تبخیری در حاشیه دشت و آب برگشت کشاورزی می باشد. مدل جریان آب زیرزمینی در شرایط ناماندگار برای دوره 10 ساله مهرماه 1380 تا شهریورماه 1390 واسنجی و برای یک دوره 4 ساله (مهرماه 1390 تا شهریورماه 1394) صحت سنجی شد. خطای مدل جریان در دوره واسنجی و صحت سنجی (برحسب RMSE) به ترتیب 1. 92 و 1. 65 متر بود. همچنین خطای مدل انتقال جرم برای دوره 14 ساله شبیه سازی در حدود 2 میلی گرم در لیتر بود. در مرحله بعد، اثر دو سناریوی ادامه روند کنونی و شرایط 40 درصد کاهش برداشت از آبخوان تا سال 1404 پیش بینی شد. تحت سناریوی یک و ادامه روند کنونی تا افق 1404، هیدروگراف معرف آبخوان برای کل دشت افت 79/0 متر در سال نشان داد و شوری آب زیرزمینی بطور پیوسته افزایش می یابد. تحت سناریوی دوم که هدف آن کاهش برداشت از آبخوان به منظور رسیدن به وضعیت تعادلی در بیلان آب زیرزمینی بود، برداشت از همه چاه های آبخوان به اندازه 40 درصد کاهش یافت. نتایج نشان داد با اینکه میانگین سطح آب در آبخوان افت نمی کند، اما شوری آب زیرزمینی همچنان افزایشی است البته با نرخی به اندازه 50 درصد کمتر از سناریوی اول. این موضوع نشان دهنده این واقعیت است که کاهش برداشت از آبخوان با نرخ یکسان برای همه چاه های بهره برداری ممکن است اهداف مدیریت منابع آب را برآورده نکند و برای مدیریت آبخوان نیاز به اطلاعات توزیعی می باشد.

برای آگاهی از وضعیت یک ایستگاه محلی با استفاده از (GCMs) نیاز است که مدل ها براساس رفتارهای محلی داده های ایستگاه عمل کنند، بنابراین ریزمقیاس سازی انجام می گیرد. در این مطالعه با استفاده از مدل های SDSM، LARS_WG و روش شبکه عصبی مصنوعی به وسیله داده های مشاهداتی به دست آمده از 6 ایستگاه سینوپتیک استان اصفهان به پیش بینی دما و بارش این ایستگاه ها از سال 1384 تا سال 1428 پرداخته شده است. ضریب همبستگی پیرسون (r) و ضریب تعیین (2 R) بین داده های مشاهداتی و داده های سناریوهای منتخب در تمامی ایستگاه ها بالای 0. 6 است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که مدل SDSM برای پیش بینی دما نسبت به دو مدل دیگر کارایی بیشتری دارد، همچنین براساس نتایج به دست آمده دمای استان اصفهان از سال 1384 تا سال 1428 افزایش تدریجی داشته و در سال 1384 دارای کمترین مقدار و در سال 1426 بیشترین مقدار را داشته است و اختلاف دمای این سال ها تقریبا برابر2. 3 درجه سانتی گراد است و تغییرات بارش تقریبا همانند تغییرات فعلی است و در سال 1402 و 1406 بیشترین مقدار بارش را خواهیم داشت که در ایستگاه داران که بارندگی بیشتری نسبت به دیگر ایستگاه ها دارد، تقریبا برابر 2. 5 میلیمتر خواهد بود و بنابراین استان اصفهان نیازمند راهکارهای مدیریتی مناسب برای کاهش مصرف آب است که از احتمال وقوع کم آبی و خشکسالی در سال های پیش رو جلوگیری به عمل آید.

منابع نشان داده اند که فرض حرکت مویین آب در مجموعه ای از منافذ استوانه ای شکل، منجر به کم برآورد شدن هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک در پتانسیل های پایین می گردد که نتیجه نادیده گرفتن نیروهای جذب سطحی و فیلم نازک مایع است. در این پژوهش عملکرد دو مدل فیزیکی تولر-ار و لبیو-کانراد که نیروهای جذب سطحی و مویینگی را در نظر می گیرند و همچنین مدل مویینگی شناخته شده ون گنوختن-معلم در مدل سازی منحنی مشخصه آب-خاک و تخمین هدایت هیدرولیکی غیراشباع مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از اندازه گیری های آزمایشگاهی شش خاک جمع آوری شده از منابع که شامل طیف وسیعی از بافت و خصوصیات هیدرولیکی است، استفاده شد. نتایج، برتری مدل های مویینگی-جذب سطحی در مدل سازی منحنی مشخصه آب-خاک و تخمین هدایت هیدرولیکی غیراشباع را نسبت به مدل مویینگی ون گنوختن-معلم نشان داد. از میان دو مدل فیزیکی بر پایه جذب سطحی و مویینگی، مدل لبیو-کانراد نتایج بهتری را نشان داد. نتایج نشان داد که مدل لبیو-کانراد هدایت هیدرولیکی غیراشباع را در ناحیه نزدیک به اشباع کم برآورد می کند و بهترین عملکرد مدل تولر-ار مربوط به خاک های لومی بود. از آن جا که مدل تولر-ار تحلیلی ترین و جامع ترین مدلی است که تاکنون برای مدل سازی هدایت هیدرولیکی غیراشباع توسعه داده شده است، پژوهش های آتی باید معطوف به بهبود انعطاف پذیری این مدل از طریق تعمیم آن به سایر توزیع های اندازه منافذ به جز توزیع گاما شامل توزیع های لوگ-نرمال، گامای ناقص و ویبال گردد.

سرریزهای توام با دریچه سازه مهم و کلیدی در مدیریت آب در کانال های آبیاری می باشند. از طرف دیگر استفاده از سرریزهای کنگره ای به دلیل طول تاج بیش تر نسبت به سرریزهای خطی، در یک دبی ثابت، موجب کاهش نوسانات سطح آب می گردد. از آن جایی که با انباشت مواد رسوبی در بالادست سرریزها، شرایط جریان تغییر یافته و دقت روابط استخراج شده کاهش می یابد، به همین منظور، استفاده از ترکیب سرریز با دریچه می تواند راه حلی مفید برای عبور مواد شناور از روی سرریز و انتقال مواد رسوبی از زیر دریچه باشد. در تحقیق حاضر، به بررسی آزمایشگاهی جریان در سازه ی سرریز کنگره ای ذوزنقه ای تک سیکل همراه با دریچه برای سه زاویه راس 15، 20 و 25 درجه و با بازشدگی های دریچه 2، 4 و 6 سانتی متر و سه ارتفاع سرریز 14، 17 و 20 سانتی متر در یک کانال مستطیلی پرداخته شده است. با توجه به پارامترهای موثر بر مدل ترکیبی، مقدار ضریب دبی اندازه گیری شده به طور متوسط در محدوده 75/0-61/0 به دست آمد. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت Ht/P، ضریب دبی روند نزولی را طی می کند و به ازای Ht/P>0. 6 ضریب دبی به مقدار ثابت 61/0 می رسد. ضریب دبی مدل ترکیبی با افزایش زوایای راس سرریز، افزایش می یابد. هم چنین نتایج نشان داد ضریب دبی مدل سرریز کنگره ای ذوزنقه ای تک سیکل-دریچه با زاویه راس سرریز 25 درجه و بازشدگی 2 سانتی متر، در مقایسه با مدل های ترکیبی با زاویه راس سرریز 15 و 20 درجه بیشتزین مقدار ضریب دبی را دارا می باشد.

در این تحقیق ارزیابی اقتصادی کم آبیاری پرتقال و تاثیر آن بر روی درآمد باغدار با استفاده از بهینه سازی انجام شده بر اساس تحلیلهای ریاضی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور آزمایشی میدانی به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و در 5 تکرار در سال 1397 اجرا شد. تیمارهای اصلی دو نوع مدیریت آبیاری شامل دور آبیاری متغیر و دور آبیاری 4 روز بود. فاکتور فرعی 4 سطح آبیاری شامل 100%، 80%، 65% و 50% رطوبت سهل الوصول خاک (RAW) بود. جهت ارزیابی اقتصادی، توابع تولید، هزینه، درآمد و عمق های بهینه آب مصرفی به روش English محاسبه شد. نتایج نشان داد که برای دور آبیاری متغیر و 4 روز به ترتیب با مصرف 3/148 و 5/186 میلی متر عملکرد و درآمد خالص از واحد سطح بیشینه شده است. در شرایط محدودیت زمین نیز بهترین عمق آب 2/146 و 0/184 میلی متر بوده است. عمق آب آبیاری در حالت محدودیت آب نیز به ترتیب 3/109 و 9/136 میلی متر بود که باعث بیش از 16درصد افزایش درآمد خالص به ازای واحد حجم آب برای هر دو حالت مدیریت آبیاری شد. با این مقدار آب صرفه جویی شده درصورت عدم محدودیت زمین می توان 36 و 36 درصد سطح زیر کشت را افزایش داد. نتایج نشان داد که بهینه ترین مدیریت آب آبیاری (در شرایط بدون محدودیت)، دور آبیاری 4 روز و عمق آبیاری به میزان 80% رطوبت سهل الوصول است که میزان عملکرد در این حالت 0/55 تن در هکتار می باشد. میزان درآمد خالص نیز بیش از 483 میلیون ریال در هکتار و شاخص B/C برابر 78/1 می باشد. بیشترین درآمد خالص درصورتی که محدودیت زمین نباشد (برای عمق آبیاری معادل آبیاری کامل)، آبیاری به اندازه Ww (شرایط محدودیت آب) می باشد که درآمد خالص آن برای دور آبیاری متغیر و دور آبیاری 4 روز به ترتیب بیش از 476 و 611 میلیون ریال می باشد. این حالت بیشترین درآمد خالص از واحد حجم آب مصرفی را نیز ایجاد می نماید. نتایج نشان می دهد چه در شرایط بدون محدودیت و چه در شرایط محدودیت آب، رعایت یک برنامه آبیاری مشخص و نیز اعمال کم آبیاری تاثیر مثبتی بر روی درآمد باغدار ایجاد می نماید که در حالت کم آبیاری در شرایط بدون محدودیت میزان حجم آب آبیاری مورد نیاز 1492 و در شرایط با محدودیت آب 1369 متر مکعب در هکتار می باشد.

آب مهم ترین عامل محدودکننده کشاورزی است و استفاده بهینه از آن از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این مطالعه، بررسی اثر روش های مختلف آبیاری بر عملکرد و اجزاء عملکرد گندم (رقم پیشتاز) و ارزیابی بهره وری آب بود. تیمارها شامل سه روش آبیاری سطحی، بارانی و قطره ای نواری بودند. آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 98-1397 در شهرستان خرم آباد اجرا شد. نتایج پژوهش نشان داد که روش آبیاری، اثر معنی داری (P < 0. 01) بر تعداد سنبله، تعداد دانه در سنبله، ارتفاع ساقه، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و بهره وری آب داشت. مقدار عملکرد دانه در روش آبیاری سطحی، بارانی و قطره ای نواری به ترتیب 870/7، 83/6 و 017/5 تن در هکتار بود، به عبارت دیگر آبیاری سطحی باعث افزایش 21/13 و 25/36 درصدی عملکرد دانه نسبت به روش های آبیاری بارانی و قطره ای نواری شد. همچنین بیشترین حجم آب کاربردی (m3 6411) و کمترین بهره وری آب (kg/m3 227/1) مربوط به تیمار آبیاری سطحی بود. تیمار آبیاری قطره ای نواری با حدود 3333 مترمکعب آب آبیاری، باعث 59 درصد صرفه جویی در مصرف آب نسبت به آبیاری سطحی شد.

در مناطق شمال شرقی کشور با توجه شرایط آب و هوایی و هم چنین کمبود شدید آب، کشت محصولاتی که نیاز آبی پایین و در عین حال بازده اقتصادی مصرفی آب مطلوب داشته باشند، ضرروری است. این پژوهش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با دو تیمار نوع سیستم آبیاری شامل، سطحی کرتی (S1) و زیرسطحی قطره ای (S2) و زمان اولین آبیاری شامل، آبیاری مطابق عرف منطقه یا 15 مهرماه (T1)، آبیاری با 15 روز تاخیر (T2) و آبیاری با 30 روز تاخیر (T3)، در سه تکرار در منطقه تربت حیدریه انجام شد. صفات مورد بررسی شامل تعداد گل، وزن گل تازه، شاخص درشتی گل خشک، وزن خشک خامه، وزن خشک کلاله، ارزیابی طعم، رنگ و عطر در هر کرت بود. نتایج نشان داد صفات کمی زعفران (تعداد گل، وزن تازه گل، وزن خشک کلاله، وزن خشک خامه و شاخص درشتی گل) در اثر متقابل روش آبیاری و زمان اولین آبیاری، غیر معنی دار شدند و تنها صفت وزن خشک خامه در سطح احتمال 5 درصد معنی دار شد. نتایج صفات کیفی زعفران (پیکروکسین، کروسین، سافرانال، رطوبت، کپک و کلیفرم کل) در تیمار زمان آبیاری و تقابل تیمار زمان آبیاری در نوع سیستم آبیاری، غیر معنی دار شدند. هم چنین مطلوب ترین مقدار در بین صفات کمی مورد بررسی برای تعداد گل و وزن خشک کلاله در تیمار S1T2، به ترتیب با مقادیر 1/53 عدد گل و 79/0 گرم در یک مترمربع حاصل شد. در بین صفات کیفی نیز، به ترتیب بیش ترین مقدار برای پیکروکسین، کروسین، سافرانال و کلیفرم کل در تیمار S2T1 با مقادیر 1/92، 1/262، 1/33 (حداکثر جذب) و 10733 عدد در هر گرم به دست آمد و بهترین روش آبیاری و زمان آبیاری، سیستم سطحی و زمان 15 روز تاخیر حاصل گردید.

تخمین ضریب دبی جریان در دریچه ها از جمله مسایل اساسی در علوم مربوط به مهندسی آب می باشد. در سال های اخیر روابط نیمه تجربی مختلفی به منظور تخمین ضریب دبی دریچه های قطاعی توسعه داده شده که کاربرد این روابط در شرایط جریان مستغرق با خطاهای بزرگی همراه بوده است. هدف از تحقیق حاضر استفاده از روش های قدرتمند رگرسیون فرایند گاوسی (GPR) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) به منظور تخمین ضریب دبی دریچه های قطاعی در شرایط جریان مستغرق و مقایسه نتایج حاصل با روش های نیمه تجربی مرسوم می باشد. بدین منظور مجموعه ی وسیعی شامل 2136 داده آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفته و پس از تعریف پارامترهای بدون بعد مختلف، عملکرد روش های مذکور مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده کارآیی بالای روش های به کار گرفته شده را نسبت به روش های تجربی به خوبی نشان داد. بررسی مدل های مختلف نشان داد رگرسیون فرآیند گاوسی به همراه پارامترهای ورودی y0-yt/w و yt/w با دارا بودن مقادیر R=0. 983، NSE=0. 967 و RMSE=0. 027 عملکرد بهتری نسبت به ماشین بردار پشتیبان و سایر روش های نمیه تجربی در تخمین ضریب دبی دیچه های قطاعی در شرایط جریان مستغرق دارا می باشد.

هدف پژوهش حاضر بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر رواناب سطحی حوضه مزلقان بود. به این منظور مدل SWAT برای شبیه سازی رژیم هیدرولوژیکی حوضه و الگوریتم SUFI-2 در نرم افزار SWAT-CUP برای بهینه سازی پارامترهای مدل استفاده شد. داده های آماری مورد استفاده برای شبیه سازی رواناب، مربوط به سال های (1997-2015) بود. برای ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیه سازی دبی رواناب از شاخص های نش-ساتکلیف، R2، p-factor و r-factor استفاده شد و با استفاده از مدل تغییر اقلیم LARS-WG در منطقه مورده مطالعه با داده های مشاهداتی ایستگاه رازین که دارای آمار بلندمدت اقلیمی است، ریزمقیاس نموده و با در نظرگرفتن سناریوهای تغییر اقلیم RCP2. 6، RCP4. 5 و RCP8. 5 برای دوره آینده 2040-2021 تغییر اقلیم منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت. برای اطمینان از درستی واسنجی مدل LARS-WG از شاخصهای خطاسنجی میانگین مجذور مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAE) و ضریب بهره وری نش-ساتکلیف (NSE) استفاده شد؛ نتایج مطالعه ضمن تایید کارایی مدل، نشان داد برای دوره 2040-2021، افزایش در متوسط دمای سالانه براساس سه سناریوی نامبرده رخ خواهد داد. همچنین میانگین ماهانه بارش تحت سناریوهایRCP2. 6، RCP4. 5 افزایش و RCP8. 5، کاهش را پیش بینی می کند. در نهایت با توجه به داده های پیش بینی شده اقلیمی در شبیه سازی رواناب، در حوضه مزلقان، افزایش رواناب پیش بینی می شود.

هدایت هیدرولیکی اشباع یکی از پارامترهای اصلی در مطالعات کشاورزی و محیط زیست است که برای پیش بینی و مدیریت آب و انتقال املاح در خاک ضروری است. در این تحقیق از 1200 سری داده مربوط به خاک های لومی جهت پیش بینی و مدل سازی هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از خصوصیات فیزیکی خاک نظیر وزن مخصوص ظاهری خاک، ظرفیت آب در دسترس، محتوای کربن آلی و مقادیر رس، سیلت و ماسه استفاده شد. از این تعداد سری داده، 900 سری برای استفاده در بخش آموزش مدل ها و 300 سری برای آزمون مدل ها در سه سناریو طراحی شده تخصیص یافت. عملکرد مدل های SVM، MLP و M5 در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک لومی مورد ارزیابی قرار گرفت. عملکرد مدل ها با استفاده از شاخص های آماری ضریب تبیین (R2)، خطای مجذور میانگین مربعات (RMSE) و خطای بایاس میانگین (MBE) مقایسه شد. نتایج به دست آمده نشان داد هر سه مدل مورداستفاده از توانایی خوبی در مدل سازی هدایت هیدرولیکی اشباع برخوردارند، اما مدل M5 با ضریب تبیین بالای 95/0 در هر سه سناریو و RMSE پایین تر نسبت به سایر مدل ها به عنوان مدل برتر انتخاب شد. نتایج نشان داد که مدل های داده کاوی هوشمند تخمین مقادیر ناشناخته را بر اساس الگوهای موجود در یک پایگاه داده امکان پذیر می نمایند. بنابراین مدل-های بکار گرفته شده می توانند در پیش بینی انتقال املاح در خاک و پارامترهای فیزیکی خاک استفاده شوند.

هدف پژوهش حاضر، روندیابی سیل رودخانه قره چای به روش موج سینماتیک بود که در محیط برنامه نویسی MATLAB انجام شد. با فراهم آوردن داده های موردنیاز، مدل سازی روندیابی سیل هر ایستگاه به روش موج سینماتیک در حوضه رودخانه قره چای صورت گرفت. نتایج حاصل از مشخصات فیزیکی رودخانه حاکی از آن بود که محدوده موردمطالعه دارای شیب و ضریب زبری کم و شماره منحنی خاک بالایی است. به منظور بهبود روندیابی به روش موج سینماتیک، با داشتن هیدروگراف ورودی به عنوان شرط اولیه و در نظر گرفتن مقدار صفر برای تمامی دبی های با زمان صفرثانیه به عنوان شرط مرزی، مدل سازی انجام شد. گراف های به دست آمده، نشان دهنده تطابق مدل سازی انجام شده با داده های مشاهداتی بود. برای ارزیابی توانایی مدل، از شاخص های نش-ساتکلیف (NS)، ضریب تعیین(R2)، جذر میانگین مربعات خطای استاندارد شده (NRMSE)، استفاده شد، در نتایج ارزیابی کارایی مدل برای ایستگاه هیدرومتری ازنا، بازنه، توره و پل دوآب با مقدار بالای ضریب نش و ضریب تعیین و مقدار خطای پایین NRMS، حاکی از آن است که مدل موج سینماتیک در شبیه سازی روندیابی سیل موفق عمل کرده و از دقت مطلوبی برخوردار است و می توان نتایج مدل حاضر را به حوضه های با این نوع شکل تعمیم داد.

تحقیق حاضر به منظور ارایه راهکارهای پایدار در مدیریت منابع آب با استفاده از مفهوم ردپای آب و کارایی مصرف آب جو در سطح ملی انجام شد. در ابتدای تحقیق استان های کشور مطابق اقلیم نمای دومارتن طبقه بندی شدند. سپس ردپای آب سبز، آبی، خاکستری و سفید در تولید جو و کارایی مصرف آب در اقلیم های مختلف و مراکز استان ها طی دوره آماری 1396-1387 محاسبه شد. همچنین پهنه بندی مکانی و زمانی ردپای آب و کارایی مصرف آب انجام شد. نتایج نشان داد بیشترین ردپای آب سبز در اقلیم مرطوب و مدیترانه ای شمال کشور ایستگاه های رشت (53/592 مترمکعب بر تن)، گرگان (86/570 مترمکعب بر تن) و ساری (36/543 مترمکعب برتن) و کمترین آن در اقلیم فراخشک، ایستگاه یزد با 21/124 مترمکعب بر تن به دست آمد. ایستگاه زاهدان با اقلیم فراخشک بیشترین ردپای آب آبی (01/787 مترمکعب بر تن) و رشت با اقلیم مرطوب کمترین آن (73/86 مترمکعب بر تن) را دارا بود. بیشترین مقدار ردپای آب خاکستری مربوط به ایستگاه های زاهدان (4/390 متر مکعب بر تن) و بوشهر (11/390 متر مکعب بر تن) و کمترین مقدار آن در ایستگاه همدان (67/239 متر مکعب بر تن) بود. از نظر ردپای آب سفید بیشترین آن در ایستگاه زاهدان (2/1956 مترمکعب بر تن) و کمترین آن مربوط به ایستگاه رشت (99/515 مترمکعب بر تن) بود. توزیع مکانی کل ردپای آب نشان داد بیشترین ردپای کل آب در جنوب شرقی کشور و اقلیم فراخشک بود و کمترین آن در نواحی شمالی و غربی کشور مشاهده شد. نتایج پهنه بندی کارایی مصرف آب نشان داد بیشترین کارایی مصرف آب در مناطق غربی کشور مشاهده شد و هرچه به سمت مرکز و شرق کشور برویم، مقدار آن کاهش یافت. بنابراین با توجه به نتایج به دست آمده می توان گفت مناطق شمال و غرب کشور برای کاشت جو مناسب تر می باشد. همچنین با توجه به کمبود آب در مناطق با اقلیم فراخشک و بالابودن ردپای آب در این مناطق از کشت جو در این مناطق خودداری شود. در این مناطق کشت محصولات با نیاز آبی کمتر و عملکرد بالاتر مورد برنامه ریزی قرار گیرد.

امروزه با توجه به مصرف بالای آب در بخش کشاورزی و بحران آب در کشور اهتمام به اصلاح روش های آبیاری مضاعف گشته است. باتوجه به اینکه بخش زیادی از اراضی آبی هنوز به صورت سطحی می باشد، یافتن راه حلی به منظور اصلاح روش های مذکور با هزینه هایی به مراتب کمتر از آبیاری تحت فشار ضروری است. هدف از این تحقیق استفاده از نرم افزار SIRMOD برای تعیین مقادیر بهینه پارامتر-های طراحی مانند طول، دبی و زمان قطع جریان در دو رژیم جریان پیوسته و کاهش جریان در سیستم های آبیاری نواری و جویچه ای است که بدین منظور با استفاده از مدل SIRMOD اقدام به سناریو سازی به میزان 25 و 50 درصد مقادیر واقعی طول مزرعه، دبی ورودی و زمان قطع جریان اقدام شد. نتایج نشان داد که با کاهش 25 الی 50 درصدی طول و دبی ورودی به مزرعه، شاخص های ارزیابی از قبیل راندمان کاربرد، راندمان ذخیره، یکنواختی توزیع، به صورت چشمگیری افزایش پیدا می کند و نسبت رواناب و نسبت نفوذ عمقی کاهش قابل توجهی داشت. نتایج اثر تغییرات طول نوار بر شاخص های ارزیابی نشان می دهد میزان راندمان ذخیره از بازه (25/0+ تا 5/0-) مقدار تقریبا ثابتی برابر با 100 می باشد ولی در بازه ی (5/0+ تا 25/0+) میزان راندمان تغییر کرده حتی در بعضی نقاط به مقدار 80 نیز رسیده، و مقدار راندمان کاربرد نیز در اکثر جویچه ها مقداری بین (90 تا 40 درصد) می باشد. نتایج بیانگر این بود که روش کاهش جریان در عین موثر بودن بر افزایش شاخص های ارزیابی با توجه به قطع جریان آب توسط زارع پس از اتمام فاز پیشروی به خصوص در آبیاری نواری تاثیر چشمگیری در افزایش شاخص ها نداشت.

افزایش بهره وری منابع به کمک بهینه سازی الگوی کشت محصولات زراعی، یک راهکار مناسب برای توسعه بخش کشاورزی است. در این تحقیق الگوریتم بهینه سازی چندهدفه (NSGAII) برای بهینه سازی الگوی کشت محصولات زراعی عمده شهرستان های استان های شرقی کشور شامل خراسان های شمالی، رضوی و جنوبی و استان سیستان وبلوچستان با اهداف حداکثر کردن ارزش اقتصادی ردپای آب و حداقل کردن ردپای آب آبی با استفاده از شاخص کمیسیون توسعه پایدار سازمان ملل (UN) در قالب چهار سناریو به کار گرفته شده است. نتایج نشان داد در برخی سناریوها امکان تحقق کامل اهداف در الگوی چندهدفه وجود ندارد، همچنین نتایج نشان داد در صورت اجرای الگوی کشت بهینه چنانچه منطقه موردمطالعه از منظر قید امنیت آبی به ترتیب در شرایط بحران متعادل، متوسط و شدید قرار داشته باشد، میزان تولید به ترتیب 50، 75 و 100 درصد میزان فعلی و به طور میانگین باعث صرفه جویی به ترتیب 55، 40 و 30 درصدی منابع آبی منطقه می شود. اجرای این الگو در مناطق موردمطالعه افزایش میزان درآمد، کاهش مصرف آب و به تبع آن پایداری بیشتر محیط زیست را نیز در بردارد.

توسعه ی امواج آب از میان پوشش گیاهی مستغرق و غیر مستغرق با از دست دادن انرژی از طریق نیروی مقاوتی ناشی از پوشش گیاهی، و در نتیجه همراه با کم شدن ارتفاع امواج می باشد. میرایی موج توسط پوشش گیاهی تابعی از ویژگی های پوشش مانند هندسه و ساختار، نسبت استغراق، تراکم، سختی، و آرایش مکانی و همچنین شرایط موج مانند ارتفاع موج ورودی، مدت، و جهت موج می باشد. در پژوهش حاضر، اثر چیدمان هندسی پوشش گیاهی با ارتفاع متغییر بر میرایی امواج با استفاده از مدل عددی Flow 3D، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور کانالی با طول cm480 و عرض cm8/10 که پیشتر توسط Wu and Cox (2015) برای مطالعه اثر تراکم گیاهان با ارتفاع متغییر بر میرایی امواج مورد استفاده قرار گرفته است، مدل می شود و نحوه ی عملکرد سه چیدمان شامل چیدمان بلند به کوتاه، چیدمان کوتاه به بلند و چیدمان زیگزاگ، تحت چهار موج متفاوت که همگی از نوع امواج خطی می باشند مورد برسی قرار گرفته است. لازم به ذکر است که در این پژوهش، ارتفاع موج به عنوان شاخص میرایی در نظر گرفته می شود. نتایج بدست آمده بر اساس اندازه گیری ارتفاع امواج در چهار نقطه ی متفاوت در طول کانال نشان می دهند که رفتار امواج در برخورد با چیدمان های متفاوت، از الگوی ثابتی تبعیت می کند و نیز تغییر در هندسه پوشش گیاهی می تواند تا حد زیادی منجر به افزایش میرایی امواج شود. نتایج نشان می دهد که تغییر در چیدمان ارتفاعی می تواند باعث تغییر در میرایی تا 1/7% شود.

وقوع آبشستگی از مهم ترین عوامل تهدیدکننده پایداری تکیه گاه های پل احداث شده بر روی رودخانه ها است. اکثر تکیه گاه پل ها در دشت سیلابی قرارگرفته اند. در پژوهش حاضر به بررسی اثر چهار شکل مختلف از آبشکن منفرد شامل آبشکن های ساده، T شکل، L شکل با زبانه پایین دست و L شکل با زبانه بالادست بر حداکثر عمق آبشستگی تکیه گاه پل واقع در دشت سیلابی پرداخته شده است. پژوهش حاضر بر روی فلوم مستطیلی شکل به عرض 1 متر، طول 12 متر و ارتفاع 60 سانتیمتر صورت گرفت. کانال مرکب به صورت متقارن و مستطیلی با عرض کانال اصلی 20 سانتی متر و عرض سیلاب دشت ها 40 سانتی متر ساخته شد. آبشکن ها با سه طول 4، 8 و 12 سانتی متر، در فاصله های 4، 8، 12، 16، 20، 24، 28 و 32 سانتی متر از تکیه گاه 16 سانتی متری به صورت منفرد نصب شدند. نتایج به دست آمده نشان داد آبشکن های ساده، T شکل، L شکل با زبانه پایین دست و L شکل با زبانه بالادست حداکثر عمق آبشستگی در تکیه گاه را به ترتیب 80، 93، 96 و 78 درصد کاهش داده اند.

بررسی عوامل محدود کننده عملکرد گیاهان نیاز به انجام تحقیقات متعدد و هزینه بر دارد، لذا استفاده از مدل ها می تواند شایان توجه باشد. از جمله مدل های کاربردی می توان به مدلهای آکواکراپ و دیست که به منظور شبیه سازی عملکرد گیاهان بکار می روند؛ اشاره نمود. در سال اول این مدل ها برای مزارع گندمکاری خوزستان در پایلوت رامسه واسنجی و در سال دوم برای دو پایلوت رامسه و حمیدیه مورد اعتبارسنجی واقع گردیدند. ریشه میانگین مربعات خطا، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال، شاخص توافق و کارایی با مدل دیست برای عملکرد دانه بترتیب 036/0، 01/0، 92/0 و 76/0 بود که مقایسه این مقادیر با شاخصهای آماری مدل آکواکراپ بیانگر خطای کمتر و شاخص کارایی بیشتر برای مدل دیست می باشد. ریشه میانگین مربعات خطا، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال بیوماس گندم در مدل دیست بترتیب 23/0 و 04/0 تعیین شد. نتایج اعتبارسنجی نشان داد که شاخص کارایی مدل دیست برای عملکرد دانه و بیوماس گندم به ترتیب 76/0 و 57/0 بود که از مقادیر متناظر آن با مدل آکواکراپ (56/0 و 36/0) بمراتب بیشتر و حاکی از کارایی بالای مدل دیست در شبیه سازی عملکرد دانه و بیوماس گندم می باشد.

در میان شاخص های بهینه سازی مصرف آب در بخش کشاورزی؛ شاخص بهره وری مصرف آب موردتوجه بیشتری قرارگرفته است. این شاخص با توجه به عملکرد و نیاز آبی محصولات برآورد گردیده که بستگی به پارامترهای هواشناسی، خصوصیات خاک، مدیریت مزرعه و نوع گیاه دارد. با توجه به تغییرات پارامترهای هواشناسی در مناطق مختلف می توان انتظار داشت که عملکرد و نیاز آبی محصولات در مناطق مختلف نیز تغییر کند. در این مطالعه ذرت دانه ای رقم سینگل کراس 706 در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با تیمارهای 60، 80، 100 و 120 درصد نیاز آبیاری و سه تکرار کشت گردید. با استفاده از داده های مزرعه ای به دست آمده مدل شبیه سازی رشد گیاهی AquaCrop واسنجی و صحت سنجی گردید. نتایج حاصل از خروجی مدل و داده های مزرعه ای نشان داد که تفاوت بین عملکرد زیست توده و عملکرد دانه در تیمارهای آبیاری در سطح یک درصد معنی دار بود. با توجه به فایل گیاهی واسنجی شده و داده های روزانه هواشناسی (2017-1988) نیاز آبی و عملکرد دانه در شرایط آبیاری کامل در پنج ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه، اسلام آباد غرب، سرپل ذهاب، روانسر و کنگاور با استفاده از مدل برآورد شد.