مدیریت آب و آبیاری
سال:1395 | دوره:6 | شماره:2 |تعداد مقالات:12

تاثیر تغییر کاربری اراضی در تغییرات کیفیت آب سطحی از جمله چالش های مهم در مبحث تامین آب برای مصارف مختلف است. این مقاله با هدف بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر کیفیت آب رودخانه زاینده رود انجام شده است. در این تحقیق، نخست تغییر سطح کاربری های موجود در حوضه در دو دوره زمانی 1376 و 1394 با استفاده از سنجنده های ETM و TM ماهواره لندست بررسی شد. سپس تغییرات کیفیت آب رودخانه در دوره ای هجده ساله مطالعه شد. نتایج نشان داد افزایش فسفات، نیترات، EC، BOD، COD و TDS در آب رودخانه در طول دوره مطالعه، سبب کاهش شدید کیفیت آب شده است. آزمون همبستگی پیرسون نشان داد بین اراضی کشاورزی با نیترات، فسفات و هدایت الکتریکی و بین شهر و هدایت الکتریکی همبستگی معناداری وجود دارد. آزمون من کندال نیز نشان داد روند تغییر اکثر متغیرها به صورت صعودی است. نتایج حاکی از کاهش کیفیت آب رودخانه به دنبال تغییرات کاربری اراضی در حوضه آبخیز زاینده رود به سمت کاهش اراضی مرتعی و جنگلی، آب ها و افزایش اراضی بایر، کشاورزی و شهرهاست. بنابراین، نیاز به اجرای برنامه های صحیح برای کنترل تغییرات کاربری زمین در حفظ تعادل اکولوژیکی منطقه وجود دارد.

جهت ارزیابی کشت نشائی در فارو و مدیریت های مختلف کم آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد برنج رقم شیرودی، تحقیقی در موسسه تحقیقات برنج کشور در آمل اجرا شد. تحقیق در سال زراعی 1392، به صورت بلوک های کامل تصادفی، شامل پنج تیمار آبیاری و سه تکرار انجام شد. تیمارها آبیاری شامل T1 (آبیاری دائم در کل دوره رشد)، T2 (آبیاری یک روز پس از ناپدید شدن آب از سطح خاک)، T3 (آبیاری سه روز پس از ناپدید شدن آب)، T4 (آبیاری چهار روز پس از ناپدید شدن آب) و T5 (اشباع دائم خاک در کل دوره رشد) بود. نتایج نشان داد مدیریت های مختلف آبیاری، از نظر طول خوشه، تعداد دانه پوک و عملکرد شلتوک تفاوت معنادار داشت، اما از نظر تعداد دانه پر تفاوت معناداری نداشت. مدیریت آبیاری T5 (با عملکردی برابر با 5850 کیلوگرم در هکتار) تفاوت معناداری با مدیریت آبیاری T1 (با عملکرد 5975 کیلوگرم در هکتار) نداشت. بیشترین عملکرد محصول (5975 کیلوگرم در هکتار) مربوط به تیمار T1 و کمترین آن 4268.33 کیلوگرم در هکتار (28 درصد کاهش) مربوط به مدیریت T4 بود. بنابراین، آبیاری اشباع دائم بهترین نتیجه را در آبیاری برنج دارا بود و مدیریت های آبیاری T2، T3 و T4 به ترتیب در رتبه های بعدی قرارداشت.

محدودیت منابع، استفاده بهینه آب در کشاورزی را الزامی کرده است. برای بهینه سازی مصرف آب گیاه پنبه، آزمایشی به صورت کرت های خردشده، در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار، در حاجی آباد (استان هرمزگان) اجرا شد. تیمارها سه سطح آبیاری (100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) و دو سیستم آبیاری (قطره ای سطحی و زیرسطحی) بود. نتایج نشان داد در هر دو سیستم، گیاهان تحت تیمارهای 60 و 80 درصد، به ترتیب 3200 و 1500 مترمکعب آب در هکتار نسبت به آبیاری کامل، صرفه جویی داشت. نسبت به تیمار شاهد (آبیاری کامل) بهره وری آب در گیاهان تحت تیمار 80 درصد، 0.7 درصد افزایش و در تیمار 60 درصد 3.8 درصد کاهش داشت. در عملکرد گیاهان تحت تیمارهای 60 و 80 درصد نیاز آبی نسبت به آبیاری کامل، به ترتیب 37.2 و 15.6 درصد، تعداد غوزه 37 و 9.5 درصد و وزن غوزه 24.5 و 3 درصد کاهش داشت. عملکرد محصول، بهره وری آب، تعداد غوزه در بوته و وزن غوزه در سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی نسبت به قطره ای سطحی 12.1، 12.7، 27.2 و 17.5 درصد بیشتر بود. بنابراین، آبیاری قطره ای زیرسطحی با 80 درصد نیاز آبی در کشت پنبه راهکار مناسبی برای صرفه جویی در مصرف آب و افزایش بهره وری در دوره های خشک سالی منطقه است.

برای مدیریت و کنترل بحران آب، راهکارهای مختلفی قابل پیشنهاد و اجراست. در این راستا، سیاست های اصلاح الگوی کشت و مدیریت کم آبیاری دو راهبرد برای استفاده بهینه از آب در کشاورزی مطرح است. هدف از این پژوهش بررسی اثر دو سیاست مذکور بر پایداری کشاورزی و منابع آب حوضه آبریز ارس بود. بدین منظور با استفاده از روش پویایی سیستم، مدل مدیریت یکپارچه منابع آب حوضه ارس با لحاظ جنبه های اقتصادی ومحیط زیستی تدوین و سه سناریوی الگوی کشت و شش سناریوی مدیریت کم آبیاری بررسی شد. نتایج نشان داد، در حالتی که استفاده از سایر راهکارهای مدیریتی میسر نباشد، می توان از ترکیب سناریوی کم آبیاری 40 درصد با سناریوهای الگوی کشت وضع موجود یا بهینه، برای کنترل و مدیریت منابع آب حوضه ارس بهره برد. همچنین، با توجه به پتانسیل بالای منابع آب سطحی در حوضه ارس، کاهش سهم استفاده از منابع آب زیرزمینی در کشاورزی به میزان 3 درصد، به کنترل و پایداری منابع آب خواهد انجامید و پیشنهاد می شود این راهکار نیز سیاستی موثر و مد نظر مسوولان و مدیران مربوط قرارگیرد تا با مطالعات جامع، برنامه ریزی و اقدام های مورد نیاز، مشکلات بحران آبی پیش روی این حوضه کاهش یابد.

ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﮐﯿﻔﯽ آب از ﻣﺆﻟﻔﻪ ﻫﺎﯾﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺿﺮورت ﻟﺤﺎظ آن در ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ رﯾﺰی ﻫﺎی ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﻣﺪﯾﺮﯾﺖﻣﻨﺎﺑﻊ آب ﮐﺎﻣﻼ اﺣﺴﺎس ﺷﺪه اﺳﺖ. آلودگی های غیرنقطه ای سهم مهمی در تغذیه گرایی آب های شیرین دارد. از دلایل اساسی این موضوع وجود مواد مغذی به ویژه نیتروژن و فسفر در غلظت های بالا در منابع آب است. درک ارتباط آلودگی فسفات با انواع کاربری اراضی و بررسی تاثیر مولفه های موثر بر انتقال اولویتی به منظور ارزیابی کیفیت آب های سطحی است. بنابراین، در این مطالعه از ابزار ارزیابی آب و خاک (SWAT) برای شبیه سازی فسفات در حوضه آبخیز تجن استفاده شده است. نتایج مدل واسنجی شده نشان داد بار سالانه فسفات از سال 2001 تا 2013 از حدود 29000 تا 102900 کیلوگرم در خروجی حوضه متفاوت است. کاربری جنگل، کشاورزی و مرتع به ترتیب 54، 19 و24 درصد از مساحت منطقه و 24، 24 و 44.8 درصد از بار آلودگی فسفات را تولید می کند. در میان کشت های کشاورزی، گندم زار آلودگی کمتری تولید می کند. نتایج بررسی مولفه های موثر بر انتقال فسفات نشان داد در همه کاربری ها به جز کاربری مرتع، سازوکار اصلی انتقال فسفات از طریق رسوبات است. بنابراین، نتایج حاصل از این مطالعه راهنمای خوبی برای حفاظت حوضه آبخیز تجن در برابر تخریب بیشتر و ترویج توسعه پایدار است.

پژوهش حاضر با هدف بررسی کاهش آب مصرفی فضای سبز با استفاده از لایه آب گریز برای گیاه زینتی گازانیا در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد در قالب طرح آزمایشی کاملا تصادفی با چهار تیمار و سه تکرار انجام شد. تیمارهای پژوهش شامل آبیاری سطحی (SI)، آبیاری زیرسطحی (SSI)، آبیاری زیرسطحی با لایه آب گریز با ضخامت 5 میلی متر (SSILH5) و آبیاری زیرسطحی با لایه آب گریز با ضخامت 10 میلی متر (SSILH10) بود. در طول دوره رشد، میزان آب مصرفی، طول برگ، تعداد گل، عرض بوته، گل، دمگل و سطح برگ اندازه گیری شد. نتایج تجزیه واریانس آب مصرفی نشان داد که بین تیمار ها در سطح 1 درصد اختلاف معنا داری وجود دارد. بیشترین و کمترین میزان مصرف آب به ترتیب مربوط به تیمار آبیاری سطحی (SI) با مقدار 656.8 میلی متر و تیمار لایه آب گریز سطحی به ضخامت 10 میلی متر (SSILH10) با مقدار 359.3 میلی متر است. کاهش آب مصرفی تیمار SSI، SSILH5 و SSILH10 نسبت به تیمار SI به ترتیب برابر 17.4، 32.7 و 45.3 درصد حاصل شد. نتایج تجزیه واریانس پارامتر های گیاهی نیز نشان داد که بین تیمارها اختلاف معنا داری وجود دارد و تیمار لایه آب گریز با ضخامت 5میلی متر بیشترین عملکرد را داشته است.

بحران آب ناشی از رشد جمعیت و توسعه اقتصادی مهم ترین تهدید برای جوامع انسانی است. دشت هشتگرد به دلیل توسعه فعالیت های اقتصادی- اجتماعی، با مساله گسترش جمعیت، افزایش تقاضای آب و محدودیت منابع آب روبروست. به دلیل پیچیدگی مسائل مربوط به سیستم های منابع آب و دیگر سیستم های در تعامل با آن، برای مدیریت، برنامه ریزی، ارزیابی سیاست های مدیریت آب و شبیه سازی سیستم جامع منابع آب دشت هشتگرد، مدل دینامیک سیستم ها بر اساس نمودارهای حلقه های علت و معلولی در محیط نرم افزار Vensim PLE توسعه داده شد. این مدل، روابط بازخوردی بین زیرسیستم های هیدرولوژیکی، کشاورزی و اقتصادی- اجتماعی دشت هشتگرد را برقرار می کند. برای صحت سنجی مدل، داده های مشاهداتی 1380-1385 شمسی و دو آزمون تکرار رفتار و شرایط حدی استفاده شد. نتایج صحت سنجی مدل برای متغیرهای جمعیت، نیاز آب شرب، نیاز آب صنعت و ارزش افزوده نشان داد مدل به منظور بازسازی رفتار پارامترهای مختلف درون سیستم به خوبی واسنجی شده و نشان دهنده توانایی مدل در شبیه سازی سیستم های منابع آب دشت هشتگرد تحت سیاست های مختلف در دوره های آتی است. بنابراین، این مدل را می توان ابزار پشتیبان تصمیم در ارزیابی آثار تصمیم ها و اقدام های مختلف بر سیستم های منابع آب، کشاورزی و اقتصادی- اجتماعی دشت هشتگرد در مدیریت بحران آب موجود در منطقه به کار برد.

به منظور آگاهی از تاثیر آبیاری با زهاب مزارع نیشکر کشت و صنعت سلمان فارسی بر خواص فیزیکی و هیدرولیکی خاک، پژوهشی در مزرعه تحقیقاتی آبیاری و زهکشی دانشگاه شهید چمران اهواز، در چارچوب طرحی کاملا تصادفی انجام شد. تیمارهای آبیاری به صورت (1) اختلاط 75 درصد آب رودخانه کارون + 25 درصد زهاب مزرعه نیشکر، (2) اختلاط 50 درصد آب رودخانه کارون + 50 درصد زهاب مزرعه نیشکر، (3) اختلاط 25 درصد آب رودخانه کارون + 75 درصد زهاب مزرعه نیشکر و (4) تیمار شاهد (100 درصد آب رودخانه کارون) استفاده شد. تیمارهای آبیاری حاصل از اختلاط زهاب مزارع نیشکر کشت و صنعت سلمان فارسی و آب رودخانه کارون در سه تکرار و تیمار شاهد (100 درصد آب رودخانه کارون) در یک تکرار انتخاب شد. خواص فیزیکی و هیدرولیکی خاک شامل وزن مخصوص ظاهری، تخلخل کل، رطوبت ظرفیت زراعی، رطوبت نقطه پژمردگی دائم، هدایت هیدرولیکی اشباع و سرعت نفوذپذیری نهایی به مدت چهار ماه و در سه عمق (0-30، 30-60، 60-90 سانتی متری) خاک ارزیابی شد. نتایج نشان داد با افزایش شوری آب آبیاری، وزن مخصوص ظاهری، رطوبت ظرفیت زراعی و رطوبت نقطه پژمردگی دائم، به ترتیب 7.82، 25.26 و 23.41 درصد افزایش معنادار (0.05 >P) و هدایت هیدرولیکی اشباع، سرعت نفوذپذیری نهایی و تخلخل کل خاک به ترتیب 22.23، 29.02 و 9.9 درصد کاهش معنادار (0.05 >P) یافت. زیاد بودن میزان سدیم موجود در زهاب مورد استفاده در این پژوهش، سبب تخریب ساختمان خاک و پراکندگی ذرات خاک شد.

رودخانه ها علاوه بر اهمیت محیط زیستی، نقش مهمی در زندگی مردم مجاور خود دارد. رودخانه کارون، پر آب ترین و طولانی ترین رودخانه ایران، در سال های اخیر با کاهش جریان و افزایش بار گذاری منابع آلاینده، با افزایش شوری همراه بوده است. در تحقیق حاضر، تغییرات زمانی و مکانی شوری آب 105 کیلومتر از رودخانه کارون در محدوده ملاثانی تا فارسیات با استفاده از مدل MIKE11 شبیه سازی شد. بعد از واسنجی و صحت سنجی مدل هیدرودینامیکی و جابه جایی- پراکندگی، نتایج شبیه سازی عددی نشان داد که بر اثر بارگذاری منابع آلاینده، پروفیل طولی شوری، به ویژه در محدوده کیلومتر 60 و 90، به ترتیب با قرار گیری شهر اهواز و مزارع کشاورزی، به صورت پله ای افزایش یافته است. حداکثر و حداقل تغییرات شوری به ترتیب در مرداد و اسفند اتفاق می افتد. برای توصیف نرخ تغییرات شوری در فصول تر و خشک معادله مرتبه چهاری به ترتیب با ضریب تبیین 0.99 و 0.98 پیشنهاد شد. نتایج نشان داد که افزایش دبی سیلاب منجر به کاهش قابل ملاحظه ای در شوری رودخانه می شود. در مرداد، حذف منابع کشاورزی و در اسفند، حذف منابع صنعتی و شهری به ترتیب در بالادست و پایین دست شهر اهواز بیشترین تاثیر را در کاهش شوری رودخانه دارد. نتایج به دست آمده از این تحقیق برای بررسی اثر تغییرات جریان و بارگذاری منابع آلاینده بر شوری رودخانه کارون و ارائه راهکار مدیریتی مناسب است.

هدف این پژوهش بررسی اثر آبیاری با آب آلوده بر تجمع مس، آهن، روی، کادمیم و منگنز در دو آزمایش مجزا روی گندم و جعفری طی دو تیمار آب آلوده و آب چاه در منطقه درود فرامان کرمانشاه است. مطالعه روی گندم (ریشه، اندام هوایی و دانه) و جعفری (ریشه و اندام هوایی)، در سه تکرار به صورت کرت های خردشده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی صورت پذیرفت. تجمع آهن، روی، منگنز و کادمیم در اندام های گندم و برای آب آلوده بیش از آب چاه و معنا دار بود، ولی از نظر تجمع مس اختلاف معنا داری مشاهده نشد. در هر دو تیمار آبیاری افزایش غلظت همه فلزات در ریشه نسبت به سایر اندام های گندم معنادار بود. بیشترین مقدار تجمع مس، آهن، روی، کادمیم و منگنز به ترتیب 33.1، 1554.3، 94.85، 0.557 و 494 (mg/kg) در ریشه گندم و برای تیمار آب آلوده بود. همچنین، غلظت تمام فلزات سنگین در اندام های جعفری در آب آلوده به طور معناداری بیشتر بود. در هر دو تیمار آبیاری غلظت مس، آهن، روی و کامیم در ریشه به طور معناداری بیشتر از اندام هوایی است، ولی منگنز در اندام هوایی بیشتر بوده است. بیشترین مقدار تجمع مس، روی و کادمیم برابر 35.3، 95.7 و 0.767 (mg/kg) در ریشه و بیشترین مقدار آهن و منگنز 588.5 و 194 (mg/kg) در اندام هوایی جعفری در آب آلوده بود. در نهایت، در گندم و جعفری که با آب آلوده آبیاری می شود تجمع فلزات سنگین بیش از شاهد و تجمع آن در ریشه بیشتر بود.

پیش بینی های بلندمدت متغیرهای هیدروکلیماتولوژیکی مهم نظیر بیشینه بارش ماهانه ابزاری مهم در مدیریت منابع آب است. تحقیقات گذشته نشان داده است که یافتن روابط بین پدیده های بزرگ مقیاس اقیانوسی- اتمسفری مانند دمای سطح دریاها و متغیرهای هیدروکلیماتولوژیکی، نظیر بارش، به پیش بینی بلندمدت این متغیرها کمک می کند. در این مطالعه ترکیب دو تکنیک داده کاوی (درخت تصمیم و قوانین انجمنی) در استخراج وابستگی های مهم بین بیشینه بارش ماهانه ایستگاه های سینوپتیکی ارومیه و تبریز و دمای سطح دریاهای سیاه، مدیترانه و سرخ معرفی شده است. دو گام اصلی در این مطالعه طبقه بندی دمای تفاضلی سطح آب دریاهای مذکور و انتخاب موثرترین گروه ها، همچنین استخراج الگوهای پنهان نهفته در میان داده ها بود و از تکنیک ها و الگوریتم های درخت تصیم در طبقه بندی و انتخاب موثرترین گروه ها و از قوانین انجمنی برای کشف الگوها و اطلاعات پنهان نهفته در میان داده های مشاهداتی استفاده شد. نتایج نشان داد، بین هر یک از دمای سطوح آب دریاهای سیاه، مدیترانه و سرخ با بیشینه بارش ماهانه ایستگاه های سینوپتیکی ارومیه و تبریز همبستگی نسبی وجود دارد، به طوری که شاخص اعتماد بین هر یک از دمای سطح پهنه های آبی فوق، با بیشینه بارش ماهانه ایستگاه های سینوپتیکی ارومیه و تبریز، بالاتر از 60 درصد برآورد شد.

در این تحقیق به بررسی تجمع فلزات سنگین شامل مس، آهن، روی، کادمیم و منگنز در اندام های مختلف (ریشه، اندام هوایی، میوه یا دانه) ذرت، جو، بامیه و جعفری در شرایط واقعی تحت آبیاری با دو تیمار فاضلاب تصفیه شده شهری خروجی تصفیه خانه کرمانشاه (TWW) و آب چاه موجود در اراضی همان منطقه (WEW) در سه تکرار و قالب طرح کاملا تصادفی کرت های خردشده برای هر محصول (در سال زراعی 1393) پرداخته شده است. نتایج تحلیل های آماری نشان داد که اثر آبیاری با پساب بر تجمع فلزات سنگین در تمامی محصولات در سطح 5 درصد معنادار بود. همچنین، تجمع آهن، روی و کادمیم در اندام های محصولات مورد بررسی تحت تیمار پساب بیش از تیمارهای آب چاه و از نظر آماری نیز معنا دار بود و در بیشتر موارد بالاتر از حدود استانداردها نیز قرارداشت، ولی از نظر تجمع مس و منگنز، علی رغم مشاهده اختلاف معنا دار آماری و مقداری بین تیمارهای مختلف، میزان تجمع این دو فلز در اندام های مختلف محصولات در اکثر موارد پایین تر از حدود مجاز قرارداشت. دامنه تغییرات فلزات سنگین در محصولات مختلف تحت تیمارهای آبیاری با پساب، 37.7-14.1، 1165-71.1، 98.6-24.3، 2.30-0.10 و 269-15.8 میلی گرم در کیلوگرم به ترتیب برای مس، آهن، روی، کادمیم و منگنز اندازه گیری شد. علاوه بر این، تجمع فلزات مختلف در ریشه بیش از اندام های دیگر به دست آمد.