مدیریت آب و آبیاری
سال:1394 | دوره:5 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

اساس برنامه ریزی های منابع آب بر پایه حجم آب قابل استحصال در آبخوان است و برآورد دقیق این حجم از آب زیرزمینی، کمک شایانی به توسعه می کند. در این مطالعه، از مدل های بیزین با استفاده از دو ساختار خوشه بندی و صریح برای شبیه سازی سطح آب زیرزمینی آبخوان بیرجند استفاده شد. پنج متغیر تغذیه آبخوان، سطح ایستابی، دما، تبخیر و برداشت از آب زیرزمینی در ماه قبل به عنوان متغیرهای ورودی به شبکه بیزین و سطح آب زیرزمینی در ماه کنونی، به عنوان متغیر خروجی آزموده شد. در سناریوی صریح تحلیل و آموزش داده های ورودی بر اساس پیوستگی و با لحاظ کردن عدم قطعیت حاکم بر پارامترها انجام و در سناریوی خوشه بندی بر اساس شاخص های اعتبار سنجی تعداد خوشه بندی مناسب برای شبیه سازی انتخاب و شبیه سازی انجام پذیرفت. نتایج نهایی نشان داد که شبکه بیزین در شبیه سازی سطح آب زیرزمینی تحت عدم قطعیت ابزار قوی بوده و متوسط ضریب تبیین برای 13 پیزومتر در آبخوان، 0.83 در حالت صریح و 0.56 در حالت خوشه بندی است. همچنین استفاده از ساختار صریح برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی در هر پیزومتر آبخوان، می تواند با هم بستگی بیشتر به کار برده شود.

منطقه غیراشباع خاک یکی از بخش های مهم چرخه هیدرولوژی است که نقش درخور توجهی در مدیریت منابع آب کشاورزی دارد. هدف از این پژوهش، تعیین میزان جذب آب به وسیله گیاه تحت شرایط تنش های هم زمان آب، شوری و نیتروژن شرایط غالب در مناطق خشک و نیمه خشک است. بدین منظور، آزمایشی با چهار سطح کمی آب آبیاری شامل 120، 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی گیاه، چهار سطح کیفی آب آبیاری شامل 1.2، 3، 5 و 8 دسی زیمنس بر متر و چهار سطح کود نیتروژن شامل 100، 75، 50 و 0 درصد نیاز کودی انجام شد. نتایج نشان داد که بر اساس آماره های محاسبه شده، واکنش گیاه ریحان به تنش های هم زمان سه گانه آب، شوری و نیتروژن با استفاده از مدل MB-MB-EXP، مناسب ترین شبیه سازی را به همراه دارد ( nRMSE=7.22و ME=19.05). تحلیل حساسیت مدل ها نشان داد که مدل MB-MB-VG با کم ترین پارامتر ورودی و حساسیت نسبتا کم به این پارامترها (Sc<1.5) بیش از دیگر مدل های بررسی شده دقت دارد ( nRMSE=7.45و (ME=19.75.

رودخانه ها از منابع اصلی تامین آب شرب و کشاورزی هستند، بنابراین، کنترل و مدل سازی دقیق کیفیت آب رودخانه ها به منظور حفظ سلامت انسان ها و پایداری محیط زیست ضروری است. یکی از مواردی که انتقال ماده آلاینده، به ویژه در نهرهای کوهستانی کوچک را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد، نواحی نگهداشت موقت هستند. تاثیرات اصلی این نواحی شامل حبس موقتی ماده آلاینده، کاهش غلظت این مواد در پایین دست و تاثیر غیرمستقیم بر فرایند جذب در بستر نهر است. هدف این تحقیق، ارائه مدلی جدید و جامع با تلفیق الگوهای عددی با درجه دقت بسیار (روش  (QUICK برای شبیه سازی انتقال آلاینده با لحاظ نگهداشت موقت و جذب سینتیک در رودخانه ها با مقطع نامنظم تحت رژیم جریان غیرماندگار است. نتایج اجرای مدل برای مثالی فرضی و دو سری داده واقعی و مقایسه آن ها با نتایح دو مدل رایج دیگر، حاکی از دقت مطلوب و پایداری عددی فراوان آن بود. بنابراین، می توان مدل را در بسیاری از مطالعات انتقال آلاینده به عنوان جایگزین مناسبی برای مدل های رایج فعلی پیشنهاد کرد.

آبیاری جویچه ای یکی از انواع متداول آبیاری سطحی است. تعیین زمان پیشروی و پسروی در مزرعه نیازمند اندازه گیری های دقیق است و این خود باعث صرف وقت و هزینه زیاد می شود. بدین منظور، استفاده از مدلی مناسب، در این زمینه بسیار سودمند خواهد بود. در این تحقیق از مدل WinSRFR در دو روش اینرسی صفر و موج سینماتیک برای شبیه سازی آبیاری جویچه ای استفاده شده است. با استفاده از این مدل، زمان پیشروی، زمان پسروی، متوسط عمق نفوذیافته، رواناب و عملکرد محاسبه و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شد. همچنین حالت های مختلف دبی ورودی به جویچه مانند دبی ثابت، دبی افزایشی، دبی کاهش یافته و هیدروگراف در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام و بررسی شده است. بر اساس نتایج، روش موج سینماتیک به دلیل فرض یکنواخت بودن جریان در طول جویچه، دقت کمتری از روش اینرسی صفر دارد. همچنین نتایج نشان داد در حالتی که دبی ورودی تغییرات کمی دارد، دقت محاسبه زمان پیشروی افزایش می یابد. کمترین خطای محاسبه زمان پیشروی در دبی ثابت، 1.2 درصد و بیشترین خطای محاسبه زمان پیشروی در دبی افزایشی، 11.2 درصد است. بیشترین میزان بازده کاربرد آب و کمترین میزان رواناب مربوط به دبی کاهش یافته است که به ترتیب 72 و 28 درصد است.

در این پژوهش تاثیر سوپرجاذب (سوپرآب آ 200) بر عملکرد و کارایی مصرف آب خیار، در گلخانه و شرایط کم آبیاری بررسی شده است. کشت گیاه در گلدان های پلاستیکی انجام و آبیاری توسط قطره چکان های با دبی چهار لیتر در ساعت انجام گرفته است. سه ارتفاع آب آبیاری (10 میلی متر در شبانه روز (آبیاری کامل)، 8.3 و 6.2 میلی متر در شبانه روز (کم آبیاری)) به عنوان فاکتور اصلی و چهار سطح سوپرجاذب (صفر، 0.2، 0.4 و 0.6 درصد وزن خاک گلدان) به عنوان فاکتور فرعی انتخاب شد. طرح به صورت اسپلیت پلات در قالب بلوک کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد. در این طرح صفات ارتفاع بوته، قطر ساقه، محتوای کلروفیل، طول، قطر و وزن میوه، طول و وزن ریشه و عملکرد و کارایی مصرف آب، ارزیابی شد. نتایج نشان داد کم آبیاری بر تمام صفات، جز قطر ساقه، تاثیر معنی داری داشت. اثر سوپرجاذب و اثر متقابل کم آبیاری با سوپرجاذب برای همه صفات، به جز قطر ساقه معنی دار بود. بیشترین عملکرد میوه (3818.1 گرم در هر بوته) به گیاهان تحت تیمار آبیاری کامل و0.4  درصد سوپرجاذب اختصاص یافت. بیشترین کارایی مصرف آب (14.95 کیلوگرم در هر مترمکعب) در گیاهان تحت تیمار 6.2 میلی متر آب آبیاری در شبانه روز و 0.4 درصد سوپرجاذب حاصل شد.

در این پژوهش اثر اعمال چهار سطح آبیاری تکمیلی بر کارایی مصرف آب و عملکرد سه رقم عدس (کیمیا،ILL6037  و قزوین) در دو سال زراعی 92-1391 و 93-1392 بررسی شد. آزمایش ها در ایستگاه تحقیقاتی گروه مهندسی آب پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه، با بهره گیری از گلدان های موجود به صورت فاکتوریل دوعامله و بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. سطوح مختلف آبیاری تکمیلی عبارت بود از: آبیاری در مراحل گل دهی، غلاف دهی، دانه دهی و یک حالت بدون انجام آبیاری تکمیلی. زمان اعمال تیمارهای آبیاری تکمیلی در مراحل گل دهی، غلاف دهی و دانه دهی، به ترتیب با مشاهده 50 درصد به گل نشستن بوته ها، غلاف بستن و شروع دانه بستن سنبله ها بود. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد دانه مربوط به رقم کیمیا در تیمار آبیاری تکمیلی در مرحله دانه دهی بود که به ترتیب برای سال های اول و دوم، 122.3 و 104.1 گرم در مترمربع به دست آمد. در هر دو سال، رقم کیمیا نسبت به دو رقم دیگر تحت تیمار آبیاری تکمیلی در مرحله دانه دهی، بیشترین کارایی مصرف آب را به خود اختصاص داد. همچنین بیشترین میزان پروتئین، از آن رقم کیمیا در تیمار دیم (بدون آبیاری تکمیلی) بود که به ترتیب برای سال های اول و دوم 30.01 و 30.60 درصد به دست آمد.

در این مطالعه، اثرهای استفاده بلندمدت از پساب شهری (دوره بیش از 40 سال) روی محتوای نمک خاک و پارامترهای مرتبط با آن در اراضی جنوب تهران ارزیابی شده است. برای این تحلیل، روش های مختلف کریجینگ آزموده شد که مطابق با شاخص های مدل برتر، در نهایت برای پارامترهای pH، Clay، Na+،Mg2+  و SAR مدل کریجینگ معمولی (OK)، برای پارامترهای EC و Cl- مدل کریجینگ لوگ نرمال (Log-normal K) و برای پارامتر Ca2+ مدل کریجینگ انفصالی (DK) انتخاب گردید. در این مطالعه، متغیرهای Na+،Cl-  و SAR با بیشترین نسبت اثر قطعه ای به آستانه، بیش از سایر پارامترها تاثیرپذیری از عوامل برونی (آبیاری بلندمدت با پساب شهری) را نشان دادند. همچنین با وجود استفاده از پساب های شهری،EC  خاک ها کمتر (تا نصف) از حد بحرانی بود که می توان آن را به حجم زیاد و دسترسی دائمی به این آب ها نسبت داد که جزء آب شویی را به خوبی پوشش داده است، لیکن پارامترهای  Na+و SAR حدود بیش از حد بحرانی داشتند که نیازمند اقدام مدیریتی نظیر استفاده از گچ است. بافت سنگین منطقه، عاملی تقویت کننده در سدیمی شدن اراضی است که به علت درصد رس بیشتر از 25 درصد برای کل اراضی، پدیده سدیمی شدن، کل منطقه مورد مطالعه را تهدید می کند.

الگوی تجارت مجوز انتشار آلودگی، رویکردی نوین در مدیریت کیفی منابع آب سطحی به شمار می رود. بر همین اساس، این پژوهش به تخصیص بهینه بار آلودگی مبتنی بر پارامتر اکسیژن خواهی بیوشیمیایی آب (BOD) در رودخانه سفیدرود، حدفاصل سد سنگر تا مصب دریا می پردازد. بدین منظور، رودخانه از نظر کمی و کیفی توسط مدل Qual2kw شبیه سازی شده و مقدار بار مجاز تخلیه آلودگی روزانه (TMDL) تعیین شده است. همچنین به روش آنالیز حساسیت، مقدار ضرایب تاثیر هر منبع آلاینده، پس از نرمال سازی مشخص و تخصیص بهینه پساب با هدف حداقل کردن هزینه های کل تصفیه بار آلودگی تعیین شده است. نتایج نشان می دهد حفاظت از منابع آبی به روش کنترل تخلیه بار مجاز آلودگی نسبت به روش متعارف کنترل دستوری، سبب کاهش هزینه های کل تصفیه تا 10 درصد خواهد شد. همچنین می توان انتظار داشت شاخص کیفی آب حدود 20 واحد افزایش یابد. الگوی تجارت مجوز انتشار آلودگی، میزان صرفه جویی هزینه ها را تا 26 درصد افزایش می دهد. با کنترل عملکرد بازار در انتهای دوره طرح، پیش بینی می شود بازار فروش مجوز BOD همچنان در بلندمدت سودآور باشد و با حجم مبادلات معادل 466 واحد، از صرفه جویی ارزی 10 درصد برخوردار شود.

در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک، تامین آب موردنیاز بخش های مختلف، تنها از طریق منابع آب زیرزمینی امکان پذیر است. هدف مقاله حاضر، بررسی اثر نوسانات اقلیمی بر سفره های آزاد و تحت فشار هم مکان در یک سامانه آب زیرزمینی چندلایه است. برای این منظور، آبخوان دشت گرگان با استفاده از شاخص های خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژی DI، PNI،SPI  و GRI و روش تحلیل هم بستگی بررسی شد. در این بررسی از آمار 19 ایستگاه باران سنجی، 19 چاه مشاهده ای و 19 چاه پیزومتری به ترتیب با دوره های آماری 38، 38 و 14 ساله بهره برده شد. نتایج نشان می دهد شاخص SPI عملکرد بهتری در منطقه دارد و برای بررسی رفتار آب زیرزمینی از مقایسه این شاخص با شاخص GRI استفاده شد. بر اساس نتایج، پاسخ سفره ها در برابر وقوع خشک سالی هواشناسی متفاوت است و SPI بلندمدت 18 ماهه برای سفره آزاد و 48 ماهه برای سفره تحت فشار، بیشترین ارتباط را با نوسانات آب زیرزمینی داشته است. در ضمن، تاثیر نوسانات بارندگی حداکثر تا 15 و 5 ماه، به ترتیب در سفره های آزاد و تحت فشار باقی می ماند. به بیان دیگر، سفره تحت فشار از اطمینان پذیری فراوانی برخوردار است و تنها وقتی شرایط خشک سالی یا ترسالی هواشناسی طولانی شود، بر این سفره تاثیر خواهد گذاشت.

هدف این تحقیق، بررسی اثر شیب بر الگوی خیس شده خاک تحت آبیاری قطره ای سطحی و شبیه سازی با مدل هایدروس دوبعدی است. آزمایش ها برای جمع آوری داده های مورد نیاز، درون جعبه پلکسی گلاس پرشده از خاک لوم رسی سیلتی، در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه رازی کرمانشاه انجام شد.به منظور بررسی اثر شیب روی ابعاد پیاز رطوبتی، آزمایش ها با قطره چکان دارای دبی ثابت 4 لیتر در ساعت در شیب های 0، 5، 15 و 25 درصد با زمان آبیاری 2 ساعت و در سه تکرار انجام شد. آزمایش ها برای تعیین حداکثر قطر و عمق الگوی رطوبتی در زمان های مختلف، بعد از شروع آبیاری، به ازای هر شیب انجام گرفت و درنهایت به مقایسه نتایج آزمایشگاهی با نتایج حاصل از شبیه سازی توسط مدل هایدروس دوبعدی پرداخته شد. نتایج نشان داد مدل هایدروس دوبعدی، روند تغییرات الگوی رطوبتی را در طول مدت مطالعه مشابه داده های اندازه گیری شده در آزمایشگاه شبیه سازی کرده است. حداکثر مقدار خطای به دست آمده از هایدروس دوبعدی در حداکثر عمق و عرض خیس شده، به ترتیب بین 1.44 و 3.4 درصد بوده است. با افزایش شیب میزان حداکثر خطا افزایش یافته و توانایی مدل در شبیه سازی الگوی رطوبتی کاهش می یابد. سپس با افزایش شیب، الگوی رطوبتی به سمت پایین دست گسترده شده است.