مهندسی منابع آب
سال:1403 | دوره:17 | شماره:61 |تعداد مقالات:6

مقدمه: کمبود آب و افزایش تقاضای آب برای بخش های مختلف جامعه، اکثر کشورهای در حال توسعه از جمله ایران را با یک مسأله جدی و مهم مواجه کرده است. هدف تحقیق حاضر شناسایی پیامدهای کمبود آب در مناطق روستایی در شهرستان زنجان از دیدگاه کشاورزان بود.روش­: تحقیق حاضر از نوع تحقیقات کمی و کاربردی بود. جامعه آماری این تحقیق کشاورزان دارای چاه آب در شهرستان زنجان بود (8017=N). حجم نمونه بر اساس فرمول کوکران 367 نفر برآورد شد. روش نمونه گیری، نمونه گیری خوشه ای چند مرحله ای بود. ابزار گردآوری داده ها، پرسشنامه محقق ساخته بود. روایی محتوایی پرسشنامه توسط متخصصان و محققان در زمینه آب تأیید شد. پایایی ابزار تحقیق با استفاده از طرح پایلوت و محاسبه ضریب آلفای کرونباخ تأیید شد (α=0/94).یافته ­ها: با استفاده از نتایج تحلیل عاملی اکتشافی، پیامدهای کمبود آب در مناطق روستایی شهرستان زنجان از دیدگاه کشاورزان در شش عامل افزایش بیماری های گیاهی و دامی، تغییر کاربری اراضی کشاورزی و تضعیف توان مالی روستاییان، خشکی و کاهش آب چشمه ها و رودخانه ها و کاهش مراتع و سطح زیرکشت محصولات کشاورزی، پایین رفتن سطح منابع آب زیرزمینی و کاهش میزان آبدهی چاه ها، کاهش انگیزه سرمایه گذاری در کشاورزی و افزایش فرسایش خاک، شوری آب و خاک و افزایش اختلافات و درگیری در روستا خلاصه شدند. این شش عامل توانستند 48/63 از کل واریانس پیامدهای کمبود آب را تبیین کنند. نتیجه ­گیری: کمبود آب که منجر به کاهش عملکرد محصول می شود. کاهش عملکرد همچنین باعث کاهش درآمد کشاورز و تهدید رفاه خانوار و جوامع روستایی می شود. خشک شدن و کاهش آب رودخانه ها و چشمه ها باعث می شود که آبیاری محصولات کشاورزی به خوبی انجام نشود و در نتیجه باعث کاهش عملکرد محصول می شود. همچنین در اثر خشک شدن و کاهش آب چشمه ها و رودخانه ها، مردم دست به حفر چاه می زنند و در نتیجه باعث افت سطح آب های زیرزمینی می شوند. شور شدن آب چاه باعث کمبود آب آشامیدنی در روستاها می شود و علاوه بر آن آبیاری محصولات با آب شور علاوه بر کاهش عملکرد محصول باعث افزایش شوری خاک می شود. افزایش مهاجرت به شهرها باعث خالی شدن روستاها و کاهش تولیدات کشاورزی و افزایش معضلات اجتماعی در شهرها شده است. کاهش سطح آب زیرزمینی مشکلاتی مانند فرونشست زمین، آلودگی منابع آب زیرزمینی را به دنبال دارد. مشکلات ذکر شده باعث افزایش هزینه های دولت در روستاها می شود. طولانی شدن زمان آبیاری باعث کاهش عملکرد و در نتیجه منصرف شدن مردم از کشاورزی می شود. کاهش آب باعث می شود مردم آب مورد نیاز خود را از راه های مختلف مانند حفر چاه با استفاده از روش های نوین آبیاری تامین کنند. استفاده از روش های نوین آبیاری هزینه های زیادی برای کشاورزی دارد. اکثر کشاورزان توانایی مالی برای تهیه تجهیزات و اجرای روش های نوین آبیاری را ندارند.

مقدمه: مطالعات متعدد نشان داده اند که تغییرات آب وهوایی تاثیرات شدیدی بر منابع آب موجود در سراسر جهان خواهد گذاشت. با توجه به اینکه یکی از مهمترین مشکلاتی که بشر در سال های اخیر با آن مواجه شده است، بحران آب و وقوع خشک سالی است در مطالعه ی حاضر سعی شده است که وقوع خشک سالی در منطقه شیراز و در شرایط تغییراقلیم بررسی گردد. روش­: در تحقیق حاضر از بین مدل های متنوعی که در گزارش ارزیابی ششم به کار رفته است، 4 مدل (BCC-ESM2-MR)، (CanESM5)، (MIROC6) و (MRI-ESM2-0) مورد انتخاب قرار گرفته است. با استفاده از خروجی چهار مدل GCM ارائه شده در گزارش ششم تغییر اقلیم (CMIP6) و دو سناریوی SSP2-4.5 و SSP5-8.5 اقدام به تولید داده های بارش برای دو دوره ی آتی 2025-2045 و 2065-2085 گردید و پس از ریزمقیاس نمایی داده های تولید شده با استفاده از روش BCSD، شدت خشک سالی به کمک شاخص خشک سالی بارش استاندارد (SPI) با مقیاس های زمانی مختلف (6، 12 و 48ماهه) برای منطقه مورد مطالعه تعیین گردید. این شاخص برای هر منطقه بر اساس ثبت بارندگی های طولانی مدت آن محاسبه می شود. سادگی و چندکاره بودن این شاخص از مزایای آن به شمار می رود. این شاخص دارای توزیع نرمال است و نسبت به مقیاس های زمانی و مکانی متفاوت، انعطاف پذیری دارد. طول دوره پایه داده های مورد بررسی در پژوهش حاضر، 20 سال و مربوط به بازه زمانی 1985-2005 بوده است. یافته ­ها و نتیجه گیری: نتایج ریزمقیاس نمایی با استفاده از روش BCSD نشان دهنده افزایش مقدار دما در هر دو دوره آتی می باشد. این افزایش در مورد هر دو پارامتر دمای بیشینه و کمینه و هر دو دوره آتی صدق می کند. که با توجه به نتایج مشاهده می گردد اختلاف مدل MIROC6 در هر دو سناریوی انتشار با مقادیر مشاهداتی نست به سایر مدل های GCM استفاده شده، بیشتر بوده است. طبق سایر نتایج پژوهش حاضر، در تمام مدل های مورد استفاده و در هر دو سناریوی SSP2-4.5 و SSP5-8.5، مقادیر میانگین 20 ساله ی شاخص SPI شش ماهه نشان دهنده ی بیشترین مقادیر منفی است. علاوه بر این، مقایسه ی مدل ها و سناریوها در پژوهش حاضر نشان می دهد که مدل CanESM5 با اختلاف کم نسبت به مدل های دیگر شدت خشک سالی را بیشتر نشان می دهد و می توان برای پیش بینی شدت خشک سالی در منطقه مطالعاتی از این مدل استفاده نمود. همچنین نتایج مقادیر میانگین شاخص SPI برای چهار مدل و طی 20 سال برای دو دوره ی آتی نشان می دهد که این شاخص با مقیاس زمانی 48 ماهه شدت خشک سالی را بیشتر نشان می دهد و در این مقیاس زمانی سناریوی SSP5-8.5 نشان دهنده ی شدت بیشتر خشک سالی و محدوده نرمال تا خشک سالی بسیار شدید نسبت به دوره ی پایه می باشد.

یکی از راهکارهای رفع کمبود علوفه در کشور، استفاده از لگوم های علوفه ای تابستانه یک ساله می باشد. این آزمایش در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر در استان البرز در سال های 1398 و 1399 به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. سطوح مختلف آبیاری (آبیاری پس از 60، 100 و 140 میلی متر تبخیر از سطح تشتک تبخیر کلاس A) در کرت های اصلی و سه گونه گیاهی (لوبیا چشم بلبلی رقم مشهد، ماش رقم پرتو و گوار رقم محلی سیستان) در کرت های فرعی بررسی شدند. آبیاری به صورت قطره ای با استفاده از نوارهای تیپ انجام شد. بازدهی تولید علوفه با استفاده از شاخص های سودآوری و سنجش بهره وری با استفاده از شاخص های بهره وری فیزیکی و اقتصادی انجام شد. نتایج نشان داد، میانگین بهره وری اقتصادی آب در تولید علوفه لوبیا چشم بلبلی، تحت شرایط تنش شدید نسبت به شرایط تنش ملایم و آبیاری نرمال به ترتیب 16/5 و 45/1 درصد افرایش نشان داد. میانگین بهره وری اقتصادی آب در تولید علوفه ماش، تحت شرایط تنش شدید نسبت به شرایط تنش ملایم و آبیاری نرمال به ترتیب 8/8 و 51/8 درصد افرایش نشان می دهد. میانگین بهره وری اقتصادی آب در تولید علوفه گوار ، تحت شرایط تنش ملایم نسبت به شرایط تنش شدید و آبیاری نرمال به ترتیب 7/7 و 44/8 درصد افرایش نشان می دهد.

بخش کشاورزی عمده ترین مصرف کننده آب زیرزمینی در بین بخش های مختلف اقتصادی محسوب می گردد. بهره برداری زیاد از آب های زیرزمینی میزان افت سالانه سطح این آب ها قابل توجه است. بنابراین، محاسبه ارزش اقتصادی هر واحد آب و محاسبه اثر های جانبی برداشت بیش از حد از منابع آب اهمیت بالایی دارد. این مطالعه، به تعیین ارزش اقتصادی آب، حد بهینه استفاده از نهاده آب و اثر تغییر سطح آب های زیرزمینی بر رفاه اجتماعی تولیدکنندگان برنج شهرستان رامهرمز پرداخته شد. به این منظور ابتدا تابع تولید مناسب تخمین زده شد و با استفاده از آن ارزش اقتصادی آب و حد بهینه استفاده از نهاده آب تعیین گردید. آنگاه با تشکیل تابع سود یا رفاه اجتماعی، اثر تغییر در سطح آب های زیرزمینی بر مقدار رفاه اجتماعی تولیدکنندگان تعیین شد. نتایج نشان داد که ارزش اقتصادی آب در منطقه مورد مطالعه به ازای هر مترمکعب 54/649 ریال است. به طوری که ارزش اقتصادی هر واحد آب بیش از هزینه استخراج هر واحد آن است .این اختلاف منجر به برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی و کاهش سطح آب های زیرزمینی و در نهایت کاهش رفاه تولیدکنندگان برنج می گردد. به طوری که اگر سطح آب های زیرزمینی 81/0 متر کاهش یابد، از سود اجتماعی بهره برداران 61/1110257 ریال کاسته می شود. این مطالعه پیشنهاد می کند که علاوه بر سیاست های قیمتی، از راه حل های غیر قیمتی مانند اعمال محدودیت هایی بر میزان استخراج آب، در جهت حفظ سفره های آب زیرزمینی استفاده گردد.

پژوهش حاضر به منظور تعیین پتانسیل رسوب گذاری و خورندگی منابع آب آشامیدنی شهر گرگان در دو فصل بهار و پاییز سال 1396 انجام شد. در این پژوهش ابتدا از 63 چاه آب شرب شهر گرگان نمونه برداری و 17 پارامترهای فیزیکوشیمیایی در آب آن ها آنالیز شد. به منظور بررسی هیدروژئوشیمیایی منابع آبی از دیاگرام های استیف و مثلثی استفاده شد. سپس شاخص های پتانسیل ترسیب کربنات کلسیم، خورندگی لانژلیه، رایزنر، لارسون-اسکلد و نسبت خورندگی منابع آب آشامیدنی شهر گرگان محاسبه و نقشه پراکندگی مکانی آن ها با استفاده از نرم افزار GIS تهیه شد. در نهایت با استفاده از آزمون آماری واریانس یکطرفه، سطح معناداری شاخص ها در منابع آب آشامیدنی شهر گرگان در دو فصل بررسی شد. نتایج نشان داد که غلظت اکثر پارامترهای فیزیکوشیمیایی در طول مسیر حرکت به سمت شمال منطقه افزایش می یابد. براساس نحوه پراکنش و الگوی پراکندگی نمونه ها در دیاگرام های استیف مثلثی، تیپ غالب آب زیرزمینی در حاشیه ارتفاعات Ca-HCO3 می باشد و با ورود به دشت به تیپ Na-Cl تغییر می یابد. نتایج حاصل از سختی آب زیرزمینی نشان داد بیش تر منابع آبی جز آب های سخت تا خیلی سخت می باشند. هم چنین میزان سختی در طول مسیر حرکت آب زیرزمینی افزایش می یابد. براساس شاخص های خورندگی، در آب بیش از 84% چاه ها تمایل به خورندگی وجود دارد. اگرچه خاصیت خورندگی مشابهه سختی آب در حاشیه ارتفاعات بیشتر و به سمت شمال با افزایش املاح، خاصیت رسوبگذاری آب زیرزمینی افزایش می یابد. هم چنین نتایج آماری نشان داد که بجز شاخص لارسون-اسکلد در بقیه شاخص ها اختلاف معنی داری در میزان شاخص ها در دو فصل بهار و پاییز وجود ندارد.

مقدمه: یکی از وظایف مدیر پروژه، کنترل پروژه با استفاده از دو فاکتور زمان و هزینه می باشد. این دو اهرم از مهمترین کلیدهای کنترلی پروژه به منظور استفاده بهینه از منابع می باشد.روش­: در این تحقیق روش جدیدی با بکارگیری ارزش کسب شده و الگوریتم ­های هیبریدی برای پیش­بینی زمان و هزینه تکمیل پروژه ­های سد سازی توسعه داده شد. برای این منظور گزارشات مالی و زمان­ بندی پنج سد A، B، C، D و E گردآوری شدند. ارزش کسب شده، پیشرفت واقعی، برنامه کسب شده و هزینه واقعی برای هر ماه از گزارشات این سدها استخراج شد. سپس از پارامترهای چهار سد (A تا D) به عنوان ورودی در توسعه مدل­ هایی برای پیش­بینی زمان با استفاده از الگوریتم حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان (LSSVM) و تلفیق شده با الگوریتم­ های بهینه ­سازی ازدحام ذرات (PSO) و ژنتیک (GA) استفاده گردید.یافته ­ها:  مقایسه نتایج حاصل از این مدل­ های در مرحله آموزش نشان داد که الگوریتم LSSVM-PSO از دقت بالاتری برخوردار است. در ادامه برای توسعه مدل پیش­بینی­ کننده هزینه با استفاده از الگوریتم­ های هیبریدی علاوه­ بر پارامترهای ورودی استفاده شده در مرحله، زمان پیش­بینی شده توسط مدل­ ها نیز به عنوان ورودی الگوریتم­ ها تعریف شد. مقایسه نتایج این مرحله نیز نشان داد که الگوریتم LSSVM-PSO از دقت بالاتری نسبت به سایر مدل­ها برخوردار است. در ادامه برای اعتبارسنجی مدل­های توسعه داده شده، این مدل ها برای پیش­بینی زمان و هزینه در پروژه ساخت سد E استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوریتم LSSVM-PSO نسبت به سایر الگوریتم­های هیبریدی از دقت بالاتری در تخمین زمان اتمام پروژه برخوردار است که نشان دهنده قابلیت تعمیم بالای این مدل برای پیش­بینی زمان سایر پروژه­های ساخت سد است. این در حالی است که برخلاف انتظار این مدل از دقت کمتری در پیش­بینی هزینه اتمام پروژه ساخت سد E نسبت به مدل MLP-PSO برخوردار است که نشان می­دهد پیش­بینی هزینه از پیچیدگی بالاتری برخوردار است و بکارگیری مدل­ ها در این مسئله بایستی با احتیاط بیشتری صورت گیرد. برای ارزیابی بیشتر نتایج مدل­های هیبریدی از روش احتمالاتی فیلتر کالمن نیز برای پیش­بینی زمان و هزینه پروژه استفاده شد که نتایج آن حاکی از دقت بالاتر مدل­ های حاصل از الگوریتم­های هیبریدی است.نتیجه ­گیری: مدل LSSVM-PSO می­تواند با دقت بالاتری نسبت به روش­های مرسوم به پیش­بینی زمان و هزینه پروژه بپردازد.