فناوری های پیشرفته در بهره وری آب
سال:1403 | دوره:4 | شماره:3 |تعداد مقالات:6

به منظور ارزیابی پاسخ ارقام پائیزه کلزا (Brassica napus L.) به سطوح مختلف تنش شوری، آ زمایشی بصورت آزمایش فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار در سال 1401 به اجرا در آمد. عامل اول چهار سطح شوری شامل S0 (محلول هوگلند بعنوان شاهد)، S1 (50)، S2 (100) و S3 (150) میلی مول و عامل دوم هشت رقم کلزای پائیزه بودند. در طول آزمایش، صفات ماده خشک، تعداد غلاف در بوته، تعداد غلاف بارور در بوته، تعداد غلاف پوک در بوته، وزن هزاردانه، تعداد دانه در غلاف، عملکرد روغن، درصد روغن و عملکرد دانه اندازه گیری شد. با توجه به نتایج بدست آمده کلیه صفات مورد بررسی تحت ﺗﺄثیر شوری قرار گرفتند؛ بطوریکه افزایش سطح شوری در کلیه ارقام مورد ارزیابی موجب کاهش معنی داری در همه صفات مورد بررسی، بجز تعداد غلاف پوک در بوته گردید. میزان کاهش در صفات مورد بررسی در ارقام مختلف متفاوت بود؛ بطوریکه برخی از ارقام، کاهش کمتری را تجربه نمودند و در این میان رقم SLM 046 نسبت به سایر ارقام موفق تر عمل نمود و در بالاترین سطح شوری (S3) با کسب بالاترین میانگین های صفات مرتبط با عملکرد، حصول بیشترین عملکرد دانه (به میزان 52/10 گرم در گلدان) و عملکرد روغن (به میزان 26/3 گرم در گلدان) را رقم زد. در مقابل رقم Elit در سطح شوری S3، با نمایش یک عملکرد ضعیف، با به دست آوردن کمترین میانگین های عملکرد دانه (به میزان 76/3 گرم در گلدان) و عملکرد روغن (به میزان 05/0 گرم در گلدان) در جایگاه آخر قرار گرفت.

افزایش روزافزون جمعیت و گسترش فعالیت های توسعه ای بدون توجه به مدیریت کمی و کیفی منابع آب در بیشـتر کشـورهای واقع در کمربند مناطق خشک منجر به تشدید بحران آب به ویژه در ایران شـده اسـت. فاضلاب یکی از انواع آب ها ی نامتعارف محسوب می شـود که در صـورت حـذف آلاینده ها و ناخالصی های آن، می تواند دوباره در چرخه مصـرف قرار گیرد. تالاب های مصنوعی در ترکیب با گیاه پالایی به عنوان راهکار سبز قابلیت بهبود و استفاده مجدد از فاضلاب را فراهم می آورد. در این پژوهش، در راستای توسعه ابزارهای طراحی و مدیریت تالاب های مصنوعی، شبیه سازی عملکرد سامانه تالاب مصنوعی زیرسطحی عمودی و افقی تحت کشت دو گیاه نی و تیفا در تصفیه فاضلاب شهر رشت توسط مدل HYDRUS-2D بررسی شد. پس از ساخت تالاب های زیرسطحی عمودی و افقی، گیاهان نی و تیفا کشت و طی دوره آذر 1399 تا شهریور 1400، اقدام به نمونه برداری و اندازه گیری کل جامدات محلول از فاضلاب خام و تصفیه شده توسط تالاب ها شد. ارزیابی دقت مدل در دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی با استفاده از شاخص های آماری انجام شد. مقادیر شاخص آماری ریشه میانگین مجذور خطای نرمال شده (NRMSE) در مرحله اعتبارسنجی در تالاب های عمودی بدون گیاه، تحت کشت نی و تحت کشت تیفا به ترتیب 5/6، 8/9 و 8/14 درصد و در تالاب های افقی به ترتیب 8/14، 4/6 و 17 درصد به دست آمد که در مقایسه با طبقه بندی جامینسون و همکاران نشان از دقت عالی (کمتر از 10 درصد) و خوب (بین 10 تا 20 درصد) مدل HYDRUS-2D در شبیه سازی کل جامدات محلول در تالاب های مصنوعی دارد. ازاین رو استفاده از مدل HYDRUS-2D برای برآورد کل جامدات محلول در تالاب مصنوعی توصیه می شود هرچند دقت شبیه سازی در تالاب عمودی بیشتر از تالاب افقی بود.

در این پژوهش به بررسی اثر پارامتر های هیدرولیکی جریان بر روی دریچه های سالونی بیضوی چندگانه در شرایط جریان مستغرق پرداخته شده است. این بررسی با استفاده از نرم افزار شبیه سازی دینامیک سیالات Flow3D انجام شده است. شبیه سازی ها در سه دبی 20، 40 و 60 لیتر بر ثانیه، سه میزان بازشدگی 30، 45 و 60 درجه و سه میزان استغراق 70، 80 و 90 درصد انجام شده است. در بررسی نتایج یافت شد که استفاده از دریچه های سالونی بیضوی چندگانه در شرایط مستغرق در مقایسه با شرایط جریان آزاد، سرعت حداکثر در دبی های (20، 40 و 60) لیتر بر ثانیه، در بازشدگی 30 درجه، به طور متوسط برای میزان استغراق های (70، 80 و 90) درصد به ترتیب 9، 30 و 54 درصد، در بازشدگی 45 درجه، به ترتیب 8، 22 و 38 درصد و در بازشدگی 60 درجه، به ترتیب 12، 22 و 44 درصد، کاهش یافت. نتایج در خصوص ضریب دبی نشان داد که در زمان استفاده از دریچه های سالونی بیضوی چندگانه در شرایط مستغرق در مقایسه با شرایط جریان آزاد، ضریب دبی در دبی های (20، 40 و 60) لیتر بر ثانیه، در بازشدگی 30 درجه، به طور متوسط برای میزان استغراق های (70، 80 و 90) درصد به ترتیب 8، 26 و 45 درصد، در بازشدگی 45 درجه، به ترتیب 16، 34 و 49 درصد و در بازشدگی 60 درجه، به ترتیب 17، 36 و 54 درصد، کاهش خواهد یافت.

با توجه به اهمیت مقدار تابش در کاربرد انرژی خورشیدی و وجود مشکلات فراوان در ثبت این پارامتر، لزوم برآورد مناسب تابش خورشیدی در مناطق مختلف کشور به ویژه نقاط فاقد اندازه گیری ضروری می باشد. در این مطالعه با استفاده از پارامترهای هواشناسی سرعت باد، دما (حداکثر، حداقل و میانگین)، رطوبت نسبی، ساعت آفتابی و بارندگی، روابط تجربی برآورد مقدار تابش خورشیدی در پنج اقلیم مختلف کشور پیشنهاد شد. روابط تجربی با استفاده از رگرسیون های چند متغیره بین تابش خورشیدی به عنوان متغیر وابسته و بقیه متغیرهای روزانه هواشناسی (به عنوان متغیرهای مستقل) استخراج و بر حسب معیارهای آماری دسته بندی شدند. بررسی انجام شده نشان داد که اقلیم نیمه خشک سرد گرم دارای بالاترین دقت بر اساس شاخص 085/0 nRMSE= در بین باقی اقلیم ها می باشد و اقلیم خشک خنک گرم با مقدار MBE، 15/1- مگاژول بر سانتی-متر مربع بر روز و nRMSE معادل 11/0 دارای بیش ترین خطا بین پارامترهای هواشناسی و ضعیف ترین برآورد در بین 5 اقلیم مورد بررسی می باشد. در اقلیم نیمه خشک سرد گرم که بهترین برآورد تابش خورشیدی صورت گرفت از پارامترهایی از جمله دما (حداکثر، حداقل و میانگین)، بارش، ساعت آفتابی و سرعت باد استفاده شد. تاثیر پارامترهای مذکور در برآورد تابش خورشیدی یکسان می باشد.

آب رودخانه ها به عنوان منابع حیاتی برای جوامع انسانی و اکوسیستم ها نیازمند پایش دقیق و مستمر هستند تا از سلامت آنها اطمینان حاصل شود، چرا که توسط آلاینده های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی آلوده می شوند. در سنجش سنتی کیفیت آب، کارشناسان و پژوهشگران پارامترهایی مانند دما، pH، شفافیت، کدری، اکسیژن محلول، نیترات و غیره را اندازه گیری و شاخص کیفیت آب را طبق استانداردهای IRWQISC و NSFWQI محاسبه می کنند. این مطالعه دو بخش دارد. در بخش اول، پارامترهای موثر در کیفیت آب و مشکلات روش های سنتی با کمک کارشناسان و خبرگان از سازمان های محیط زیست و اداره آب و فاضلاب، با استفاده از روش دلفی-فازی شناسایی شد. نتایج نشان داد پارامترهای فلزات سنگین و کلروفیل a به ترتیب بیشترین و کمترین اولویت را دارند. همچنین چالش هایی مانند به روز نبودن سنجش، هزینه بالا، خطای زیاد و کمبود کارشناسان خبره شناسایی شد. کارشناسان معتقد بودند روش سنتی نمی تواند نیازهای جدید مانند استخراج خودکار الگوها و پیش بینی پارامترها را برآورده کند. در بخش دوم، روشی مبتنی بر اینترنت اشیا برای سنجش پارامترهای موثر و اولویت دار طراحی و پیاده سازی شد. سیستم پیشنهادی چهار لایه ای شامل ادراک، شبکه، پلتفرم و کاربردی است. این سیستم در یک رودخانه نصب و راه اندازی شد و علاوه بر برطرف کردن مشکلات روش های سنتی، توانست نیازمندی های جدید را نیز برآورده سازد. این رویکرد نوآورانه می تواند به بهبود مدیریت منابع آب و حفاظت از محیط زیست کمک کند.

در طبیعت انواع قوس رودخانه ای از قبیل، ساده مرکب، تند، ملایم و ... قابل مشاهده می باشد. رفتار هیدرولیکی جریان در محل آبگیری از قوس های رودخانه ای بسیار پیچیده تر از مسیر مستقیم است. در این مطالعه با استفاده از مدل عددی SRH-2D اثر سه نسبت شعاع قوس به پهنای کانال(R/B) معادل2 ( قوس تند)، 3 و 4( قوس ملایم) بر هیدرولیک جریان در محل آبگیر بررسی شد. پس از صحت سنجی مدل با استفاده از داده های آزمایشگاهی تحقیقات قبلی بر روی یک قوس180 درجه با33/4=R/B، پارامترهای هیدرولیکی سرعت و رقوم سطح آب برای مقاطع 100، 110، 115 و 125 درجه در طول کانال اصلی و یک مقطع در ابتدای کانال جانبی برداشت گردید. طبق نتایج به دست آمده، در مقطع 115 درجه که منطبق بر محور آبگیر جانبی است با افزایش نسبت R/B از 2 به 4 سرعت ورودی جریان به آبگیر6% افزایش پیدا می کند. در مقطع 125 درجه با افزایش شعاع نسبی قوس از 2 به 4، سرعت در قوس خارجی 5% افزایش پیدا کرده اما در قوس داخلی کاهش سرعت متوسط به میزان 4% می باشد. در مقطع 115 درجه ، حداکثر رقوم سطح آب در حوالی خط مرکزی قوس قابل مشاهده است و هر اندازه قوس تند تر باشد مقدار بالازدگی سطح آب در حوالی خط مرکزی قوس بیشتر است. درسایر مقاطع قبل و بعد از دهانه آبگیر رقوم سطح آب در قوس خارجی بیشتر و هر اندازه قوس تند تر باشد شیب عرضی سطح آب بیشتر می باشد.