تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1398 | دوره:50 | شماره:10 |تعداد مقالات:20

برای بررسی انتقال نانوذرات در محیط متخلخل، با توجه به محدودیت ابزارهای آزمایشگاهی و دشوار بودن تفسیر نتایج به دست آمده در محیط های متخلخل پیچیده مانند خاک، اغلب از محیط های متخلخل، همانند دانه های شیشه ای، شن، دانه های خالص کوارتز و شن های بستر رودخانه استفاده می شود. در این تحقیق، اثر دبی های مختلف جریان بر انتقال نانوذرات دی اکسید تیتانیم در ستون های خاک دست-نخورده بررسی شد. دبی در واحد سطح برابر با هدایت هیدرولیکی اشباع (جریان اشباع)، 9/0، 7/0 و 5/0 برابر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (جریان غیراشباع) توسط پمپ پریستالتیک (BT100-1F) به ستون های خاک اضافه شد. با اندازه گیری منحنی های رخنه مربوط به هر ستون، پارامترهای تبیین کننده انتقال نانوذرات بر مبنای مدل جذب تک مکانی، مدل جذب سینتیک تک مکانی و مدل جذب سینتیک دو مکانی تعیین شدند. نتایج حاکی از آن است که با افزایش نرخ جریان، غلظت نسبی نانوذرات TiO2 (غلظت نانوذرات در خروجی ستون های خاک نسبت به ورودی آن) از 3 درصد به 28 درصد افزایش می یابد. در بین مدل های مورد بررسی، مدل جذب سینتیک دو مکانی علاوه بر لحاظ نمودن مکانیسم حبس فیزیکی که براساس اندازه ذرات و منافذ محیط متخلخل صورت می گیرد، با وارد کردن تابع اشباع شدن سطح ذرات محیط متخلخل با نانوذرات و تابع حبس فیزیکی که تغییرات این مکانیسم با فاصله را لحاظ می کند، بهترین برازش (90 %

به منظور بررسی تاثیرکود های زیستی بر میزان آلودگی گیاهان به فلزات سنگین، آزمایشی در گلخانه گروه خاک شناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان در سال 1394 در قالب فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در 3 تکرار به اجرا درآمد. تیمارهای مورد بررسی عبارت بودند از فاکتور اول: سطوح آلودگی خاک به کادمیوم (0، 10، 25، 50، 100 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) و فاکتور دوم: تلقیح با قارچ های میکوریز و باکتری حل کننده فسفات شامل: باکتری حل کننده ی فسفات Pseudomonas putida، قارچ میکوریز Funneliformis mosseaeو قارچ میکوریز Rhizophagus intraradices بود. فاکتورهای مورد اندازه گیری شامل: شاخص کلروفیل برگ، ارتفاع گیاه، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، فسفر و پتاسیم ریشه و اندام هوایی و غلظت کادمیوم در گیاه بود. نتایج حاکی از آن بود که کاربرد کودهای زیستی شاخص های کلروفیل برگ، ارتفاع گیاه، وزن تر و خشک ریشه و اندام-های هوایی، فسفر و پتاسیم ریشه و اندام هوایی ذرت را نسبت به تیمار شاهد به طور معنی داری افزایش داد. تیمار قارچ Funneliformis mosseae و باکتری حل کننده فسفات (M+P) توانست میزان کلروفیل برگ و ارتفاع گیاه را به ترتیب 93/11 و 89/21 درصد نسبت به تیمار شاهد (بدون تلقیح) بهبود دهد. با افزایش سطوح آلودگی خاک به کادمیوم، شاخص کلروفیل برگ به طور معنی داری کاهش یافت. اعمال توام تیمار قارچ Funneliformis mosseae و باکتری حل کننده فسفر (M+P) و کادمیوم به گلدان های حاوی ذرت توانست وزن خشک ریشه و بخش هوایی گیاه را به ترتیب 6 و 7 درصد نسبت به تیمار 100 میلی-گرم بر کیلو گرم خاک کادمیوم افزایش دهد. به طور کلی نتایج حاکی از آن بود که تلقیح خاک با کودهای زیستی می تواند اثرات سوء و مضر کادمیوم بر رشد و عملکرد گیاه را کاهش دهد.

رطوبت خاک یک پارامتر تعیین کننده در بسیاری از فرآیند های پیچیده زیست محیطی است و نقش تعیین کننده ای در وقوع خشکسالی کشاورزی دارد. لذا در این تحقیق، با استفاده از داده های برآورد شده رطوبت خاک توسط مدل SWAP و داده های گزارش پنجم تغییر اقلیم، خشکسالی کشاورزی به کمک شاخص کمبود رطوبت خاک برای دوره آتی (2039-2020) برای مزرعه گندم فاروب نیشابور تعیین شد. داده های اقلیمی به کمک شش مدل GCM و دو سناریو انتشار 5/4 و 5/8 برآورد و توسط مدل LARS-WG ریزمقیاس شدند. سپس داده های اقلیمی ریزمقیاس شده به همراه داده های زراعی، خاک و آبیاری وارد مدل SWAP گردید. در نهایت با استفاده از داده های رطوبت عمق صفر تا 30 سانتی متری خاک، خشکسالی کشاورزی به کمک شاخص SMDI مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد، دمای مینیمم، ماکزیمم و بارش در دوره آتی نسبت به دوره پایه افزایش یافته است و سناریو 5/8 نسبت به سناریو 5/4 دمای بیشتر و بارش کمتری را برآورد کرده است. همچنین میانگین SMDI در دوره آتی نسبت به دوره پایه برای هر دو سناریو افزایش یافته است. نتایج قطعیت مدل های GCM در برآورد شاخص SMDI نیز نشان داد. تحت سناریو 5/4 مدل های IPSL و MIROC بیشترین قطعیت و مدل Canesm2 کمترین قطعیت ولی تحت سناریو 5/8 مدل MIROC بیشترین قطعیت و مدل های Csiromk-3. 6 و GFDL کمترین قطعیت را دارند.

انتقال ذرات جامد در جریان سیال، یک پدیده رایج در طبیعت بوده و نمونه معمول آن در علم هیدرولیک انتقال رسوب در رودخانه ها می باشد. در یک کانال با بستری متشکل از مواد رسوبی، در جریان های با دبی ناچیز ذرات بستر هیچ گونه حرکتی نداشته و در محل خود ثابت باقی می مانند. با افزایش دبی، ذرات بستر شروع به حرکت کرده که این لحظه آستانه حرکت ذرات رسوب نامیده می شود. در این پژوهش با استفاده از یک مدل عددی بر اساس نرم افزار OpenFOAM، به شبیه سازی دوبعدی آستانه حرکت گروهی ذرات رسوب در جریان آشفته پرداخته شده است. رویکرد اتخاذ شده در شبیه سازی به صورت اویلری-لاگرانژی بوده که در آن فاز پیوسته به صورت اویلری و با روش حجم محدود و ذرات رسوب به صورت لاگرانژی و با روش ردیابی ذرات شبیه سازی می شوند. در مدل حاضر اثر سیال بر ذره، ذره بر سیال و همچنین نیروهایی که ذرات رسوب به یکدیگر وارد می کنند، در نظر گرفته شده است. برای لحاظ نمودن اثر برخورد ذرات رسوب به یکدیگر، از رویکرد تماس نرم و مدل برخورد فنر دمپر اصطکاک استفاده گردید. نتایج حاصل از مدل عددی در قالب روش سرعت بحرانی با محققین دیگر مورد مقایسه قرار گرفته و یک رابطه برای معیار آستانه حرکت ذرات پیشنهاد شده است. همچنین آستانه ی حرکت ذرات رسوب با معیارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد مدل حاضر به خوبی توانسته پدیده ی مذکور را با دقت مناسبی شبیه سازی کند.

اصلاح خاک های آلوده به فلزات سنگین با استفاده از گیاهان زینتی، راهکار مناسبی برای پالایش خاک های آلوده به ویژه در مناطق شهری است. به منظور بررسی توانایی گیاهان زینتی در پالایش خاک های آلوده، آزمایشی با شش سطح کادمیم (صفر، 5، 10، 20، 40 و mg/kg 80) و سه گونه گیاه زینتی (همیشه بهار، تاج خروس و آفتابگردان زینتی) با سه تکرار در گلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش سطوح کادمیم، غلظت آن در گیاهان نیز افزایش می یابد، به طوری که بیشترین غلظت کادمیم در بخش هوایی همیشه بهار و کمترین آن در بخش هوایی آفتابگردان زینتی به دست آمد که اختلافی برابر با %2/50 داشتند. ولی بیشترین غلظت کادمیم در ریشه تاج خروس و کمترین آن در ریشه همیشه بهار مشاهده شد که اختلافی برابر با %2/4 داشتند. جذب کادمیم در بخش هوایی همیشه بهار حداقل به میزان %63/27 بیشتر از دو گونه گیاهی دیگر بود. در گیاه همیشه بهار، شاخص کلروفیل و تعداد گل به ترتیب نسبت به سایر گیاهان حداقل به میزان %3/17 و %34 بیشتر بود. فاکتور انتقال گیاه تاج خروس برابر با یک و فاکتور انتقال همیشه بهار (5/0) و آفتابگردان زینتی (3/0) کمتر از یک گزارش شد ولی فاکتور تجمع زیستی برای هر سه گونه گیاهی بیشتر از یک بود. با توجه به مقادیر جذب کادمیم و غلظت بالای آن در بخش هوایی همیشه بهار و شاخص های زیبایی (سبزینگی و تعداد گل) و زیست توده بالای این گیاه، همیشه بهار برای پالایش خاک های آلوده به کادمیم توصیه می گردد.

توسعه کشت محصولات کشاورزی در محیط گلخانه، یکی از راهکار های اساسی در مدیریت بحران کم آبی است. در این راستا، آگاهی از نیاز آبی گیاهان در شرایط کشت گلخانه و تخمین دقیق ضریب گیاهی از عوامل مهم و اثرگذار در برنامه ریزی صحیح آبیاری و افزایش بهره وری آب است. هدف از انجام این تحقیق محاسبه نیاز آبی و ضریب گیاهی ریحان در شرایط کشت کنترل شده گلخانه است. بدین منظور مطالعه ای در داخل گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران طی یک دوره رشد، با استفاده از میکرولایسیمتر انجام گرفت. میکرولایسیمترها ابزار مناسبی برای تعیین دقیق تبخیر-تعرق گیاه در شرایط استاندارد (ETc) یا به عبارتی تبخیر-تعرق واقعی گیاه (ETa) می باشند. در این تحقیق، تبخیر-تعرق گیاه مرجع و نیاز آبی گیاه ریحان با استفاده از رابطه بیلان آب در خاک تخمین زده شد. با توجه به نتایج، متوسط تبخیر تعرق گیاه مرجع و ریحان طی دوره رشد به ترتیب برابر با 23/8 و 13/5 میلی متر بر روز به دست آمد. سپس ضریب گیاهی از نسبت تبخیر-تعرق گیاه به تبخیر-تعرق مرجع در طول دوره رشد محاسبه گردید. متوسط مقادیر ضریب گیاهی ریحان برای مراحل اولیه، میانی و پایانی به ترتیب برابر با 30/0، 86/0 و 76/0 به دست آمد.

پیش بینی دقیق دبی در رودخانه ها، از مهم ترین مؤلّفه های فرآیندهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی در مدیریت منابع آب، به ویژه در اتّخاذ تدابیر مناسب در مواقع خشکسالی و بروز سیلاب است. در این تحقیق از تابع موجک و تجزیه ی مد تجربی یکپارچه که از ابزارهای محاسبات نرم محسوب می شوند، جهت استخراج ویژگی های سری زمانی استفاده گردیده و کارایی مدل های موجک-گوسین (DWT-GPR) و تجزیه ی مد تجربی یکپارچه-گوسین (EEMD-GPR) برای پیش بینی دبی بین سه ایستگاه متوالی رودخانه هوستونیک، واقع در آمریکا مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور در گام اول، مقدار دبی ایستگاه پایین دست، توسط ایستگاه های بالادست با استفاده از مدل رگرسیون فرایند گاوسی پیش بینی شده است. سپس سری های زمانی دبی و اشل توسط تبدیل موجک و تجزیه ی مد تجربی یکپارچه به زیرسری هایی تجزیه گشته و این زیرسری ها جهت شبیه سازی رابطه دبی-اشل وارد مدل رگرسیون فرایند گاوسی شدند. همچنین تأثیر هر یک از زیرسری های روش تجزیه ی مد تجربی یکپارچه (Residual and IMFs) در نتایج پیش بینی، بررسی گردید. مشاهده گردید که ناکارآمدترین زیرسری در تجزیه ی مد تجربی یکپارجه، زیرسری باقیمانده (Residual) می باشد. نتایچ حاکی از آن است که روش های ترکیبی موجک (DWT-GPR) و تجزیه ی مد تجربی یکپارچه (EEMD-GPR) تا حدود زیادی باعث بهبود نتایج گردیدند. به عنوان نمونه، برای مرحله آزمون مدل برتر پیش بینی دبی ایستگاه دوم، مدل تلفیقی تجزیه مد تجربی یکپارچه-گوسین 74/0DC= را به 80/0DC= و مدل تلفیقی موجک-گوسین 74/0DC= را به 83/0DC= ارتقاء داد.

کیفیت خاک بیانگر توانایی خاک در ارائه خدمات زیستی، اکولوژیکی و قابلیت تولید است. تعیین شاخص های کیفیت خاک و بیان کیفیت خاک نیازمند اندازه گیری تعداد زیادی از خصوصیات خاک است. امروزه فعالیت های آنزیمی خاک به عنوان یک شاخص مناسب جهت ارزیابی اثرات عوامل محیطی و مدیریتی بر کیفیت خاک شناخته شده اند. هدف از این تحقیق توسعه مدل های رگرسیونی بین فعالیت های آنزیمی و ویژگی های خاک در طول یک ترانسکت از جهت شمال به جنوب می باشد. برای این منظور از سه منطقه شهرستان میامی استان سمنان، 120 نمونه خاک با روش تصادفی طبقه بندی شده انتخاب شد. خصوصیات خاک و مقادیر آنزیم ها طبق روش های استاندارد تعیین شد. روابط موجود بین ویژگی های خاک و فعالیت سه آنزیم بتاگلوکوزیداز، فسفاتاز قلیایی و اوره آز با استفاده از روش رگرسیون خطی ((OLS مدل سازی شد. نتایج نشان داد، به طورکلی فعالیت های آنزیمی از جنوب به شمال شهرستان افزایش یافته و آنزیم بتاگلوکوزیداز دارای بیشترین ضریبتغییرات (68%) بوده است. مدل های رگرسیونی ارائه شده با دقتی (R2adj) در دامنه 7/50% تا 4/70% توانستند فعالیت آنزیمی خاک را پیش بینی کنند. مهمترین ویژگی های خاک مؤثر بر فعالیت آنزیمی در مناطق شمالی به ترتیب اولویت کربن آلی، بافت، ظرفیت تبادل کاتیونی، فسفر و پتاسیم و در مناطق جنوبی کربن آلی، هدایت الکتریکی و pHبودند. بررسی-های اعتبارسنجی مدل ها هم در مرحله صحت سنجی(RMSE, R2adj) نشان داد درجه تخمین مدل ها از اعتبار کافی برخوردار است. نتایج این تحقیق در بهبود برنامه ریزی های مدیریتی جهت مدیریت پایدار خاک کاربرد دارد.

در تحقیق حاضر، 105 آزمایش با هدف بررسی تأثیر شیب صفحات مشبک افقی بر روی مشخصات هیدرولیکی شیب شکن قائم با جریان زیربحرانی در بالادست انجام شد. آزمایش ها در دو مدل شیب شکن قائم ساده و شیب شکن قائم مجهز به صفحات مشبک افقی و شیبدار (سه شیب) با دو نسبت تخلخل تنظیم شد. بازه عمق بحرانی نسبی از 07/0 تا 24/0 بوده و شیب صفحات مشبک افقی ◦ 7، ◦ 14 و ◦ 21 و نسبت تخلخل صفحات مشبک برابر با دو مقدار 40 و 50 درصد درنظر گرفته شد. پارامترهای طول نسبی خیس شده، طول نسبی تلاطم، عمق نسبی استخر، عمق نسبی پایین دست و انرژی باقی مانده نسبی مورد بررسی قرار گرفت. در تمامی حالات مورد بررسی با افزایش عمق بحرانی نسبی، پارامترهای طول نسبی تلاطم، عمق نسبی استخر، عمق نسبی پایین دست و انرژی باقی مانده نسبی افزایش می یابند. نتایج نشان داد که با افزایش شیب صفحات مشبک، پارامترهای طول نسبی خیس شده، طول نسبی تلاطم و عمق نسبی استخر افزایش می یابند. این در حالی است که شیب صفحات مشبک تأثیر چندانی بر روی عمق نسبی پایین دست و انرژی باقی مانده نسبی ندارد. همچنین مشاهده گردید که افزایش تخلخل صفحات مشبک باعث کاهش پارامترهای طول نسبی خیس شده، طول نسبی تلاطم و عمق نسبی استخر و افزایش عمق نسبی پایین دست می گردد. این در حالی است که تخلخل صفحات مشبک بر روی انرژی باقی مانده نسبی بی تأثیر است.

هدف از این تحقیق تعیین الگوی رشد و بررسی قدرت شاخص های سبزینگی برای مدل سازی عملکرد نیشکر در سطح مزارع کشت و صنعت امام خمینی (ره) در استان خوزستان است. برای این منظور شاخص های سبزینگی مستخرج از تصاویر ماهواره ای لندست7 به کمک سری زمانی بررسی و مورد تحلیل قرار گرفت. در مجموع، تعداد 306 تصویر مربوط به اسفند سال 1383 لغایت بهمن سال 1396 استفاده شد کلیه تصاویر با الگوریتم فلش (FLAASH) به انعکاس سطحی تبدیل شدند. میانگین مقادیر 13 شاخص سبزینگی استخراج و با درون یابی به صورت سری زمانی هفت روزه تنظیم شد. به منظور حذف اعوجاج، سری ها با استفاده از الگوریتم ساویتزکی گلای (Savitzky-Golay) بازسازی شدند. بدین ترتیب 13 سری زمانی متفاوت از شاخص های سبزینگی برای 523 مزرعه نیشکر تشکیل گردید. سپس با میانگین گیری از سری زمانی شاخص سبزینگی NDVI، الگوی رشد نیشکر مشخص و به سه دوره رشد تقسیم شد. سپس مقادیر تجمعی شاخص های سبزینگی در دوره های رشد اول و دوم الگوی رشد برای سال های 1383 تا 1396 استخراج شد. بنابراین در مجموع 3286 نمونه بدست آمد که 2628 نمونه برای مدل سازی و 658 نمونه برای ارزیابی مدل ها استفاده شد. برای مدل سازی عملکرد، مقادیر تجمعی شاخص های سبزینگی در مقابل میانگین عملکرد مشاهده شده با روش رگرسیونی خطی ساده مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد برای دوره رشد اول شاخص سبزینگی تجمعی GNDVI با ضریب تبیین 47/0 و ضریب RMSE برابر 70/11 تن در هکتار و برای دوره رشد دوم شاخص سبزینگی تجمعی NDI با ضریب تبیین 56/0 و RMSE برابر 62/10 تن در هکتار نمایش دهنده بهتری برای عملکرد نیشکر نسبت به شاخص های دیگر می باشند. همچنین برای مجموع دوره رشد اول و دوم، مجموع شاخص های سبزینگی GNDVI و NDI با ضریب تبیین 65/0 و RMSE برابر 47/9 تن در هکتار نتیجه بهتری نسبت به حالتی که فقط از یک شاخص سبزینگی و یک دوره رشد استفاده شد، داشت. در انتها برای 658 نمونه، عملکرد نیشکر برای ارزیابی مدل ها تخمین زده شد و ضریب تبیین و RMSE بهترین مدل برابر 58/0 و 99/10 تن در هکتار بدست آمد. نتایج این تحقیق مناسب بودن شاخص GNDVI و NDI را برای پایش رشد نیشکر در دوره رشد اول و دوم تائید می کند.

انتخاب متغیرهای کمکی مناسب در روش های یادگیرنده ماشینی جهت نقشه برداری رقومی خاک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. طی سال های اخیر در ایران استفاده از الگوریتم های یادگیرنده در نقشه برداری رقومی و بهنگام سازی نقشه های قدیمی توسعه یافته است. پژوهش حاضر در بخشی از اراضی دشت قزوین با هدف مقایسه جنگل های تصادفی (RF) و رگرسیون درختی توسعه یافته (BRT) در پیش بینی مکانی کلاس های زیرگروه و فامیل خاک بهمراه انتخاب متغیرهای کمکی با استفاده از شاخص تورم واریانس انجام شده است. 61 خاکرخ به روش نمونه برداری تصادفی طبقه بندی شده حفر، تشریح و با تجزیه وتحلیل آزمایشگاهی تا سطح فامیل رده بندی گردید. مناسب ترین متغیر های محیطی از میان 15 متغیر ژئومورفومتری و شاخص های سنجش از دور با استفاده از فاکتور تورم واریانس انتخاب گردیدند. مدل سازی رابطه خاک – زمین نما در دو سطح زیرگروه و فامیل خاک با استفاده از دو الگوریتم یادگیرنده RF و BRT در نرم افزار RStudio بر اساس دو بسته "Randomforest" و "C5. 0" اجرا گردید. نتایج انتخاب متغیر های محیطی نشان داد که شش متغیر CHA، DEM، STH، NDVI، SI و DVI به عنوان متغیر ورودی انتخاب گردیدند. شاخص های ارزیابی مدل ها شامل صحت کلی و شاخص کاپا به ترتیب برای الگوریتم BRT، 35، 26 درصد و برای الگوریتم RF، 70، 60 درصد در سطح فامیل خاک حاصل گردید. آنالیز حساسیت برمبنای شاخص میانگین حداقل صحت نشان داد که متغیر محیطی مساحت حوزه آبخیز اصلاح شده دارای بیشترین اهمیت نسبی در میان متغیرهای انتخاب شده است. به طورکلی با استفاده از رویکردهای نوین انتخاب متغیر و الگوریتم های یادگیرنده مؤثر می توان نقشه ی پراکنش مکانی خاک ها را حتی در نواحی با پستی وبلندی کم با صحت قابل قبول تهیه نمود.

مطالعه خاک ها در امتداد یک ردیف پستی و بلندی، اصل مهمی برای بیان مفهوم تکامل و تغییرپذیری مکانی خاک ها است که به صورت پیوسته در امتدادی مشخص تشکیل شده اند. هدف اصلی این پژوهش بررسی دو رویکرد کانی شناسی رس و شاخص شباهت سورنسون در توصیف تشکیل و تکامل خاک های موجود در اراضی منطقه فسارود (داراب) می باشد. سه واحد فیزیوگرافی؛ واریزه های سنگریزه دار، دشت دامنه ای و دشت سیلابی در منطقه تعیین شدند. نه پدون مشاهداتی بر اساس نقشه واحدهای فیزیوگرافی منطقه در امتداد شمال غربی – جنوب شرقی حفر گردیدند. خاک های واقع در دشت سیلابی به صورت تیپیک اندواکوئپتز و اکسی اکوئیک هاپل یوستپز رده بندی شده اند که فرآیندهای گلی زیشن و اکسیداسیون احیاء در آنها رخ داده است. دو زیرگروه خاک فلوونتیک هاپلیوستپز و تیپیک کلسی یوستپز در واحد فیزیوگرافی دشت دامنه ای شناسایی شدند که به ترتیب وقوع دوره ای فرآیندهای فرسایش و رسوب منجر به کاهش نامنظم کربن آلی و تشکیل افق زیر سطحی کلسیک از مهمترین مشخصه های آنها می باشد. موقعیت واریزه های سنگریزه دار دارای تیپیک یوست اورتنتز است که خاکی جوان و با بیش از 60 درصد سنگریزه در افق زیر سطحی می باشد. کانی شناسی رس نشان داد که کانی های اسمکتیت، ایلایت، کلرایت، پالیگورسکیت و کائولینیت کانی های موجود در موقعیت واریزه های سنگریزه دار، دشت دامنه ای و دشت سیلابی می باشند. نتایج شاخص تشابه خاکرخی از سطح راسته، زیرراسته، گروه بزرگ، زیرگروه و فامیل بترتیب 5/0، 54/0، 55/0، 74/0 و 74/0 حاصل شد که دارای روندی افزایشی می باشد. به طور کلی رویکرد کمی شاخص تشابه نسبت به کانی شناسی رس بهتر توانسته است تغییرات خاک ها را در موقعیت های مختلف شیب توصیف نماید.

فرسایش بستر و کناره های رودخانه یکی از عواملی است که باعث تغییرات مورفولوژی رودخانه ها می شود. عمق آبشستگی معرف میزان پتانسیل تخریب جریان در اطراف سازه های هیدرولیکی واقع در مسیر جریان است. بنابراین تعیین عمق آبشستگی و سرعت جریان، امری ضروری می باشد. در این مطالعه، نتایج آزمایشگاهی تغییرات توپوگرافی بستر و الگوی جریان در اطراف موانع نفوذناپذیر و موانع نفوذپذیر با یکدیگر مقایسه شده است. برای موانع نفوذپذیر از دو نوع موانع توری سنگی و موانع میله ای یک و دو ردیفه با زاویه 90 درجه نسبت به امتداد جریان استفاده شده است. در استفاده از موانع میله ای دوردیفه، دو حالت قرارگیری میله ها به-صورت در امتداد هم و زیگزاگی مورد نظر قرار گرفته است. آزمایش ها در یک کانال مستطیلی با بستر متحرک به عرض 60 سانتی متر و دبی 28 لیتر بر ثانیه و عدد فرود 26/0 انجام پذیرفت. نتایج نشان داد روند تغییر حداکثر عمق آبشستگی با افزایش نفوذپذیری، کاهشی است. در موانع توری سنگی نسبت به موانع میله ای با نفوذپذیری یکسان، آبشستگی به مراتب بیشتر است. همچنین اثر افزایش فاصله ردیف های موانع دو ردیفه بر مقدر حداکثر عمق آبشستگی برای حالت زیگزاگی، افزایشی و برای حالت در امتداد هم، کاهشی می باشد.

آنزیم¬های خاک می توانند به عنوان معیاری برای سنجش وضعیت بیولوژیکی خاک مورد استفاده قرار گیرند و در این میان آنزیم¬های فسفاتاز (قلیایی و اسیدی) به دلیل نقشی که در تبدیل فسفر آلی به معدنی و بهبود تغذیه گیاه دارند از اهمیت زیادی برخوردار می¬باشند. در این تحقیق، اثر کاربرد کود فسفر، اسید هومیک و زمان های مختلف برداشت بر آنزیم¬های فسفاتاز، کربن فعال، فسفر خاک ریزوسفر گیاه نیشکر (فسفر کل و فسفر قابل استفاده) و جذب این عنصر به وسیله گیاه نیشکر در آزمایش گلدانی و در شرایط گلخانه-ای، در جنوب غربی ایران بررسی شد. در این آزمایش مصرف سطوح مختلف فسفر (0، 50 و 100 درصد توصیه کودی در منطقه معادل 250 کیلوگرم در هکتار و به صورت سوپرفسفات تریپل)، تیمارهای اسید هومیک (سه سطح غوطه ورسازی قلمه در محلول¬های 0، 3/0 و 5/0 درصد اسید هومیک و تیمار خاک کاربرد kg ha-110 اسید هومیک) و دو زمان برداشت به صورت آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در شرایط عدم مصرف کود فسفر، استفاده از اسید هومیک (بویژه به شکل غوطه ور کردن قلمه) در برداشت اول جذب فسفر توسط گیاه حدود دو برابر و در برداشت دوم تا 30 درصد در مقایسه با تیمار شاهد افزایش داشت. بهبود جذب فسفر در شرایط کمبود فسفر قابل دسترس خاک به دلیل تغییرات در مقدار کربن فعال ناحیه ریزوسفر و نیز تاثیر بر تراکم و فعالیت میکروارگانیسم ها و فعالیت آنزیم هایی مانند فسفاتاز می باشد که قابلیت دسترسی فسفر را در مجاورت ریشه گیاه افزایش می دهند. با افزایش مصرف کود فسفر فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت و به حداقل مقدار اندازه گیری شده (17% کمتر از شاهد) رسید.

با توجه به گزارشهای متعدد مبنی بر روند گرم شدن کره زمین و نوسانات بارش، بررسی تغییرات اقلیمی به منظور سازگاری با این پدیده به ویژه در مناطق نیمه خشک دیم کشور ضروری به نظر می رسد. هدف از این مطالعه بررسی روند تغییرات اقلیمی فعلی و پیش نگری مدل های اقلیمیCMIP5 تحت پروژهCORDEX در مناطق دیم خیز استان کردستان می باشد. در این مطالعه، ایستگاه های سنندج، قروه و زرینه به عنوان نزدیک ترین ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک به ایستگاه های تحقیقاتی معرف کشاورزی دیم استان کردستان انتخاب شدند. داده های اقلیمی ریزمقیاس نمایی شده پروژه CORDEX ابتدا مورد پس پردازش قرار گرفتند. با توجه به اینکه دوره آینده این پروژه از سال 2006 شروع و تا سال 2100 ادامه دارد، داده ها به چهار دوره ی زمانی تقسیم بندی شدند. داده های اقلیمی پیش نگری شده با داده های مشاهداتی دوره زمانی 2006 تا 2017 مقایسه شدند، سپس پیش نگری مدل های اقلیمی در دوره های زمانی مختلف آینده مورد بررسی قرار گرفتند. روند تغییرات اقلیمی فعلی با استفاده از آزمون من-کندال و تخمین گر شیب سن نشان دهنده کاهش بارش و افزایش دما و تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه مرجع می باشد. مقایسه دوره 2017-2006 نشان دهنده دقت بالای تخمین دما و تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه مرجع و دقت کم بارش می باشد. همچنین طبق پیش نگری مدل های اقلیمی در پایان قرن 21 نسبت به دوره پایه 2005-1990 افزایش دما و تبخیر-تعرق پتانسیل در تمامی مدل های اقلیمی همه ایستگاه ها و نوسانات در بارش اتفاق خواهد افتاد. در حالی که در سنندج کاهش بارش مورد انتظار است، بارش های بیشتری در قروه و زرینه رخ خواهد داد.

با توجه به تغییرات اقلیمی و رشد جوامع شهری، نیاز به آب زیرزمینی و اکتشاف این منابع رو به افزایش است؛ بنابراین هدف از تحقیق حاضر، تهیه نقشه پتانسیل سطح آب زیرزمینی با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی (GIS) در منطقه ای واقع در دشت بوشهر با استفاده از ترکیب روش آماری عامل اطمینان با روش داده کاوی بگینگ است. بدین منظور در گام اول، 339 موقعیت چاه در منطقه موردمطالعه مشخص گردید و به صورت تصادفی، 238 چاه (70 درصد) به عنوان نقاط آموزشی و 101 چاه (30 درصد) به عنوان نقاط اعتبارسنجی تعیین گردید. در گام بعد، 15 عامل تأثیرگذار بر تجمع آب زیرزمینی مانند ارتفاع، زاویه شیب، جهت شیب، طول شیب، انحنای سطح، انحنای آبراهه، شاخص رطوبت توپوگرافی، فاصله از گسل، تراکم گسل، فاصله از رودخانه، تراکم آبراهه، بارندگی، لیتولوژی، پوشش اراضی و نوع خاک در نرم افزار ArcGIS 10. 3 و Saga GIS تهیه گردید. رابطه مکانی بین پارامترهای مؤثر و موقعیت چاه ها با استفاده از مدل عامل اطمینان مشخص گردید و به منظور پیاده سازی مدل بگینگ از این وزن ها استفاده شد. به منظور ارزیابی دقت مدل ترکیبی از شاخص های ضریب تعیین، RMSE و MAE استفاده شد و همچنین به منظور ارزیابی دقت نقشه های تهیه شده از منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) و سطح زیر آن (AUC) استفاده گردید. نتایج حاصل از ارزیابی نشان می دهد که مقادیر شاخص های ضریب تعیین، RMSE و MAE برای داده های آموزشی و اعتبارسنجی به ترتیب برابر 76 درصد، 247/0، 162/0، 5/73 درصد، 256/0 و 169/0 است. نتایج ارزیابی منحنی ROC نشان می دهد که سطح زیر منحنی به ترتیب 2/86 و 8/94 درصد برای مدل های عامل اطمینان و ترکیب مدل عامل اطمینان با مدل داده کاوی بگینگ است.

سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک، سیستم آبیاری پایه در اراضی زراعی شبکه آبیاری پایاب سامانه گرمسیری استان ایلام می باشد. وضعیت اقلیمی مناطق گرمسیری استان به ویژه دشت مهران به گونه ای است که متوسط سرعت باد در ماه های اردیبهشت تا شهریور (مصادف با کشت تابستانه) بیشتر از 16 کیلومتر بر ساعت بوده و استفاده از آبیاری بارانی به علت گرمای زیاد، رطوبت نسبی پایین و سرعت باد بالا دارای محدودیت شدید می باشد. به همین منظور توسعه سیستمی که بتواند در کشت دوم که شرایط برای آبیاری بارانی مناسب نیست، اراضی را تحت پوشش قرار دهد ضروری می باشد. هدف از این پژوهش امکان سنجی هیدرولیکی و اقتصادی تبدیل سیستم آبیاری بارانی به قطره ای نوارای (تلفیقی) در کشت تابستانه می باشد. برای این منظور ابتدا سناریوهای مختلف توسعه زیرساخت های لازم برای تبدیل سیستم آبیاری بارانی به قطره ای طراحی و سپس این سناریوها در سطح قطعات زراعی از لحاظ هیدرولیکی (نرم افزارWater-GEMS) و اقتصادی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که هزینه تهیه و اجرای زیرساخت های تبدیل سیستم آبیاری بارانی به قطره ای نواری در هر هکتار بین 1/15 تا 8/15 میلیون ریال (معادل 7/5 درصد هزینه شبکه فرعی) و هزینه بهره برداری سالانه 19 میلیون ریال می باشد. توسعه آبیاری تلفیقی در سطح 12350 هکتار اراضی زراعی شبکه باعث صرفه جویی 85/8 میلیون مترمکعب در مصرف آب و افزایش درآمدهای خالص کل طرح از 145709 به 165731 میلیون ریال می شود.

پیش بینی انتقال باکتری ها به آب های زیرزمینی برای جلوگیری از آلودگی منابع آب به باکتری های کلی فرم بسیار حائز اهمیت است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی روش رسوب گذاری زیستی کربنات کلسیم (MICCP) در جلوگیری از انتقال باکتری اشریشیا کولی به عنوان باکتری شناساگر آلودگی زیستی انجام شده است. برای انجام فرایند MICCP نمونه شن در لوله PVC (قطر داخلی 8/4 و بلندی 92/14 سانتی متر) ریخته شد و برای سه روز همراه با باکتری اسپوروسارسینا پاستئوری انکوباسیون شد. پس از پیدایش جریان ماندگار اشباع، به اندازه 1/0 حجم منفذی از سوسپانسیون باکتری اشریشیا کولی (108 CFU/mL) به ستون افزوده شد و آب-شویی با آب مقطر انجام شد. از زه آب خروجی از ستون ها در حجم های منفذی 1/0 تا 5 نمونه برداری شد. پس از پایان آب شویی، ستون شن به 5 برش 3 سانتی متری تقسیم شد و شمار باکتری های به دام افتاده در ستون اندازه گیری شدند. شمارش باکتری ها در محیط کشت EMB و به روش شمارش کلنی انجام شد. ستون شن کنترل نیز آب شویی شد. پیامد تیمار MICCP و برهم کنش آن با حجم منفذی بر شمار اشریشیا کولی در زه آب معنی دار شد (05/0>p). پیامد عمق و برهم کنش آن با تیمار نیز بر شمار مانده باکتری اشریشیا کولی در ستون و کربنات کلسیم معنی دار بود (05/0>p). روی هم رفته، کارکرد کربنات کلسیم فراهم شده زیستی در پالایش باکتری ها به ویژه در لایه های بالایی ستون قابل توجه بوده و با کاهش ضریب آبگذری ستون شن، غلظت باکتری اشریشیا کولی در زه آب کاهش یافت.

شبه فلز آرسنیک، یک آلاینده سمی و دارای اثرات سرطان زایی شدیدی است. یکی از راه های جدید و موثر برای کاهش غلظت آرسنیک درآب های آلوده، استفاده از اصلاح کننده های معدنی است. هدف از این مقاله بررسی میزان کاهش آرسنیک در آب با استفاده از نانوذرات مگنتیت، نانوذرات تیتانیوم، فروسیلیس و فروسیلیس منیزیم است. در این تحقیق اثر زمان، غلظت اولیه آرسنیک، مقدار جاذب و pH با انجام آزمایش های ناپیوسته بر تغییر غلظت آرسنیک محلول مطالعه شد. پس از تعیین زمان تعادل، مقدار بهینه جاذب ها به دست آمد و ایزوترم های جذب سطحی رسم شد. زمان تعادل برای نانوذرات مگنتیت و تیتانیوم دو ساعت، برای فروسیلیس منیزیم 16 ساعت و برای فروسیلیس 24 ساعت به دست آمد. ایزوترم فرندلیچ با داده های آزمایش همبستگی بیشتری نشان داد (R2≥ 089). با افزایش pH درصد حذف آرسنیک کاهش یافت و حداکثر حذف (90 درصد) توسط نانو ذرات آهن و تیتانیوم در 3=pH مشاهده شد. نانوذرات مگنتیت و نانوذرات اکسید تیتانیوم جاذب های کاراتر و فروسیلیس منیزیم جاذب های ارزان قیمت تری برای حذف آرسنیک از آب آلوده بودند.

به منظور بررسی کارایی گیاه پالایی، زیست پالایی و گیاه پالایی زیست افزونی شده در حذف نفت خام از خاک، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار به اجرا درآمد. فاکتورها شامل سه سطح آلودگی خاک به نفت (صفر، 4 و 8 درصد وزنی)، چهار تیمار گیاهی (بدون گیاه، برموداگراس (Cynodon dactylon)، سورگوم (bicolorSorghum) و جو (Hordeum vulgare)) و سه تیمار قارچ (بدون قارچ، قارچ بومی و قارچ غیربومی Phanerochate chrysosporium))) بودند. در این تحقیق قارچ جداسازی شده از خاک آلوده از گونه آسپرژیلوس نایجر ( Aspergillus niger) بود. برای انجام آزمایش نمونه های پنج کیلویی خاک با مقادیر مختلف نفت خام آلوده شدند و در گلدان های پلاستیکی ریخته شدند و پس از گذشت شش هفته با قارچ ها تلقیح شده و سپس در خاک های آلوده تلقیح شده با قارچ و تلقیح نشده سه گونه گیاهی گرامینه کاشته شدند. نتایج نشان داد که کاربرد گیاهان سبب افزایش معنی دار درصد حذف نفت خام نسبت به شاهد گردید. درصد حذف نفت خام در خاک های کشت شده به ترتیب نزولی مربوط به سورگوم، برموداگراس و جو بود. تلقیح خاک با قارچ ها درصد حذف ترکیبات نفتی را به طور معنی داری نسبت به شاهد افزایش دادند. قارچ بومی در تجزیه و مصرف مواد نفتی نسبت به قارچ غیربومی مورد مطالعه کارآیی و عملکرد بهتری داشت. همچنین کاربرد توأم آن ها (گیاه پالایی زیست افزونی شده) نسبت به کاربرد هر یک از روش ها به تنهایی (گیاه پالایی و زیست پالایی) درصد حذف نفت خام را بطور معنی داری افزایش داد؛ که نشان می دهد کارایی روش گیاه پالایی زیست افزونی شده نسبت به گیاه پالایی و زیست پالایی به تنهایی به طور معنی داری بالاتر بود.