تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1400 | دوره:52 | شماره:1 |تعداد مقالات:20

به موجب توسعه روز افزون نانوفناوری، استفاده از آن در همه زمینه ها به ویژه در زمینه آلودگی های زیست محیطی به عنوان جاذب افزایش یافته است. بدین منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو فاکتور، فاکتور آرسنیک در چهار سطح (صفر، 25، 50 و mg/kg 100) و فاکتور نانوذره TiO2 در سه سطح (صفر، 25/0 و 5/0 درصد وزنی نانوذره) و با سه تکرار در آزمایشگاه و در اتاقی تاریک با ˚ C25 و در مدت 8 ماه و با استفاده از ظروف تنفس L 3/1 به اجرا درآمد. نتایج درصد تنفس تجمعی نشان داد که بیش ترین مطابقت تنفس تیمار شاهد با تیمار mg/kg 50 آرسنیک به همراه 5/0 درصد وزنی نانوذره به دست آمد. بیش ترین و کم ترین میزان تنفس به ترتیب در ماه های اول و هشتم انکوباسیون از تیمارهای شاهد و mg/kg 25 آرسنیک با اختلاف 78/33 درصد حاصل شد. با افزایش سطوح نانوذره میزان تنفس نیز افزایش یافت به طوری که بیش ترین میزان تنفس در ماه اول و از تیمار 5/0 درصد وزنی نانوذره به دست آمد. بیش ترین و کم ترین کربن زیست توده میکروبی و هم چنین کسر میکروبی به ترتیب از تیمارهای mg/kg 100 آرسنیک به همراه 25/0 درصد وزنی نانوذره و mg/kg 50 آرسنیک به همراه 5/0 درصد وزنی نانوذره حاصل شد و برعکس، بیش ترین و کم ترین کسر متابولیکی به ترتیب از تیمارهای mg/kg 50 آرسنیک به همراه 5/0 درصد وزنی نانوذره و mg/kg 100 آرسنیک به همراه 25/0 درصد وزنی نانوذره به دست آمد. تحلیل خوشه ای متغیرها نشان داد که متغیرهای کربن زیست توده میکروبی و کسر میکروبی در خوشه اول قرار گرفتند و در خوشه های دوم، سوم و چهارم نیز به ترتیب متغیرهای تنفس پایه، کسر متابولیکی و تنفس تجمعی قرار گرفتند. مطابق با نتایج این پژوهش، کاربرد 5/0 درصد وزنی نانوذره توانست اثرات سمی آرسنیک را کاهش داده و تنفس پایه، درصد تجمعی تنفس و تنفس ماهیانه را بهبود بخشد.

خاک های شور و سدیمی ساختمان ضعیفی دارند. ویژگی های شیمیایی و فیزیکی این خاک ها با استفاده از اصلاح کننده های مختلف قابل اصلاح است. با مصرف اصلاح کننده های آلی پایداری خاکدانه ها، ظرفیت نگهداری آب خاک و درصد رطوبت قابل استفاده برای گیاه افزایش می یابد. برای کاهش مصرف آب در کشاورزی و بهبود ساختمان خاک در خاک های متاثر از نمک استفاده از پلیمرهای محلول در آب و کودهای حاوی اسید هیومیک مناسب است. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر پلی آکریلیک اسید و هیومیک اسید بر پایداری خاکدانه ها و رطوبت ظرفیت مزرعه ای در خاک های شور و سدیمی بود. این پژوهش با استفاده از چهار سطح شوری 10، 20، 30 و 40 دسی زیمنس بر متر و کاربرد دو نوع اصلاح کننده (هیومیک اسید و پلی اکریلیک اسید) در چهار سطح (صفر، 2/0، 4/0و 8/0 درصد وزنی) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه ای اجرا شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقادیر پایداری خاکدانه ها در شوری 10 دسی زیمنس بر متر و در سطح 8/0 درصد پلی آکریلیک و هیومیک اسید و به ترتیب 13/3 و 51/1 میلی متر بود. بیشترین مقدار رطوبت ظرفیت مزرعه در سطح شوری 40 دسی زیمنس بر متر و مقدار 8/0 درصد پلی آکریلیک و هیومیک اسید به ترتیب 65/26 و 65/25 درصد اندازه گیری شد.

فلزات سنگین با آلوده کردن خاک و تغییر ویژگی های شیمیایی و بیولوژیکی آن دینامیک کربن آلی را تحت تأثیر قرار می دهند. برای این منظور آزمایشی به صورت اسپیلیت فاکتوریل با سه تکرار به اجرا در آمد. آنتیموان در چهار سطح (صفر، 25، 50 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم)، نانوذره TiO2 به عنوان جاذب در سه سطح (صفر، 25/0 و 5/0 درصد وزنی) و فاکتور زمان هم در هشت سطح (ماه اول تا ماه هشتم) فاکتورهای آزمایش را تشکیل دادند. نتایج نشان داد که از ماه اول تا ماه هشتم انکوباسیون، تنفس پایه کاهش یافت و بیش ترین میزان تنفس پایه از ماه اول انکوباسیون و کم ترین آن نیز در ماه هشتم انکوباسیون با اختلاف معنی داری برابر با 81/27 درصد حاصل شد. بیش ترین و کم ترین سرعت تجزیه مواد آلی به ترتیب در تیمارهای شاهد و 50 میلی گرم بر کیلوگرم آنتیموان بدون کاربرد نانوذره با اختلافی برابر با 6/16 درصد به دست آمد. با افزایش سطوح آنتیموان، ثابت سرعت تجزیه مواد آلی به شدت کاهش یافت ولی هم زمان با افزایش سطوح آلایندگی کاربرد 5/0 درصد وزنی نانوذره باعث افزایش سرعت تجزیه مواد آلی گردید. بیش ترین نیمه عمر و متوسط اقامت کربن در خاک در تیمار 50 میلی گرم بر کیلوگرم بدون کاربرد جاذب و کم ترین آن نیز از تیمار 25 میلی گرم بر کیلوگرم به همراه کاربرد 5/0 درصد وزنی جاذب حاصل شد. با توجه به نتایج این پژوهش می توان اظهار داشت که کاربرد 5/0 درصد وزنی جاذب TiO2 ثابت سرعت تجزیه مواد آلی را افزایش ولی نیمه عمر و متوسط اقامت کربن در خاک را کاهش داد. در سطوح بالاتر آلاینده (100 میلی گرم بر کیلوگرم آنتیموان) نسبت به سطوح پایین (50 و 25 میلی گرم بر کیلوگرم) سطح جاذب به دلیل اشباع شدگی با آلاینده کارایی خود را از دست داد، لذا در سطوح بالاتر آلاینده باید از سطوح جاذب (TiO2) بیش تر از 5/0 درصد وزنی استفاده شود.

در این تحقیق مدل عددی سه بعدی برای شبیه سازی الگوی جریان در آبگیری از کانال قوسی شکل توسعه داده شده است. با توجه به انحنای مرزهای جریان و شبکه محاسباتی، معادلات سه بعدی ناویراستوکس در مختصات منحنی الخط غیرمتعامد و جابجانشده حل شده و با عنایت به پیچیدگی حاکم بر شرایط جریان، برای حل ترم های آشفتگی از مدل برای اعداد رینولدز پایین استفاده شده است. انفصال معادلات با استفاده از روش حجم محدود صورت پذیرفته است و جهت گسسته سازی ترم های پخش و انتقال به ترتیب از طرح های اختلاف مرکزی و قاعده توانی و برای جفت نمودن میدان جریان و فشار از طرح نیمه ضمنی پایدار استفاده شده است. همچنین جهت افزایش راندمان مدل از یک بلوک با دامنه متغیر برای شبیه سازی هر دو کانال قوسی شکل و آبگیر استفاده شده است. مدل توسعه داده شده ابتدا در دو آزمون جریان در قوس 180 درجه و آبگیری از کانال مستقیم صحت سنجی گردید. سپس الگوی جریان در آبگیری از قوس 180 درجه برای زاویه استقرار 40 درجه و تحت زاویه آبگیری 45 درجه شبیه سازی و با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه گردید. متوسط خطای مدل سازی در کانال اصلی و آبگیر به ترتیب در حدود 3/7 و 7/19 درصد بوده است که در مقایسه با نتایج سایر مدل های تجاری در حد قابل قبول می باشد.

یکی از ارکان های اساسی مدیریت منابع آب و افزایش بهره وری کشاورزی، استفاده بهینه از منابع (آبی) می باشد. شاخص ردپای آب یکی از رویکردهای جدید است که بدین منظور مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق از رویکرد ردپای آب جهت بهینه سازی الگوی کشت محصولات زراعی در اقلیم های مختلف ایران استفاده شد. برای این منظور 11 محصول زراعی در شش اقلیم مختلف ایران انتخاب شده و ضمن محاسبه ردپای آب محصولات زراعی مورد کشت، به ارزیابی شاخص های RIS و ردپای آب آبی واقعی (WFAblue) پرداخته شد. پس از ارزیابی و محاسبه شاخص ها، از روش بهینه سازی تاپسیس به منظور ارائه الگوی کشت بهینه استفاده گردید. نتایج نشان داد که در بین محصولات موردبررسی، گندم، جو، یونجه، پنبه و توتون محصولاتی هستند که بیشترین مقدار ردپای آب سبز را دارند که بالاترین مقدار آن نیز در اقلیم PH-C-W (خیلی مرطوب خنک گرم) می باشد. این در حالی است که بیشترین مقدار ردپای آب آبی و خاکستری، عمدتاً مربوط به برنج، لوبیا، پنبه و توتون می باشد که به دلیل مصرف آب بالای این محصولات (نیاز آبی بالا) می باشد. ارزیابی مدل بهینه سازی نیز نشان داد که، بهینه ترین محصولات برای کشت در منطقه به ترتیب ذرت با 39 درصد اولویت اول، جو با 23 درصد، سیب زمینی با 20 درصد، گوجه فرنگی با هفت درصد و گندم با یک درصد در اولویت های بعدی و بهینه کشت در ایستگاه ها معرفی گردیدند. نامطلوب ترین محصول برای کشت در استان های کشور نیز به ترتیب توتون، پنبه، لوبیا، برنج، چغندرقند و یونجه شناخته شدند.

این پژوهش به ارزیابی آزمایشگاهی شرایط مختلف هیدرولیکی بر عملکرد سازه های تورسنگی در استهلاک انرژی نسبی پایین دست سرریز اوجی پرداخته است. پارامترهای مورد ارزیابی پژوهش حاضر شامل عدد فرود، ارتفاع آب پایه، مقدار بازشدگی در عرض آب پایه و قطر سنگدانه ها بودند. آزمایش ها برای دبی های 20 تا 40 لیتر بر ثانیه با دو ارتفاع آب پایه 5 و 10 سانتی متر و بازشدگی های 10، 15، 20 و 30 سانتی متر در عرض آب پایه و بدون بازشدگی انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش ارتفاع آب پایه، طول پرش هیدرولیکی نسبی افزایش یافته و میزان استهلاک انرژی نسبی نیز افزایش می یابد. همچنین با افزایش قطر سنگدانه، طول پرش هیدرولیکی نسبی و میزان استهلاک انرژی نسبی کاهش یافته و بیشترین میزان استهلاک انرژی نسبی مربوط به سنگدانه با قطر متوسط 5/1 سانتی متر است که میزان استهلاک انرژی نسبی و طول پرش هیدرولیکی نسبی به ترتیب حدود 9 درصد و 3/8 درصد بیشتر از سنگدانه با قطر3 سانتی متر است. همچنین نتایج نشان داد که ایجاد بازشدگی و افزایش آن در عرض آب پایه موجب کاهش استهلاک انرژی نسبی می گردد. به طوری که استهلاک انرژی نسبی در آب پایه با بازشدگی 30 سانتی متر حدود 7 درصد و طول پرش هیدرولیکی نسبی آن حدود 9 درصد کمتر از آب پایه بدون بازشدگی بوده است.

یکی از مسائل مهم هیدرولیک بررسی تاثیر استفاده از سازه های الحاقی جهت مستهلک نمودن انرژی جریان در سازه های روگذر از جمله شیب شکن می باشد. در پژوهش حاضر با استفاده از مدل آزمایشگاهی به بررسی تاثیر استفاده همزمان صفحه مشبک افقی و گابیون در سازه شیب شکن مایل پرداخته شد و با نتایج سایر محققین مقایسه صورت گرفت. آزمایش ها برای دو ارتفاع و سه زاویه شیب شکن مایل گابیونی، دو نسبت تخلخل صفحات مشبک و محدوده دبی 150 الی 800 لیتر بر دقیقه انجام شد. نتایج نشان داد در تمامی مدل های مورد بررسی با افزایش عمق بحرانی نسبی، مقادیر استهلاک انرژی نسبی کاهش و عمق نسبی پایین دست افزایش می یابد. با افزایش زاویه و ارتفاع شیب شکن و کاهش تخلخل صفحات مشبک برای یک عمق بحرانی نسبی ثابت، مقدار استهلاک انرژی نسبی شیب شکن مایل گابیونی مجهز به صفحه مشبک افقی افزایش می یابد. افزایش طول خیس شده صفحات مشبک افقی باعث ایجاد جریان دوفازی و ورود هوا به سیستم بکاررفته می شود و در نتیجه مقدار استهلاک انرژی افزایش می یابد. به کارگیری همزمان گابیون در قسمت شیبدار و صفحات مشبک افقی در لبه شیب شکن مایل عدد فرود پایین دست را به صورت چشمگیری کاهش داده است به نحوی که عدد فرود پایین دست در هر سه زاویه و دو نسبت تخلخل از بازه 49/4 الی 35/8 به بازه 31/1 الی 48/2 نسبت به شیب شکن مایل ساده و از بازه 48/1 الی 78/5 به بازه 31/1 الی 48/2 نسبت به شیب شکن مایل مجهز به صفحه مشبک افقی کاهش یافته است.

در این تحقیق شکل خاصی از سرریزهای غیر خطی با عنوان سرریزهای کلید پیانویی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این نوع از سرریزها بر خلاف سرریزهای کنگره ای، دهانه ها یک در میان به سمت داخل مخزن و بیرون آن شیب دار می باشد. با توجه به اینکه با قوسی کردن سرریز، طول موثر آن افزایش می یابد، لذا این پژوهش با هدف بررسی آزمایشگاهی ضریب آبگذری سرریز کلید پیانویی قوسی در پلان در شرایط جریان آزاد انجام شده است. در این پژوهش 27 مدل سازه سرریز کلید پیانویی قوسی با سه طول قوس 20/1، 40/1، 60/1 متر، سه طول تاج 10/5، 30/4، 20/3 متر و سه ارتفاع تاج 30/0، 20/0، 15/0 P=متر ساخته شد. برای ساخت تمامی مدل ها از جنس شیشه با ضخامت 10 میلی متر استفاده گردید. مدل ها از نظر تاثیر ارتفاع، نسبت پهنای کلیدها و نیز تاثیر قوس در شرایط طول موثر یکسان، با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج پژوهش نشان داد که افزایش دبی و به تبع آن افزایش نسبت بی بعد ارتفاع انرژی کل جریان بالادست نسبت به تاج سرریز بر ارتفاع سرریز، منجر به کاهش ضریب آبگذری شده و در واقع تاثیر عکس بر روی ضریب آبگذری سرریز کلید پیانویی در جریان آزاد دارد. همچنین با افزایش نسبت بی بعد عرض کلیدهای ورودی و خروجی، جریان های ریزشی از کلید خروجی با هم تداخل پیدا کرده و در نتیجه به دلیل استغراق موضعی، ضریب ابگذری سرریز کلید پیانویی قوسی در جریان آزاد کاهش می یابد. مدل قوسی با طول قوس 40/1 متری با 27/1= بیشترین و مدل قوسی با 20/1 متر و 22/1 = کمترین میزان ضریب آبگذری در جریان آزاد را به خود اختصاص دادند. در نهایت مشخص گردید که مدل قوسی نسبت به مدل مستقیم دارای ضریب آبگذری بالاتری بوده که این امر اثر مثبت قوس را بیان می کند. همچنین به منظور تخمین ضریب آبگذری جریان آزاد و دبی جریان Q روابطی برای سرریز کلید پیانویی در حالت قوسی ارائه شد.

با توجه به نقش مؤثر حاصلخیزی خاک در کشاورزی پیشرفته، تهیه نقشه حاصلخیزی خاک جهت برنامه ریزی بهتر و دستیابی به مدیریت ویژه بر پایه تغییرات مکانی خاک ضروری به نظر می رسد. هدف از این پژوهش تهیه نقشه حاصخیزی خاک برای کشت برنج بر اساس پارامترهای مؤثر در حاصلخیزی خاک شامل کربن آلی، ازت کل، فسفر و پتاسیم قابل استفاده، رس و گنجایش تبادل کاتیونی از طریق تلفیق AHP با دو نوع تابع عضویت فازی کندل و S شکل می باشد. به این منظور نمونه برداری خاک در 50 نقطه مطالعاتی انجام و ویژگی های مذکور اندازه گیری شدند. درون یابی این نقاط برای پارامترهای مورد مطالعه از طریق روش کریجینگ انجام شد. سپس نقشه فازی هر یک از پارامترها با تعریف توابع عضویت Sشکل و کندل تهیه شده و با استفاده از روش AHP وزن دار شدند. در نهایت از تلفیق آن ها در محیط GIS نقشه حاصلخیزی خاک برای برنج تهیه شد. نقشه های حاصلخیزی به دست آمده از توابع عضویت S شکل و کندل نشان می دهد که به ترتیب 73/95 و 68/53 درصد از منطقه مورد مطالعه دارای حاصلخیزی زیاد و خیلی زیاد می باشد. مقایسه نقشه های حاصلخیزی از طریق نقاط نمونه برداری مجدد برای کنترل دقت نقشه ها نشان می دهد که نقشه حاصلخیزی حاصل از تابع عضویت فازی S شکل (64 درصد) نسبت به تابع عضویت کندل (40 درصد) از کارآیی و تطابق بیشتری با واقعیت برخوردار است. بنابراین تلفیق AHP با تابع عضویت فازی S شکل می تواند با دقت قابل قبولی وضعیت حاصلخیزی منطقه مورد مطالعه را به صورت کمی و طبقه بندی شده ارائه کرده و برای مدیریت مصرف کود و پایش تغییرات تغذیه ای خاک مفید واقع شود.

پژوهش حاضر با هدف ارزیابی شکل های مختلف پتاسیم، کانی های رسی و برخی ویژگی های فیزیکی-شیمیایی خاک های شالیزاری تحت کشت طولانی مدت برنج در مقایسه با خاک های غیرشالیزاری و بکر مجاور و مطالعه اثر شرایط غرقابی بر تکامل خاک ها در تعدادی از مناطق شالی کاری مهم استان فارس انجام شد. برای انجام این مطالعه، در هر منطقه دو خاکرخ یکی دارای کاربری کشت برنج و دیگری بکر، بر روی مواد مادری آهکی و لندفرم مشابه حفر شدند و برخی ویژگی های خاک و شکل های مختلف پتاسیم در افق های سطحی و زیرسطحی مورد تجزیه قرار گرفت. نتایج نشان داد که میانگین مقادیر پتاسیم محلول، تبادلی، قابل استخراج با اسید نیتریک، ساختمانی و کل در خاک های غیرشالیزاری مورد مطالعه به ترتیب، 5/3، 199، 864، 4635 و 5502 و در خاک های شالیزاری به ترتیب، 5/2، 164، 742، 5346 و 6088 میلی گرم بر کیلوگرم بودند. همچنین نتایج نشان داد که خاک های شالیزاری دارای مقادیر کمتر پتاسیم محلول، تبادلی و غیرتبادلی بوده که می تواند نتیجه آبشویی پتاسیم بوسیله آب آبیاری و خروج آن از طریق جذب بوسیله گیاه باشد. همبستگی معنی داری نیز بین شکل های مختلف پتاسیم و بعضی ویژگی های خاک مانند مقدار رس، ظرفیت تبادل کاتیونی و ماده آلی به دست آمد. نتایج کانی شناسی بخش رس خاک ها نشان داد که نوع کانی ها در هر دو کاربری مشابه و عمدتاً شامل اسمکتیت، ایلیت، کلریت، پالیگورسکیت، ورمی کولیت و کائولینیت بوده اما مقدار نسبی آنها متفاوت می باشد. به نظر می رسد که کشت طولانی مدت برنج فقط بر مقدار کانی های رسی تاثیرگذار بوده و سبب تبدیل ایلیت و پالیگورسکیت به اسمکتیت شده است. رابطه مثبت و معنی داری نیز بین میزان پتاسم غیر تبادلی، ساختمانی و کل با مقادیر کانی ایلیت در بخش رس به دست آمد.

ماده مادری و پستی و بلندی از عوامل تشکیل دهنده خاک بوده که با تاثیر بر پارامترهای مختلف، تکامل خاک را تحت تأثیر قرار می دهند. این مطالعه با هدف مقایسه اثر مواد مادری مارنی و آهکی در موقعیت های مختلف شیب شامل قله شیب، شیب پشتی، پای شیب و پنجه شیب بر برخی شاخص های تکاملی خاک در بخشی از حوضه آبخیز سد کارون 3 انجام شد. بر این اساس، از لایه های مختلف چهار خاکرخ مختلف در هر یک از دو ردیف پستی و بلندی حفر شد و بر اساس نوع افق های ژنتیکی از آن ها نمونه برداری و ویژگی های Fed، Feo، Fep و پذیرفتاری مغناطیسی آن ها در دو فرکانس 46/0 و 6/4 کیلوهرتز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مقادیر آهن پدوژنیک (Fed) برای هر دو مواد مادری در همه موقعیت های شیب در افق های زیرسطحی بیشتر از افق های سطحی بود. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش عمق خاک، شاخص Fed-Feo افزایش یافته و در افق های تکامل یافته مثل Btk بیشتر از سایر افق ها است. به علاوه، نسبت Feo/Fed در تمامی موقعیت های شیب با عمق روند کاهشی نشان داد. همچنین نتایج نشان داد که کم ترین مقدار χ LF در هر دو نوع مواد مادری مربوط به افق C در تمامی موقعیت های شیب از قله تا پای شیب است. مقدار χ LF با بخش رس خاک ها رابطه مثبت و معنی داری را نشان داد، ولی بین این شاخص و کربنات کلسیم خاک ها ارتباط معنی داری دیده نشد. بیشتر بودن مقدار شاخص χ fd در مواد مادری مارنی (در تمامی موقعیت-های شیب) نسبت به مواد مادری آهکی حاکی از هوادیدگی بیشتر این خاک ها نسبت به خاک های متناظر آن ها در مواد مادری آهکی است.

با توجه به این که بخش کشاورزی بزرگترین مصرف کننده آب در ایران به شمار می رود، افزایش بهره وری آب جزء ضرورت های این بخش محسوب می شود. استفاده از آبیاری قطره ای-نواری با توجه به راندمان بالا و به طور مشخص کاهش تلفات نفوذ عمقی و تبخیر از سطح خاک، گزینه ای مناسب برای آبیاری است. همچنین، یکی دیگر از راهکار های افزایش بهره وری استفاده از هیبریدهای مختلف یک گیاه است که عملکرد بالاتری دارند. هدف از این مطالعه بررسی عملکرد و حجم آب آبیاری، محاسبه شاخص های بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب هیبریدهای مختلف محصول ذرت در شرایط استفاده از آبیاری قطره ای-نواری است. این مطالعه در مزرعه پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج در سال 1396 انجام شد. تیمارهای مورد بررسی نه هیبرید ذرت (BK42، KSC400، KSC260، BK65، KSC600، BK50، BK74، Barekat3، KSC704) بودند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد نوع هیبرید اثر معنی داری بر عملکرد و بهره وری آب-دانه داشت. در میان هیبریدهای مورد بررسی، به طور کلی هیبرید BK65 دارای بیشترین عملکرد بیولوژیکی (54/19 تن بر هکتار) و بهره وری آب-بیولوژیکی (43/3 کیلوگرم بر مترمکعب) و کمترین عملکرد دانه (55/10 تن در هکتار) و بهره وری آب-دانه (62/1 کیلوگرم بر مترمکعب) را داشت. علاوه بر این هیبرید KSC600 بیشترین عملکرد دانه (86/13 تن بر هکتار) و بهره وری آب-دانه (12/2 کیلوگرم بر مترمکعب) را در میان سایر هیبریدها داشت. دلیل بالا بودن عملکرد بیولوژیکی هیبریدBK65 نسبت به دیگر هیبرید ها رشد بیشتر قسمت رویشی نسبت به زایشی بود. هیبرید BK42 کمترین عملکرد و بهره وری را داشت و با هیبرید KSC260 در یک گروه آماری قرار گرفتند.

برآورد تبخیروتعرق واقعی در حوضه های آبریز به منظور استفاده بهینه از منابع آب و بهبود مدیریت حوضه ها، امری ضروری است. از جمله روش های شناخته شده ای که به این مساله می پردازند، مدل هیدرولوژیکی SWAT و الگوریتم سنجش از دور SEBAL هستند. در این مطالعه، در گام اول، مقادیر تبخیروتعرق حوضه آبریز کرخه، در سه سال خشک، نرمال و تر (به ترتیب: 2008، 2012 و 2015)، با استفاده از مدل SWAT واسنجی شده براساس رواناب و عملکرد محصول و الگوریتم SEBAL به دست آمده است. مدل SWAT با استفاده از 6 ایستگاه هیدرومتری برای دوره های 2009-1993 و 2013-2010، به ترتیب واسنجی و اعتبارسنجی شد که برای دوره واسنجی، مقادیر ضریب تبیین ( R2) بین 45/0 تا 70/0، ضریب نش-ساتکلیف (NS) بین 52/0 تا 67/0 و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) بین 64/12 تا (m3/s) 02/25 و برای دوره اعتبارسنجی، مقادیر R2 بین 4/0 تا 60/0، NS بین 30/0 تا 56/0 و RMSE بین 08/11 تا (m3/s) 17/23 بوده است. همچنین متوسط عملکرد مشاهداتی و شبیه سازی شده محصول استراتژیک حوضه که گندم است، به ترتیب برابر با 70/4 و 01/5 تن در هکتار بوده است. در ادامه، نتایج الگوریتم SEBAL و مدل SWAT براساس وضعیت سال آبی، با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفتند که همبستگی میان نتایج این دو روش، برای سه سال نرمال، خشک و تر به ترتیب برابر با 74/0، 60/0 و 52/0 بوده است. در گام دوم از این مطالعه، با توجه به داده های زمینی و با استفاده از تصاویر سنجنده MODIS از ماهواره Terra که دارای قدرت تفکیک زمانی مناسب است و سنجنده OLI از ماهواره Landsat8 که دارای قدرت تفکیک مکانی مناسب است، نتایج الگوریتم SEBAL و محدوده تغییرات پارامترهای اصلی این الگوریتم در دشت های پل دختر و روانسر، ارائه شده است. دشت روانسر دارای سطح زیر کشت بالاتر و تغییرات توپوگرافی کم تر است. شبیه سازی عملکرد محصول توسط نرم افزار SWAT، در دشت پل دختر نتیجه بهتری به دست داده است. با توجه به یافته های این تحقیق، مقادیر تبخیروتعرق مستخرج از الگوریتم SEBAL و مدل SWAT می توانند نزدیک به مقادیر واقعی تبخیروتعرق در حوضه باشند.

برآورد میزان رسوب حمل شده توسط جریان برای برنامه ریزی و ذخیره منابع آب مخازن سدها و تغییرات بستر رودخانه ها، مدیریت آبخیز، حفاظت سواحل و محیط زیست حائز اهمیت است. انتقال رسوب در رودخانه یک پدیده ذاتا غیرقطعی و پیچیده می باشد. دانش ناکامل در مورد فرآیند ها و داده ها، عدم قطعیت در برآورد انتقال رسوب را ایجاد می کند. عدم قطعیت پارامترها، از جمله منابع اصلی عدم قطعیت در برآورد بار رسوبات معلق و بستر است. در این مقاله از روش شبیه سازی مونت کارلو برای برآورد عدم قطعیت بار رسوبات معلق و بستر به علت عدم قطعیت در پارامترهای مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) در حوضه سد کرج استفاده شده است. برای انتخاب متغیرهای ورودی موثر در مدل SVM برای برآورد بار رسوبات معلق و بستر، از الگوریتم PMI استفاده شد. نتایج به کارگیری الگوریتم PMI نشان می دهد که تنها متغیر موثر در برآورد بار رسوبات معلق و بستر، دبی جریان در زمان حال است. نتایج نشان می دهد که عدم قطعیت در برآورد بار رسوب معلق با مدل SVM برای داده های آموزش، آزمون و کل داده ها به ترتیب برابر با 8/12، 17 و 5/13 درصد است. همچنین عدم قطعیت در برآورد بار رسوب بستر با مدل SVM برای داده های آموزش، آزمون و کل داده ها به ترتیب برابر با 5/23، 8/36 و 2/27 درصد است. بنابراین عدم قطعیت در برآورد بار رسوب بستر با مدل SVM بیشتر از عدم قطعیت در برآورد بار رسوب معلق است. به-کارگیری روش های بهینه سازی می تواند برای برآورد دقیق مقادیر پارامترها و کاهش عدم قطعیت در برآورد بار رسوبات معلق و بستر مفید باشد.

یکی از چالش های اساسی در توسعه سیستم های آبیاری و دیگر شبکه های انتقال آب، حذف رسوبات موجود در جریان ورودی به این سیستم ها می باشد. حوضچه رسوب گیر گردابی (VSB) یکی از انواع رسوب گیرهای با اندازه کوچک و راندمان بالاست که با استفاده از گردابه های جریان، رسوبات را حذف می کند. مطالعات در مورد طراحی بهینه حوضچه های رسوب گیر گردابی عموما بر پایه مدل های آزمایشگاهی و فیزیکی صورت گرفته است که نیازمند صرف هزینه زیاد بوده و زمان بر می باشد. در این پژوهش مدل SSIIM به منظور شبیه سازی میدان جریان و توزیع رسوب در VSB مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج حاصل از آن با اندازه گیری های آزمایشگاهی مقایسه گردید. پس از اطمینان از انطباق نسبی نتایج مدل سازی با اندازه گیری های آزمایشگاهی، اثر پارامترهای طراحی مختلف همچون اندازه ذرات رسوب ورودی، نسبت تخلیه از کف و اختلاف کف کانال های ورودی و خروجی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که از بین پارامترهای طراحی مورد مطالعه، راندمان VSB بیشترین حساسیت را به اندازه رسوبات ورودی نشان می دهد. با افزایش نسبت تخلیه از کف، راندمان افزایش می یابد اما این افزایش راندمان در نسبت های تخلیه بیشتر از 10 درصد کمتر از 4 درصد می باشد. همچنین افزایش اختلاف کف کانال ورودی و خروجی می تواند راندمان را تا حدود 18 درصد برای رسوبات ریزدانه افزایش دهد، در حالی که این افزایش راندمان برای رسوبات با اندازه بزرگتر، کمتر از ده درصد می باشد.

استفاده از بیوچار در خاک با اهداف مدیریت بازیافت پسماندهای آلی و نیز بهبود وضعیت خاک، در سال های اخیر، مورد توجه جدی محققین قرار گرفته است، اما لازم است قبل از استفاده از بیوچار در خاک، تاثیرات آن بر ویژگی های خاک و نیز گیاه مدنظر قرار گیرد. به همین منظور، مطالعه ای با هدف بررسی تاثیر 5 سطح کاربرد بیوچار تولید شده از ضایعات برداشت پسته (صفر، 1، 2، 3 و 5 درصد وزنی) بر رشد گیاه ذرت در دو خاک با بافت لوم سیلتی و شنی، در سال 1397 به صورت گلخانه ای در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. نتایج نشان داد که تاثیر کاربرد بیوچار، بسته به نوع خاک متفاوت است. کاربرد بیوچار بر ویژگی های رشدی گیاه ذرت در خاک شنی تاثیر منفی و معنی داری داشت و وزن خشک ریشه و اندام هوایی این گیاه در اثر کاربرد سطوح 2 و 3 درصد بیوچار بیش از 90 درصد کاهش یافت و در سطح 5 درصد، رشد گیاه تقریباً متوقف شد؛ به تبع آن، بهروه وری آب نیز در این خاک با کاربرد بیوچار به شدت کاهش یافت. به دلیل کم بودن ظرفیت نگهداشت آب در خاک های شنی، شوری این خاک تحت تاثیر کاربرد بیوچار افزایش زیادی داشت که این موضوع موجب کاهش عملکرد گیاه شده بود. در مقابل، شوری خاک لومِ سیلتی چندان تحت تاثیر کاربرد بیوچار قرار نگرفت و تنها کاربرد 5 درصد از بیوچار، افزایش معنی دارِ شوری را در پی داشت، بنابراین در خاک لوم سیلتی تاثیر کاربرد بیوچار هرچند بر وزن ریشه، طول گیاه و شاخص کلروفیل برگ (SPAD) در مقایسه با شاهد معنی دار نبود، اما وزن خشک اندام هوایی و بهروه وری آب در این خاک با کاربرد بیوچار تا سطح 2 درصد روندی افزایشی داشت. بنابراین می توان گفت، کاربرد بیوچار مورد مطالعه در خاک، به ویژه در خاک های درشت بافت باید با حساسیت بیشتری انجام شود و حد مفید کاربرد هر بیوچار در یک خاک باید با مطالعه اولیه آن تعیین شود.

برنامه ریزی مدیریت کیفی سفره های آب زیرزمینی براساس تغییرات مکانی پارامتر موثر در آلودگی آب های زیرزمینی صورت می گیرد. در این مقاله روش های مختلف درون یابی در آبخوان کم عمق بابل_آمل با توجه به خصوصیات هیدروژئولوژیکی آن مورد ارزیابی قرار می گیرند. پس از پردازش اولیه اطلاعات جهت انتخاب روش درون یابی مناسب، 21 روش درون یابی قطعی و زمین آمار با عملکرد خطی و غیرخطی اعم از روش عکس فاصله (IDW)، کریجینگ معمولی (OK)، کریجینگ معمولی لوگ نرمال (Log_OK)، کریجینگ گسسته (DK)، کریجینگ تجربی بیزی (EBK)، همسایگی طبیعی (NN)، سطح روند (TS) و اسپلاین (Spline) مورد مقایسه قرار گرفتند. پارامتر کل جامدات محلول (TDS) در آبخوان کم عمق ساحلی بابل_آمل در مجاورت دریای خزر در شمال ایران دراین تحقیق بکار گرفته شد. برای صحت سنجی نتایج از 7 معیار ارزیابی خطا در اعتباریابی حذفی تمامی چاه های مشاهداتی غلظت استفاده گردید. نتایج نشان داده است که روش غیرخطی Log_OK در آبخوان کم عمق بابل_آمل در 43/71 درصد موارد معیارهای ارزیابی خطا، نتایج بهتری ارائه داده است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که روش غیرخطی Log_OK کارایی مناسبی در آبخوان های کم عمق بر مبنای خصوصیات هیدروژئولوژیکی آن ها دارد.

سرریزهای لبه تیز یکی از سازه های مهم در آبگیری از رودخانه ها و از رایج ترین ابزار اندازه گیری شدت جریان در مجاری روباز هستند که جهت تنظیم سطح آب و عبور سیلاب به طور گسترده در سیستم های انتقال آب و کانال های آبیاری و زهکشی استفاده می شوند. یکی از انواع سرریزهای لبه تیز، سرریز زاویه دار است که با افزایش طول موثر تاج، امکان عبور دبی بیشتر با هد کمتر و در نتیجه راندمان بالاتر و به تبع آن کاهش هزینه های سیستم آبیاری را فراهم می نماید. در این تحقیق از 165 داده آزمایشگاهی موجود که از دو فلوم به عرض های 5/0 و 52/0 متر و با هفت نسبت طول سرریز به عرض فلوم (L/B) از 14/1 تا 86/3 و شش ارتفاع تاج سرریز از 10/0 تا 506/0 متر و در شرایط جریان آزاد بدست آمد، استفاده شد. در این پژوهش، از عمق بحرانی عبوری روی تاج سرریز جهت محاسبه بده عبوری استفاده شد و با ارائه ضریب هندسی سرریز که کلیه مشخصات هندسی این سازه را در بر می گیرد، رابطه ای جدید جهت محاسبه دبی عبوری به طور مستقیم و بدون نیاز به ضریب دبی ارائه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش ارتفاع تاج، هد جریان و زاویه سرریز نسبت به افق، دبی عبوری افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که رابطه جدید با R2 = 0. 9984 از دقت بالایی جهت اندازه گیری و عمق بحرانی و دبی جریان برخوردار است.

نفت خام یکی از مهم ترین منابع انرژی است که تولید، انتقال، مصرف و دفع آن در مقیاس گسترده، آن را به یکی از مهم ترین و رایج ترین انواع آلودگی محیط زیست در سراسر جهان تبدیل کرده است. بمنظور مطالعه تاثیر گیاه پالایی و زیست پالایی بر شستشوی ترکیبات نفتی در خاک آلوده به نفت خام یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار طراحی و اجرا شد. فاکتورهای مورد مطالعه شامل سطوح آلودگی خاک با نفت خام شامل صفر (C0)، 2 درصد نفت خام (C1) و 4 درصد نفت خام (C2) و تیمارهای پالایشی شامل کاشت گیاه چمن Lolium perenne (T1)، باکتری Pseudomonas Putida + قارچ Phanerochaete Chrysosporium (T2)، کاشت چمن + باکتری Pseudomonas Putidaا + قارچ Phanerochaete Chrysosporium (T3)، و بدون تیمار پالایشی (T0) بودند. بعد از اتمام آزمایش، کل هیدروکربن های نفتی Total Petroleum Hydrocarbons (TPHs) در عمق های مختلف ستون خاک (5، 15، 25، 35 و 45 سانتی متر) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد تیمارهای پالایشی غلظت کل ترکیبات نفتی را در منطقه ریشه کاهش دادند و تیمار T3پالایشی غلظت کل ترکیبات نفتی را در هر دو سطح آلودگی نفت خام C1 و C2 به ترتیب 34 و 59 درصد کاهش داد. ترکیبات نفتی همچنین در عمق های غیر آلوده مشاهده شدند که نشان دهنده حرکت ترکیبات نفتی از لایه های بالایی به لایه های پایینی بود. کمترین میزان انتقال ترکیبات نفتی به عمق های پایینی ستون خاک در تیمار T3 پالایشی و بیشترین میزان انتقال ترکیبات نفتی در تیمار T2 پالایشی مشاهده شد. به طور کلی تیمارهای پالایشی در خاک های آلوده به مواد نفتی، به ویژه در منطقه ریشه ترکیبات نفتی را تجزیه کرده ولی نمی توانند از حرکت ترکیبات نفتی و انتقال آن ها به لایه های پایین تر جلوگیری کنند. تا حدی که امکان وارد شدن این ترکیبات به داخل آب های زیر زمینی هم وجود دارد.

این مقاله با اتخاذ روش تاریخی-توصیفی-تحلیلی، استناد به منابع کتابخانه ای و استفاده از «ماتریس همبست تعاملات آب های فرامرزی» به تصویرسازیِ روند تعاملات آبی ایران و افغانستان بر سر رودخانه هیرمند پرداخته است و نشان داده است که تسهیم آب در حوضه هیرمند علاوه بر شرایط اقلیمی و ویژگی های حوضه آبریز به شدت از مراودات سیاسی، اقتصادی و اجتماعی دو کشور نیز اثرپذیر است. نتایج این پژوهش نشان می دهند مسأله تسهیم آب هیرمند در اکثر بازه های مراوداتی دو کشور، در سطح مناسبات سیاسی قرار داشته است. اما طی بازه 1390 تا 1399 این مناسبات فرصت سازی شده است. در حقیقت وجود معاهده هیرمند که در آن نیاز زیست محیطی هامون ها مسکوت مانده است در کنار کمک های بین المللی در این بازه سدسازی های افغانستان را تشدید نموده است و جلب سرمایه گذاری خارجی را برای این کشور به همراه داشته است. از این رو، چانه زنی بر سر مسائل صرفاً فنی نمی تواند وضعیت تسهیم آب در این حوضه را در شرایط مطلوبی قرار دهد؛ بلکه نیاز است دو کشور با تمسک به فرصت های همکاری در زمینه های اقتصادی، فرهنگی و امنیتی، به برجسته سازی وابستگی های متقابلِ اقتصادی و اجتماعی به یکدیگر بپردازند تا تعاملی بر حسب منافعِ پایدار برای طرفین ایجاد شود؛ که در نهایت ارزش و باوری مشترک برای ایجاد هنجارِ مشترک میان ایران و افغانستان در بهره برداری از منابع آب هیرمند شکل گیرد. این مهم اهمیتِ سیاسی زدایی از مسأله آب را نمایان می سازد تا از اصطکاک های سیاسی در مواجهه با مسائل آبی جلوگیری شود. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد در تمام ادوار با حکمیت کشورهای ثالث، وضعیت تسهیم آب هیرمند بدتر شده است.