تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1399 | دوره:51 | شماره:10 |تعداد مقالات:20

سرریزهای کلیدپیانویی جدیدترین نوع سرریزهای غیرخطی هستند که نسبت به سرریزهای لبه تیز خطی طول تاج بیشتری را در همان عرض به دست می دهند و از اینرو ظرفیت تخلیه را بالاتر می برند. استفاده از موانع در کلید خروجی سرریزهای کلیدپیانویی با هدف افزایش میزان استهلاک انرژی در آنها روشی است که تاکنون کمتر به آن توجه شده است. در پژوهش حاضر برای انجام آزمایش ها از دو مدل پلکانی و بافل (ارتفاع پلکان ها 30 میلی متر و ابعاد بافل 30×30 میلی متر) استفاده شد و شبیه سازی سه بعدی توسط نرم افزار Flow3D انجام گردید. همچنین آزمایش ها در محدوده دبی 50-10 لیتر بر ثانیه اجرا شدند. طبق نتایج با افزایش دبی میزان استهلاک انرژی کاهش می یابد. میزان استهلاک انرژی در موانع بافل به میزان 8/75 درصد بیشتر از میزان استهلاک انرژی در موانع پلکانی و 15/21 درصد بیشتر از میزان استهلاک انرژی در حالت بدون مانع است.

گیاهان علوفه ای از مهمترین گیاهان زراعی زیر کشت در جهان به شمار می آیند، زیرا این گیاهان علوفه میلیون ها دام را در جهان تأمین می نمایند که این دام ها نیز به نوبه خود غذای میلیون ها انسان هستند. به منظور ارزیابی تأثیر سطوح تنش خشکی بر برخی صفات زراعی و خوش خوراکی کاکتوس علوفه ای، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دشت ذهاب در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی شامل؛ چهار تیمار تامین آب به میزان 56، 24، 15 درصد وزن خشک گیاه و شرایط دیم با سه تکرار در دو سال 1396 و 1397 اجرا شد. نتایج نشان داد که اثر تنش خشکی در هر دو سال آزمایش بر میزان کاهش طول و عرض پد در تیمار تنش متوسط (به ترتیب 34/23 و 28/18 میلی متر) در مقایسه با تیمار آبیاری نرمال (به ترتیب 17/23 و 18/20 میلی متر) از نظر آماری معنی داری نشد. بیشترین علوفه تر در تیمار بدون تنش در هر دو سال آزمایش حاصل شد (به ترتیب 46/65 و 88/64 تن در هکتار) و این در حالی بود که در تیمار تنش متوسط نیز 04/60 تن علوفه تر در هکتار تولید شده بود. بیشترین وزن علوفه خشک نیز در تیمار بدون تنش در سال اول آزمایش حاصل شد، که با تیمار تنش متوسط اختلاف معنی داری نداشت. نسبت غلظت عناصر در پدهای جوان به پدهای یکساله و دوساله برای عناصر فسفر 4/23 و 43/33 درصد، برای پتاسیم 14/0 و 48/21 درصد، برای کلسیم 47/2 و 55/21 درصد و برای سدیم 01/66 درصد بود. نتایج نشان داد که کم آبیاری باعث افزایش تجمع عناصر و خوش خوراکی علوفه شد. بیاری باعث آبی همچنین، علوفه خشک و علوفه تر همبستگی مثبت و معنی داری با طول و عرض پد، و میزان خوشخوراکی نشان دادند. بنابراین، می توان با اعمال تنش خشکی متوسط، به علوفه مشابه با تیمار آبیاری نرمال دست یافت. کاکتوس علوفه ای با داشتن کارایی بالا در تبدیل آب به ماده خشک، علوفه قابل توجهی را تولید کرده و به احیای پوشش های گیاهی سازگار با شرایط کم آبی کمک زیادی می کند.

هدف این پژوهش بررسی تأثیر سطوح مختلف لجن فاضلاب و همچنین بیوچار آن بر قابلیت استفاده و سینتیک آزاد شدن مس در یک خاک آهکی آلوده به مس بود. برای این منظور لجن فاضلاب و بیوچار حاصل از آن در دو دمای تولید بیوچار شامل 400 و 600 درجه سلسیوس در سه سطح صفر، 5/0 و 1 درصد وزنی/وزنی به یک خاک آهکی آلوده به مس افزوده و به مدت 5 ماه خوابانده شدند. نمونه های خاک به روش عصاره گیری متوالی و با استفاده از عصاره گیر دی تی پی آ (DTPA-TEA) در دوره های زمانی 1 تا 504 ساعت عصاره گیری شدند. نتایج نشان داد که تیمار لجن فاضلاب در هر دو سطح باعث افزایش معنی دار (05/0p <) آزاد شدن مس نسبت به خاک شاهد شد، درحالی که مقدار مس آزادشده در تیمارهای بیوچار 400 و همچنین بیوچار 600 در هر دو سطح به طوری معنی داری (05/0p <) نسبت به خاک شاهد کمتر بود. مقدار مس آزادشده در خاک تیمار شده با 1 درصد بیوچار 600 نسبت به خاک شاهد 2/54 درصد کاهش یافت. مقایسه ضرایب سرعت معادلات سینتیکی نشان داد که بیشترین و کمترین سرعت آزاد شدن مس به ترتیب در تیمارهای 1 درصد لجن فاضلاب و 1 درصد بیوچار 600 بود. بطور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که تبدیل لجن فاضلاب در یک دمای گرماکافت بهینه (در این مطالعه دمای 600 درجه سلسیوس) به بیوچار، علاوه بر اینکه راهکار مناسبی برای مدیریت لجن فاضلاب است، می تواند در تثبیت مس و اصلاح خاک های آلوده به مس نیز مفید باشد.

فلزات سنگین در سالیان اخیر به دلیل ثبات و پایداریشان درخاک و همچنین ایجاد آلودگیهای زیستمحیطی، شدیداً مورد توجه قرار گرفتهاند. در رسوبات بخش قابل توجهی از فلزات سمی، جذب رسها شده و برای مدت زیادی در سطح باقیمانده و یا در اثر باد، همراه رس به هوا برخاسته و بر شدت آلودگی هوا نیز میافزایند. بخشی از تالاب هورالعظیم تحت تأثیر خشکسالی های پی در پی به کانون ریزگرد تبدیل شده است؛ لذا پژوهش حاضر با هدف بررسی آلودگی رسوبات تالاب هورالعظیم به فلزات سنگین صورت گرفت. به این منظور، تعداد 65 نمونه از عمق 15-0 سانتیمتری رسوبات تالاب هورالعظیم برداشت و با استفاده از دستگاه جذب اتمی غلظت عناصر اندازهگیری گردید. جهت مطالعه سطح آلودگی رسوبات، شاخص ژئوشیمیایی مولر، فاکتور غنیشدگی، ضریب آلودگی و شاخص بارآلودگی محاسبه شدند. نتایج نشان داد که بر اساس شاخص ژئوشیمیایی مولر عناصر کادمیم، نیکل و کروم در محدوده غیرآلوده تا آلودگی متوسط و عناصر سرب، مس، روی، آهن و منگنز در محدوده غیرآلوده قرار دارند. همچنین بر اساس فاکتور غنی شدگی عنصر کادمیم دارای غنی شدگی شدید، نیکل و کروم غنی شدگی متوسط و عناصر سرب، مس، روی، آهن و منگنز غنی شدگی اندک داشتند. ضرایب آلودگی نیز برای سرب، مس، روی، آهن و منگنز کم، برای نیکل و کروم متوسط و برای کادمیم در سطح خیلی زیاد بدست آمد. شاخص بار آلودگی، همه ی نقاط مورد مطالعهرا غیرآلوده نشان داد. لذا بر اساس شاخص های محاسبه شده عناصر کادمیم و سپس نیکل و کروم تا حدی بالاتر از حد مجاز بوده که علت آن را می توان ورود از مسیر پساب کارخانجات، تأسیسات نفتی و همچنین کودهای شیمیایی دانست.

امروزه اثرات تغییر اقلیم و گرمایش جهانی به دلیل افزایش گاز های گلخانه ای در جهان به اثبات رسیده است. وقوع این شرایط، فرآیند های هیدرولوژیکی مانند بارش و جریان رودخانه ها را که یکی از منابع اصلی تامین کننده آب حوضه است، تحت تاثیر قرار می دهد. در این تحقیق مقادیر ماهانه بارش، دما و دبی سد جامیشان در سال های 2017-1988 به عنوان دوره پایه در نظر گرفته شده است. به دلیل اینکه خروجی مدل های اقلیمی دقت و تفکیک مکانی و زمانی مورد نظر را ندارد، لذا لازم است که خروجی مدل های CMIP5 برای منطقه مورد نظر ریزمقیاس شود. در این پژوهش با استفاده از روش عامل تغییر، داده های دو مدل FLO_ESM و CNRM_CM5 تحت سناریو RCP8. 5 ریزمقیاس شده و پارامترهای ماهانه دما و بارش سد جامیشان برای دوره ی 2050-2021 تولید گردید. برای ارزیابی تاثیر تغییر اقلیم بر تغییرات رواناب منطقه مورد نظر به بررسی و مقایسه ی مدل های رگرسیون بردار پشتیبان، برنامه ریزی بیان ژن و آیهکرس با استفاده از زبان برنامه نویسی پایتونپرداخته شد. نتایج مدل های اقلیمی افزایش دمای بین 1/0 تا 4/1 درجه سلسیوس را به ترتیب برای دو مدل FLO_ESM و CNRM_CM5 نشان می دهد. همچنین نتایج بارش شبیه سازی شده نشان می دهد که میانگین درازمدت ماهانه تحت سناریو RCP8. 5 در دوره آتی به ترتیب 1/1 و 8/5 درصد نسبت به دوره پایه کاهش داشته است. به طور کلی بررسی نتایج حاصل از پیش بینی دبی در هر سه مدل رگرسیون بردار پشتیبان، برنامه ریزی بیان ژن و آیهکرس حاکی از کاهش رواناب است که بیش ترین کاهش رواناب مربوط به SVM در مدل FLO_ESM با 9/28 درصد و کمترین کاهش رواناب مربوط به GEP در مدل CNRM_CM5 با 1/14 درصد می باشد و در این پژوهش مدل های آیهکرس و بیان ژن نسبت به روش رگرسیون بردار پشتیبان از دقت مطلوب تری برخوردار هستند.

تالاب ها به عنوان مهم ترین اکوسیستم های آبی علاوه بر دارا بودن ارزش های متعدد زیست بومی، خدمات بسیاری را در اختیار جوامع محلی قرار داده اند. تعیین مقدار آب مورد نیاز جهت حفظ هم زمان ارزش های زیست محیطی و اقتصادی-اجتماعی ذینفعان تالاب، با توجه به نقش کلیدی آب در کارکردهای وابسته به اکوسیستم های آبی ضروری می باشد. به طور معمول در محاسبه نیاز آبی اکوسیستم های تالابی، مسائل اقتصادی-اجتماعی کمتر درنظر گرفته می شود ولی در رویکردهای جامع درچارچوب IWRM در کنار مباحث هیدرولوژیکی و اکولوژیکی، موضوعات اقتصادی-اجتماعی که با معیشت جوامع انسانی مرتبط هستند نیز درنظر گرفته می شود. در پژوهش حاضر تالاب بین المللی انزلی به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و مقدار عمق و حجم مورد نیاز تالاب جهت مقاصد گردشگری با استفاده از یک روش ترکیبی که از روش های هیدرولوژیکی، اکولوژیکی و اقتصادی-اجتماعی استفاده می نماید ، تعیین گردید. در این روش، در ابتدا تمامی خدماتی که تالاب برای ذینفعان محلی فراهم می کند با انجام مصاحبه حضوری، مشاهده و مرور منابع شناسائی گردید و نشان داده شد که در مباحث اقتصادی-اجتماعی، گردشگری )قایقرانی( یکی از مهمترین فاکتورها در تعیین نیاز آبی تالاب می باشد. در مرحله بعد، شناسائی محل های استقرار تعاونی ها و اسکله های قایقرانی انجام شد و با انتخاب شاخص های اکولوژیکی-گردشگری، مسیرهای بهینه جهت حرکت قایق های موتوری به سمت این مکان ها شناسایی گردید. با تخمین عمق آب مورد نیاز جهت حرکت قایق ها، حجم آب لازم برای نیاز آبی گردشگری در تالاب انزلی برابر با 130 میلیون مترمکعب برآورد گردید که 50 میلیون مترمکعب بیشتر از حجم کنونی تالاب و به همین اندازه کمتر از حداقل نیاز اکولوژیکی تالاب می باشد.

با توجه به منابع محدود آب و مشکل توزیع آب در شبکه های آبیاری و زهکشی و عدم انطباق نیاز آبیاری گیاه با دوره های آبیاری موجود یک تنش آبی به گیاهان به طور سیستماتیک وارد می شود. ازاین رو در این مطالعه دو تابع تولید Raes (2004) و Tafteh et al (2013) با استفاده از ضرایب حساست گیاه پیشنهادشده توسط Tafteh et al (2014a) برای ذرت مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور عملکرد دانه دو رقم ذرت دانه ای 500 و 302 در دو سال کشت با تیمارهای آبیاری 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی برداشت و با استفاده از دو تابع تولید مطرح شده ارزیابی شد. نتایج نشان داد تابع تولیدTafteh در تعیین عملکرد دو رقم 500 و 320 به طور متوسط با مقدار ریشه مربعات میانگین خطا حدود 562 کیلوگرم در هکتار، ریشه مربعات میانگین خطای نرمال حدود 8 درصد و میانگین انحراف خطا حدود 168 کیلوگرم در هکتار بسیار خوب عمل کرده است. همچنین شاخص توافق حدود 95/0 و شاخص کارای مدل حدود 83/0 به دست آمد. این نتایج آماری نشان داد که توابع مطرح شده کارایی بالای در تعیین عملکرد هر دو رقم دارند. بررسی تفکیک شده این دو رقم نیز نشان داد که رقم 302 دارای عملکرد کم تر و در شرایط کم آبی ضرایب حساسیت آن به گیاه به ویژه در دوره میانی رشد بیش تر از رقم 500 می باشد. لذا رقم 500 نسبت به رقم 302 عملکرد بالاتری دارد و در شرایط کم آبی ضرایب حساسیت آن کمتر بوده و مقاومت بیشتری در تنش آبی از خود نشان می دهد. ضرایب حساسیت رقم 302 در دوره های اولیه، میانی و انتهایی رشد به ترتیب برابر با 5/0، 4/1 و 8/0 تعیین گردید که با مقادیر پیشنهادی متفاوت است. لذا لازم است ارقام پیشنهادی در شرایط کم آبی با استفاده از توابع تولید مورد ارزیابی قرارگیرند.

کنترل مقادیر انرژی نسبی باقی مانده، عمق نسبی و عدد فرود پایین دست، جزو مسائل مهمی هستند که طراحان سازه های شیب شکن مایل با آن مواجه هستند. در این تحقیق 60 آزمایش متفاوت شامل سه زاویه و دو ارتفاع شیب شکن با جریان زیر بحرانی در بالادست با هدف بررسی تاثیر بکارگیری سازه گابیونی در سازه شیب شکن مایل در مقایسه با استفاده از حوضچه آرامش در پایین دست این سازه انجام شد. نتایج نشان داد برای تمامی مدل های تحقیق حاضر، افزایش عمق بحرانی نسبی سبب افزایش مقادیر انرژی نسبی باقی مانده و عمق نسبی پایین دست می گردد. مقادیر انرژی نسبی باقی مانده و عمق نسبی پایین دست، هنگام بکارگیری سازه گابیونی در ساختمان شیب شکن مایل و ایجاد شیب شکن مایل گابیونی با کاهشی چشمگیر همراه بود. شیب شکن مایل گابیونی به ترتیب باعث کاهش 30، 33، 30 و 36 درصدی انرژی نسبی باقی مانده پایین دست در مقایسه با حوضچه آرامش نوع یک، دو، سه و چهار گردید. استفاده از شیب شکن مایل گابیونی در مقایسه با حوضچه های آرامش استاندارد نوع یک، دو، سه و چهار به ترتیب باعث کاهش 37، 40، 37 و 43 درصدی مقادیر متوسط عمق نسبی پایین دست شد و عدد فرود از بازه 49/4 الی 35/8 به بازه 28/1 الی 64/2 کاهش یافت. همچنین روابطی جهت تخمین انرژی نسبی باقی مانده و عمق نسبی پایین دست شیب شکن مایل گابیونی ارائه شد.

بخار آب قابل بارش یکی از کمیت های مهمِ هواشناسی، فیزیک جو، هیدرولوژی و تغییرات اقلیمی است که برآورد آن در پیش بینی مقدار بارش، وقوع سیلاب و سایر پارامترهای هیدرولوژیکی مفید می باشد. امروزه از تصاویر ماهواره ای به طور گسترده ای برای برآورد بخار آب قابل بارش و تحلیل همبستگی آن با سایر فراسنج های آب و هواشناختی استفاده می شود. هدف از پژوهش حاضر برآورد مقدار بخار آب قابل بارش و بررسی رابطه ی آن با شش متغیر اقلیمی از قبیل دما، فشار، رطوبت نسبی، درصد ابرناکی، بارش و سرعت باد در گستره ی جغرافیایی ایران با استفاده از داده های ماهواره مبنا می باشد. داده های مورد استفاده با گام های زمانی ماهانه و مکانی° 1° ×1 در گستره ی اقلیمی جو ایران برای دوره ی داده برداری 2019 – 2003 انتخاب گردید. برای بررسی رابطه ی بین بخار آب قابل بارش با متغیرهای اقلیمی، از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. داده های رقومی استخراج شده پس از کنترل کیفی و پیش پردازش، توسط نرم افزارهای تخصصی از قبیلENVI، ArcGIS و Grads برای ساخت لایه های رستری بر اساس مرز جغرافیایی کشور ایران به کار گرفته شد. بر اساس نتایج، میانگین آب قابل بارش در جو ایران mm 7/12 است که در مقایسه با میانگین جهانی (mm 6/21)، کم بودن مقدار آب قابل بارش در جو ایران را نشان می دهد. از سویی دیگر مقدار آب قابل بارش در جو ایران از توزیع زمانی و مکانی همگنی برخوردار نیست. به طوری که بیش ترین مقدار آن در ناحیه ی ساحلی جنوب و شمال و کمترین مقدار آن بر فراز سلسله جبال زاگرس، بخش هایی از شمال شرق و شرق ایران و در اولویت بعدی در نواحی بیابانی ایران مرکزی متمرکز است. میانگین همبستگی آماری (پیرسون) بین pwv با دما (R= %86)، با فشار (R=-%89)، با رطوبت نسبی (R=-%88)، با ابرناکی (R=-%32)، با بارش (R=-%64) و سرعت باد (R= %67) بوده است.

به منظور بررسی تأثیر تیمارهای زیستی و عناصر غذایی بر خصوصیات رشدی و جذب عناصر غذایی در گیا ه گوجه فرنگی، آزمایشی در شرایط گلخانه و در قالب طرح کاملاً تصادفی به صورت فاکتوریل انجام شد. تیمارها شامل: شاهد (F0)، عرف مصرف کود توسط کشاورز (F1)، سطح بهینه عناصر بر اساس آزمون خاک (F2)، کود تجاری محرک رشد ریشه (F3)، سطح بهینه عناصر + مصرف نیتروژن، فسفر، روی و سیلیسیم به میزان دو برابر توصیه (F4) و کودهای زیستی: شاهد (BF0)، PGPR (BF1)، مایکوریز آربسکولار (BF2)، ورمی کمپوست (BF3) و بسته زیستی (BF4) بود. نتایج نشان داد که اثر متقابل تیمارها فقط بر وزن خشک اندام هوایی معنی دار بود. کاربرد F4-BF4 و F2-BF4 وزن خشک اندام هوایی را به ترتیب %122 و %121 نسبت به شاهد (F0-BF0) افزایش داد. کاربرد BF4، مساحت سطح برگ را %55 و کاربرد F4، شاخص کلروفیل برگ (SPAD) را %29 نسبت به شاهد افزایش داد و بهترین تیمارها در افزایش این صفات بودند. در بین تیمارهای زیستی کاربرد BF4 میزان جذب عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سیلیسیم در اندام هوایی را به ترتیب %4/108، %7/224، %6/115 و %3/226 و در بین تیمارهای شیمیایی مصرف F4 جذب این عناصر را به ترتیب %7/58، %9/14، %1/25 و %158 نسبت به شاهد افزایش داد. نتایج این تحقیق نشان داد که در خاک های با pH نسبتاً بالا، با مصرف سطح بهینه عناصر غذایی و حتی سطوح بالاتر از آن همراه با کود ورمی کمپوست می توان رشد و جذب عناصر غذایی را در گیاه گوجه فرنگی به طور مؤثری بهبود بخشید.

بهینه سازی سیستم انحراف سیلاب بر پایه ریسک، چارچوبی است که به طراحان اجازه می دهد که عدم قطعیت های عامل بر فرایند تصمیم گیری را در نظر گرفته و سطح اعتمادپذیری این سازه هیدرولیکی را تعیین کنند. این مطالعه به منظور کاربرد عدم قطعیت های هیدرولیکی و هیدرولوژیکی در طراحی احتمالاتی سیستم انحراف سیلاب سد کارون 4 در استان خوزستان واقع در جنوب غربی ایران انجام شده است. تأثیر منابع عدم قطعیت بر مشخصه های سیستم انحراف جریان با استفاده از توسعه یک مدل احتمالاتی چندمتغیره بر پایه توابع مفصل تعیین شده است. برای دستیابی به این هدف، سری های زمانی داده ها شامل دبی حداکثر لحظه ای سالانه و حجم حداکثر سیلاب سالانه برای یک دوره 37 ساله گردآوری شد. دو تابع هدف کمینه سازی ریسک شکست سیستم و کمینه سازی هزینه ساخت به عنوان دو هدف متضاد در ساختار یک مدل شبیه سازی-بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک چندهدفه مبتنی بر رتبه بندی نامغلوب تعریف و برای رسیدن به بهترین مقادیر متغیرهای تصمیم اجرا شد. قطر، شیب، پوشش دیواره و ارتفاع ورودی تونل ها، ارتفاع فرازبند، و ارتفاع نشیب بند به عنوان متغیرهای تصمیم در فضای امکان پذیر مسأله جستجو شد. نتایج نشان داد دوره بازگشت 25 سال با توجه به دو عامل هزینه و ریسک روگذری پاسخ بهینه به شمار می رود. برای این دوره بازگشت قطر تونل ها 5/10 و 9/9 متر، ارتفاع فرازبند 5/44 متر و ارتفاع نشیب بند 5/12 متر حاصل گردید. همچنین نتایج نشان داد که این مفهوم می تواند با لحاظ نمودن تغییرات اقتصادی، هیدرولوژیکی و هیدرولیکی، برای توسعه ساختار طراحی سیستم های انحراف سیلاب سودمند باشد.

دور آبیاری و مقدار کود مصرفی از جمله عوامل مهمی هستند که اثر زیادی بر عملکرد چغندرقند دارند. این تحقیق به منظور ارزیابی دو مدل WOFOST و AquaCrop در شبیه سازی عملکرد و بهره وری آب چغندرقند در ایستگاه تحقیقاتی فیض آباد شهرستان قزوین در سه سال زراعی انجام شد. بدین منظور، مدیریت آبیاری در چهار دور (6، 9، 12 و 15 روز) و سطوح کود بُر در سه سطح (21، 30 و 39 کیلوگرم در هکتار؛ به ترتیب نشان دهنده سطوح کم، متوسط و مناسب) به کار برده شدند. نتایج آماره RMSE به منظور ارزیابی نتایج عملکرد مدل گیاهی WOFOST و AquaCrop نسبت به داده های واقعی به ترتیب برابر با 29/0 و 07/1 تن در هکتار بود. نتایج آماره ی RMSE برای بهره وری آب توسط دو مدل WOFOST و AquaCrop به ترتیب برابر با 61/0 و 14/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. خطای شبیه سازی عملکرد توسط مدل های WOFOST و AquaCrop برای تیمارهای آبیاری به ترتیب بین 50/3-87/2 و 26/2-91/1 تن بر هکتار و برای تیمارهای کودی به ترتیب بین 51/4-34/2 و 94/2-14/1 تن در هکتار متغیر بود. خطای این دو مدل برای شبیه سازی بهره وری آب برای تیمارهای آبیاری به ترتیب بین 48/0-34/0 و 38/0-16/0 کیلوگرم بر مترمکعب و برای تیمارهای کودی بین 56/0-30/0 و 41/0-15/0 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آمد. بنابراین در شرایط تفکیک تیمارهای آبیاری، مدل AquaCrop دقت بهتری نسبت به WOFOST داشت. در حالت کلی دقت مدل WOFOST خوب بود، لیکن براساس نتایج به دست آمده، با احتیاط پیشنهاد می شود از مدل WOFOST برای شبیه سازی چغندرقند در شرایط شبیه سازی تیمارهای آبیاری به همراه کود مصرفی استفاده شود.

کشاورزی به طور مستقیم تحت تاثیر شرایط اقلیمی و تغییرات آن است. بنابراین به منظور سازگاری با آثار منفی تغییر اقلیم بر کشاورزی پایدار، بررسی اثرات تغییر اقلیم برآب مصرفی در این بخش ضروری است. در این مطالعه با استفاده از سه سناریوRCP8. 5 RCP4. 5 و RCP2. 6 از گزارش پنجم IPCC و مدل گردش جوی HadGEM2-ES، داده های اقلیمی آینده (دمای بیشینه، دمای کمینه و بارش) تحت شرایط تغییر اقلیم با استفاده از نرم افزار LARS WG طی دو دوره (2039-2020 ) و (2059-2040) بر اساس دوره پایه (2005-1985) پیش بینی شده است. تبخیرتعرق دوره پایه از روش هارگریوز-سامانی محاسبه و با استفاده از ضریب (G) به تبخیرتعرق به روش فائو-پنمن-مانتیث تبدیل گردید تا دقت محاسبات افزایش یابد. بر این اساس به مقایسه تبخیرتعرق و نیاز آبیاری برنج (کشت غالب و استراتژیک استان گیلان) در آینده و گذشته پرداخته شده است. نتایج نشان داد در دوره (2039-2020) میانگین سالانه دمای بیشینه و کمینه به ترتیب به میزان 2/2 و 1/2 درجه سانتیگراد نسبت به دوره پایه ( 2005-1985) افزایش می یابد. همچنین در دوره (2059-2040 ) نسبت به دوره پایه (2005-1985) میانگین سالانه دمای بیشینه و کمینه به ترتیب به میزان 2/3و 8/2 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. میانگین ماهانه بارش تحت سه سناریو در دوره های (2039-2020 ) و (2059-2040) به ترتیب 8/11 و 6/13 میلی متر نسبت به دوره پایه افزایش خواهد یافت. نتایج این پژوهش نشان داد تغییرات نیاز آبیاری خالص برنج طی دوره های (2039-2020) و (2059-2040) نسبت به دوره ی پایه به ترتیب 0 تا 31% و 0 تا 45% افزایش خواهد داشت. روند تغییرات تبخیرتعرق مرجع صعودی است و دامنه تغییرات آن طی دو دوره ی مذکور به ترتیب (% 6/13-%4/0) و (% 6/27-%1/6) می باشد. روش مذکور چشم اندازی از اثرات تغییر اقلیم بر آبیاری به کشاورزان ارائه می کند. نتایج این پژوهش ضرورت توجه بیشتر به تاثیرات تغییر اقلیم بر مدیریت و برنامه ریزی مطمئن کشاورزی را آشکار می سازد.

افزایش وقوع طوفان های گردوغبار در چند سال اخیر در جنوب غرب ایران به ویژه در استان خوزستان و به تبع آن کاهش کیفیت هوا در این مناطق، اهمیت پیش بینی و ارتباط این پدیده با نوسانات اقلیمی را دوچندان کرده است. هدف از این پژوهش بررسی کارایی روش های هیبریدی ژنتیک-تبرید (GA-SA) و الگوریتم ژنتیک (GA) به منظور انتخاب متغیرهای ورودی بهینه در پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار (FDSD) است. بدین منظور از داده های ساعتی گردوغبار و کدهای سازمان هواشناسی و همچنین داده های اقلیمی شامل دمای حداکثر، دمای حداقل، دمای متوسط، مجموع بارش و سرعت بیشینه باد در مقیاس فصلی با طول دوره آماری 35 ساله (2018-1984) در هفت ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان استفاده شد. در ادامه با در دست بودن سری زمانی شاخص FDSD و سایر متغیرهای اقلیمی، اقدام به مقایسه کارایی حالت های مختلف متغیرهای ورودی، به منظور پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار در فصل آینده شد. نتایج نشان داد که روش هیبریدی ژنتیک-تبرید (GA-SA) در بین تمام حالت های انتخاب متغیرهای ورودی، بهترین عملکرد را داشت؛ به طوری که در این حالت معیارهای ارزیابی R، MAE و RMSE به ترتیب از 91/0، 29/0 و 44/0 تا 99/0، 13/0 و 17/0 در ایستگاه های مورد مطالعه متغیر بود. همچنین متوسط فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار در مقیاس فصلی در ایستگاه های مورد مطالعه به ترتیب صعودی از 68/1 تا 10/4 متغیر بود به طوری که با افزایش شاخص FDSD در ایستگاه مورد مطالعه، دقت پیش بینی تمام حالت ها افزایش داشت به نحوی که در حالت اول پیش بینی (صرفاً بر اساس شاخص FDSD)، ضریب همبستگی بین مقادیر مشاهداتی فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار و مقادیر محاسباتی آن از 87/0 به 95/0 افزایش یافت. برای حالت دوم (پیش بینی بر اساس فروانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار و همه ویژگی های کمکی یعنی FDSD & AC)، حالت سوم (بر اساس بهینه سازی الگوریتم ژنتیک) و حالت چهارم (بر اساس روش هیبریدی ژنتیک-تبرید) نیز ضریب همبستگی به ترتیب از 93/0 تا 94/0، 91/0 تا 97/0 و 94/0 تا 99/0 در ایستگاه های موردمطالعه متغیر بود. در مجموع با مقایسه حالت های مورد استفاده، روش هیبریدی ژنتیک-تبرید (GA-SA) بهترین عملکرد و بعد از آن الگوریتم ژنتیک (GA) بهترین نتیجه را ارائه نمود. نتایج این مطالعه می تواند در مدیریت پیامدهای ناشی از طوفان گردوغبار و برنامه های مقابله با بیابان زایی در مناطق تحت مطالعه مفید باشد.

تعیین روند تغییر دمای خاک، به دلیل ارتباط تنگاتنگ با مدیریت پایدار کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق، به منظور بررسی روند تغییر دمای خاک سه ایستگاه کنگاور، کرمانشاه و سرپل ذهاب که دارای اقلیم های مختلف هستند، سری داده های روزانه دمای خاک 25 ساله (1993 تا 2018) این ایستگاه ها، از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد. با استفاده از میانگین های روزانه دمای خاک، میانگین های دوره گرم سال (بهار و تابستان)، دوره سرد سال (پاییز و زمستان) و سالانه بر اساس تقویم شمسی، تنظیم و محاسبه شدند. از دو آزمون من-کندال و تخمینگر شیب سِن، برای تحلیل روند دمای خاک در سطوح اطمینان 95% و 99%، استفاده شد. تحلیل سری داده های ایستگاه سینوپتیک کنگاور، حاکی از وجود روند افزایشیِ معنی دار در دمای خاک توسط هر دو آزمون بود. در ایستگاه کرمانشاه، علیرغم صعودی بودن مقادیر دمای خاک در همه اعماق موردنظر، معنی داری در روند میانگین سالانه دمای خاک مشاهده نشد. ایستگاه سرپل ذهاب نیز هیچ گونه روندی را نشان نداد. در ایستگاه های کنگاور و کرمانشاه، روند افزایش دمای قسمت های سطحی خاک، مقدار بیشتری را نشان داد که به دلیل تأثیرپذیری بیشتر بین دمای سطح خاک و دمای هوا است. متوسط افزایش دمای عمق 5 سانتیمتری خاک برای ایستگاه کرمانشاه 04/0 درجه سلسیوس در سال و ایستگاه کنگاور 1/0 درجه سلسیوس در سال برآورد شدند. افزایش میانگین سالانه دمای خاک ایستگاه های دارای روند افزایشی، عمدتاً ناشی از ذخیره سازی گرما، در دوره گرم سال تشخیص داده شد.

پیش بینی حجم آب ذخیره شده در سدهای مخزنی در دوره های آتی، نقش مهمی در برنامه ریزی و مدیریت بهره برداری بهینه از سامانه-های منابع آب دارد. در این مطالعه، از روش تحلیل سری های زمانی برای پیش بینی جریان ماهانه ورودی به سد های مخزنی یامچی و سبلان در استان اردبیل استفاده شد. داده های دبی جریان ماهانه اندازه گیری شده در ایستگاه های هیدرومتری واقع در محل ورود آب به سد، طی سال های 94-1373 به مدت 21 سال تهیه و برای ساخت و آزمون مدل مناسب، به کار برده شد. پس از ایستا نمودن سری داده ها، با توجه به نمودارهای خودهمبسته (ACF) و خودهمبسته جزئی (PACF)، ساختارهای مدل فصلی تشخیص داده شدند و پس از مقایسه آن ها با توجه به معیارهای آکائیکه (AIC)، آکائیکه اصلاح شده (AICC) و اطلاعات بیزی (BIC)، مدل مناسب برای هر یک از ایستگاه های هیدرومتری انتخاب شد. با برازش مدل به داده های مشاهداتی، پارامترهای هر مدل تعیین و کفایت مدل های منتخب نیز با آزمون های تشخیصی بررسی گردید. نتایج نشان داد مدل ARIMA(1, 0, 0)(0, 1, 1)12 و ARIMA(1, 1, 1)(0, 1, 1)12 به ترتیب برای داده های دبی ماهانه ایستگاه یامچی و ارباب کندی، دارای کمترین مقدار شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدرمطلق خطا (MAE) بوده و دارای بیش ترین ضریب تعیین است. مقدار این شاخص ها در مدل مربوط به ایستگاه هیدرومتری یامچی به ترتیب برابر 04/1، 606/0 و 63/0 و برای ایستگاه هیدرومتری ارباب کندی به ترتیب برابر 35/1، 8/0 و 74/0 به دست آمد. لذا مدل های منتخب، جریان ماهانه ورودی به مخزن سد های یامچی و سبلان را با دقت خوبی پیش بینی می کند. همچنین مقایسه نتایج پیش بینی شده با داده های مشاهداتی نشان داد در پیش بینی مقادیر حد بالای دبی، مدل های منتخب از دقت بالایی برخوردار نیستند.

برای استفاده بهینه از اراضی کشاورزی، ارزیابی تناسب اراضی ضروری است. در این تحقیق از روش های پارامتریک (ریشه دوم) و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در ارزیابی تناسب اراضی منطقه القورات (با وسعت km2 2/133 واقع در استان خراسان جنوبی) برای عناب و زرشک استفاده شد. 12 خاکرخ شاهد، از بین 50 خاکرخ اولیه، مطالعه گردید. پرسشنامه هایی برای زرشک و عناب تهیه و توسط کشاورزان و کارشناسان تکمیل شد. ابتدا چندین ویژگی فیزیکی و اقتصادی (زیر معیار درآمد) بررسی شدند. با توجه به نتایج پرسشنامه ها، برای هر عامل و به تفکیک هر تیپ بهره وری، بر اساس تأثیر آن در تناسب اراضی، وزن داده شد. در نهایت وزن ها و درجه های تناسب مربوط به هر ویژگی در محیط نرم افزار Expert Choice با یکدیگر تلفیق و بر اساس استانداردهای فائو کلاس های تناسب تعیین شدند. نتایج نشان داد که اقلیم دارای تناسب زیاد (S1) بوده و مهم ترین محدودیت های خاک و زمین نما شیب، آهک و بافت بود. اقلیم بیشترین (355/0) و شاخص رطوبت کمترین (044/0) وزن را داشت. دامنه شاخص اراضی به روش ریشه دوم برای زرشک و عناب به ترتیب: 7/10 تا 6/75 و 2/11 تا 77 و به روش AHP، 4/13 تا 1/77 و 5/14 تا 4/79 بود. اگرچه این اختلاف بسیار ناچیز می باشد، اما به نظر می رسد شرایط منطقه برای کشت عناب نسبت به زرشک، مناسبتر است. ضرایب تبیین محاسبه شده بین تولید مشاهداتی و شاخص های اراضی برآورد شده در روش ریشه دوم برای زرشک و عناب به ترتیب: 96/0 و 94/0 و در روش AHP، 98/0 و 92/0 بود که مؤید دقت بالای هر دو روش AHP و ریشه دوم است.

هدف این پژوهش ارائه روشی بر مبنای الگوریتم های جهانی و تجربی جهت برآورد رطوبت نسبی در استان سیستان و بلوچستان است. بدین منظور از تصاویر ترا مودیس و از محصولات (MOD05, MOD07) مربوط به بازده زمانی 10 ساله (1 ژانویه 2009 تا 31 دسامبر 2018) در شرایط بدون ابر به عنوان داده های منتخب استفاده شد. برای اعتبار سنجی لایه های به دست آمده (دمای نزدیک سطح زمین، فشار سطح زمین، آب قابل بارش TPW و رطوبت نسبی)، داده های ایستگاه زمینی و رادیوساند مورداستفاده قرار گرفت. مقدار R2 و REMS لایه های ثبت شده از سنجنده و داده های زمینی قابل قبول بودند و داده های سنجده هم خوانی مناسبی با اندازه گیری-های ایستگاه های زمینی داشتند. نتایج به دست آمده حاکی از این هستند که عامل ارتفاع نقش تعیین کننده ای در فرا سنج دما دارد. حداقل مقدار آب قابل بارش، 6 میلی متر در مناطق خاش، میر جاوه و سراوان در فصل سرد سال و حداکثر آن با 49 میلی متر در مناطق ساحلی در فصل گرم سال ثبت شده است. میزان متوسط رطوبت نسبی در فصل سرد سال در کل استان در حالت تعادل قرار دارد ولی در فصل گرم سال از حالت تعادل خارج می شود که در سواحل دریای عمان بالای 60 درصد و در مرکز استان (خاش، میر جاوه و زاهدان) کمتر از 10 درصد است.

روش الکتروکینتیک، به عنوان یکی از روش های فیزیکی و شیمیایی پالایش خاک های آلوده و از جمله روش های پرکاربرد در تصفیه محیط های خاکی و لجن به شمار می رود. در این پژوهش، برای بهبود تصفیه به روش الکتروکینتیک، غشایی با استفاده از الیاف ژئوتکستایل و به روش پلیمریزاسیون شیمیایی توسط پلیمر رسانای پیرول و نانو ذره اکسید مس ساخته شد و در تماس مستقیم با ورقه های مسی در داخل میدان الکتریکی قرار گرفت. برای ارزیابی کارایی غشای ساخته شده، مدلی فیزیکی طراحی و ساخته شد و با کائولینیت آلوده شده به فلز مس (با غلظت 200 میلی گرم در کیلوگرم خاک خشک) پر گردید. جهت واجذبی فلزات سنگین، از پتاسیم کلرید 01/0 مولار به عنوان محلول های آنولیت و کاتولیت استفاده شد. محلول هیدروکلریک اسید 1/0 مولار با نرخ 6/0 میلی لیتر در هر ساعت به مخزن حاوی کاتولیت تزریق شد. نتایج نشان داد، جاگذاری غشای ساخته شده در میدان الکتریکی، سبب تسریع خروج فلز مس تحت تاثیر فرآیند الکترواسمز شد. علی رغم کاهش جریان خروجی از مدل (در آزمایش با غشای ساخته شده)، غلظت مس باقیمانده در جریان خروجی، 6 برابر غلظت مس باقیمانده در آزمایش کنترل بود. افزایش راندمان حذف فلز مس از 5/29 درصد در آزمایش کنترل (در مجاور الکترود کاتد) به 38 درصد در آزمایش با جاگذاری غشای ساخته شده (در مجاور الکترود کاتد)، حاکی از کارایی غشای طراحی شده در تصفیه الکتروکینتیک است. مقدار انباشت فلز مس در مقطع مجاور الکترود آند در آزمایش با غشای ساخته شده به میزان 29 درصد نسبت به آزمایش کنترل کاهش یافت.

به منظور بررسی تأثیر نانواکسید سیلیسیوم پوشیده با اسید هیومیک (نانوذره پوشش دار) برعملکرد، ترکیب یونی و تحمل به شوری گیاه سیاه دانه، این پژوهش در سال زراعی 97-1396 انجام شد. آزمایش در قالب طرح اسپیلیت پلات برپایه بلوک های کامل تصادفی در 4 تکرار در شرایط گلخانه اجرا گردید. تیمار اصلی شوری در 3 سطح شامل 2، 5/3 و 5 دسی زیمنس بر متر با آب آبیاری و تیمارفرعی نانواکسید سیلیسیوم (نانوذره) شامل شاهد (بدون مصرف نانوذره)، نانوذره بدون پوشش (غلظت 5/0 گرم در لیتر) و نانوذره پوشش دار )غلظت 5/0 گرم در لیتر( دردو مرحله چند برگی (15 روز پس از کاشت نشاء) و گلدهی (50 روز پس از کاشت نشا) در آب آبیاری اعمال شد. نتایج نشان داد که عملکرد و اجزا آن با افزایش شوری کاهش معنی دار داشتند، ولی تأثیر شوری روی آنها متفاوت بود. کاربرد نانوذره پوشش دار باعث افزایش معنی دار صفات وزن دانه، وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، تعداد کپسول بالغ، تعداد دانه در متر مربع، شاخص برداشت و رطوبت نسبی برگ و کاهش معنی دار نشت یونی نسبت به شاهد شد و تاثیر آن به ترتیب 9/18، 9/8، 7/23، 24، 9/15، 5/10، 7/20 و 1/18 درصد بیشتر از نانوذره بدون پوشش بود. علاوه بر این باعث افزایش جذب عناصر غذایی از جمله نیتروژن، پتاسیم و کلسیم در برگ گردید. لذا با توجه به نتایج آزمایشات، پوشش نانواکسید سیلیسیوم توسط اسیدهیومیک، می تواند تاثیر نانوذره فوق را بر شاخص های تحمل به شوری و صفات کمی و کیفی سیاه دانه تحت شرایط شوری افزایش دهد.