پژوهش آب ایران

چکیده توسعه تولید محصولات گلخانه‌ای و هوشمندسازی مصرف آب، راهکاری مناسب برای افزایش بهره‌وری مصرف آب در بخش کشاورزی است. از این‌رو تخمین نیاز آبی گلخانه‌ها نیاز به یک بررسی جامع دارد. در این پژوهش مطالعات انجام شده روی روش‌های برآورد تبخیر و تعرق در گلخانه در دنیا و ایران بررسی شد. نتایج نشان داد روش‌های فائو- تابش، پریستلی- تیلور و فائو- پنمن نتایج به‌نسبت قابل قبولی ارائه‌ کردند. روش‌هایی مانند پنمن، پنمن- مانتیث- فائو و استانگلینی نیز که در مطالعات بیشتری مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند، نسبت به روش‌های دیگر نتایج دقیق‌تری را ارائه کرده‌اند. همچنین نتایج نشان دهنده تفاوت عملکرد یک روش‌ در مناطق مختلف بود. استفاده از پارامترهای آب و هوایی متفاوت و تفاوت در ارتفاع منطقه که بر فشار هوا مؤثر است، می‌تواند دلیل این تفاوت باشد. در انتها می‌توان نتیجه گرفت هرچند لایسی‌متر می‌تواند دقیق‌ترین نتیجه را حاصل نماید ولی به دلیل وقت‌گیر بودن نمی‌توان آن ‌را توصیه نمود. روش تشت تبخیر گلخانه نیز به‌دلیل نیاز به ابزار دقیق اندازه‌گیری عمق آب و ضریب تشت، کارایی لازم را ندارد. بنابراین، بر اساس نتایج پژوهش‌های مختلف، می‌توان روش‌های پنمن-مانتیث، پنمن- مانتیث- فائو و استانگلینی را برای برآورد تبخیر و تعرق گلخانه با خطایی قابل قبول توصیه نمود.

چکیده مطالعه الگوهای جوی بزرگ مقیاس که تأثیر معنی‌داری بر شرایط اقلیمی کشور دارند می‌تواند به شناخت عوامل تغییرات آب و هوایی و پیش‌آگاهی از پدیده‎‌های زیانبخش جوی مانند ترسالی و خشکسالی‌ کمک کند. در این مطالعه به بررسی اثر پدیده‌های نوسان جنوبی (SO) و نوسان اطلس شمالی (NAO) بر فراوانی وقوع و شدت رودخانه­های جوی پرداخته شد. رودخانه­های جوی مسیرهای بلند و باریکی هستند که حدود 90 درصد رطوبت جو را در عرض­های میانی زمین با خود حمل می­کنند. در این پژوهش از کمیت شار بخار آب تجمعی (IVT) با استفاده از داده‌های بازتحلیل ERA5 در ماه‌های پربارش در کشور (نوامبر تا می) در بازه 1979 تا 2020 با گام­های زمانی 6 ساعته برای شناسایی رودخانه­های جوی استفاده شد. نتایج نشان داد که درصد وقوع رودخانه­های جوی در فازهای خنثیSO و NAO به­ترتیب 81/55 و 11/67 درصد می­باشد. فراوانی وقوع رودخانه‌های جوی در کشور در فاز منفی SO یا النینو، 26 درصد و در فاز مثبت NAO بسیار بیشتر (4 برابر) از فاز منفی این پدیده است. این نتیجه با مطالعات گذشته که این دو فاز را با ترسالی­های کشور مرتبط دانسته‌اند همخوانی دارد. بررسی شدت رودخانه‌های جوی که با شاخص IVT سنجیده شد نیز نشان داد که شدت این پدیده در فاز‌های منفی SO و مثبت NAO بیشتر است.

چکیده به دلیل اهمیت داده‌های تبخیر از تشت در برآور نیاز آبی گیاهان و همچنین تخمین حجم هدررفت آب از مخازن آب سطحی و همچنین فقدان این داده‌ها در بسیاری از مناطق، بررسی و یافتن روش‌های جدید و کارآمد جهت برآورد میزان تبخیر از تشت، می‌تواند در مدیریت منابع آب موثر باشد. در این پژوهش از دو مدل ماشین‌ بردار پشتیبان (SVM) و مدل با حافظه مدت بلند کوتاه‌ (LSTM) و همچنین سه روش تجربی مایر، سازمان عمران آمریکا و ایوانف جهت برآورد تبخیر از تشت در استان کهکیلویه و بویراحمد استفاده شد. برای این منظور، داده‌های تبخیر واقعی در مقیاس روزانه برای 6 ایستگاه‌ دهدشت، امامزاده‌جعفر، لیکک، دوگنبدان، سی‌سخت و یاسوج و در دوره آماری 14 تا 39 ساله منتهی به سال 2023، از سازمان هواشناسی کشور تهیه و به‌عنوان متغیر وابسته در مدل‌ها مورد استفاده قرار گرفت. همچنین از 12 پارامتر هواشناسی شامل بارندگی، سرعت باد، دمای حداکثر و حداقل، ابرناکی، دمای خاک، حداکثر و حداقل رطوبت نسبی، میانگین دمای نقطه شبنم، فشار سطح دریا، تابش خورشیدی و میانگین فشار بخار واقعی نیز به‌عنوان متغیر مستقل استفاده گردید. نتایج نشان داد مقادیر خطای برآورد تبخیر در 6 ایستگاه مورد مطالعه برای مدل‌های تجربی بسیار بالا (حداقل مقدار خطا 27 درصد) و نتایج از نظر شاخص عملکرد مدل (ضریب نش) غیر قابل قبول می‌باشند. این امر ضرورت استفاده از مدل‌های دیگر در این استان را روشن می‌کند. نتایج ارزیابی دو مدل SVM و LSTM نشان داد، مدل SVM با خطای 16 درصد در مرحله آموزش و 18 درصد در مرحله آزمون، نتایج دقیقتری نسبت به مدل LSTM دارد. مقدار خطای برآورد تبخیر در این دو مرحله، در مدل LSTM به ترتیب برابر 23 و 24 درصد بدست آمد. در نهایت می‌توان نتیجه گرفت که، استفاده از مدل‌های قدرتمند مانند SVM که بر مبنای روابط ریاضی- آماری، قابلیت تشخیص و شبیه‌سازی رفتارهای پیچیده و غیرخطی متغیرهای اقلیمی را دارند، می‌تواند دقت تخمین تبخیر از تشت را در مناطق فاقد تشت تبخیر، افزایش دهد.

چکیده مدل‌سازی تبخیر از تشت علاوه بر کاربرد در مطالعات هیدرولوژی مانند برآورد هدر رفت آب از مخازن سدها، به برآورد نیاز آبی گیاهان در مناطقی که اطلاعات لایسی‌متری وجود ندارد کمک می‌کند. مدل‌سازی این پارامتر مهم می‌تواند در تخمین-داده‌های گم‌شده نیز بسیار کارگشا باشد. در این پژوهش با به کارگیری مدل برنامه‌نویسی بیان‌ژن (GEP) و برخی مدل‌های سری‌زمانی، تبخیر روزانه از تشت در یک دوره ۲۰ ساله (۲۰۲۰-۲۰۰۰) در سه ایستگاه سینوپتیک اهواز، آبادان و دزفول مدل‌سازی شد. نتایج نشان داد استفاده از داده‌های 14، 16 و 20 ماه قبل برای شبیه‌سازی نسبت به دوره‌های کوتاه‌تر، در هر دو مرحله‌ی آموزش و آزمون نتایج دقیق‌تری ارائه می‌کند. همچنین براساس معیارهای ارزیابی، میزان خطای شبیه‌سازی در ماه‌های سرد سال (اکتبر تا مارس) نسبت به ماه‌های گرم (آپریل تا سپتامبر) به‌طور متوسط 28 درصد کمتر بود. هرچند در تمام 12 ماه سال حداقل یک الگوی مناسب با دقت قابل قبول برای شبیه‌سازی داده‌های تبخیر روزانه به‌دست آمد. بهترین نتایج در ماه‌های گرم سال در ماه آگوست و در دزفول مشاهده‌ شد به نحوی که خطای برآورد تبخیر روزانه 93/0 میلی‌متر در روز و ضریب نش 80/0 به‌دست آمد. در ماه‌های سرد سال نیز کمترین خطا (70/0 میلی‌متر در روز) در ماه دسامبر آبادان به همراه ضریب نش 82/0 مشاهد شد که نشان‌هنده‌ی کارایی بالای مدل GEP در شبیه‌سازی داده‌های تبخیر از تشت است. مقایسه نتایج این مدل با برخی مدل‌های سری‌زمانی نیز نشان داد مدل GEP در تمام ماه‌ها در آبادان دارای خطای کمتری است. در دزفول مدل Holt در ماه‌های ژانویه و سپتامبر نتایج بهتری نسبت به GEP ارائه کرد. میزان خطا در این دو ماه به‌ترتیب 61 درصد و 71 درصد کمتر از مدل GEP بود. در ایستگاه اهواز نیز مدل Exponential smoothing در اکتبر و مدل Holt در نوامبر به‌ترتیب تبخیر روزانه را با 48 درصد و 68 درصد خطای کمتر برآورد کردند.

چکیده کاهش شدید منابع آب شیرین سطحی و بحرانی شدن منابع آب زیرزمینی در چند دهه‌ی اخیر در بیشتر مناطق کشور به عنوان مهم‌ترین مسائل کشور مطرح است. به همین دلیل راهکارهای مناسب جهت بهره‌برداری از منابع آب نا‌متعارف مانند آب‌های شور زیرزمینی، دریا و زه‌آب‌های کشاورزی می‌تواند به کاهش اثرات منفی کاهش منابع آب کمک کند. در این پژوهش یکی از راه‌های بهره‌برداری از منابع آب شور مورد بررسی قرار گرفت. شیرین کردن آب شور به روش تبخیر و میعان آن، به کمک انرژی خورشید جهت استفاده گیاهان (آبیاری تقطیری)، یکی از روش‌های ساده‌ترین برای تولید آب شیرین قابل استفاده در کشاورزی می‌باشد. در این پژوهش با اجرای سازه‌های پلاستیکی و پلی‌کربنات به بررسی تاثیر جنس و اندازه سطوح مختلف تقطیرکننده در روش آبیاری تقطیری بر عملکرد و کارایی مصرف آب در گیاه گوجه‌فرنگی پرداخته شد. آزمایش در 7 تیمار و 4 تکرار بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو نوع جنس سطح تقطیر کننده شامل صفحه‌ی پلاستیکی شفاف (P) و صفحه‌ی پلی‌کربنات (PC) دو جداره شفاف و سه اندازه سطح خارجی متفاوت شامل 48/0، 72/0 و 96/0 مترمربع انجام شد. جهت مقایسه نتایج یک تیمار با آبیاری قطره‌ای زیرسطحی (آبیاری با آب شیرین) نیز به عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شد. در این آزمایش پارامترهای تعداد میوه، وزن‌تر میوه، وزن‌تر و خشک اندام هوایی، حجم آب شیرین تولید شده در هر تیمار، میزان نشت یونی، دمای سطح برگ و کارایی مصرف آب اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد تیمار P3 (صفحه‌ی پلاستیکی با سطح خارجی 96/0 متر مربع) بیشترین میزان تولید آب شیرین در طول آزمایش را به میزان 21 لیتر به خود اختصاص داده است. در مقابل تیمار PC3 (صفحه‌ی پلی‌کربنات با سطح خارج 48/0 ‌متر مربع) کمترین میزان تولید آب شیرین را به میزان 5/16 لیتر داشته است. شفافیت تیمارهای پلاستیکی شفاف و در نتیجه عبور نور بیشتر به داخل سازه نسبت به تیمارهای پلی‌کربنات می‌تواند دلیل این تفاوت در تولید آب شیرین باشد. باتوجه به تولید بیشترین مقدار آب شیرین در تیمار P3 بیشترین تعداد میوه، وزن‌تر میوه و وزن‌تر و خشک گیاه نیز در این تیمار مشاهده شد. در مقابل کمترین مقدار وزن‌تر و خشک گیاه، تعداد و وزن‌تر میوه در تیمار PC3 مشاهده شد. بیشترین و کمترین کارایی مصرف آب نیز به ترتیب در تیمارهای P3 (حدود 69 درصد بیشتر از تیمار شاهد) و PC3 ( حدود 36 درصد کمتر از تیمار شاهد) بدست آمد.

چکیده در دهه­های اخیر به‌دلیل مشهود شدن محدودیت منابع آب شیرین، توجه بسیاری از پژوهشگران به سمت استفاده از روش‌های جدید برای شیرین‌سازی آب شور جلب شده است. شیرین­سازی آب شور با استفاده از انرژی خورشید، از جملة این روش­ها ست که در آن آب شور ابتدا تبخیر و سپس با فرآیند میعان تبدیل به آب شیرین می­شود. زمانی که از این فرآیند برای آبیاری استفاده شود به آن آبیاری تقطیری می­گویند. در پژوهش حاضر، از روش آبیاری تقطیری با روشی جدید برای آبیاری فلفل قلمی در منطقة شهرکرد استفاده شد. این آزمایش به­صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار نوع آب (آب مقطر، آب آشامیدنی و آب با شوری‌های 4 و 6.5 دسی‌زیمنس بر متر) و سه نوع ظرف (نیمکره شفاف و رنگی پلاستیکی و شیشه‌‌ای هرمی شکل) به عنوان سطوح تقطیرکننده و در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که هرچه آب درون ظرف تقطیر شورتر شود، مقدار تولید آب شیرین کمتر می­شود و در نتیجه وزن­تر و خشک میوه و شاخساره نیز نسبت به تیمارهای با آب مقطر و آب آشامیدنی کاهش می­­یابد، به­گونه­ای که بیشترین کاهش مربوط به آب با شوری 6.5 دسی‌زیمنس بر متر است. در بین ظروف تقطیر مورد بررسی نیز بهترین نتیجه را ظرف هرمی شکل شیشه­ای نشان داد. بالاترین مقدار کارایی مصرف آب نیز در در دو نوع آب شیرین مورد استفاده و به مقدار متوسط 4.4 کیلوگرم بر مترمکعب و کمترین مقدار در تیمار آب با شوری 6.5 دسی‌زیمنس بر متر و به میزان 1.6 کیلوگرم بر مترمکعب به­دست آمد. در نهایت نتایج بررسی مقدار درصد تأمین آب گیاه فلفل قلمی به‌وسیلة روش آبیاری تقطیری نشان داد؛ در صورتی که از روش آبیاری تقطیری با آب شور 4 و 6.5 دسی‌زیمنس بر متر و ظرف تقطیر هرمی شیشه­ای استفاده شود، به‌ترتیب 27 و 24 درصد آب مورد نیاز این گیاه تأمین خواهد شد.

چکیده چکیده در پژوهش حاضر اثر پدیده MJO بر بارش و رواناب ایستگاههای بارانسنجی و هیدرومتری سه رودخانه مهم استان فارس در فصل بارش مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور دادههای روزانه بارش و رواناب و شاخصMJO استفاده شده است. جهت بررسی اثر معنیداری پدیدهMJO از تحلیل آماری آنووا و در صورت معنیداری از آزمون تعقیب LSD برای مقایسه اختلاف بین میانگین فازها استفاده شد. سپس با استفاده از آمارههای انحراف از میانگین بلند مدت و درصد انحراف از میانگین میزان تأثیر فازهای هشتگانه MJO بر بارش و رواناب در روزهای بحرانی بررسی شد. نتایج تحلیل آماری آنووا نشان داد که در ایستگاههای بارانسنجی و هیدرومتری اختلاف معنیداری بین میانگین فازها وجود داشته و فازهای MJO بر بارش و رواناب تأثیرگذار هستند. همچنین تحلیل نتایج ایستگاههای هیدرومتری نشان داد که فازهای یک و هشت MJO بیشترین تاثیر مثبت و فاز پنج و چهار بیشترین تأثیر منفی را بر رواناب دارد و در ایستگاههای بارانسنجی فازهای 7 و 8 نوسان مادن جولین بیشترین تاثیر مثبت و فازهای 3 و5 این نوسان بیشترین تاثیر منفی را بر بارش این مناطق دارند.

چکیده امروزه توسعة کشت گیاهان دارویی به‌دلیل ارزش افزوده بالایی که دارند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. کمبود اطلاعات مختلف، مانند نیاز آبی می‌تواند یکی از موانع توسعه کشت این گیاهان باشد. پژوهش حاضر با هدف تعیین ضرایب گیاهی یگانه و دوگانه کتان روغنی به‌وسیلة لایسی‌متر در مراحل مختلف رشد در منطقه شهرکرد انجام شد. نتایج محاسبات ضریب گیاهی یگانه با لایسی‌متر نشان داد که مقدار میانگین ضریب گیاهی یگانه کتان روغنی در مرحلة اول رشد برابر با 0.74، در مرحلة میانی 1.23 و در انتهای مرحله پایانی برابر با 0.61 می‌باشد. نتایج مقایسه ضریب گیاهی یگانه با روش فائو 56 با نتایج لایسی‌متر حاکی از آن بود که تفاوت مقدار ضریب گیاهی یگانه با استفاده از این دو روش، در مرحلة اولیه و میانی بسیار کم، ولی در مرحله پایانی زیاد می‌باشد. همچنین، نتایج ضریب گیاهی دوگانه نشان داد که ضریب گیاهی پایه برای کتان روغنی در مراحل مختلف رشد به‌ترتیب 0.15، 1.15 و 0.2 می‌باشد. تبخیر تعرق واقعی کتان روغنی با استفاده از ضرایب گیاهی یگانه، دوگانه و لایسی‌متر به‌ترتیب برابر 391، 445 و 444 میلی‌متر به‌دست آمد که به‌خوبی دقت روش ضریب گیاهی دوگانه را برای محاسبه تبخیر- تعرق واقعی گیاه نشان می‌دهد.