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 یکی از راه‌های کاهش میزان آب مصرفی و افزایش بهره‌ورری آب، کاهش تبخیر آب از سطح خاک می‌باشد و آبیاری زیرسطحی یکی از روش‌هایی است که می‌تواند تبخیر آب از سطح خاک را کاهش دهد. هدایت آب به زیر سطح زمین و محیط ریشه‌ در آبیاری زیرسطحی، می‌تواند توزیع مناسب رطوبت را به همراه‌ داشته باشد و تبخیر از سطح خاک را تحت تاثیر قرار دهد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر استفاده از تشک ژئوتکستایل در سامانه آبیاری زیرسطحی بر الگوی توزیع رطوبت می‌باشد. این پژوهش در یک مدل فیزیکی به حجم یک مترمکعب با دیواره‌ی پلکسی گلاس در دانشگاه شهرکرد انجام شد. طرح آماری مورد استفاده در این پژوهش، طرح فاکتوریل در قالب طرح پایه‌ی کاملاً تصادفی با 10 تیمار و سه تکرار بود فاکتور اول عمق کار‌گذاری لوله‌ها در دو سطح (15 و 30 سانتی‌متری از سطح خاک) و فاکتور دوم نوع پوشش دور لوله در 5 سطح (4 نوع تشک ژئوتکستایل با ضریب آبگذری متفاوت و یک پوشش شن و ماسه) بود. نتایج به‌دست آمده نشان داد که کاربرد تشک ژئوتکستایل در اطراف لوله‌های آبده سبب افزایش حداکثر عرض خیس‌شدگی تا 70 درصد، کاهش حداکثر عمق‌خیس‌شدگی تا 70 درصد و کاهش حداکثر صعود مویینگی نسبت به تیمار شن و ماسه تا 95 درصد گردید. همچنین افزایش عمق نصب تشک از پانزده به سی سانتی‌متر نیز سبب کاهش بیشتر صعود مویینگی و عمق خیس‌شدگی و افزایش عرض خیس‌شدگی شده است. از نظر آماری اثر عمق و نوع پوشش (فاکتورهای آزمایش) در سطح یک درصد معنی‌دار شد. تیمارهای ژئوتکستایل دارای ضریب آبگذری پایین‌تر، صعود مویینگی کمتری دارد که این نتایج در تطابق با عرض و عمق خیس‌شدگی است. در هر دو تیمار با گذشت زمان‌های مورد نظر هنوز فاصله زیادی تا رسیدن جبهه رطوبتی به سطح خاک وجود دارد. نتیجه‌گیری اینکه تشک‌های ژئوتکستایلی که از ژئوتکستایل با آبگذری عمودی پایین تهیه می‌شوند، می‌توانند گسترش افقی و عمودی مناسبی را ایجاد نماید و به‌عنوان یک گزینه مناسب برای زمین‌های فضای سبز، ورزشگاه‌ها و گلخانه‌ها با کشت گیاه مورد آزمون قرار گیرند.

چکیده بررسی چگونگی حرکت و توزیع آب و همچنین استفاده از ابزارها و روش‌های کارآمد برای حفظ آب در خاک یک ضرورت در شرایط کمبود آب در جامعه است. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر مدیریت آبیاری در شرایط کاربرد دبی‌های متفاوت و افزودن بیوچار به خاک در آبیاری قطره‌ای زیر سطحی بر توزیع رطوبت در خاک هنگام استفاده از آب‌های دارای آلودگی باکتریایی انجام شد. این پژوهش در قالب 18 تیمار شامل دو دبی قطره‌چکان (2 و 4 لیتر بر ساعت)، 3 سطح ضریب تخلیه مجاز رطوبتی (30، 50 و 70 درصد) و 3 سطح بیوچار (صفر، 5/0 و یک درصد) در لایسیمترهایی به ابعاد 17×60×70 سانتیمتر و در شرایط استفاده از آبیاری قطره‌ای زیرسطحی اجرا شد. سه آبیاری با استفاده از آب حاوی باکتری فکال کلیفرم روی هر تیمار برحسب ضریب تخلیه مجاز تعریف شده انجام و در فواصل زمانی معین رطوبت خاک با استفاده از دستگاه رطوبت‌سنج قرائت شد. همچنین مدل HYDRUS-2D/3D برای شبیه‌سازی توزیع رطوبت به‌کار برده شد. نتایج نشان داد که استفاده از بیوچار سبب تغییر منحنی مشخصه رطوبتی در نقاط بین رطوبت اشباع و ظرفیت زراعی خاک لوم رسی شد، اما افزودن هیچ یک از دو سطح نیم و یک درصد بیوچار تغییری در نقطه پژمردگی دایم خاک ایجاد نکرد. افزودن یک و 5/0درصد بیوچار به خاک به ترتیب منجر به افزایش 4 و 11 درصدی نگهداشت آب در خاک نسبت به تیمار بدون بیوچار شد. همچنین کاربرد بیوچار سبب کاهش ابعاد افقی جبهه پیشروی آب در هر دو دبی شد. افزودن بیوچار دور آبیاری را در مقایسه با تیمارهای بدون بیوچار افزایش داد. اگرچه در شرایط استفاده از بیوچار مقدار رطوبت سطح خاک و گستردگی آن روی سطح خاک کمتر از تیمارهای کنترل بود، اما این اختلاف معنی‌دار نبود. بررسی اثر ضریب تخلیه مجاز رطوبتی نیز نشان داد که مقدار 30 درصد این ضریب، یا کوتاه کردن دور آبیاری، از نوسانات رطوبتی در لایه بالای قطره‌چکان نسبت به تیمار با ضریب تخلیه مجاز رطوبتی حدود 10 درصد کاسته و حرکت آب در راستای عمودی را نیز به دلیل تاثیر بیشتر نیروی ثقل، افزایش داد. مدل HYDRUS-2D/3D توانایی بالایی در شبیه‌سازی رطوبت در آبیاری قطره‌ای زیرسطحی داشت. استفاده از بیوچار در نواحی خشک و گرفتار کمبود آب، می‌تواند ضمن کاهش آلودگی سطح به واسطه نگهداشت بیشتر رطوبت و کاهش میزان تبخیر کمک شایانی به کشاورزی بنماید. قطره‌چکان‌هایی با دبی زیاد، به دلیل گسترش ناحیه اشباع اطراف قطره‌چکان، می‌توانند برای گیاهان با ریشه کوتاه استفاده شوند. مدل HYDRUS-2D/3D به دلیل دقت آن در شبیه‌سازی رطوبت در شرایط مختلف، می‌تواند به عنوان یک ابزار برای تعیین مناسب‌ترین برنامه‌ آبیاری به کار برده شود.

چکیده آهن از نظر غذایی برای گیاه ضروری است اما مقدار بیش از حد آن شرایط سمی ایجاد نماید. همچنین میزان بالای آن در زهاب می‌تواند باعث گرفتگی زهکش‌ها نیز شود. این پژوهش به منظور بررسی اثر زهکشی کنترل‌شده بر غلظت آهن در زهاب خروجی و جذب آن در اندامهای ذرت دانه‌ای در دو سال زراعی 1397 و 1398 (کشت بهاره و پاییزه) در مزرعه آزمایشی دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. در این پژوهش از ذرت هیبرید سینگل‌کراس 647 در کشت بهاره و سینگل‌کراس 704 در کشت پاییزه استفاده شد. برای این منظور آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با چهار تیمار و سه تکرار اجرا گردید. تیمارها شامل زهکشی آزاد (FD)، زهکشی با سطح ایستابی متغیر (CD-Var)، زهکشی کنترل شده با تثبیت سطح ایستابی در عمق 50 سانتی‌متر (CD50) و زهکشی کنترل شده با تثبیت سطح ایستابی در عمق 50 سانتی‌متر و رهاسازی یک شبانه روز پس از توقف عملیات آبیاری (CD-In) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد زهکشی کنترل‌شده بر میزان غلظت آهن در زهاب خروجی، جذب آهن در گیاه ذرت و عملکرد اجزای ذرت اثر معنی‌داری در سطح یک درصد داشت. بیشترین غلظت آهن در زهاب خروجی در دو کشت بهاره و پاییزه مربوط به تیمار زهکشی کنترل‌شده با سطح ایستابی متغیر (CD-Var) به ترتیب برابر با 1.92 و 1.56 میلی‌گرم بر لیتر و کمترین غلظت آهن در زهاب مربوط به تیمار زهکشی آزاد (FD) برابر با 0.83 و 0.8 میلی‌گرم بر لیتر به‌دست آمد. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد زهکشی کنترل‌شده باعث افزایش عملکرد گیاه و کارایی مصرف آب شده ولی از طرف دیگر براساس نتایج غلظت آهن در زهاب خروجی و روند افزایشی آن، پتانسیل تولید گل‌اخرا در تیمارهای CD-Var و CD50 وجود دارد.

چکیده در سال‌های اخیر به دلیل افزایش مصرف آب، به میزان مصرف آب در بخش‌های مختلف توجه شده است. در بخش کشاورزی حوضة زاینده‌رود، برنج به عنوان یکی از محصولات پر مصرف مطرح می‌شود. در پژوهش حاضر تبخیر- تعرق برنج در منطقة لنجان استان اصفهان برای بررسی انتخاب و الگوریتم توازن انرژی سطحی (SEBAL) برای تعیین تبخیر و تعرق در ماه‌های خرداد تا شهریور (فصل کشت) سال 1396 روی هشت تصویر ماهوارة لندست 8 اجرا شد. همچنین روش‌های تجربی و ترکیبی برآورد تبخیر- تعرق شامل فائو- پنمن- مانتیث، کیمبرلی- پنمن، هارگریوز- سامانی، بلانی- کریدل، پنمن- مانتیث و برنامة netwat بررسی و ارزیابی شدند. بر همین اساس، مدل SEBAL در محدودة کشت برنج لنجان، بیشترین و کمترین میزان تبخیر- تعرق روزانه را در تصاویر تاریخ‌های 3 مرداد و 4 شهریور سال 1396 معادل 7.95 و 5.88 میلی‌متر بر روز بر‌آورد کرد. همچنین از میان روش‌های تجربی یاد شده برنامة netwat کمترین برآورد و داده‌هایSEBAL  با شاخص‌های RMSE، MAE و   به ترتیب 0.58، 0.35 و 0.75، همبستگی بیشتری با روش هارگریوز- سامانی را داشته است.

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.

چکیده در این تحقیق اثر کربنات کلسیم موجود در محیط‌های طبیعی در حذف،‏ انتقال و انتشار کادمیم به کمک آزمایش‌های رآکتوری بررسی شده است. نتایج نشان داد که در غلظت ppm330 کربنات کلسیم،‏ 99.2% از کادمیم با غلظت اولیه ppm ‎1.5 حذف خواهد شد. بنابراین با توجه به قدرت زیاد کربنات کلسیم در جذب کادمیم و با توجه به حضور کربنات کلسیم در آبها و خاک‌ها،‏ می‌توان نتیجه گرفت کربنات کلسیم می‌تواند نقش مهمی در خودپالایی محیط زیست ایفا کند و باید در مدلسازی انتقال و انتشار آلودگی فلزات سنگین در نظر گرفته شود. با افزایش شوری در محدوده شرایط طبیعی،‏ ابتدا میزان جذب به شدت کاهش می‌یابد سپس در شوری µS/cm 2500 شدت این کاهش کم می‌شود و در نهایت میزان جذب می‌تواند تا 50 درصد کاهش یابد. بررسی ایزوترم‌های لانگمیر و فروندلیچ نشان داد که بر اساس داده‌های این تحقیق،‏ ایزوترم حاکم بر جذب کادمیم به کربنات کلسیم ایزوترم فروندلیچ است.

چکیده ضرورت استفاده از پوشش یکی از موارد اصلی در طراحی سیستم زهکشی‌ زیرزمینی است. نسبت جذب سدیمی (SAR)‎ و شوری آب آبیاری (ECi)‎ از پارامترهای مؤثر بر پراکنش ذرات خاک و در نتیجه افزایش احتمال رسوب‌گذاری در لوله‌های زهکش زیرزمینی بدون پوشش است. در این تحقیق،‏ آزمایش نفوذسنجی برای تعیین شاخص نسبت گرادیان و گرادیان خروجی برای بررسی پتانسیل گرفتگی و احتمال ورود ذرات خاک به‌داخل لوله‌های زهکش با استفاده از سه نمونه آب با مقادیر متفاوت SAR و شوری اجرا شد. آزمون نفوذسنجی روی سه سیستم زهکشی،‏ شامل سیستم زهکشی بدون پوشش،‏ سیستم دارای پوشش معدنی و مصنوعی اجرا شد. در این آزمایش‌ها،‏ تغییرات دبی،‏ نفوذپذیری سیستم،‏ شاخص نسبت گرادیان و گرادیان خروجی بررسی شد. نتایج نشان داد مقادیر شاخص نسبت گرادیان در سیستم بدون پوشش بین 1.34 تا 2.74 می‌باشد که نشان دهنده وجود پتانسیل گرفتگی در محل ورود جریان به‌داخل زهکش بود. با این وجود ورود ذرات خاک به‌داخل زهکش مشاهده نشد. درحالی‌که در سیستم‌های با پوشش،‏ مقدار شاخص مذکور در بیشتر مواقع کمتر از یک بود. نتایج مقایسه گرادیان شکست هیدرولیکی با گرادیان خروجی در هر گرادیان،‏ نشان داد اختلاف عملکرد فیلتری بین سیستم بدون پوشش و سیستم‌های با پوشش ناچیز بود. در مقابل بین عملکرد هیدرولیکی آن‌ها تفاوت وجود داشت.

چکیده گرفتگی شیمیایی نیز مانند گرفتگی فیزیکی می‌تواند کارآیی زهکش‌ها را کاهش دهد یا موجب از کار افتادن آن‌ها شود. کربنات کلسیم ماده‌ای با حلالیت کم است که درصورت فراهم بودن شرایط،‏ سریع رسوب می‌کند و لایه‌ای سخت را تشکیل می‌دهد و موجب مسدود شدن زهکش می‌شود. با توجه به مطالعات انجام شده روی زهکش‌های نخیلات آبادان،‏ کربنات کلسیم ترکیب شیمیایی غالب رسوب یافته در بافت پوشش‌های زهکشی بود. برای بررسی رسوب‌گذاری کربنات کلسیم،‏ مطالعه‌ای آزمایشگاهی در ارتباط با رسوب‌گذاری شیمیایی این ماده روی فیلترهای ژئوتکستایل در ستون‌های آزمایشگاهی انجام شد. در بررسی‌های به عمل آمده سه نوع فیلتر ژئوتکستایل مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج این تحقیق،‏ نشان داد که در صورت فراهم بودن شرایط،‏ رسوب کربنات کلسیم موجب کاهش آبگذری سیستم می شود. بررسی فیلتر‌های ژئوتکستایل نشان داد که در محل روزنه‌های خروجی،‏ یعنی ناحیه‌ای که شرایط هوازی- غیر‌هوازی وجود دارد،‏ بیشتر از سایر نقاط رسوبات جمع می‌شوند. تجمع رسوبات روی فیلترهای ژئوتکستایل به‌ صورت لایه‌ای اطراف الیاف را می‌گیرد و ضخامت این لایه طی زمان افزایش می‌یابد. رسوب‌گذاری شیمیایی طی آزمایش،‏ هدایت هیدرولیکی سیستم را به‌ طور متوسط 30 درصد کاهش داد. نتایج زمان گرفتگی نشان می‌دهد که با توجه به شرایط آزمایشگاهی،‏ برای دو نوع ژئوتکستایل بافته،‏ در مدت 4 و 6 سال دچار گرفتگی کامل خواهند شد.