پژوهش آب ایران

چکیده با وجود کمبود منابع آب در کشور، گسترش سامانه‌های آبیاری تحت فشار اجتناب‌ناپذیر است. هدف اصلی این پژوهش، انتخاب بهترین روش آبیاری تحت فشار در اراضی کشاورزی شهرستان گرگان با مساحت 52934 هکتار است. شاخص‌های مؤثر در انتخاب سامانه‌های آبیاری تحت فشار ابتدا با کمک نرم‌افزار Arc GIS پهنه‌بندی و در 7 کلاس از (3-) تا (3+) کلاس‌بندی شدند. پس از آن، وزن پارامترهایی که با استفاده از فرایند تحلیل سلسله‌مراتبی و در نرم‌افزار ExpertChoice به‌دست آمد، در لایه‌ها ضرب شد و درنهایت مناطق مناسب برای اجرای هر روش آبیاری به‌صورت یک نقشه تهیه شد. نتایج نشان داد برای اجرای سامانة آبیاری بارانی 1/8،‌ 4/23 و 1/59 درصد از اراضی به‌ترتیب دارای محدودیت زیاد، کم تا متوسط و بدون محدودیت هستند. 4/9 درصد از اراضی منطقه نیز برای اجرای سامانة آبیاری بارانی مناسب نیست. سامانة آبیاری موضعی در تمام منطقة مورد مطالعه قابلیت اجرا داشته که در 3/20، 3/49 و 4/30 درصد از اراضی به‌ترتیب دارای محدودیت زیاد، کم تا متوسط و بدون محدودیت است. برای 9/20 درصد از اراضی سامانة آبیاری کم‌فشار غیرقابل‌اجرا بوده و 9/32، 7/20 و 5/25 درصد از اراضی به‌ترتیب دارای محدودیت زیاد، کم تا متوسط و بدون محدودیت است.

چکیده سرریزهای کلیدپیانویی شکل جدیدی از سرریزهای منقاری هستند که ظرفیت عبور جریان بیشتری از روی خود دارند؛ بنابراین بررسی اتلاف انرژی در این سرریزها، دارای اهمیت است. در این تحقیق از سرریزهای کلیدپیانویی ذوزنقه‌ای نوع C با دو ارتفاع 2/0 و 18/0 متر در یک فلوم آزمایشگاهی استفاده شد. برای نخستین‌بار از سه هندسة متفاوت بلوک در کلیدهای خروجی برای بررسی اتلاف انرژی جریان در سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه‌ای نوع C استفاده شد. بلوک‌ها براساس سرریزهای مجهز به بارشکن طراحی شدند. بلوک‌های اول مکعب‌مستطیل، بلوک‌های دوم استوانه‌ای و بلوک‌های سوم با مقطع ذوزنقه‌ای هستند. همچنین از چهار دبی 025/0، 03/0، 035/0 و 04/0 مترمکعب بر ثانیه نیز استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش دبی جریان، اتلاف انرژی جریان کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش 10 درصدی ارتفاع سرریز، اتلاف انرژی جریان حدود 3/19 درصد افزایش می‌یابد. بیشترین اتلاف انرژی در سرریز با بلوک مستطیلی مشاهده شد. اتلاف انرژی در سرریزهای با بلوک مستطیلی، دایره‌ای و ذوزنقه‌ای نسبت‌به سرریز بدون بلوک و با ارتفاع 2/0 متر، حدود 8/16، 9/10 و 1/14 درصد افزایش می‌یابد. در انتها رابطه‌ای با ضریب همبستگی 83/98 درصد برای 20 آزمایش به‌منظور بررسی اتلاف انرژی جریان در سرریزهای ذوزنقه‌ای نوع C با دو ارتفاع متفاوت و با/ بدون بلوک در کلیدهای خروجی، ارائه شد.

چکیده وجود آنتی‌بیوتیک‌ها به‌عنوان آلاینده‌های نوظهور در پساب‌های شهری، به دلیل اثرات نامطلوب بر سلامت انسان و محیط‌زیست، تبدیل به یک نگرانی شده است. این آلاینده‌ها از طریق مصرف توسط انسان‌ها وارد فاضلاب شده و پس از نفوذ در خاک نهایتاً به چرخه آب اضافه می‌گردند. این مطالعه با آزمایش و تشخیص آنتی‌بیوتیک‌های موجود در فاضلاب تصفیه‌خانه فاضلاب کرمان، به بررسی کاربرد فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) برای حذف آن‌ها پرداخته است. اثربخشی فرآیندهای هیبریدی، شامل ازن‌زنی در محیط راکتور بیوفیلم بستر متحرک (MBBR) و استفاده از ترکیب فنتون و ازن‌زنی با کاتالیست آهن دو ظرفیتی و اشعه UV (MBBR+O3+UV/Fenton-Fe+2) ارزیابی شد. تمرکز بر تحلیل راندمان این فرآیند­ها درحذف آنتی‌بیوتیک‌ های سولفامتوکسازول، تری‌متوپریم، تتراسایکلین، آموکسی‌سیلین و آزیترومایسین بود AOP1 با کل زمان 90 دقیقه­ای شامل اکسیداسیون در بستر MBBR 60 دقیقه و ازن‌ زنی 30 دقیقه کاهش 7/62 درصد برای سولفامتوکسازول، 7/63 درصد برای تری‌متوپریم، 70 درصد برای تتراسایکلین، 4/57 درصد برای آموکسی‌سیلین و 6/54 درصد برای آزیترومایسین نشان داد. راندمان حذف درAOP2 با زمان 60 دقیقه اکسیداسیون شامل فنتون و اشعه UV به ترتیب کاهش 2/90 درصد سولفامتوکسازول، 91 درصد تری‌متوپریم، 100 درصد برای تتراسایکلین و آموکسی‌سیلین و 2/94 درصد برای آزیترومایسین گزارش شد. این مطالعه نشان‌دهنده کارایی بالای حذف آنتی‌بیوتیک­ها و بینش ارزشمند در ضرورت استفاده از AOPها در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری است.

چکیده با اینکه داده‌های باران‌سنجی منبع دقیقی از بارش در مقیاس نقطه‌ای هستند، اما نمی‌توانند بارش را در مناطق بزرگ یا جایی که امکان ساخت ایستگاه هواشناسی وجود ندارد، برآورد کنند؛ بنابراین علاوه‌بر مشاهدات باران‌سنجی، داده‌های شبکه‌بندی نیز می‌‌توانند داده‌های قابل‌اعتمادی را برای پشتیبانی از مشاهدات بارش ارائه دهند. در این تحقیق از محصولات پایگاه داده‌های شبکه‌بندی بارش ERA5 و PERSIANN-CDR در حوضة آبریز دز بهره گرفته شد و ارزیابی هواشناسی داده‌های شبکه‌بندی ذکرشده در مقیاس زمانی سالانه، ماهانه و روزانه بدون تفکیک فصول و با تفکیک فصول انجام پذیرفت. در برآورد بارش سالانة محصولات بارش با درنظرگرفتن مقادیر RMSE در هر 4 ایستگاه مشاهده می‌‌شود عملکرد هر دو مدل در برآورد بارش سالانه مناسب نیست. همچنین نتایج نشان داد در برآورد بارش روزانه، ماهانه و سالانه در ایستگاه‌های تله‌زنگ و سد دز، بهترین مدل برآوردگر محصول P-CDR و در ایستگاه‌های ‌‌‌تنگ‌پنج بختیاری و سپیددشت سزار بهترین مجموعه داده، پایگاه ERA5 است. براین‌اساس بیشترین میزان RMSE در مقیاس روزانه، ماهانه و سالانه به‌ترتیب برابر با 2/8، 098/76 و 24/542 میلی‌متر و همچنین بهترین مقدار NSE در مقیاس روزانه مربوط به پایگاه داده ERA5 در ایستگاه سپید دشت سزار با مقدار 482/0 و بیشترین میزان ضریب همبستگی مربوط به داده‌های ERA5 در ایستگاه سپیددشت با مقدار 729/0 است و از نظر شاخص‌های تشخیص بارش POD و FAR بهترین مقدار به‌ترتیب با مقادیر 568/0 و 169/0 مربوط به داده‌های مجموعه دادة پایگاه ERA5 در ایستگاه ‌‌‌تنگ‌پنج بختیاری هستند.

چکیده به‌منظور بررسی تأثیر سطوح آبیاری و بافت خاک بر برخی خصوصیات و بهره‎وری مصرف آب گیاه مرزه، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل بر پایة طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار و بر پایة کشت گلدانی در سال 1402 در گلخانة تحقیقاتی مجتمع آموزش عالی تربت جام اجرا شد. در این آزمایش، تیمارها شامل سه سطح آبیاری (100، 75 و 50 درصد نیاز آبی) و سه سطح بافت خاک (لومی، لوم رسی و لوم شنی) بود. نتایج نشان داد که اِعمال تنش کم‌آبیاری به میزان 75 و 50 درصد نیاز آبی به‌ترتیب منجر به کاهش 62/11 و 37/23 درصدی ارتفاع بوته، 71/23 و 55/50 درصدی وزن خشک اندام هوایی و 96/23 و 73/52 درصدی وزن خشک ریشه نسبت‌به تیمار شاهد (100 درصد نیاز آبی) شده است. همچنین میزان کل آب مصرفی هر گلدان در تیمار 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی به‌ترتیب 505/12، 378/9 و 252/6 لیتر بود و نتایج نشان داد که با اِعمال تنش کم‌آبیاری از 100 درصد نیاز آبی به 75 و 50 درصد نیاز آبی، بیشترین میزان بهره‌وری مصرف آب در خاک لومی و لوم شنی در تیمار 75 درصد نیاز آبی و در خاک لوم رسی در تیمار شاهد (100 درصد نیاز آبی) حاصل شد. براساس نتایج بالا می‌توان گفت گیاه مرزه نسبت‌به تنش کم‌آبیاری حساس بود و اِعمال تنش کم‎آبیاری به‌خصوص در تنش 50 درصد نیاز آبی منجر به کاهش عملکرد و اجزای عملکرد این گیاه خواهد شد. همچنین براساس نتایج این پژوهش، مناسب‌ترین بافت خاک برای رشد بهتر اندام‎های هوایی گیاه مرزه، بافت لومی است، همچنین بهترین بافت خاک از لحاظ درصد اسانس و میزان پرولین، خاک لوم رسی بود.

چکیده روند رو به رشد جمعیت و ضعف ساختارهای مدیریتی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، نیاز به بهره‌برداری مناسب‌ و مفید از منابع آب موجود در این حوضه را دو چندان می‌کند. این امر، ایجاد یک برنامه مدیریت پایدار در بخش آب و ایجاد بسترهای مناسب با در نظر گرفتن ابعاد طبیعی- اجتماعی و ساختار ادارای در ابعاد محلی، استانی و ملی را طلب می‌‌کند. با توجه به محدودیت‌های موجود در منابع آب حوضه آبریز دریاچه ارومیه، برای مدیریت بهتر منابع آب ضروری است علاوه بر ارزش‌های اقتصادی و مسائل اجتماعی، روابط بین کاربران نیز در نظر گرفته شود. در همین راستا، در پژوهش حاضر، ابتدا، تعاملات اجتماعی و منافع اقتصادی ذی‌نفعان تحت سناریوهای مختلف تسهیلاتی و نظارت و آموزش دولت برای ارزیابی تأثیرات آن بر تصمیم‌گیری بهره‌برداران مستقل در قالب یک سیستم انطباقی پیچیده(ABM) ارائه شده است. در ادامه، با استفاده از آنالیز درخت خطا (FTA)، سناریوهایی را که منجر به شکست منابع آب در حوضه آبریز دریاچه ارومیه شده است، شناسایی گردید. اطلاعات منطقه‌ای (دشت میاندوآب واقع در جنوب‌شرقی دریاچه ارومیه)، به‌عنوان نمونه‌ای از مناطق تأثیرگذار بر مدیریت منابع آب حوضه آبریز دریاچه ارومیه با استفاده از اندازه‌گیری‌های مزرعه‌ای، پرسش‌نامه‌ها و مصاحبه‌های تخصصی جمع‌آوری گردید. سپس به شناسایی عامل‌هایی که ساختار کلی مدل شبیه‌سازی ABM در نرم‌افزار NetLogo را تشکیل می‌دهند، اقدام شد. نتایج نشان داد سیاست یارانه‌ای و نظارت و آموزش دولت به‌ترتیب با F-value=4375.59 و F-value=1055.10 و p-value=0.0 نقش اساسی در افزایش بهره‌وری آب در حوضه دریاچه ارومیه در سطح اطمینان 95% ایفا می‌کند. ارزیابی تأثیر نظارت و آموزش دولتی نشان داد که دلیل اصلی شکست منابع آب در حوضه آبریز دریاچه ارومیه عدم انگیزه و مطالبه‌گری کشاورزان و آگاهی پایین ساکنین حوضه با احتمال شکست به‌ترتیب 90/0 و 86/0 است. نتایج تأیید می‌کند که فهم دقیق الگوها و ارتباطات حوضه مورد مطالعه با افزایش انگیزه و آگاهی کشاورزان از اهمیت پایداری بلندمدت منابع آب، می‌تواند به راهکار مناسبی در فرآیند تصمیم‌گیری و استفاده بهینه از منابع آب منجر شود.

چکیده در این طرح با کمک روش گیاه پالایی و تکنیک مغناطیس کردن، امکان استفاده از پساب تصفیه خانه شهری گرگان (بعنوان یک منبع آبی دائمی نامتعارف) مورد بررسی گرفت. به این منظور یک آزمایش با سه عامل کیفیت آب (شامل دو نوع آب شاهد و پساب تصفیه خانه شهری)، عامل مغناطیس کردن در دوسطح و عامل گیاه پالایی در سه سطح بدون گیاه، با گیاه نی و بامبو مورد پژوهش قرار گرفت. چهار زمان ماند 3، 5، 7 و 10 روزه برای گیاه پالایی مدنظر قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس بر پارامتر سختی حاکی از آن بود که اثر کیفیت آب بعد از گذشت 5 و 7 روز بر سختی کل آب در سطح 5 درصد معنی دار شده است. همچنین سختی آب تحت تاثیر مغناطیس بعد از گذشت 7 روز در سطح یک درصد معنی دار شده است. همچنین اثر گیاه پالایی در زمان ماند 5 روز، در سطح احتمال 5 درصد و در زمان ماند 7 روز در سطح احتمال 1 درصد معنی دار شده است. اثر متقابل کیفیت آب و گیاه پالایی نیز فقط در زمان 7 روز در سطح 5 درصد بر سختی کل معنی دار شده است. اثر متقابل کیفیت آب و مغناطیس نمودن آب نیز بعد از گذشت 5 روز در سطح 1 درصد بر سختی کل معنی دار شده است. همچنین گیاه پالایی با نی باعث افزایش معنی دار سختی شده است. اثر متقابل کیفیت آب و گیاه پالایی هم، گیاه نی باعث افزایش سختی کل نسبت به بقیه تیمارها شد. تجزیه واریانس اثر تیمارهای مختلف در زمان ماند متفاوت بر کلسیم حاکی از آن است که کلسیم نمونه های آب بجز تیمار اصلاح گیاه پالایی در زمان ماند 10 روزه، تغییر محسوسی نداشته است. مقایسه میانگین اثر تیمارهای مختلف گیاه پالایی در زمان ماند 10 روز نشان دهنده آن است که مقادیر کلسیم نمونه های آب در تیمار گیاه پالایی با نی بیشتر از تیمارهای بامبو و بدون گیاه پالایی است. بنابراین استفاده از گیاه پالایی با بامبو برای تصفیه عناصر دیگر از نظر کلسیم مشکل خاصی ایجاد نمی کند چرا که تفاوت معنی داری با بدون گیاه پالایی ندارد. تجزیه واریانس اثرات تیمارهای مختلف در زمانهای متفاوت بر میزان کربنات حاکی از آن است که در زمان ماند 3 و 5 روز، این تیمارها بر میزان کربنات تاثیری نداشته است. همچنین در زمان ماند 7 روز، فقط نوع گیاه پالایی در میزان کربنات نمونه ها اثر معنی دار در سطح 1 درصد گذاشته است. اما در زمان ماند 10 روز، اثرات ساده تیمارهای کیفیت آب، اصلاح مغناطیس و گیاه پالایی معنی دار شده و اثرات متقابل آنها معنی دار نبوده است.در مجموع می توان گفت، حداقل زمان ماند 7 روز برای اثرگذاری گیاه پالایی نی و بامبو بر کاهش اثرات سوء پساب ضروری به نظر می رسد. احتمال افزایش سختی آب در شرایط گیاه پالایی با نی وجود دارد. اما در مورد گیاه بامبو این نتیجه به دست نیامد. همچنین مغناطیس نمودن آب بجز تاثیر بر افزایش کربنات در زمان های ماند طولانی، بر یونهای دیگر تاثیر خاصی نشان نداده است.

چکیده شاخص های خشکسالی برفی برای پایش خشکسالی در حوضه‌های برفی، مورد استفاده قرار می گیرند. شاخص‌ SZIsnow تاکنون صرفا در مقیاس قاره ایی و شاخص SMRI، در مقیاس حوضه ایی محاسبه شده اند. همچنین برای مقایسه عملکرد دو شاخص در یک حوضه برفی معین، نیاز به داشتن معیاری می باشد. تحقیق حاضر، ضمن محاسبه‌ی شاخص SZIsnow در مقیاس حوضه‌ای، نسبت Fbench را بعنوان ابزاری برای مقایسه دو شاخص SMRIو SZIsnow، معرفی نموده است. برای این منظور در حوضه آبریز دز با مساحت 23229 کیلومتر مربع، ابتدا با استفاده از GLDAS اقدام به محاسبه هریک از شاخص‌های SMRI و SZIsnow در مقیاس زمانی 3، 6 و 12 ماهه در دوره 24 ساله (1982تا2006) و سپس مقایسه آنها توسط معیار Fbench گردید. نتایج نشان داد، کاربرد شاخص خشکسالی برفی، تحت تاثیر گام زمانی مختلف، متفاوت است. بطوریکه در گام زمانی 3 ماهه بدلیل مثبت شدن Fbenchsmri در 67 درصد ماه های سال و متناظر با ماه های انباشت و سپس ذوب برف، شاخص SMRI در مقایسه با SZIsnow با مثبت شدن Fbenchszisnow، بمیزان 17 درصد، پایش واقعی تری نسبت به شاخص SSI بدست آمد. این در حالی است که در گام زمانی 6 ماهه، علیرغم برتری مجدد SMRI با مثبت شدن Fbenchsmri به میزان 50 درصد، نسبت به SZIsnow با مثبت شدگی Fbenchsmri به مقدار 8 درصد، عملکرد SSI، پایش واقعی تری از وضعیت خشکی بدست داد. در نهایت، در گام زمانی 12 ماهه، بدلیل منفی شدن 100 درصد مقادیر Fbenchsmri و Fbenchszisnow، شاخص SSI بدلیل تطابق بیشتر با ماه های ذوب شامل آپریل، جون و جولای، بعنوان شاخص مناسب برای پایش خشکسالی هیدرولوژی بدست آمد.