پژوهش آب ایران

چکیده امروزه استفاده از روش‌های کم‌آبیاری، عامل مؤثری برای صرفه‌جویی و افزایش راندمان مصرف آب در بخش کشاورزی است. پس در این پژوهش به بررسی اثر اعمال تنش کم‌آبی در روش کم‌آبیاری سنتی و کم‌آبیاری بخشی بر گیاه سیب‌زمینی پرداخته شده است. بدین‌منظور رقم آگریا در بهار سال 1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار کشت شد. تیمارهای آبیاری اعمال شده شامل آبیاری کامل و کم‌آبیاری در سه سطح پتانسیل ماتریک خاک (60-، 80- و 120- کیلوپاسکال) بودند که بعد از مرحله غده‌زایی و در قالب دو روش کم‌آبیاری سنتی و کم‌آبیاری بخشی اعمال شدند. تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده نشان داد کم‌آبیاری بخشی سبب بهبود وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، عملکرد بوته و بازار پسندی غده‌ها شده است. بیشترین مقدار وزن خشک غده نیز در کم‌آبیاری بخشی با سطح مکش 120- کیلوپاسکال مشاهده شد. کارایی مصرف آب نیز بهبود یافت و بیشترین مقدار کارایی از روش کم‌آبیاری بخشی با سطح مکش 120- کیلوپاسکال و به میزان 5.11 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد که نسبت به نمونه تحت آبیاری کامل 14.33 درصد افزایش داشت و سبب صرفه‌جویی 22.45 درصدی در مقدار آب مصرفی شد.

چکیده به منظور در نظر گرفتن ابعاد و پیچیدگی‏های سیستم های منابع آب،‏ امروزه مدیران و برنامه‌ریزان جهت رسیدن به تصمیمات بهینه،‏ به استفاده از مدل‏های بهینه‌سازی به عنوان ابزاری کارآمد روی آورده اند. در تحقیق حاضر به منظور بررسی الگوی کشت موجود در دشت همدان - بهار و تدوین سناریوهای مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی از مدل برنامه ریزی خطی و نرم افزار لینگو استفاده شد. این مدل با هدف تعیین الگوی کشت بهینه،‏ تعیین میزان تخصیص بهینه از منابع آب سطحی و زیرزمینی و حداکثر کردن سود حاصل از کشت محصولات تدوین گردید و با توجه به قیود و محدودیتها به اجرا درآمد. به منظور بررسی گزینه های مدیریتی سه سناریو بهینه‌سازی الگوی کشت در وضع موجود،‏ بهینه‌سازی الگوی کشت با اعمال محدودیت برداشت از منابع زیرزمینی،‏ بهینه‌سازی الگوی کشت با تغییر در شیوه آبیاری تدوین و با استفاده از مدل اجرا شد. نتایج بدست آمده از اجرای مدل حاکی از برتری سناریو تغییر شیوه آبیاری نسبت به دو سناریو دیگر می باشد به طوری که میزان آب مصرفی الگوی کشت 23.8 درصد کاهش و میزان تولید،‏ سطح قابل کشت و سود بدست آمده به ترتیب 13.1 درصد،‏ 12.7 درصد و 15.8 درصد نسبت به الگوی موجود افزایش نشان می‌دهد.

چکیده به منظور در نظر گرفتن ابعاد و پیچیدگی‏های سیستم های منابع آب،‏ امروزه مدیران و برنامه‌ریزان جهت رسیدن به تصمیمات بهینه،‏ به استفاده از مدل‏های بهینه‌سازی به عنوان ابزاری کارآمد روی آورده اند. در تحقیق حاضر به منظور بررسی الگوی کشت موجود در دشت همدان - بهار و تدوین سناریوهای مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی از مدل برنامه ریزی خطی و نرم افزار لینگو استفاده شد. این مدل با هدف تعیین الگوی کشت بهینه،‏ تعیین میزان تخصیص بهینه از منابع آب سطحی و زیرزمینی و حداکثر کردن سود حاصل از کشت محصولات تدوین گردید و با توجه به قیود و محدودیتها به اجرا درآمد. به منظور بررسی گزینه های مدیریتی سه سناریو بهینه‌سازی الگوی کشت در وضع موجود،‏ بهینه‌سازی الگوی کشت با اعمال محدودیت برداشت از منابع زیرزمینی،‏ بهینه‌سازی الگوی کشت با تغییر در شیوه آبیاری تدوین و با استفاده از مدل اجرا شد. نتایج بدست آمده از اجرای مدل حاکی از برتری سناریو تغییر شیوه آبیاری نسبت به دو سناریو دیگر می باشد به طوری که میزان آب مصرفی الگوی کشتبرداشت بی رویه از آب‌های زیرزمینی در مناطق بیابانی و نیمه بیابانی جهت توسعه اراضی کشاورزی،‏ باعث کاهش کیفیت آب‌های زیرزمینی گردیده است. ازاین‌رو بررسی تأثیر کاهش کیفیت آب بر پیشروی بیابان امری ضروری است. در این تحقیق با استفاده از شاخص‌های کیفی آب همچون هدایت الکتریکی،‏ مواد جامد محلول،‏ نسبت جذب سدیم و کلر،‏ به بررسی تأثیر کیفیت آب زیرزمینی درروند بیابان‌زایی دشت مهران پرداخته شد. بدین منظور،‏ از اطلاعات حاصل از 9 حلقه چاه کیفی واقع در دشت مهران طی سه دوره زمانی (83-1380،‏ 87-1384 و 91-1388) استفاده شد. با استفاده از مدل IMDPA و نرم‌افزار 9.3ArcGIS ابتدا با وزن دهی به لایه‌های اطلاعاتی،‏ ارزش هر لایه را در شاخص موردنظر دخالت داده و تأثیر آن بر بیابان زایی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نقشه‌های تهیه‌شده از بین شاخص‌های مورد بررسی کیفیت آب زیرزمینی،‏ شاخص هدایت الکتریکی تأثیرگذارترین شاخص در افزایش شدت بیابان‌زایی منطقه است. بر اساس این شاخص در طی دوره‌های زمانی مدنظر بر شدت بیابان‌زایی منطقه افزوده‌شده به‌طوری‌که در دوره پایانی 14.47 درصد منطقه در طبقه بیابان‌زایی شدید قرار گرفته است. همچنین نقشه بیابان‌زایی بر اساس شاخص‌های کیفی آب زیرزمینی در طول این دوره‌ها نشان می‌دهد که حدود 72 درصد منطقه در طبقه بیابان‌زایی کم و ناچیز قرار دارد.

چکیده فلزات سنگین زیادی از طریق فاضلاب و کارخانجات صنعتی وارد منابع آب می‌شوند و این منابع را آلوده می‌کند، از جمله این فلزات سنگین کروم (VI) است که سمی و از عوامل ایجاد سرطان ریه است. در این مقاله حذف یون‌های کروم (VI) از محلول آبی با استفاده از جاذب زیستی کیتوزان بررسی شد. همچنین تأثیر غلظت کیتوزان، pH و زمان تماس بر توانایی جاذب برای حذف یون‌های کروم (VI) مورد نظر بوده است. نتایج حاکی از این است که برای نتیجه‌گیری مطلوب می‌بایست از غلظت 10 گرم بر لیتر کیتوزان و در pH برابر 4 و در مدت زمان تماس 140 دقیقه استفاده شود. با بررسی ایزوترم‌های جذب، داده‌های آزمایشی با مدل جذب فروندلیش بهترین انطباق را داشته است. مطالعات سرعت ثابت کرده که مدل سنیتیک درجه دوم بهترین مدل برای توصیف داده‌های تجربی است.

چکیده کودآبیاری از جمله روش‌هایی است که نسبت به روش‌های سنتی پخش کود دارای مزیت‌هایی از جمله انعطاف‌پذیری، توانایی توزیع یکنواخت و راندمان کاربرد بالا است. به دلیل محدودیت‌های زمانی و هزینه‌های اجرای مزارع آزمایشی، مدل‌های شبیه‌سازی کودآبیاری برای رسیدن به وضعیت مطلوب مدیریتی توسعه داده شدند. هدف این مطالعه شبیه‌سازی غلظت نیترات در رواناب انتهای مزرعه در سامانه آبیاری جویچه‌‌ای معمولی، یک در میان ثابت و متغیر با مدل کودآبیاری جویچه‌‌ایSURCOS و مدل عباسی و همکاران و مقایسه این دو مدل بود. بدین منظور از داده‌های مزرعه در دو واقعه کودآبیاری در طول فصل رشد ذرت استفاده شد. مقدار R2، RMSE و NRMSE در شبیه‌سازی غلظت نیترات رواناب برای مدل عباسی و همکاران و مدل SURCOS به‌ترتیب 0.989، 13.5 میلی‌گرم بر لیتر و 4.3 درصد و 0.913،  17 میلی‌گرم بر لیتر و 5.45 درصد به‌ دست آمد. نتایج نشان داد که هر دو مدل توانستند غلظت نیترات در رواناب را به طور موفقیت‌آمیزی شبیه‌سازی کنند.

چکیده اهمیت مدیریت منابع آب، نیاز به مدل‌سازی دقیق فرآیند بارش و رواناب را در دهه گذشته مطرح کرده‌است. در این پژوهش برای مدل‌سازی فرآیند بارش و رواناب از ترکیب مدل ماشین بردار پشتیبان و تبدیل موجک بهره گرفته شده است. بدین‌منظور سری‌های زمانی بارش و رواناب با آنالیز موجک به چندین زیرسری با مقیاس‌های زمانی مختلف تبدیل شده و این زیرسری‌های زمانی به عنوان ورودی مدل ماشین بردار پشتیبان برای پیش‌بینی رواناب روزانه درنظر گرفته شده است. نتایج حاصل از صحت‌سنجی مدل‌ها بیانگر آن است که بیشترین مقدار ضریب تبیین (R2) و کمترین مقدار جذر میانگین مربع خطا (RMSE) برای مدل منفرد ماشین بردار پشتیبان به‌ترتیب 0.69 و 0.79 و برای مدل ترکیبی ماشین بردار پشتیبان موجکی به‌ترتیب 0.92 و 0.35 است. دلیل برتری مدل ترکیبی نسبت به مدل منفرد ناشی از این است که مدل ترکیبی ماشین بردار پشتیبان موجکی، به جای استفاده از سری زمانی داده‌های بارش و رواناب در یک مقیاس کلی، از چندین زیرسری پردازش شده زمانی با درجات تجزیه مختلف، به عنوان ورودی در مدل استفاده می‌کند. همچنین نتایج نشان داد که مدل ترکیبی ماشین بردار پشتیبان موجکی در مقایسه با سایر مدل‌های ترکیبی مانند شبکه عصبی مصنوعی موجکی (WANN) دارای کارایی و دقت بالاتری است.

چکیده فرسایش خاک یک مشکل جهانی است که به طور جدی منابع طبیعی، رفاه بشر و حتی حیات انسان را تهدید می‌کند. روش‌های زیادی برای حفاظت خاک در جهان وجود داردکه این روش‌ها دارای هزینه زیادی هستند و متناسب با طبیعت نیست. مالچ‌پاشی یکی از روش‌های مدیریتی در حفاظت خاک است و سبب کاهش اثرات قطرات باران، جلوگیری از جریان‌های سطحی و فرسایش خاک می‌شود. در این میان استفاده از مالچ‌های آلی سبب بهبود بافت و ظرفیت نفوذپذیری خاک می‌شوند و از آلودگی محیط‌زیست جلوگیری می‌کنند. این مطالعه به بررسی اثر مالچ چوبی گونه توسکای ییلاقی با اندازه طولی 4 سانتی‌متر و عرض 5/1 سانتی‌متر در سه درصد پوشش (0، 30 و 70 درصد) تحت بارانی با شدت 50 میلی‌متر بر ساعت به مدت 20 دقیقه در پلاتی با ابعاد 2 متر طول، 1 متر عرض و 0.2 متر عمق در خاک لومی سیلتی پرداخته است. نتایج آزمون LSD و t جفتی در درصد پوشش‌های مختلف نشان داد که بین پوشش‌های مختلف در اندازه 4 سانتی‌متر، در سطح اطمینان 99 درصد در میزان متغیرهای رواناب، بار رسوب، غلظت رسوب و ضریب هرزآب اختلاف معنی‌دار وجود دارد (0.010>P). همچنین میزان فرسایش از 60 تا 97 درصد بسته به میزان درصد پوشش مالچ کاهش یافت. نتایج این پژوهش می‌تواند برای مدیریت بهتر اراضی جنگلی و همچنین حفاظت خاک مفید باشد.

چکیده محدودیت منابع آب سبب می‌شود که مدیریت کم‌آبیاریبرای افزایش کارایی مصرف آب محصولات کشاورزی درنظر گرفته شود. در این راستا مدیریت‌های مختلف کم آبیاری به‌صورت یک در میان متناوب در مراحل رشد در سه بافت مختلف (لوم، لوم رسی و سیلتی رسی) در سه منطقه کرج، فارس و اصفهان بررسی و اثر تلفیقی آن‌ها برای کاهش مصرف آب و افزایش کارایی مصرف آب برای ذرت دانه‌ای بررسی شد. نتایج پژوهش در نقاط اجرا و در بافت‌های مختلف خاک نشان داد که مناسب‌ترین تیمار از نظر حجم آب مصرفی و عملکرد تولیدی در کلیه نقاط اجرا، مدیریت آبیاری یک در میان متناوب در مراحل مختلف رشد به همراه آبیاری کامل در مرحله گلدهی می‌باشد. تیمار آبیاری یک در میان متناوب در کل دوره به همراه آبیاری کامل در مرحله گل‌دهی در بافت لومی، لوم رسی و رسی سیلتی سبب کاهش آب مصرفی به‌ترتیب برابر 38، 25 و 37 درصد نسبت به آبیاری کامل شد. همچنین کارایی مصرف آب ذرت در این تیمار در مناطق کرج، فارس و اصفهان (با خاک لوم، لوم رسی و رسی سیلتی) نسبت به تیمار آبیاری کامل در کل دوره به‌ترتیب در حدود 25، 21 و 30 درصد افزایش داشت.

چکیده تحلیل پایداری سواحل رودخانه در بسیاری از مدلها، عمدتاً با استفاده از یک ضریب اطمینان به صورت نسبت نیروهای محرک به مقاوم مؤثر بر سطح گسیختگی، صورت میگیرد. این نیروها توسط مجموعهای از عوامل کنترلکننده شامل مشخصات هندسی، ژئوتکنیکی و هیدرولوژیکی قرار دارند، تحت تأثیر قرار میگیرند. در این پژوهش، آثار عدمقطعیت موجود در تعیین پارامترهای مؤثر بر تحلیل پایداری سواحل چندلایه رودخانهها از نوع چسبنده بر اعتبار نتایج تحلیل پایداری، ارزیابی شده است. بدینمنظور از مدل تحلیل پایداری سواحل غیرهمگن رودخانهها BSTEM استفاده شده و آثار تغییرات هر پارامتر مجزا بر ضریب اطمینان پایداری ساحل در مقابل ساز و کار گسیختگی صفحهای در شرایطی که مقدار سایر پارامترها ثابت باشد، بررسی شده است. ساحل منتخب مورد بررسی از سواحل در معرض عقبنشینی رودخانه آرنو ایتالیا برگزیده شد. عدمقطعیتهای موجود در تخمین پارامترها نیز با توجه به دو منبع اصلی خطا شامل خطاهای اندازهگیری و خطاهای ناشی از تغییرپذیری طبیعت ذاتی هر پارامتر مدنظر قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که به دلیل بزرگ بودن عدمقطعیتهای ناشی از تغییرپذیری طبیعت ذاتی پارامترها، احتمال بروز خطا در تخمینها بسیار زیاد است. در این میان عدمقطعیت پارامترهای ارتفاع، زاویه ساحل، چسبندگی مصالح و رقوم سطح ایستابی به ترتیب دارای درجه اهمیت بیشتری هستند، اما سایر پارامترهای مؤثر در رابطه، از درجه اهمیت کمتر تا بیاهمیت برخوردار بودند. تفاوتهایی نیز بین نتایج عدمقطعیتهای به دستآمده برای ساحل غیرهمگن با نتایج مربوط به ساحل همگن مشاهده میشود.

چکیده سرریزهای پلکانی، از لحاظ اقتصادی، در پایین‌دست سدهای وزنی RCC توجیه‌پذیر هستند و مزیت آنها نسبت به سرریزهای هموار میزان بالای استهلاک انرژی در طول سرریز و کاهش ابعاد حوضچه آرامش است. در این پژوهش سه مدل آزمایشگاهی ساخته شده از جنس پلکسی‌گلاس با شیب‌های 18.44، 38.81 و 50.2 درجه، تعداد پله‌های 59، 61 و 65 و همچنین عرض 1.33، 1.5 و 2.12 متر، در مؤسسه تحقیقات آب وزارت نیرو آزمایش مورد قرار شد. هدف از این پژوهش، بررسی فاصله تاج سرریز تا محل شروع هواگیری طبیعی جریان عبوری در جهت شیب سرریز بود. نتایج این پژوهش نشان داد که افزایش شیب سرریز باعث کاهش طول بدون هوای جریان(l_i) روی سرریز و همچنین هدایت افزایش دبی محل شروع هواگیری‌ طبیعی جریان به سمت پائین‌دست است. با استفاده از نتایج مطالعه، برای تعیین طول بدون هوای جریان یک رابطه کلی ارائه شده است. مقایسه نتایج، رابطه مناسب‌تری را برای محل شروع هواگیری طبیعی جریان در این مطالعه نسبت به مطالعات گذشته نشان داد. نتایج این پژوهش بیانگر کاهش طول بدون هوای جریان روی سرریزهای پلکانی در مقایسه با سرریزهای اوجی بود.