2024-03-29T10:46:13Z
https://jwsc.gau.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=400
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
تأثیر مواد مادری و تحول خاک بر مقدار و توزیع عمقی برخی فلزهای سنگین در خاک های منطقه کبودرآهنگ، همدان
شیوا
نصرتیپور
محسن
نائل
محسن
شکل آبادی
علی اصغر
سپاهی گرو
سابقه و هدف: غلظت و توزیع فلزهای سنگین در خاک توسط دو عامل اصلی وراثت (ژئوژنیک) و غیر وراثت (پدوژنیک یا آنتروپوپدوژنیک) کنترل میشوند؛ به طوری که در مراحل اولیه تشکیل خاک، وضعیت این فلزها در خاک بیشتر تابع ماهیت مواد مادری است، اما با گذشت زمان، فرایندهای پدوژنیک و انسانی حاکم بر شرایط خاک نیز تأثیرگذار خواهند شد (11، 12). این پژوهش با هدف بررسی تأثیر این عوامل بر مقدار و توزیع عمقی برخی فلزهای سنگین در خاکهای اطراف نیروگاه شهید مفتح استان همدان صورت گرفت.مواد و روشها: شش نوع ماده مادری مختلف شامل شیل، شیست، سنگ آهک، دشت آبرفتی، پادگانه آبرفتی و نهشته مخروط افکنهای در منطقه مطالعاتی شناسایی و نحوه تشکیل و تحول خاک در آنها بررسی شد. غلظت کل فلزهای Cd، Cu، Mn، Ni، Zn، Pb و Fe در همه افقهای پدوژنیک و مواد مادری تعیین و ترکیب کانیهای موجود در مواد مادری مشخص شد. یافتهها: توسعه و تحول خاکهای پدیده آمده بر روی تمام مواد مادری مورد مطالعه، حداکثر در حد خاکهای جوان اینسپتیسول (تیپیک هاپلوزراِپتز و تیپیک کلسی زراپتز) صورت گرفته است. مهمترین دلیل این امر، نبود رطوبت کافی برای فرایند هوازدگی و آبشویی، به دلیل اقلیم نیمهخشک منطقه میباشد. با این حال، شدت فرایندهای خاکسازی و به تبع آن شدت تحول خاک، در خاکهای آهکی بیشتر از سایر خاکهاست. علت این امر، حساسیت بالای مواد مادری آهکی به هوازدگی شیمیایی است. در مقابل، مقاومت نسبی بیشتر شیل به هوازدگی موجب تحول کم خاکهای تشکیل شده بر روی این ماده مادری شده است. به طور کلی در خاکهای بررسی شده، مواد مادری به شدت غلظت فلزهای سنگین را کنترل میکند. بیشترین مقدار فلز روی، مس و نیکل در خاکهای شیلی دیده شد (به ترتیب، 0/136، 3/31 و 7/57 میلی گرم بر کیلوگرم)؛ بالاترین غلظت این فلزها نیز در ماده مادری شیل اندازهگیری شد (به ترتیب، 1/121، 1/37 و 5/53 میلی گرم بر کیلوگرم). خاکهای آهکی دارای کمترین مقادیر کادمیوم، مس، منگنز، نیکل، روی، سرب و آهن هستند؛ کمترین مقدار مس، منگنز، نیکل، روی و آهن نیز در سنگ آهک اندازهگیری شد. این در حالی است که غلظت کادمیوم در سنگ آهک نسبت به سایر مواد مادری بیشترین است. با گروهبندی افقهای خاکساز و مواد مادری به روش تحلیل خوشهای، بیشتر افقهای C در خوشههای مربوط به افقهای خاکساز متناظرشان قرار گرفتند؛ این مشاهده بیانگر شباهت افق های خاکساز با افق های مواد مادری از نظر عناصر مورد مطالعه، و به تبع اهمیت عامل وراثت در کنترل غلظت فلزهاست. با این حال غلظت فلزها در افقهای خاکساز، به ویژه در خاکرخهای آهکی، بیشتر از مقدار آنها در مواد مادریشان است؛ این پدیده ناشی از غنی شدن فلزها در خاکهای آهکی در طی فرایندهای خاکسازی، به ویژه آبشویی کربناتها، است. نتیجهگیری: در خاکهای منطقه، غلظت فلزها (بجز منگنز) عمدتاً تحت کنترل ماده مادری بوده و سهم فرایندهای خاکسازی در مرتبه دوم میباشد.
Heavy metals
parent materials
soil evolution
power plant
2015
08
23
1
20
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2442_5e49bf83798c30145329b64119259464.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
مطالعه خاکشناسی پارینه در توالی های لس-خاک قدیمی در طول یک ردیف اقلیمی در شمال ایران
علی
شهریاری
فرهاد
خرمالی
مارتین
کهل
علیرضا
کریمی
ایوا
لهندورف
حسین
تازیکه
سابقه و هدف: رسوبات لسی موجود در دامنه رشته کوههای البرز در شمال ایران یکی از مهمترین بایگانیهای زمینی نشاندهنده تغییرات اقلیمی میباشند و پلی ارتباطی بین رسوبات لسی جنوب شرقی اروپا و رسوبات لسی آسیای میانه را فراهم میکنند. این رسوبات به دلیل حفظ خاکهای قدیمی جهت بازسازی فرایندهای خاکسازی گذشته حاکم بر خاک و به تبع آن، شرایط اقلیمی زمان تشکیل، دارای اهمیت بسیاری هستند. از اینرو، این پژوهش با هدف مطالعه خاکشناسی پارینه در سه توالی لس-خاک قدیمی (آقبند، مبارک آباد و نکا) برای بازسازی فرایندهای خاکسازی گذشته در طول یک ردیف اقلیمی در شمال ایران انجام شد.مواد و روشها: سه توالی لس-خاک قدیمی شامل آقبند، مبارک آباد و نکادر استانهای گلستان و مازندران در شمال ایران مورد مطالعه قرار گرفتند. توالی آقبند در بخش غربی پلاتوی لسی شمال ایران واقع شده است. مقطع مبارک آباد که در اثر برش عمیق جادهای پدیدار شده، در حاشیه شمالی رشته کوه البرز واقع شده است. توالی لس-خاک قدیمی نکا در بالای یک معدن عمیق سنگ آهک در حدود 10 کیلومتری شرق شهر نکا، واقع شده است. تعداد 6 خاکرخ با مواد مادری لسی (برای مقایسه) از خاکهایی که در شرایط کنونی محیطی تشکیل شدهاند نیز در طول این ردیف اقلیمی جهت مقایسه حفر شد که در چهار رده انتیسول، انسپتیسول، مالیسول و آلفیسول طبقه بندی شدند. نمونهبرداری خاکها در چندین نوبت عملیات صحرایی در اسفندماه سال 1390 و فروردین و اردیبهشت ماه سال 1391 انجام شد. پس از نمونه برداری و تشریح صحرایی خاکها، برخی خصوصیات فیزیکو شیمیایی نمونهها مورد آزمایش و بررسی قرار گرفتند. یافتهها: نتایج آزمایشهای فیزیکوشیمیایی نشان داد که سیلت، ذره غالب در این توالیهای لسی و خاکرخهای مدرن بوده (بیش از 50 درصد) که مؤید منشأ بادرفتی داشتن رسوبات لسی دارد. به صورت کلی مقدار رس از سمت آقبند به سمت مبارک آباد و نکا بیشتر شده و از مقدار سیلت کاسته میشود که این مسئله میتواند بهدلیل هوادیدگی و یا انتقال رس و فاصله از منشأ برداشت باشد. مقدار کربنات کلسیم معادل در افق های مختلف متفاوت بوده (حدود 20-15 درصد) که شرایط اقلیمی و فعالیتهای خاکساز را نشان می دهد. نتایج نشان داد که توالی لس-خاک قدیمی آقبند تنها یک دوره ابتدایی خاکسازی را در گذشته نشان میدهد، در صورتیکه توالی مبارک آباد حدود 5 دوره و نکا حداقل 6-4 دوره مختلف خاکسازی با درجه تکاملی مختلف و بیشتر را نشان میدهند. نتیجه گیری: با حرکت در طول ردیف اقلیمی میزان تکامل و تنوع افقها (در خاکهای قدیمی و همچنین در خاک های مدرن) که نتیجه فعالیتهای پدوژنیک بوده و با اقلیم رابطه مستقیم دارند، بیشتر میشود. این نتایج نشان میدهد که شیب اقلیمی موجود (بخصوص در مورد بارندگی) در منطقه مورد مطالعه در طول زمان وجود داشته و تغییرات اقلیم کنترل کننده میزان و شدت فعالیتهای خاکساز بوده است.
Paleoclimate
soil genesis
Agh Band
Mobarak Abad
Neka
2015
08
23
21
39
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2443_2852d0950eb718d510e4e0d18063c8ce.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
مقایسه روش های هوش مصنوعی در برآورد بار معلق رسوب (مطالعه موردی: رودخانه سیستان)
زینب
شیخعلی پور
فرزاد
حسن پور
وحید
عظیمی
سابقه و هدف: برآورد صحیح حجم رسوبات معلق در رودخانهها، یکی از مهمترین مسائل در پروژههای مهندسی رودخانه، منابع آب و محیطزیست میباشد. رودخانه سیستان شاخه اصلی منشعب از رودخانه هیرمند بوده که وظیفه آبیاری 70 درصد زمینهای کشاورزی دشت سیستان و همچنین تأمین بخشی از آب هامون هیرمند را به عهده دارد. با توجه به مشکلات زیاد ناشی از رسوبات در رودخانهها، محققین علم رسوب تلاشهای زیادی بهمنظور دستیابی به روابط انتقال رسوب بر اساس مطالعات آزمایشگاهی و میدانی انجام دادهاند. به دلیل کثرت پارامترهای دخیل در انتقال رسوبات و همچنین پیچیدگی فرآیند فرسایش و انتقال ذرات، اکثر روابط رسوب نیاز به حل معادلات پیچیده ریاضی داشته و نتیجه دقیقی نمیدهند، از سوی دیگر روابط رگرسیونی مابین دبی آب و دبی رسوب نیز دارای ضریب همبستگی مطلوبی نمیباشند. کوبانار و همکاران (2008) توانایی روش نروفازی در تخمین غلطت رسوب معلق را با سه روش مختلف شبکه عصبی مصنوعی مقایسه کردند. نتایج مقایسه نشان داد که مدلهای نروفازی برای مجموعه دادههای این تحقیق نتایج بهتری نسبت به سایر مدلها دارند (8). آیتک و کیشی (2008) مدلی ضمنی بر پایه برنامهریزی ژنتیک توسعه دادند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که فرمول پیشنهادی برنامهریزی ژنتیک نسبت به منحنی سنجه رسوب و رگرسیون چندخطی کاملاً خوب بوده و کاربرد آن خیلی عملی است (3).مواد و روشها: در سالهای اخیر استفاده از سیستمهای هوشمند در راستای افزایش دقت برآورد میزان رسوبات رودخانه مرسوم گردیده است. در این پژوهش از سیستمهای هوشمند شامل شبکههای عصبی مصنوعی، سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی و برنامهریزی بیان ژن بهمنظور پیشبینی بار معلق رسوب رودخانه سیستان استفاده گردید. برای ارزیابی دقت مدلها از شاخصهای آماری میانگین مربعات خطا (RMSE)، خطای سوء گیری (MBE) و ضریب تعیین (R2) استفاده شد.یافتهها: در میان روشهای هوش مصنوعی سناریوی سوم سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی با مقدار خطای جذر میانگین مربعات 43/20983 و ضریب همبستگی 97/0 بهترین نتیجه را در برآورد بار معلق رسوب دارد. همچنین بین نتایج روشهای هوشمند اختلاف معنیداری در سطح 95% وجود نداشته و با توجه به مقادیر خطا هر سه روش از دقت بالایی برخوردارند.نتیجهگیری: با توجه به نتایج بهدستآمده در این تحقیق سه روش بکار رفته برای تخمین بار معلق رسوب مناسب میباشند اما روش برنامهریزی بیان ژن به دلیل ارائه رابطه ریاضی برای مدل نسبت به دو مدل دیگر ارجح است. تأثیر چشمگیر استفاده از دبی کلاسهبندی شده در دقت تخمین بار معلق رسوب پرواضح است. با توجه به نتایج تحقیق پیشنهاد میگردد برآورد بار معلق رسوب رودخانه سیستان با استفاده از روشهای هوش مصنوعی انجام شود.
Suspended load
Sistan River
ANNs
ANFIS
GEP
2015
08
23
41
60
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2444_451b0253d986abda84439a5bc7183209.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
معیارهای پایداری در ارزیابی مدیریت یکپارچه منابع آب حوضه آبریز ارس بر اساس رویکرد DPSIR
مریم
حافظ پرست
شهاب
عراقی نژاد
سلمان
شریف آذری
سابقه و هدف: پایداری حوضه آبریز بهوسیله شاخصهای پایداری به روشهای مختلف و به وسیله پژوهشگران زیادی برآورد شدهاست. از جمله میتوان به شاخص مالکیت آب سولیوان(2002) ، شاخص پایداری آب کانادایی بهوسیله مؤسسه پژوهشات سیاسی و شاخص پایداری حوضه آبریز بهوسیله چاوز و آلیپاز (2007) اشارهکرد(15و4). مدیریت یکپارچه منابع آب در حوضههای بزرگ مقیاس با در نظر گرفتن ابعاد اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی در برنامهریزی منابع آب حوضه امری ضروری است و این نوع مدیریت در چهارچوب DPSIR شکل اجرایی به خود میگیرد(3). مواد و روشها: در این پژوهش، مدیریت یکپارچه منابع آب بر اساس محاسبه شاخصهای پایداری درمعیارهای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی در قالب رویکرد DPSIR بررسی شدهاست. چارچوب پیشنهادی شامل پارامترهای فشار- حالت- اثرات-پاسخ است. نیروهای فشاری در قالب سه سناریو ادامه وضع موجود، خوشبینانه و بدبینانه در Mike Basin ، ارزیابی شدهاند. سناریوی وضع موجود شرایط فعلی حوضه را برای آینده نیز در نظر میگیرد و سری زمانی آبدهی رودخانهها و تقاضاهای شرب، صنعت و کشاورزی در آینده مانند وضع موجود است. سناریوی خوشبینانه با فرض ایجاد تغییراقلیم مثبت در منطقه افزایش آب در دسترس و تقاضای آب ثابت را در نظر میگیرد. در این سناریو جریان رودخانههای موجود در سناریوی ادامه وضع موجود به میزان 7/6 درصد افزایش و میزان دما، بارندگی و سطوح کشاورزی ثابت و مانند سناریوی ادامه وضع موجود میباشد سناریوی بدبینانه نشاندهنده کاهش منابع آب در دسترس و افزایش تقاضا است(16و19). بنابراین در سناریو بدبینانه مقدار تقاضای کشاورزی 50% نسبت به تقاضاهای وضع موجود افزایش داده شدهاست(16). با اجرای هر سناریو، سامانه منابع و مصارف حوضه شامل تخصیصها و کمبودها (حالت سیستم) تغییر میکند و نتایج شبیهسازی در مدل MIKE BASIN وارد Excel شده و ارزیابی اثرات اجرای هر گزینه مدیریتی با محاسبه شاخصها، در سامانه تصمیمیار - Excel Mike basin به تصمیمگیرندگان و ذینفعان در فرآیند تصمیمگیری و سیاستگذاری کمک میکند. روش تصمیمگیری چندمعیاره برای حل مسائلی با داشتن ماتریس سه بعدی ارزیابی شامل سناریو، گزینه و شاخص ضروری است و یکی از این روشها که بر اساس فاصله ازایدهآل گزینهها را رتبهبندی میکند روش تاپسیس است(18). یافته ها: روش تاپسیس برای ارزیابی ماتریس شاخصهای کمی و کیفی در مقیاس مکانی به کمک نرم افزار GIS نشانداد، از بین مناطق سیزدگانه حوضه آبریز ارس منطقه اواغلی از نظر معیارهای پایداری در وضعیت خوبی است و قسمتهای شرقی حوضه، شامل اردبیل، مشکین شهر و اهر- ورزقان از پایداری کمتری نسبت به کل حوضه برخوردارند. در پارامتر پاسخ بهمنظور بهبود وضعیت حوضه، سه گزینه سازهای بر اساس مطالعات قبلی برای مدیریت تقاضا تعریف شد و پس از اجرا در سامانه MikeBasin-Excel و تصمیمگیری چندمعیاره Topsis، نشاندادگزینه افزایش راندمان آبیاری در هر سه سناریو نسبت به گزینه کاهش سطح زیرکشت و گزینه پوشش کانالها و انهار برتری دارد.نتیجهگیری: در این پژوهش شاخصهای کمی و کیفی به صورت ترکیبی برای ارزیابی پایداری مناطق سیزدگانه حوضه آبریز ارس در قالب چهارچوب DPSIR انجام شد. بر اساس این چهارچوب پنج فاکتور نیروهای محرک، فشار، حالت، تاثیر و پاسخ حوضه بر اساس مدیریت یکپارچه منابع و مصارف آب در مدل MIKE BASIN شبیهسازی شد و خروجی آن در EXCEL برای محاسبه شاخصهای کمی استفاده شد. بر اساس روش تصمیمگیری چند معیاره تاپسیس که ماتریس سه بعدی سناریو، گزینه و شاخص را حل میکند، نشان داد مناطق شرقی حوضه پایداری کمتری دارند. در این راستا بر اساس تحلیل گزینهها افزایش راندمان آبیاری کمک شایانی به تعادل پایداری حوضه بر اساس شاخصهای بررسی شده در این منطقه میکند.
DPSIR
Multi criteria decision making (MCDM)
TOPSIS
Mike Basin
2015
08
23
61
77
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2445_39aaf784a216b164641962deb9fd7e94.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
شبیه سازی پایداری کانالهای آبرفتی با استفاده از مدل ریاضی GSTARS4.0
رضا
میر
رضا
بزرگمهر
غلامرضا
عزیزیان
غلامحسین
اکبری
سابقه و هدف: به منظور پیشبینی پاسخ رودخانههای آبرفتی به تغییرات مصنوعی و طبیعی اعمال شده، شناخت و پیشبینی هندسه پایدار رودخانه دارای اهمیت است. تعیین هندسه مقطع عرضی، شیب و معیار پایداری کانالها و رودخانهها موضوع مورد توجه بسیاری از مهندسین عمران در رابطه با طرحهای آبیاری، مهندسی رودخانه و پروژههای هیدرولیکی میباشد. هدف از این پژوهش بررسی پارامترهای هندسی، معیارهای تعادل و روند پایداری دینامیکی کانالهای پایدار میباشد. مواد و روشها: بدین منظور یک کانال آزمایشگاهی توسط نرمافزار GSTARS4.0 که یک مدل ریاضی بوده و بر اساس کمینه نمودن قدرت عمل میکند، مدلسازی شده است. این مدل با استفاده از مفهوم لولههای جریان، قابلیت شبیهسازی جریان توزیع رسوبگذاری را به صورت شبه دوبعدی (طولی و عرضی) در رودخانهها دارد. واسنجی هیدرو لیکی، مدل بهازای دبیها و ضرایب زبری مانینگ مختلف اجرا شده و نتایج پروفیل سطح آب محاسباتی با مقادیر واقعی رقوم سطح آب بر روی پهنه سیلابی مقایسه گردید. بدین ترتیب با داشتن تراز سطح آب به ازای دبیهای مختلف، مقدار ضریب مانینگ پهنه سیلابی و کانال اصلی در مدل به نحوی انتخاب شده تا به ازای دبی معلوم ورودی و تراز سطح آب، ابعاد محاسبه شده توسط مدل با مقدار واقعی همخوانی داشته باشد. نتایج این مقایسه بیانگر مطابقت رقوم سطح آب محاسباتی با رقوم سطح آب مشاهداتی بهازای ضریب زبری مانینگ 014/0است. برای واسنجی هیدرولیک رسوب مدل، زاویه پایداری مصالح بستر برابر مقدار آزمایشگاهی (º33 φ =) قرار گرفت. در ادامه واسنجی، تغییرات مقطع عرضی کانال آزمایشگاهی بهازای روابط تجربی مختلف موجود در مدل ریاضی GSTARS شبیهسازی شده و با مقطع عرضی آزمایشگاهی مقایسه گردید. معادله انتقال رسوب ماسه یانگ (1979) مطابقت بهتری با مشاهدات آزمایشگاهی دارد.تعدادی از دادهها که در واسنجی مدل به کار نرفته بودند به منظور صحتسنجی مدل مورد استفاده قرار گرفتند که در این مرحله عرض بالا و پایین کانالها با ضریب همبستگی به ترتیب 975/0 و 942/0 پیشبینی شدهاند. یافته ها: کانالهای آبرفتی هندسه هیدرولیکی خودرا به نحوی تنظیم مینمایند که بین جریان و انتقال رسوب تعادل برقرار شود. در 2 تا 3 ساعت نخست، فرسایش و ته نشینی جداره ها و بستر کانال شدید بوده و مقدار قابل ملاحظهای انتقال رسوب و عریض شدن کانال مشاهده گردید و سپس کاهش مییابد. افزایش عرض بالا، کاهش عرض پایین و نهایتاً افزایش شیب جانبی در همه مقاطع قابل مشاهده است و عمده تغییرات در 2 ساعت اول اتفاق میافتد که تغییرات ارتفاع در جهت تنظیم شیب بستر کانال و حفظ یکنواختی پروفیل سطح آب میباشد. برای تعیین مستقیم، مستقیم کم عمق و مارپیچ بودن کانالها، مدلهای تحقیق حاضر در خطوط آکرز-چارلتون و لین ترسیم گردید. این کانالها در پایین این خطوط واقع شده است و مستقیم میباشد. نتیجه گیری: این تحقیق قابلیت و کارایی مناسب مدل ریاضی GSTARS4.0را در پیشبینی تغییرات طولی و عرضی تراز بستر رژیم کانالها نشان میدهد. در ادامه معیارهای پایداری نظیر تغییرات عرض، تغییرات سطح آب (مستقیم شدن پروفیل سطح آب) و یکنواختی نرخ انتقال رسوب که توسط محققان مختلف ارائه شده است مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده گردید سه معیار مذکور در همهی مدلها به وقوع پیوسته است. بنابراین ترکیبی از این معیارها برای پایداری رژیم کانالها پیشنهاد شد.
Stable channel
Channel pattern
Bed slope
Stream Power
GSTARS4.0
2015
08
23
79
94
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2446_e217a86ae6a8557b50cef09adfdaa191.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
رویکردی جدید برای ارزیابی عملکرد مدلهای AOGCM در شبیهسازی رواناب
پریسا سادات
آشفته
امید
بزرگحداد
سابقه و هدف: پدیده تغییر اقلیم بر بخشهای مختلف تأثیر میگذارد که منابع آب از مهمترین آنها است. لین و همکاران (1999) بررسی کردند که کشورهای واقع در عرض جغرافیایی پایین، بیشترین تبعات منفی این پدیده را متحمل خواهند شد (9). پیشنیاز ارزیابی اثرات منطقهای تغییر اقلیم تولید سناریوی اقلیمی در دورههای آتی توسط مدلهای AOGCM میباشد. پژوهشگران مختلف بسته به نیاز خود، خروجیهای یک یا چند نمونه از این مدلها را استفاده مینمایند. یو و همکاران (2002) اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب جنوب تایوان را با استفاده از مدلها مورد بررسی قرار دادند (12). ویلبی و هریس (2006) تأثیر تغییر اقلیم بر روی میزان جریانهای کم رودخانهای در انگلستان را با در نظر گرفتن عدم قطعیتهای مدل AOGCM در کنار منابع دیگر عدم قطعیت، مورد مطالعه قرار دادند (11). هدف از این پژوهش ارزیابی عملکرد مدلهای اقلیمی از دو دیدگاه هیدرولوژیکی و منابع آبی است. به این معنی که علاوه بر معلوم بودن وضعیت توزیع احتمالاتی سامانه در هر ماه (دیدگاه هیدرولوژیستها)، توالی زمانی وضعیت سامانه تحت شرایط تغییر اقلیم نیز بررسی شود.مواد و روشها: در این پژوهش، با رویکردی جدید به ارزیابی عملکرد مدلهای AOGCM پرداخته شد تا بتوان مدل(های) قابل اطمینانی را یافت که ضمن صرفهجویی در وقت و هزینه، نتایج رضایتبخشی را بهدست آورد. با بهکارگیری مدلهای AOGCM، متغیر دما و بارندگی در دوره پایه (2000 -1971) برای حوضه آیدوغموش در آذربایجان شرقی برای سناریوی A2 برآورد و با معرفی مقادیر به مدل هیدرولوژیکی IHACRES، رواناب ماهانه شبیهسازی شد. برای بررسی کارآیی هر کدام از مدلها، از روش متوسط ماهانه دادههای مشاهداتی رواناب استفاده شد. در ادامه، یک مدل ترکیبی پیشنهاد شد، بهگونهای که دارای بیشترین وزن اختصاصی به رواناب در هر ماه میباشد. با برازش توزیعهای مختلف آماری بر روانابهای شبیهسازی و با استفاده از آزمونهای نکویی برازش، مناسبترین توزیع آماری انتخاب و پارامترهای آماری مربوطه استخراج و با پارامترهای آماری رواناب حوضه در دوره مشاهداتی مقایسه شد. یافتهها: نتایج نشان میدهد که مدل ترکیبی و HadCM3 با ضریب همبستگی بهترتیب 96 و 97 درصد و شاخصهای آماری RMSE، MAE و NSE بهترتیب m3/s09/2، m3/s51/1 و 89/0 برای مدل ترکیبی و m3/s32/2، m3/s58/1 و 87/0 برای HadCM3، قادر به شبیهسازی رواناب میباشند. در ادامه، ماتریس احتمال انتقال رواناب نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از مقایسه توزیعهای احتمالاتی و ماتریس احتمال انتقال رواناب منتج از مدلهای AOGCM با رواناب مشاهداتی نشان میدهد که مدل ترکیبی و HadCM3 با ضریب همبستگی بهترتیب 89 و 87 درصد و شاخصهای آماری RMSE، MAE و NSE بهترتیب m3/s1/0، m3/s02/0 و 78/0 برای مدل ترکیبی و m3/s12/0، m3/s02/0 و 77/0 برای HadCM3، دارای خروجیهای قابل اعتماد میباشند. نتیجهگیری: مدلها توانایی خوبی در شبیهسازی متغیرهای اقلیمی و در نتیجه رواناب دارند. در صورت استفاده از فقط یک مدل AOGCM، از آنجایی که تفاوت معنیداری بین معیارهای عملکرد مدل ترکیبی و HadCM3 وجود ندارد، استفاده از HadCM3 توصیه میشود. نتایج مقایسههای آماری و احتمال انتقال جریان کاملاً مشابه میباشند.
Climate Change
AOGCM
Goodness-of-Fit Tests
Transition Probability Matrix
Rainfall-runoff simulation
2015
08
23
95
110
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2447_c6e341bed976b79cfe1de9510b1e0adb.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر آبدهی حوضه با دخالت مدل هیدرولوژی (مطالعه موردی حوضه گالیکش در استان گلستان)
الهه
سهرابیان
مهدی
مفتاح هلقی
خلیل
قربانی
سعید
گلیان
مهدی
ذاکری نیا
سابقه و هدف: تغییر اقلیم یکی از مهمترین چالشهایی است که بخش های مختلف زندگی انسان را در روی زمین تحت تأثیر قرارخواهد داد. شرایط اقلیمی گرمتر باعث تشدید چرخه آب، تغییر بارش و تغییر در مقدار و زمان ظهور رواناب میگردد. شمال ایران با توجه به شرایط خاص اقلیمی و اهمیت کشاورزی، یکی از آسیبپذیرترین مناطق به تغییر اقلیم میباشد. از این رو پژوهش حاضر به دنبال ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر شرایط هیدرولوژیکی حوضه گالیکش با استفاده از مدل سازی هیدرولوژیکی میباشد. آشفته و مساح(2008) تاثیر عدم قطعیت تغییر اقلیم بر دبی پیک حوضه آیدوغموش در دوره 2069-2040 را برای سناریوی A2 مورد بررسی قرار دادند. در این پژوهش از هفت مدل AOGCM استفاده گردید. در مجموع نتایج نشان داد که دمای حوضه در دوره 2050 بین 1 تا 6 درجه سانتیگراد نسبت به دوره پایه افزایش می یابد(3).مواد و روشها: در این پژوهش در ابتدا از مدل LARS-WG برای ریزمقیاس نمایی دادههای خروجی مدل HADCM3 تحت سناریوهای A1B، A2 وB1 استفاده شد. در ادامه وضعیت رواناب سطحی منطقه تحت تأثیر سناریوهای مختلف تغییراقلیم با استفاده از مدل هیدرولوژی IHACRES مورد بررسی قرار گرفت. با معرفی مقادیر دما و بارش به مدل IHACRES ، رواناب حوضه در دوره 2030-2011 مورد شبیه سازی قرار گرفت.یافتهها: نتایج مطالعه ضمن تأیید کارایی مدل LARS-WG، نشان داد که در شرایط اقلیمی آینده برای دوره زمانی 2030-2011 دما و بارندگی نسبت به دوره مشاهداتی (2010-1985) به ترتیب افزایش و کاهش خواهد یافت.در نهایت نتایج مدلIHACRES نشان داد که رواناب در دوره آتی نسبت به دوره مشاهداتی در هر سه سناریو به ترتیب به میزان 37/6، 43/4 و 94/7 مترمکعب در ثانیه، کاهش پیدا کرده که نشان از تأثیر تغییر اقلیم بر رواناب حوضه در دوره آتی میباشد. نتایج پژوهش ضمن بیان اهمیت تأثیرات تغییر اقلیم کاربرد آنها را در اتخاذ تدابیر لازم در جهت سازگاری با تغییر اقلیم در سیاستهای آتی مدیریت حوضه گالیکش مورد تأئید قرار می-دهد. نتیجهگیری: بررسی سناریوهای تغییر اقلیم دما و باندگی از دادههای مدل HADCM3 نشان میدهد که دمای حوضه در دوره 2030-2011 برای هر سه سناریو افزایش مییابد و بیشترین افزایش مربوط به سناریوی B1 میباشد. شبیهسازی رواناب ماهانه حوضه در دوره آتی و مقایسه مقادیر آن با دوره مشاهداتی حاکی از کاهش متوسط رواناب سالانه دراز مدت در دوره آتی برای هر سه سناریو میباشد که با توجه به کاهش بارندگی و افزایش دما قابل قبول میباشد و بیشترین کاهش مربوط به سناریوی B1 میباشد.
Climate Change
Rainfall-Runoff
IHACRES
2015
08
23
111
125
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2448_08317687451baec0ea8d58ffce3b7a22.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
اثرات سیستم جایگزین بر برخی خصوصیات خاک در قیاس با سیستمهای جنگلی و زراعی
حمید
نیک نهاد قرماخر
ابراهیم
کیخا
سابقه و هدف: رشد بیرویه جمعیت و بدنبال آن نیاز روزافزون انسان به غذا، کشاورزان را بهسوی تغییر کاربری سیستمهای طبیعی سوق داده است و این امر منجر به تخریب اراضی و مشکلات اقتصادی، اکولوژیکی گردیده است. تغییر کاربری اراضی یک تغییر محیطی مهم در جهان بهشمار میآید و باعث از بینرفتن پوشش گیاهیِ طبیعی و بومی، تخریب خاک و کاهش مواد مغذی آن میشود و این امر مشکلات اقتصادی و اکولوژیکی رابه دنبال دارد. محدودیت منابع آب و خاک سبب شده که استفاده بهینه از اراضی، بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. احداث جنگل مصنوعی، جنگل زراعی و باغکاری، سیستمهایی جایگزین بهمنظور بهبود کیفیت خاک اراضی تخریب یافته میباشند. این سیستمهای جایگزین باعث بهبود خصوصیاتی از قبیل فراهمی لاشبرگ، چرخه عناصر، نفوذپذیری خاک و کنترل فرسایش در اکوسیستم اراضی تخریب یافته شده، تنوع زیستی آن اراضی را افزایش میدهند. هدف از این پژوهش بررسی اثرات احداث باغهای زیتون، بهعنوان سیستمی جایگزین، بر برخی خصوصیات خاک و فرسایشپذیری آن در قیاس با سیستمهای جنگلی (طبیعی و مصنوعی) و زراعی در جنوب شهرآزادشهر است.مواد و روشها: منطقه مورد مطالعه در طول جغرافیایی 55 درجه و 10 دقیقه و 26 ثانیه و عرض جغرافیایی 37 درجه و 4 دقیقه و 12 ثانیه قرار دارد. میانگین بارندگی سالانه آن 475 میلیمتر، متوسط درجهحرارت و رطوبتنسبی سالانه آن بهترتیب 4/18 درجه سانتیگراد و 68 درصد بوده، اقلیم آن نیمهمرطوب معتدل است. در ابتدا با استفاده از تصاویر ماهوارهای گوگل ارث و بازدیدهای میدانی، مرزهای تیمارهای مورد مطالعه (عرصه زیتونکاری شده، جنگل طبیعی، جنگل مصنوعی، و عرصه زراعی) مشخص گردید. سپس پنج نمونه مرکب خاک از عمق 20-0 سانتیمتری چهار سیستم (عرصه زیتونکاری شده، جنگل طبیعی، جنگل مصنوعی، و عرصه زراعی)، برداشته شد. برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک شامل بافت، پایداری خاکدانهها، جرم مخصوص ظاهری، درصد تخلخل، اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصدکربن آلی، ازت کل، آهک، میزان ظرفیت تبادل کاتیونی، فسفر قابل جذب، پتاسیم ، کلسیم، و منیزیم تبادلی تعیین گردید و نسبت C/N و شاخص فرسایشپذیری خاک (با استفاده از رابطه نسبت رس اصلاح شده)، محاسبه شد. بهمنظور تجزیه و تحلیل دادهها از روش تجزیه واریانس و آزمون توکی استفاده شد.یافتهها: نتایج بیانگر آن است که احداث باغهای زیتون در عرصههای زراعی، بر خصوصیات فیزیکی خاک اثر مثبت معنیداری نگذارده است، اما باعث افزایش معنیدار میانگین پارامترهای شیمیایی چون اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصد کربن آلی و ازت کل خاک و میزان ظرفیت تبادل کاتیونی آن(در سطح پنج درصد) شده است. همچنین، شاخص فرسایش پذیری خاک را نیز بطور معنیداری کاهش داده است.نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش و نیز با درنظر گرفتن محدودیت شدید خاک منطقه مورد مطالعه از نظر پایداری خاکدانهها، توصیه میگردد که میباید از تبدیل اراضی جنگلی باقیمانده به اراضی زراعی جلوگیری گردد. همچنین در منطقه مورد مطالعه، احداث باغهای زیتون نسبت به احداث جنگل مصنوعی و نیز زراعت، ارجحیت دارد.
alternative systems
olive orchards
Soil properties
Azad shahr
2015
08
23
127
142
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2449_e26312e807ba153662f8b58f4f8cd3de.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
برآورد ظرفیت انتقال رسوب رودخانه ها با استفاده از مدل ریاضی شبه دوبعدی
عبدالرضا
ظهیری
بهروز
دهانزاده
سابقه و هدف: تخمین مناسب دبی جریان و رسوب در رودخانهها به عنوان اطلاعات پایه برای بسیاری از طرحها و پروژههای مهندسی رودخانه دارای اهمیت است. تاکنون از رابطه دبی-اشل و منحنی سنجه رسوب به عنوان ابزار اصلی محاسبه این دو پارامتر استفاده شده است. با وجود اهمیت بسیار زیاد دبی جریان در محاسبات هیدرولیک رودخانهها، تاکنون روش و مدل ریاضی خاصی منظور تعیین دبی ارائه نشده و کماکان مهمترین روش محاسبه دبی جریان، اندازهگیری سرعت در عرض رودخانه و سپس انتگرالگیری از توزیع سرعت است. اندازهگیری میدانی توزیع سرعت در رودخانهها کاری زمانبر و پرهزینه بوده و در شرایط وقوع سیلاب، بسیار خطرناک خواهد بود (5). بر خلاف دبی جریان، برای محاسبه رسوب معلق و کل رودخانهها، روشها و مدلهای ریاضی زیادی توسط محققین پیشنهاد شده است (4، 8، 26). اغلب مدلهای ریاضی محاسبات رسوبی دارای تئوری و مبانی پیچیدهای بوده و به دادههای ورودی زیادی نیز نیاز دارند. با توجه به شرایط خاص رودخانههای کشور و عدم وجود دادههای هیدرولیکی و رسوبی مناسب، ضروری است راهحلها و راهکارهای مناسبی پیشنهاد شوند. یکی از راهکارهای مناسب در این زمینه، استفاده از مدلهای ریاضی شبهدوبعدی است (9، 10، 11، 28). شیونو و نایت (1991) با ارائه یک مدل شبهدوبعدی توزیع عرضی سرعت، محاسبه دبی جریان در رودخانههای سیلابی را با دقت قبولی امکانپذیر نمودند (24).مواد و روشها: در این پژوهش برای استفاده کاربردی از مدلهای ریاضی در محاسبات همزمان هیدرولیک جریان و رسوب، از یک مدل ریاضی شبه دوبعدی برای محاسبه دبی جریان و ظرفیت حمل رسوب استفاده شده و در ایستگاه هیدرومتری ملاثانی در رودخانه کارون واسنجی و صحتسنجی شده است. برای شبیهسازی حمل رسوب در این رودخانه، از سه رابطه تجربی انتقال رسوب شامل انگلوند-هانسن (1967)، ایکرز-وایت (1973) و یانگ (1979) استفاده شده است. تعداد اندک دادههای ورودی مدل پیشنهادی این پژوهش، مزیت مهم آن نسبت به مدلهای ریاضی پیچیده دو و سهبعدی است. یافتهها: نتایج این پژوهش نشان داد که رابطه دبی-اشل بدست آمده از این مدل در مراحل واسنجی و صحتسنجی به ترتیب دارای متوسط خطای نسبی حدود 4/2 و 4 درصد است که برای رودخانه عریضی مثل کارون قابل قبول است. همچنین مشخص شد که از بین روابط تجربی مورد استفاده برای برآورد انتقال کل رسوب در این پژوهش، رابطه یانگ در محدوده دبی-های پایین جریان (کوچکتر از 800 مترمکعب بر ثانیه) دارای کارایی مناسبتری است. این در حالی است که روابط رسوبی انگلوند-هانسن و ایکرز-وایت در محدوده دبیهای پایین جریان، برآورد کمتری از واقعیت ارائه کرده اما در دبیهای بالا (بزرگتر از 1000 مترمکعب بر ثانیه) نتایج بهتری نشان می دهند. نتیجهگیری: با توجه به اهمیت فراوان انتقال رسوب در شرایط سیلاب، استفاده از روابط انگلوند-هانسن و ایکرز-وایت در این شرایط در ایستگاه ملاثانی منطقیتر بوده و نتایج قابل قبولتری خواهند داشت.
Karoun River
Quasi-Two dimensional model
Sediment transport capacity
Empirical sediment transport formulae
2015
08
23
143
158
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2450_1ac6138fede4d12bb11432a5a0cae021.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
مقایسه مدلهای سینتیکی برای تخمین معدنی شدن نیتروژن کودهای آلی در شرایط رطوبتی مختلف
فتح اله
مدرومی
حجت
امامی
رضا
خراسانی
علیرضا
آستارایی
چکیده مبسوطسابقه و هدف اطلاع وآگاهی از سرعت معدنی شدن نیتروژن مواد آلی عامل بسیار مهمی برای مدیریت و تعیین نیاز کودی نیتروژن مورد نیاز گیاهان می-باشد. پیشبینی فراهمی نیتروژن برای دوره رشد گیاه از منابع مختلف کودی در ارتقاء کارایی کودها و همچنین کاهش آلودگیهای زیست محیطی نقش مهمی دارد (24). عوامل محیطی مانند دما و رطوبت مهمترین عواملی هستند که بر روی فرآیندهای رهاسازی نیتروژن اثر میگذارند. رطوبت خاک میزان فراهمی اکسیژن را در خاک تنظیم میکند و حداکثر فعالیت هوازی ریز جاندارن در محدوده رطوبتی 50 تا 70 درصد ظرفیت زارعی خاک اتفاق میافتد (9، 15). اکثر محققین از مدل مرتبه اول برای تخمین پتانسیل رهاسازی نیتروژن استفاده کرده-اند. لطفی و همکاران (2008) دریافتند که مدل مرتبه اول دارای ضریب همبستگی معنیداری (P > 0.001) برای تخمین میزان و سرعت رهاسازی نیتروژن در یک خاک تیمار شده با کود گاوی و لجن فاضلاب بود (16). شاخص N0K بیانگر سرعت بالقوه معدنی شدن نیتروژن (8) و معیاری از فراهمی نیتروژن خاک برای گیاه است (4). سودایی مشاعی و همکاران (2008) با بررسی شاخص N0K در کود دامی، ورمی کمپوست و کمپوست دریافتند که این شاخص در کود دامی بیشترین و در کمپوست کمترین مقدار بود (26). هدف از این پژوهش بررسی قابلیت برازش مدلهای مختلف و انتخاب مناسبترین مدل در تخمین میزان رهاسازی نیتروژن از منابع مختلف آلی بود.مواد و روشهادر این پژوهش سرعت و میزان رهاسازی نیتروژن از چهار نوع کود آلی (لجن فاضلاب، کود مرغی، کود گاوی و کاه و کلش گندم) در دو سطح رطوبتی (40 و 75 درصد ظرفیت زراعی) و سه تکرار در مدت 60 روز ارزیابی شد. نیتروژن معدنی شده با روش اسپکتروفتومتر اندازهگیری شد و مدلهای مختلف به روش حداقل مربعات خطا با مقادیر اندزهگیری شده برازش داده شدند. برای انتخاب بهترین مدل از آمارههای ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطا (ME) استفاده شد. یافتههانتایج نشان داد با آنکه مدلهای مرتبه اول، سهموی، لگارتیمی و الوویچ دارای بشترین ضریب تبیین و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا بودند، اما مدل مرتبهی اول برازش بهتری با دادههای اندازهگیری شده نشان داد. بیشترین مقدار شاخص فراهمی نیتروژن (N0k) در کود مرغی و کمترین آن در کاه و کلش گندم مشاهده شد و ثابت سرعت معدنی شدن نیتروژن (k) در کاه و کلش گندم نسبت به سایر مواد آلی دارای کمترین مقدار بود. افزایش رطوبت از 40 به 75 درصد ظرفیت زراعی موجب افزایش مقدار نیتروژن معدنی شده (Nmin) و ثابت سرعت معدنی شدن نیتروژن شد.نتیجهگیریاستفاده از مدل مرتبه اول به دلیل انطباق با شرایط واقعی و توجیه پارامترهای آن، برای تخمین میزان نیتروژن رهاسازی شده از کودهای آلی توصیه میگردد و بر اساس نتایج این مدل، میتوان زمان مناسب کاربرد کود در مزرعه را تعیین نمود.
Field capacity
First order model
Incubation
Mineralized rate
2015
08
23
159
174
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2451_0d48abae96141201c2f74efaf183f668.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
بررسی آزمایشگاهی تخریب خاکدانه ها و فرسایش پاشمانی در شرایط مختلف شدت و مدت بارندگی در خاک های منتخب حوضه دشتگل مسجدسلیمان
اشکان
یوسفی
احمد
فرخیان فیروزی
بیژن
خلیلی مقدم
چکیده سابقه و هدف: فرسایش خاک و اثرات مرتبط با آن یکی از مشکلات بزرگ زیست محیطی میباشد، که اثرات مخرب آن هم در درون منطقه و هم در بیرون منطقه قابل اغماض نیست. شناخت عوامل و فرآیندهای موثر بر فرسایش خاک در یک منطقه در ارائه راهکاری برای حفاظت خاک و محیط زیست سالم ضروری میباشد. تخریب خاکدانه یکی از فرآیندهای مهم در فرسایش پاشمانی میباشد که باعث جداسازی ذرات خاک و انتقال راحتتر این ذرات میشود(24). هدف از انجام این پژوهش یافتن ارتباط بین تخریب خاکدانهها و فرسایش پاشمانی در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از دستگاه پاشمانی چند متغیره بوده است. مواد و روشها: این آزمایش بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار عامل و در سه تکرار انجام شد. عوامل آزمایش شامل مدّت زمان بارندگی در چهار سطح 5، 10، 15 و 20 دقیقه، شدت بارش در دو سطح 5/1و 2 میلیمتر بر دقیقه، شیب در دو سطح 5 و 15 درصد و کاربری در دو سطح جنگل و کشاورزی(دیم) بود. بدین منظور نمونههای خاک را از افق سطحی(A) در دو کاربری حوضه دشتگل از زیر حوضههای سد شهید عباسپور مسجدسلیمان جمعآوری شد. نرخ فرسایش پاشمانی نمونهها با استفاده از دستگاه پاشمانی چندمتغیره در دو شیب(5 و 15 درصد) و شدت بارندگیهای 5/1 و 2 میلیمتر بر دقیقه اندازهگیری شد. همچنین میزان تخریب خاکدانهها با مقایسه میزان میانگین وزنی-قطرخاکدانهها (MWD) قبل و بعد از اعمال تیمارها و میزان پاشمان با جمعآوری ذرات پاشمان شده اندازهگیری شد.یافتهها: تجزیه و تحلیل ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی بیانگر این است که تقریبا بیش از 50 درصد ذرات در هر دو کاربری را ذرات سیلت تشکیل میدهد، که نشاندهنده این است خاک هر دو کاربری مستعد فرسایش میباشد. نتایج نشان داد با افزایش مدّت زمان بارش، میزان پاشمان و تخریب خاکدانهها بطور معنیداری افزایش یافت (01/0pنتیجهگیری: با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش میتوان نتیجه گرفت که مدّت زمان و شدّت بارندگی از پارامترهای مهم باران در وقوع فرآیند تخریب خاکدانهها و فرسایش پاشمانی میباشد. در زمانهای ابتدایی بارندگی میزان پاشمان و تخریب خاکدانهها تقریباً کم بود و حداکثر میزان پاشمان و تخریب خاکدانهها در بازه 15-10 دقیقه پس از بارندگی بوده است و پس از آن، پاشمان و تخریب خاکدانهها تقریباً روند ثابتی داشت.
Aggregate stability
Dashtegol watershed
Rainfall simulation
Splash erosion
2015
08
23
175
189
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2452_9ac78645a5484a4b0ea0c513baee8473.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
ارزیابی و تهیه نقشه حساسیت مناطق به بیابانزایی با استفاده از روش ESAs (پژوهش موردی: دشت یزد- اردکان)
مجتبی
سلیمانی ساردو
فاطمه
روستایی
ابوالفضل
رنجبر فردویی
رضا
قضاوی
عباسعلی
ولی
چکیده:سابقه و هدف: بیابانزایی به عنوان یکی از مهمترین چالشهای قرن حاضر به شمار آمده و در نتیجه عوامل اقلیمی و انسانی پدید میآید. تاکنون روشها و مدلهای مختلفی به منظور ارزیابی و تهیه نقشه بیابانزایی در مقیاسهای جهانی و محلی ارائه شده است که از مهمترین آنها در سطح جهانی: LADA، GLASOD، FAO-UNEP، ESAs و در سطح ملی، ICD، MICD و IMDPA را میتوان نام برد. هدف از انجام این مطالعه، بررسی حساسیت بیابانزایی دشت یزد - اردکان به عنوان یکی از مهمترین مناطق بحرانی فرسایش و حساس به بیابانزایی در کشور با استفاده از روش ESAs میباشد.مواد و روشها: به منظور انجام این پژوهش، ابتدا، نقشه واحدهای کاری شامل اراضی بایر، مراتع فقیر، اراضی تاغکاری شده، کشاورزی و تپههای ماسهای تعیین گردید و چهار معیار کیفیت خاک، کیفیت پوشش گیاهی، کیفیت اقلیم و کیفیت مدیریت با استفاده از امتیازدهی به زیرمعیارهای آنها در هر منطقه محاسبه شد و نقشه حساسیت مناطق به بیابانزایی به کمک نرمافزار ArcGIS ترسیم گردید.یافتهها: یافتههای این پژوهش نشان میدهد که مراتع فقیر و اراضی بایر، بیشترین مساحت منطقه را به خود اختصاص دادهاند که حاکی از وضعیت نامناسب و پتانسیل بالای بیابانزایی در منطقه مورد نظر میباشد. همچنین، معیارهای کیفیت اقلیم، کیفیت پوشش گیاهی و کیفیت مدیریت منطقه، بیشترین سهم را در حساسیت منطقه به بیابانزایی، بویژه در دو واحد کاری تپههای ماسهای و اراضی بایر به خود اختصاص دادهاند.نتیجه گیری: با توجه به نتایج بدست آمده در این پژوهش، منطقه مورد مطالعه از نظر بیابانزایی در طبقه تیپهای بحرانی قرار دارد، به طوری که 8/75 درصد از منطقه مورد مطالعه در طبقه بحرانی شدید (C3) و 24 درصد از منطقه در طبقه بحرانی متوسط (C2) قرار گرفته است که نیازمند توجه و مدیریت هرچه بیشتر سازمانهای مربوط و اعمال طرحهای بیابانزدایی در جهت کنترل این پدیده میباشد. همچنین علاوه بر کاربرد روشهای فنی در کنترل این پدیده توجه به برنامههای اقتصادی و اجتماعی در بافت جامعه حاکم بر این منطقه به منظور جلوگیری از تشدید این پدیده، از ضرورت بالایی برخوردار است، چه بسا آثار مدیریت درست کشاورزی و آبیاری و کاهش وابستگی منابع معیشتی ساکنان بیابان به منابع طبیعی، در کاهش اثرات بیابانزایی مشهود میباشد.واژههای کلیدی: تخریب اراضی؛ بیابانزایی؛ روش ESAs؛ دشت یزد – اردکان. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Land Degradation
Desertification
ESAs model
Yazd-Ardakan plain
2015
08
23
191
204
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2453_16bc3ade3d333d64727e77cfdb490548.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
ارزیابی کیفی طرحهای آبخیزداری به روش توصیفی همبستگی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز سدبوستان)
نفیسه
مقدسی
واحدبردی
شیخ
علی
نجفی نژاد
پژوهش حاضر با هدف ارزیابی و بررسی اثرات اجتماعی اجرای فعالیتهای آبخیزداری نظیر رضایت و نگرش مردم، مشارکت مردمی، میزان پذیرش مردمی پروژهها انجام گرفته است. بررسی اثرات اجرای پروژهها از نظر ذینفعان در تعدادی از زیرحوضههای آبخیز سد بوستان که در آنها پروژههای آبخیزداری اجرا شده است، انجام گردید. این پژوهش از نوع پژوهشهای توصیفی- همبستگی محسوب می شود. جامعه آماری این پژوهش را آبخیزنشینان حوضه سدبوستان تشکیل می دهند که از طریق روش نمونهگیری تصادفی ساده برای انجام پژوهش انتخاب شدند. برای گردآوری دادهها از پرسشنامه استفاده گردید که روایی آن توسط متخصص خبره مورد تایید قرار گرفت. برای تعیین پایایی از نرم افزار SPSS استفاده گردید و آلفای کرونباخ پرسشنامهها بین 87/0تا 90/0 بدست آمد. به منظور تجزیه و تحلیل اطلاعات نیز از نرم افزار SPSS استفاده شد. نتایج آمار توصیفی نشان داد که آگاهی روستاییان نسبت به طرحهای آبخیزداری و مشارکت آنان در طرحها خیلی کم است، در نتیجه اجرای برنامههای آموزشی ترویجی و دخالت دادن ذینفعان در مراحل مطالعه، طرحریزی، اجرا و ارزیابی پروژههایی که در محدوده هر روستاها اجرا میشود، در جهت افزایش سطح آگاهی و مشارکت آنان ضروری است. در مقابل نتایج نشان داد که میزان پذیرش مردمی طرحها در حد بالایی می باشد و همچنین نتایج درخصوص اثرات اجرای طرحها نشان داد که از دیدگاه بهرهبرداران محلی اجرای پروژه ها تا حدی توانسته است معضل سیل را حل نماید. اما از جنبه-های کارکردی دیگر کارایی پروژهها مورد تایید ذینفعان نمیباشد. از طرف دیگر طرحهای آبخیزداری اجرا شده در زمینه مهمترین مشکل حوضه سدبوستان یعنی کمبود اشتغال و سطح درآمد پایین روستاییان، که منجر به مهاجرت آنها شده است، نداشته است. نتایج بدست آمده در این بخش با نتایج پژوهشهای آزموده و همکاران (2010) و منصوریان و محمدیگلرنگ (2001) مطابقت دارد. طبق نتایج بدست آمده از اولویت بندی مشارکت روستاییان در طرحهای آبخیزداری، میزان مشارکت مردم در طرحها بیشتر به رضایتمندی آنها بستگی دارد و میزان ارتباط با کارشناسان و مروجان منابع طبیعی، کمترین تاثیر را بر میزان مشارکت دارد. طبق نتایج بدست آمده از اولویتبندی میزان پذیرش مردمی پروژههای آبخیزداری، پذیرش عمومی طرحهایی که مردم در آن مشارکت دارند بیشتر است و طرحهایی را که مورد دخالت نمایندگان مردم بوده است را نمیپذیرند. طبق نتایج بدست آمده از اولویتبندی اثرات اجرای طرحها از دیدگاه بهرهبرداران، بیشترین اثر اجرای طرح، سازگاری موقعیت مکانی طرحها و حل معضل سیل بوده است و تاثیر چندانی بر بهبود وضعیت اقتصادی مردم و کاهش بیکاری نداشته است.
watershed measures
Boostan dam
social perspective
Questionnaire
stakeholders
2015
08
23
205
218
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2454_b225c2a92e0e139f2f89676d85ffa525.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
استفاده از نانوذرات آهن تثبیتشده روی کوارتز برای حذف نیترات در سیستمهای تعادلی و سیال
فهیمه
فولادشکن
رسول
راهنمایی
آنیون نیترات از آلاینده های مهم آبهای زیرزمینی و سطحی در بسیاری از مناطق جهان است. غلظت زیاد نیترات ممکن است به سیستمهای تنفسی وگوارشی انسان آسیب رساند، لذا کنترل ورود آن به منابع آب و کاهش غلظت آن در آب آشامیدنی برای حفظ سلامت انسان و همچنین محیط زیست ضروری است. در این تحقیق، اثر تثبیت نانوذرات آهن روی کوارتز و امکان بازیابی و کاربرد مجدد آنها بهمنظور حذف نیترات از محلولهای آبی مورد بررسی قرار گرفت. بدینمنظور، نانوذرات آهن به روش شیمیایی ساخته و روی کوارتز تثبیت شد. کارائی نانوذرات آهن برای حذف نیترات در دو سیستم تعادلی و سیال، تابعی از غلظت نیترات و نانوذرات آهن، ارزیابی شد. همچنین، در سیستم سیال امکان بازیابی نانوذرات آهن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در غلظت مناسب نانوذرات، امکان احیای 100% نیترات وجود دارد. تثبیت نانوذرات موجب افزایش بیش از 10 برابری کارایی آنها برای حذف نیترات گردید. برآورد ظرفیت نانوذرات برای احیای نیترات، در دو غلظت 50 و 100 میلیگرم در لیتر نیترات، نشان داد که تقریبا 57/0 میلیمول نیترات به ازای یک میلیمول آهن احیا میشود. بررسی احیای نیترات در سیستم سیال نیز نشان داد که واکنش نانوذرات آهن با نیترات بسیار سریع است و لذا امکان استفاده از نانوذرات آهن تثبیت شده در سیستمهای سیال نظیر آبهای زیرزمینی وجود دارد. همچنین، بازیابی و استفاده مجدد از نانوذرات آهن نشان داد که ذرات بازیابی شده بهخوبی نانوذرات اولیه قادر به احیای نیترات هستند، که موجب کاهش هزینه استفاده از این ذرات برای حذف آلایندهها میشود.
Contamination
Iron nano particle
Nitrate
Reduction
Water
2015
08
23
219
227
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2455_653ef417b13543f445c7deb85ce9fc0e.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
تعیین مکان های مناسب استفاده از آب مازاد قنوات جهت تغذیه آبخوان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی AHP (مطالعه موردی: استان خراسان رضوی)
نرجس
قهرمانی
رسول
دخیلی
عباس
خاشعی سیوکی
بخش عمدهای از کشور ایران جزء مناطق خشک و نیمه خشک محسوب میشود و آب به عنوان یک عامل محدود کننده فعالیتهای بشر در این مناطق به شمار میآید. وجود منابع آبی از جمله چشمهها و قنوات به عنوان منابعی که در برخی از فصول دارای آب مازاد هستند، میتواند به عنوان منبعی برای تغذیه آبخوان موجود در چنین مناطقی مورد استفاده قرار گیرند. بدین منظور معیارهایی همچون زمین شناسی، دبی، فاصله تا آبخوان، محدودیت-های اجتماعی و غیره مورد بررسی قرار گرفت سپس با استفاده از توابع تحلیل GIS، کل منابع منتخب برای هر یک از معیارهای تعیین شده کلاسبندی شد. ویژگی این پژوهش استفاده دو مرحلهای با امتیازدهیهای متفاوت در روش سلسله مراتبی می باشد. ابتدا بر اساس خروجی قابل استحصال در سه ماه از سال تعدادی از منابع غربال گردید، سپس بر اساس وزن دهی اولیه تعداد منابع به 66 نقطه کاهش یافت. در مرحله بعد هر یک از پارامترهای یاد شده برای این منابع باقی مانده در ماتریس های تحلیل قرار گرفته و بر اساس نظرات کارشناسی و بازدیدهای میدانی امتیازدهی گردید و نقاط به 26 نقطه نهایی کاهش یافت. در نهایت، با تلفیق نقشههای، پهنه بندی شده بر اساس وزن اکتسابی از روش AHPنقشه نهایی در سه کلاس رده بندی گردید. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص گردید که 0.36 درصد از قنوات و 0.01 درصد از چشمهها دارای پتانسیل تغذیه پذیری آبخوان می باشند.
Excess water aqueducts
Analytical Hierarchy process (AHP)
Khorasan Razavi
2015
08
23
229
241
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2456_f33015eec97029c2c0d5c7f9c84947d1.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
بررسی روابط بین متغیرهای ورودی و شاخصهای کارآیی در سیستم آبیاری نواری
سهراب
عزیزپور
محمدعلی
غلامی سفیدکوهی
سابقه و هدف: آبیاری سطحی رایجترین روش آبیاری در سرتاسر جهان است، به طوریکه 94 درصد از اراضی با این روش آبیاری می-شوند. پژوهشگران زیادی بیان داشتند که بازده پایین در آبیاری سطحی مربوط به نوع و ماهیت روش آبیاری سطحی نمیباشد، بلکه مربوط به ضعف در طراحی، اجرا و مدیریت آن است. مدیریت سیستمهای آبیاری سطحی به دلیل زیاد بودن تعداد عوامل مؤثر و نیز تغییرات مکانی و زمانی زیاد عاملهای ورودی، یک مسأله پیچیده به شمار میرود. عموما پژوهشگران تأثیر عاملهای ورودی بر کارایی سیستم آبیاری را به طور جدا از هم مورد بررسی قرار میدهند و تأثیر ترکیبی و توامان عاملها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، ارزیابی کارایی سیستم آبیاری نواری در شرایط تغییر توامان و دوگانه عاملهای ورودی به مدل شبیهسازی SIRMOD در خاک لوم سیلتی با استفاده از روش هیدرودینامیک کامل میباشد. مواد و روشها: مدل SIRMOD به ورودیهایی نیاز دارد که دقت اندازهگیری آنها بر دقت شبیهسازی آن مؤثر است. بنابراین در پژوهش حاضر، عاملهای دبی در واحد عرض، شیب نوار، زمان قطع جریان و طول نوار به عنوان عاملهای ورودی در نظر گرفته شدند. جهت انجام ارزیابی کارایی مدل، عاملهای دبی در واحد عرض، شیب نوار، زمان قطع جریان و طول نوار به میزان %25± و %50± تغییر داده شدند. در مورد عامل زمان قطع جریان، از آنجایی که بر اساس یک قاعده سرانگشتی زمانهای قطع جریان طراحی شده باید کسر صحیحی از یک روز و ساعت باشند، زمانهای قطع جریان 2، 3، 4، 6 و 8 ساعت در یک روز به عنوان مقادیر متغیر این عامل در نظر گرفته شدند. همچنین به منظور ارزیابی کارایی سیستم آبیاری نواری از شاخصهای راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع استفاده شد. یافتهها: نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که بالاترین میزان راندمان کاربرد (8/94 درصد)، برای دو عامل دبی 5/1 لیتر بر ثانیه و زمان قطع 180 دقیقه به دست آمد. بالاترین مقدار شاخص یکنواختی توزیع (6/98 درصد)، برای دو عامل زمان قطع جریان480 دقیقه و شیب 006/0 (متر بر متر) حاصل شد. علاوه بر این تأثیر دبی بر کارایی سیستم آبیاری نواری از سایر عاملها بیشتر بود. همچنین نتایج نشان داد که می-توان برای یک خاک با بافت لوم سیلتی، دبی 2 لیتر در ثانیه و طول 240 متر را به ترتیب برابر با دبی بحرانی و طول بحرانی در نظر گرفت.نتیجهگیری: میتوان دو عامل دبی و زمان قطع جریان را به عنوان یک ترکیب بهینه، جهت دستیابی به کارایی بالا در سیستم آبیاری نواری انتخاب نمود.
Surface irrigation
Application Efficiency
Distribution Uniformity
SIRMOD
2015
08
23
243
253
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2457_8afdf1c4479700b8dac7fbc350402395.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1394
22
2
تخمین ضریب آبگذری سازه ترکیبی سرریز- دریچه با استفاده از روش برنامهریزی ژنتیکی
سمیرا
سلامتی
امیراحمد
دهقانی
مهدی
مفتاح هلقی
عبدالرضا
ظهیری
سابقه و هدف: دریچهها و سرریزها از جمله سازههای هیدرولیکی پرکاربرد و مهم میباشند که به طور گسترده به منظور کنترل، تنظیم جریان و تثبیت کف، در کانالهای باز و رودخانهها مورد استفاده قرار میگیرند. به منظور افزایش بهرهوری از سازه سرریز و دریچه، میتوان سرریز و دریچه را با هم ترکیب نمود. به این صورت که با ترکیب سرریز و دریچه میتوان دو مشکل عمده و اساسی رسوبگذاری در پشت سرریزها و تجمع آشغال و اجسام شناور در پشت دریچهها را رفع نمود. در سازه ترکیبی سرریز- دریچه شرایط هیدرولیکی جدیدی حاکم خواهد شد که با شرایط هیدرولیکی هر کدام از این دو سازه به تنهایی متفاوت است.قبل از سال 1985 که آقای احمد مقاله خود را در زمینه ایده ترکیب دو سازه سرریز و دریچه منتشر کرد اطلاعات بسیار کمی در این زمینه وجود داشت که دادهها و نتایج ایشان جهت ارائه یک رابطه عمومی کافی نبود (15). پس از ایشان محققین زیادی درجهت بررسی مشخصات هیدرولیکی جریان در سازه-های ترکیبی برآمدند. ازجمله این مطالعات میتوان به کارهای آزمایشگاهی آقایان السعید (1995)، الحمید و همکاران (1996) و نجم و همکاران (1994) و نجم (1997) اشاره نمود (6، 2، 14 و 16). ایشان جریان ترکیبی از روی سرریز V شکل و زیر دریچه مستطیلی با انقباض مقطع را مطالعه نمودند. هدف از این پژوهش، تعیین ضریب دبی جریان ترکیبی سرریز-دریچه و ارائه رابطهای برای برآورد ضریب دبی بر اساس پارامترهای هیدرولیکی هندسی میباشد.مواد و روشها: در این پژوهش نیز با استفاده از تغییر پارامترهایی مانند دبی جریان، بازشدگی دریچه و ارتفاع سازه ترکیبی در کانال آزمایشگاهی، اثرات هیدرولیکی جریان و هندسه مجرا بر میزان ضریب دبی جریان در سیستم سرریز–دریچه مورد بررسی قرار گرفت و سپس به کمک برنامهریزی ژنتیک، در نهایت چند رابطه با دقت بالا برای ضریب آبگذری در سازه ترکیبی سرریز- دریچه به دست آمد. در نهایت برای تعیین بهترین رابطه از پارامترهای آماری ضریب تعیین (R2)، ریشه دوم میانگین مجموع مربعات خطا (RMSE)، متوسط خطا (AE) و متوسط قدرمطلق انحراف دادهها (δ) استفاده شد.یافتهها: نتایج آزمایشها پس از بررسی صحت و پالایش دادهها تحلیل گردید و با توجه به روابط فوقالذکر ضریب دبی محاسبه شد. سپس با استفاده از تحلیل ابعادی و برنامهریزی ژنتیک یک رابطه برای ضریب دبی سیستم سرریز- دریچه به دست آمد که ضریب تعیین آن برای دادههای آموزش 2/84 درصد و برای دادههای آزمون 1/88 درصد میباشد.نتیجهگیری: پارامترهای هندسی مدل سرریز- دریچه در ضریب آبگذری نقش اساسی دارند. همچنین با استفاده از برنامه ریزی ژنتیکی میتوان رابطهای با دقت بالا برای تخمین ضریب دبی جریان در سازه ترکیبی ارائه داد.
sharped edge weir
Gate
Discharge coefficient
combined flow
genetic programming
2015
08
23
255
263
https://jwsc.gau.ac.ir/article_2458_c6e92c0e4352a4b8c86a980658799947.pdf