2024-03-29T00:35:46Z
https://jwsc.gau.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=480
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
تعیین آستانهی توپوگرافی و تاثیر ویژگیهای خاکی بر گسترش آبکندها در سه منطقه از استان اردبیل
حسین
شهاب
حجت
امامی
غلامحسین
حق نیا
اباذر
اسمعلی
مجید
محمود آبادی
سابقه و هدف: فرسایش آبکندی یکی از مهمترین انواع فرسایش از نظر تولید رسوب و تخریب اراضی در سراسر جهان میباشد که در نقاط مختلف ایران نیز رخ میدهد (12، 19، 26). ویژگیهای توپوگرافی حوضه زهکشی آبکندها و ویژگیهای خاک از جمله عاملهای موثر بر گسترش آبکندها میباشند (17). در پژوهشهای مختلف تاثیر ویژگیهای مختلف خاک بر تشکیل آبکندها نیز گزارش شده است (22 و 25). هدف این پژوهش تعیین نوع فرایند هیدرولوژیکی تشکیل آبکند با استفاده از شاخص توپوگرافی، بررسی تاثیر ویژگیهای خاک سطحی و زیر سطحی بر گسترش آبکند در طی دو سال و انتخاب مهمترین آنها میباشد.مواد و روشها: برای تعیین فرآیند غالب هیدرولوژیکی در ایجاد این نوع فرسایش، آستانه توپوگرافی تشکیل آبکند به صورت رابطه برای آبکندهای سه حوضه اُرتاداغ، ملااحمد و سرچم استان اردبیل تعیین شد، که S شیب و A مساحت حوضه زهکشی آبکندها است و a و b ضرائب محیطی هستند. همچنین به منظور تعیین اثر ویژگیهای خاک بر گسترش آبکندها، در هر حوضه مجموعهای مشابه از آبکندها گزینش و تغییر حجم و سطح مقطع آبکند در چهار نقطه از طول آن، به عنوان شاخص گسترش آبکند در دو سال اندازهگیری شد. با تعیین 19 ویژگی در خاک سطحی و زیر سطحی آبکندها و نیز خاک حوضه زهکشی آنها، تاثیر این ویژگیها بر گسترش آبکندها بررسی گردید. در انتها با استفاده از رگرسیون گام به گام، مدلهای رگرسیونی پیش بینی گسترش آبکند تعیین و مهمترین عوامل موثر بر آن در هر حوضه معرفی شدند. دقت مدلهای رگرسیونی با استفاده ار دوآماره R2 و RMSE بررسی گردید. یافتهها: نتایج نشان داد که در حوضه سرچم توان b آستانه توپوگرافی مثبت است و فرآیند تونلی شدن عامل اصلی ایجاد آبکند است، در حالی که در دو حوضه دیگر مقدار آن منفی بوده و رواناب آبکندها را شکل داده است. نتایج آنالیز همبستگی میان ویژگیهای خاک و گسترش آبکندها نشان داد که در حوضه سرچم گسترش آبکند با فرسایشپذیری و وجود ترکیبهای قابل انحلال در خاک زیر سطحی ارتباط بیشتری دارد، در حالی که در دو حوضه دیگر فرسایش پذیری خاک سطحی و زیر سطحی به یک اندازه در گسترش آبکند مهم است. نتایج مدلهای رگرسیونی نشان داد به طور کلی مدلهایی که از مجموع ویژگیهای خاک سطحی و زیر سطحی آبکند به عنوان متغییر مستقل برای پیش بینی تغییر سطح مقطع آبکند استفاده کردند، دارای دقت بیشتری بودند. در مدل رگرسیونی پیش بینی تغییر حجم آبکند از مجموعه ویژگیهای حوضه زهکشی به عنوان متغییر مستقل استفاده شد. این مدل در دو حوضه اُرتا داغ و سرچم دقت قابل قبولی داشت ولی در ملااحمد از دقت کمتری برخوردار بود. نتایج رگرسیون نشان داد در حوضه اُرتاداغ MWD، مقدار شن خیلی ریز و رس خاک سطحی، مقدار گچ، آهک و رس قابل پراکنش خاک زیر سطحی و درصد پوشش گیاهی و شاخص CROSS حوضه زهکشی آبکندها، در ملااحمد درصد کربن آلی و جرم مخصوص ظاهری خاک سطحی و درصد رس قابل (Dclay) و SAR خاک زیر سطحی و درصد شیب متوسط حوضه زهکشی آبکندها و در سرچم، جرم مخصوص ظاهری و درصد رس قابل پراکنش خاک سطحی ، مقدار سیلت، شن و جرم مخصوص ظاهری خاک زیر سطحی و شماره منحنی (CN) و ضریب گردی میلر حوضه زهکشی آبکندها بیشترین تاثیر را بر گسترش آبکندها داشتهاند. نتیجهگیری: شاخص توپوگرافی کارایی لازم را جهت تعیین نوع فرایند هیدرولوژیکی تشکیل آبکند دارد. در منطقه سرچم گسترش آبکند با ویژگیهای مربوط به انحلال پذیری خاک زیر سطحی ارتباط داشت ولی در دو منطقه دیگر فرسایش پذیری خاک سطحی و زیر سطحی بر گسترش آبکندها موثر بودند. بین ویژگیهای حوضه آبریز آبکندها نیز ویژگیهایی که بر تولید رواناب موثرند، بیشترین نقش را در گسترش آبکند داشتند.
Tunnel erosion
soil loss
Head cut
Stepwise regression
2016
08
22
1
24
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3184_09ff86154135ca19dc11da7472a7cfd5.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
مقایسه هدررفت خاک از کرتهای آزمایشی مستقر در بخشهای مختلف یک جاده جنگلی
عطااله
کاویان
عطا
صفری
آیدین
پارساخو
در پژوهش حاضر، به برخی از عوامل تأثیرگذار در هدررفت خاک در جادههای جنگلی حوزه آبخیز دارابکلا واقع در استان مازندران، پرداخته شد. بدین منظور، با استفاده از شبیهساز باران، هدررفت خاک تحت عوامل شیب طولی جاده، شنریزی جاده و رد چرخ ناشی از تردد ماشینآلات سنگین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که بین مقادیر هدررفت خاک (متوسط 15.05 گرم در متر مربع) در بخشهای مختلف شیب طولی، شنریزی و رد چرخ، اختلاف معنیدار (p
Rainfall simulation
Permeability
longitudinal slope
Wheel rut
Graveling
2016
10
17
25
45
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3185_9969adde93124c9cf4c50dc9335da587.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
بررسی حرکت آب از مسیرهای ترجیحی خاک با استفاده از مدل توسعه داده شده کینماتیک، انتشار- وانگنوختن: مطالعه با روش بهینهسازی سراسری
مصطفی
مرادزاده
سعید
برومند نسب
هادی
معاضد
محمد رضا
خالدیان
چکیدهسابقه و هدف: امروزه مشکل آلودگی آب و خاک یکی از عوامل تهدیدکننده پایداری تولیدات کشاورزی و حیات انسان و سایر موجودات زنده است. همچنین جریان ترجیحی آب و املاح، یکی از فرآیندهای معمولی در خاکهای اشباع و غیراشباع می باشد که به طور معمول سبب حرکت سریع آلایندهها و در نتیجه آلودگی آبهای زیرزمینی می شود. از این روی مدلهای ریاضی به طور گستردهای در فیزیک خاک و هیدرولوژی برای پیش بینی حرکت جریانهای ترجیحی آب و آلایندهها در نواحی غیراشباع خاک استفاده میشوند. جریانهای ترجیحی حاصل حرکت آب از خلل و فرج درشت خاک، مانند سوراخ و کانالهای زیرزمینی هستند که با فعالیت کرمها و یا رشد ریشه گیاهان به وجود میآیند و سبب انتقال سریع آب و آلایندهها به آبهای زیر زمینی و درنتیجه آلودگی آنها می شوند. برای پیشبینی روند و توضیح این نوع جریانها در خاک، در اینجا مدل ریاضی توسعه یافته موج کینماتیک، انتشار- وانگنوختن (KDW-VG) که حاصل نوآوری این پژوهش میباشد، معرفی میشود. مواد و روشها: در این پژوهش آزمایشها به صورت چهار بارندگی با شدتهای 97/56، 64/107، 01/133 و 71/161 میلیمتر بر ساعت که بر یک ستون خاک می بارید انجام شد و شدت آب خروجی از انتهای ستون خاک در مقابل رطوبت متحرک کل ستون ثبت میشد. ضرایب مدل با کمینه کردن تابع خطای بین مقادیر مشاهداتی آزمایش و معادله پیش بینی شدت جریان با روش بهینهسازی سراسری تراکم ذرات (PSO) تعیین شدند. برای رسیدن به بهترین نتایج و کمینهترین مقادیر تابع خطا، راهکارهای زیادی آزمون شد و مقادیر مختلفی برای c1 و c2 که به ترتیب ضرایب فردی و اجتماعی الگوریتم بهینهسازی هستند و در ایجاد نسلهای بعدی پاسخهای پیشنهادی الگوریتم دخالت دارند، انتخاب و امتحان شد و همچنین معادلههای مختلفی به عنوان وزن اینرسی، wکه برای کنترل سرعت حرکت ذرات یا پاسخها در فضای جستجو به کار می رود، امتحان شد.یافتهها: پس از به کار بردن مقادیر مختلفی برای c1 و c2، سرانجام مقادیر 2/1 و4/2 به ترتیب برای c1 و c2 منجر به بهترین پاسخها یعنی کمترین مقدار تابع خطا شدند. همچنین برای بهینهسازی، پس از بررسی نتایج معادلههای مختلف، سرانجام از رابطه وزن اینرسی کاهش یابنده خطی برای تعیین وزن اینرسی که توسط زین و همکاران در سال 2009 ارائه شد، استفاده گردید (31). همچنین با توجه به نتایج، در همه شدتهای بارندگی، الگوریتم بهینهسازی پس از حدود 3500 تلاش و ایجاد نسلهای متوالی به بهترین پاسخ دست یافت.نتیجه گیری: به طور کلی نتایج نشان داد که الگوریتم به کار رفته توانستهاست در مدت زمان کوتاه و با دقت قابل قبولی ضرایب مدل عددی کینماتیک، انتشار- وانگنوختن را تعیین نماید.
Particle swarm optimization
Porous media
Contaminant transport
Artificial preferential pathways
Numerical model
2016
08
22
47
67
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3186_cb27d525811e3d4fcaecda56b85a0912.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
ارزیابی عملکرد توابع کرنل در تخمین جریان رودخانهها با استفاده از ماشین بردار پشتیبان
محمد
عیسی زاده
حجت
احمدزاده
محمدعلی
قربانی
سابقه و هدف: پیشبینی دقیق رواناب رودخانهها نقش مهمی در مدیریت بهینه منابع آب در دسترس دارد. در سالهای اخیر، ماشین بردار پشتیبان (SVM) که یکی از مهمترین مدلهای دادهکاوی است برای این منظور مورد توجه قرار گرفته است. این مدل یک سیستم یادگیری کارآمد بر مبنای تئوری بهینهسازی مقید است که از اصل استقرای کمینهسازی خطای ساختاری استفاده کرده و منجر به یک جواب بهینه کلی میگردد. همانند مدلهای دادهکاوی دیگر مدل SVM نیز میتواند در مواقعی که فقط دادههای رواناب در دسترس میباشد جهت شبیهسازی رواناب مورد استفاده قرار گیرد (مدلسازی خودهمبسته). به طور معمول سه تابع کرنل پایه شعاعی (RBF)، چند جملهای درجه d و خطی در ماشین بردار پشتیبان مورد استفاده قرار میگیرند که کاربرد هر یک از این توابع با پارامترهای مختلف در تخمین رواناب رودخانهها ممکن است منجر به نتایج متفاوتی شود. بنابراین ارزیابی کارایی و دقت هر یک از این توابع و انتخاب تابع کرنل مناسب در پیشبینی جریان رودخانه ضروری است. همچنین از آنجا که مدلهای سری زمانی AR، ARMA و ARIMA از مدلهای اصلی در شبیهسازی خودهمبسته رواناب میباشند لذا میتوان از طریق مقایسه عملکرد هر یک از توابع کرنل با این مدلها، دقت نسبی این توابع در این زمینه را مورد بررسی قرار داد. بنابراین ارزیابی دقت هر یک از توابع کرنل در شبیهسازی رواناب ماهانه و مقایسه عملکرد آنها با مدلهای سری زمانی هدف اصلی این تحقیق را رقم میزند. مواد و روشها: در این تحقیق حوضه خرخرهچای به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده و جریان ماهانه مشاهداتی این حوضه در ایستگاه آبسنجی سنته جهت واسنجی و اعتبارسنجی مدلها بکار گرفته شد. برای این منظور، در ابتدا 75 درصد از دادههای جریان ماهانه (1384-1367) برای واسنجی مدلها انتخاب شده و 25 درصد دادهها (1390-1385) جهت اعتبارسنجی مدلها استفاده شد. سپس توزیع احتمالاتی دادههای جریان ماهانه در ایستگاه آبسنجی سنته براساس آزمون-های کلموگروف- اسمیرنوف و شاپیرو- ویلک مورد بررسی قرار گرفته و نرمالسازی توزیع دادهها انجام گرفت. پس از بهینهسازی پارامترهای مربوط به هر یک از توابع کرنل، مقادیر جریان ماهانه در ایستگاه آبسنجی سنته پیشبینی شده و عملکرد این توابع با استفاده از جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب همبستگی (CC) مورد ارزیابی قرار گرفت. یافتهها: بررسیهای این تحقیق نشان داد که اگرچه تفاوت معنیدار بین نتایج سه تابع کرنل وجود ندارد، ولی تابع کرنل چند جملهای درجه 4 با مقادیر ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب برابر با 86/0 و 88/5 (مترمکعب در ثانیه) در دوره تست، در مقایسه با توابع کرنل دیگر از دقت بالا و عملکرد بهتری در پیشبینی جریان ماهانه برخوردار است. همچنین نتایج نشان داد که مدل (6،2)ARMA با مقادیر ضریب همبستگی و مجذور میانگین مربعات خطا به ترتیب برابر با 82/0 و 47/6 (مترمکعب در ثانیه) در دوره تست، نسبت به سایر مدلهای سری زمانی عملکرد خوبی را در پیشبینی جریان ماهانه حوضه خرخرهچای دارا میباشد. نتیجهگیری: در نهایت مقادیر جریان ماهانه پیشبینی شده با استفاده از تابع کرنل چند جملهای درجه 4 (به عنوان نماینده مدل SVM) با نتایج مدل (6،2)ARMA (به عنوان نماینده مدلهای سری زمانی) مقایسه گردید و این نتیجه حاصل شد که مدل SVM از کارایی بهتری نسبت به مدلهای سری زمانی در پیشبینی جریان ماهانه حوضه خرخرهچای برخوردار است.
River Flow Prediction
Support vector machine
Kernel functions
Time Series Models
Kherkherehchiy River Basin
2016
08
22
69
89
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3187_af4c1c37217e5712c9e8a0af5b4d3540.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
تغییرات رواناب، هدررفت خاک و عناصر غذایی در کاربریهای گیاهی مختلف در اراضی لسی (مطالعه موردی: آبخیز کچیک استان گلستان)
محمد
عباسی
علی
نجفی نژاد
واحد بردی
شیخ
مجید
عظیم محسنی
چکیدهسابقه و هدف: شناخت عوامل مؤثر بر فرسایش و تعیین پیامدهای منفی آنها لازمه مدیریت صحیح منابع آب و خاک و رسیدن به توسعه پایدار است. نتایج تحقیقات گذشته نشان میدهد کاربری زمین و شیب در میزان رواناب، فرسایش خاک و هدررفت عناصر غذایی مهم هستند. دشواری عملیات شبیهسازی بارش در سطح کرت با ابعاد بزرگ، سبب شده در غالب مطالعات از کرتهای کوچک مقیاس استفاده شود لذا در برخی موارد تغییرات شیب در این سطوح نمود نداشته و گویای شرایط طبیعی نبودهاند. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی اثرات کاربری زمین، شیب و شدت بارش بر تغییرات رواناب، هدررفت خاک و عناصر غذایی در کرتهای نسبتاً بزرگ است.مواد و روشها: منطقه موردمطالعه (آبخیز کچیک) در 25 کیلومتری شرق شهر مراوهتپه استان گلستان و در ˝۱۵´۴۲°۳۷ تا ˝۲۵´۴۶°۳۷ عرض شمالی و ˝۱۰´۵۲°۵۵ تا ˝۵۲´۵۷°۵۵ طول شرقی واقع است. این منطقه از نظر لیتولوژی یکنواخت و سازند لسی تقریباً تمام سطح آبخیز را پوشانده است. محلهای شبیهسازی بارش بر اساس طرح آشیانهای سه مرحلهای در کاربریهای جنگل طبیعی، جنگل دست کاشت، مرتع و زراعت هندوانه و زراعت گندم درو شده و طبقات شیب ۱۲-۳، ۱۸-۱۲، ۲۵-۱۸ و ۴۰-۲۵ درصد انتخاب شد. در کاربریها به ترتیب 4، 2، 4، 4 و 2 طبقه شیب انتخاب شد. عملیات شبیهسازی بارش با دو دوره بازگشت ۵۰ و ۱۰۰ ساله بهترتیب با شدتهای 90 و 105 میلیمتر بر ساعت در کرتهای به ابعاد 1 در 4 متری اجرا شد. با در نظر گرفتن 3 تکرار برای هر شبیهسازی 96 کرت انتخاب شد. رواناب و رسوب در هر مرحله جمعآوری و غلظت رسوب، ضریب رواناب، عناصر غذایی (فسفر، نیتروژن، ماده آلی) و ظرفیت تبادل کاتیونی در آزمایشگاه اندازهگیری شد. تجزیه و تحلیل با استفاده از نرمافزارهای SAS، Minitab و SPSS انجام شد.یافتهها: نتایج تجزیه و تحلیل خروجی کرتها نشان داد، در کاربریهای جنگل طبیعی، جنگل دست کاشت، مرتع، زراعت هندوانه و گندم درو شده بهترتیب میزان ماده آلی بهصورت 1/9، 7/6، 6/3، 2/2 و 8/1 درصد، نیتروژن 6/0، 3/0، 28/0، 17/0 و 15/0 درصد، ظرفیت تبادل کاتیونی 8/15، 2/11، 6/9، 4/6 و 7/7 سانتی مول بر کیلوگرم، فسفر 4/16، 3/11، 4/15، 6/8 و 9/5 میلیگرم در کیلوگرم تغییر نمود. همچنین تغییرات ضریب رواناب بهصورت 1/11، 6/26، 7/16، 1/27 و 5/36 درصد و رسوب در واحد سطح 20، 7/57، 7/29، 3/342 و 5/297 گرم در مترمربع میباشد. بر اساس نتایج، عامل شیب اثرات متفاوتی را در مقادیر متغیرهای اندازهگیری شده دارد. بیشترین و کمترین اثر تغییر شیب در بین متغیرهای موردمطالعه بهترتیب مربوط به میزان رسوب در کاربری زراعت هندوانه با 1/9 برابر اختلاف و میزان نیتروژن در کاربری مرتع با 04/1 برابر اختلاف اندازهگیری شد. نتایج تجزیه و تحلیلها در شدتهای مختلف نشان داد که اختلاف معنیداری در میزان متغیرهای اندازهگیری شده رخ نداده است. بیشترین همبستگی معنیدار و مثبت بین رواناب و رسوب به میزان 93/0 مشاهده شد.نتیجهگیری: اندازهگیری متغیرهای شیمیایی و فیزیکی در کاربریها و طبقات شیب مختلف نشان داد که وقتی نوع کاربری بهتدریج از جنگل به سمت مرتع، زراعت هندوانه و گندم درو شده تغییر میکند و شیب نیز افزایش مییابد کاهش معنیدار در متغیرهای شیمیایی و افزایش معنیدار در متغیرهای فیزیکی مشاهده میگردد. بنابراین مدیریت صحیح کاربری اراضی زراعی شیبدار در منطقه مورد مطالعه میتواند نقش مهمی در کاهش رواناب، هدررفت خاک و عناصر غذایی داشته باشد.
Rainfall simulation
sediment
Slope
Plot
Maravetapeh
2016
08
22
91
109
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3188_ebb3d84259c52cf11781f680824ce4c6.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
مدلسازی محتوای کربن آلی خاک بر اساس شاخصهای توپوگرافی و ویژگیهای خاک کشتزارهای دیم گندم
فاطمه
بابائی
علی رضا
واعظی
مهدی
طاهری
سابقه و هدف: کربن آلی خاک از عوامل مهمی است که بر کیفیت خاک، آب و اتمسفر مؤثر است. محتوی کربن آلی خاک تابعی از اثرات متقابل اقلیم، پوشش گیاهی، زهکشی، مدیریت زراعی، کاربری اراضی و ویژگیهای خاک از جمله بافت خاک، نوع کانی و ساختمان خاک است (7). درصد شیب و موقعیتهای مختلف توپوگرافی بر حفظ رطوبت خاک و ایجاد شرایط مناسب برای استقرار گیاهی و در نتیجه میزان انباشته شدن و تجزیه کربن آلی خاک مؤثر میباشند (2). در میان اثر ویژگیهای خاک بر کربن آلی خاک، بیشترین پژوهش بر بررسی اثر اجزای بافت خاک صورت گرفته و نتایج متفاوتی در این خصوص گزارش شده است (16-18). هدف از این پژوهش ارائه مدل رگرسیونی است که با استفاده از شاخصهای توپوگرافی و ویژگیهای خاک، کربن آلی خاک را در کشتزارهای دیم واقع در منطقه نیمه خشک برآورد نماید.مواد و روشها: در این پژوهش 110 نمونه خاک به صورت تصادفی در سه تکرار از مزارع دیم گندم شهرستان خدابنده واقع در جنوب استان زنجان در سال 1392 تهیه شد. شاخصهای توپوگرافی شامل درصد شیب، شاخص خیسی، همواری بستر دره دارای چند قدرت تفکیک و انحناهای قائم، افقی، عمومی، حداقل و حداکثر با استفاده از مدل ارتفاع رقومی با قدرت تفکیک 90 متر در 90 متر به دست آمدند. ویژگیهای خاک شامل شن، سیلت و رس، pH گل اشباع و محتوی کربن آلی در آزمایشگاه اندازهگیری شدند. در صورت عدم تبعیت دادهها از توزیع نرمال از روش تبدیل جانسون استفاده شد. با بهکارگیری روش رگرسیون حداقل مربعات جزئی، مدلی برای بیان تغییرات محتوی کربن آلی خاک (80=n) ارائه شد. روش اعتبارسنجی تقاطعی به صورت جداسازی تکی برای انتخاب بهترین مدل براساس تعداد مؤلفههای اصلی بکار رفت. سپس، مدل انتخاب شده با استفاده از مجموعه جدیدی از دادهها (30= n) مورد ارزیابی قرار گرفت. کل فرآیند ارائه مدل و آزمون آن در سه تکرار به صورت گروهبندی دادهها در قالب دادههای مدل و آزمون آن صورت گرفت.یافتهها: در میان شاخصهای توپوگرافی کربن آلی خاک بیشترین همبستگی را به ترتیب با مقادیر نرمالشده شاخص خیسی (5901/0P
Leave-one-out cross validation
Maximal curvature
Wetness index
Regression
2016
10
17
111
129
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3189_6db96972d4a162dedc2cd35b4f608906.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
اثر روشهای خاکورزی و مدیریت بقایای گیاهی برهدایت هیدرولیکی غیر اشباع خاک در تناوب گندم – ذرت
جهانبخش
میرزاوند
سید علی اکبر
موسوی
عبدالمجید
ثامنی
صادق
افضلی نیا
نجفعلی
کریمییان
چکیده: سابقه و هدف: خاک مهمترین عامل تولید محصولات کشاورزی است. عملیات خاکورزی با تاثیر بر ویژگیهای خاک بر عملکرد محصول موثر است. روشهای شخم نفوذ آب به خاک را تغییر میدهند. افزودن بقایا به خاک، سبب بهبود نفوذپذیری خاک به آب میشود. در خاکورزی محدود پایداری خاکدانهها و شدت نفوذ آب به خاک بیشتر از روش شخم مرسوم است. عدم مدیریت صحیح ماده آلی و خاکورزی شدید، سبب فشردگی خاکهای کشاورزی ایران شده است. لذا تغییر روش خاکورزی از روشهای مرسوم به روشهای حفاظتی اجتناب ناپذیر است. خاکورزی حفاظتی سبب بهبود ساختمان خاک، افزایش راندمان آب و کاهش هزینة تولید میشود. هدف این پژوهش ارزیابی اثر مدیریت بقایای گیاهی و روشهای خاکورزی بر میزان هدایت هیدرولیکی نزدیک به اشباع خاک[K(ψ)]، در تناوب گندم-ذرت در منطقه نیمه خشک جنوب ایران در استان فارس بود. مواد و روشها: تیمارهای تحقیق شامل دو نوع مدیریت بقایای گیاهی (شامل حفظ بقایای عمودی و حذف تمام بقایا ) به عنوان فاکتور اصلی و سه روش خاکورزی: خاکورزی مرسوم(CT)، کم خاکورزی(MT) و بدون خاکورزی(NT) به عنوان فاکتور فرعی به صورت آزمایش کرتهای خرد شده در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار به صورت مزرعهای انجام شد. K(ψ) به وسیله دستگاه نفوذسنج مکشی در مکشهای صفر، 2، 4، 8، 10 و 15سانتیمتر در شش تکرار ( در دو نقطه از هرکرت) اندازه گیری شد. یافتهها: نتایج نشان داد در هر دو خاک پس از کشت اول (گندم) و کشت دوم (ذرت) با کاهش مکش اعمال شده،K(ψ) به طور معنی داری افزایش یافت. میزان این افزایش در مکش صفر در مقایسه با مکش 15/0 متر، در خاک کشت اول و دوم به ترتیب 655 و 420 درصد بود. اثر روشهای شخم بر میزانK(ψ) در خاک گندم و ذرت معنیدار بود(pنتیجه گیری: کاهش تردد ماشینآلات در روشهای حفاظتی سبب افزایش خلل و فرج درشت در مقایسه با روشهای مرسوم شد. در هر دو کشت خلل و فرج درشت نقش بارزتری ازخلل و فرج ریز در انتقال آّب در خاک داشتند. کاهش عملیات خاک ورزی و حفظ بقایای گیاهی سبب کاهش هدایت هیدرولیکی نزدیک به اشباع خاک شد. محصول ذرت در مقایسه با گندم اثراث تخریبی بیشتری بر ساختمان خاک داشت.
"Fars
Tension infiltrometer"
tillage"
2016
08
22
131
150
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3190_88568987764f657f559abec2796a43c9.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
بررسی مدیریتهای مختلف خاک ورزی بر عملکرد و اجزاء عملکرد ذرت علوف های
محمد اسماعیل
اسدی
محمد تقی
فیض بخش
محمد حسین
رزاقی
چکیده سابقه و هدف: امروزه تقریبا در هر کشوری برخی فعالیتها در زمینه بی خاک ورزی یا در بخش های تحقیقاتی و یا کاربرد در سطح مزارع در شرف انجام است. برخی محققان اظهار کرده اند که سوزاندن پیوسته بقایای گیاه قبلی موجب کاهش حاصلخیزی خاک و همچنین میزان مواد آلی خاک در دراز مدت می شود. با توجه به اهمیت راهبردی ذرت و نقش بسیار مهم مدیریت روشهای خاک ورزی و بقایای گیاهی بر میزان تولید آن، همچنین محدودیت منابع آب قابل دسترس استان، این پژوهش با هدف تعیین عملکرد و اجزای عملکرد ذرت علوفه ای رقم SC704 تحت مدیریتهای مختلف خاک ورزی به اجرا درآمد. مواد و روشها: این آزمایش، تحت مدیریتهای مختلف میزان بقایا و روشهای خاک ورزی به صورت استریپ پلات در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در 3 تکرار در سالهای 1389 و 1390 در منطقه دشت کمالان شهرستان علی آباد واقع در شرق استان گلستان (ایران) اجرا شد. تیمارهای اصلی (افقی) در 3 سطح مدیریت بقایا، شامل آتش زدن بقایا(R1)، کشت در 50 درصد بقایا(R2) و کشت در 100 درصد بقایا (R3) و تیمارهای فرعی (عمودی) نیز در 3 سطح روشهای خاکورزی، شامل خاکورزی مرسوم (شخم تا عمق 25 تا 30 سانتیمتری+ دیسک + کاشت)(T1)، کمخاکورزی (شخم با خاکورز مرکب + کاشت)(T2) وکشت مستقیم در بقایای گیاهی(T3) بود. آبیاری در کلیه کرتها به روش سطحی و از نوع نواری انجام گرفت. طی دو سال آزمایش و در پایان آن، عملکرد و اجزای عملکرد، میزان آب مصرفی و نهایتا کارآیی مصرف آب آبیاری اندازه گیری و تعیین شدند.یافتهها: مقایسه میانگین عملکرد علوفه تر در تیمارهای مختلف بقایا نشان داد که عملکرد علوفه در تیمار 100 درصد بقایابا تولید 6/29655 کیلوگرم در هکتار نسبت به دو تیمار دیگر بیشتر بوده و دارای اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد با آنها می باشد. همچنین مقایسه میانگین عملکرددر تیمارهای مختلف خاکورزی نشان داد که تیمارهای خاکورزی مرسوم و کمخاکورزی از نظر عملکرد تفاوت معنیداری ندارند. مقایسه میانگینها همچنین نشان دهنده اختلاف معنیدار تیمارهای بقایا و تیمارهای خاک ورزی در سطح 5 درصد از نظر کارآیی مصرف آب آبیاری می-باشد. تیمارسوزاندن بقایا و تیمار 100 درصد بقایا به ترتیب با مقدار 2/7 و 2/10 کیلوگرم بر مترمکعب دارای کمترین و بیشترین مقدار بوده به نحوی که تیمار سوزاندن بقایا به ترتیب 4/29 و 7/21 درصد کمتر از تیمار 100 و 50 درصد بقایا کارآیی مصرف آب داشته است. نتیجهگیری: در مرحله نخست میتوان نسبت به تغییر سیستم خاکورزی مرسوم به کم خاکورزی همراه با حفظ تمامی بقایای کشت قبلی اقدام نمود. با توجه به نتایج حاصله میتوان تیمار حفظ و نگهداری بقایا را موثرترین عامل در افزایش کارآیی مصرف آب دانست. با استناد به این نتایج، حفظ بقایا برای افزایش کارآیی مصرف آبیاری اکیدا توصیه می گردد.
Key words: maize
Water use efficiency
fresh silage yield
Wheat residue
tillage
2016
08
22
151
170
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3191_40249d20b2b4fb797647d4b4748b2961.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
تعیین غلظت و میزان آلودگی فلزات سنگین در گرد و غبارهای بخشی از استان بوشهر
حسین
خادمی
زینب
نادزی زاده
شمس اله
ایوبی
سابقه و هدف: افزایش صنعتیشدن و فعالیتهای انسانی، انتشار آلودگیهای مختلف در محیط را تشدید میکند. آلودگی هوا به علت اثر روی اکوسیستم و سلامت انسان یکی از مهمترین چالشهای زیستمحیطی است. فلزات سنگین که از منابع مختلف مانند فعالیت-های صنعتی و کشاورزی وارد محیط میشوند خطرات زیستمحیطی جدی ایجاد مینمایند. برای کاهش تأثیر این فلزات، شناسایی مناطق آلوده حیاتی است. هدف این مطالعه بررسی برخی ویژگیهای شیمیایی و غلظت عناصر سنگین آهن، روی، سرب، مس، و نیکل در ریزگرد شهرهای بوشهر و عسلویه بهعنوان مناطق شهری و صنعتی و همچنین ترانسکت (به طول 300 کیلومتر) بین این دو شهر بهعنوان مناطق غیرشهری است. مواد و روشها: تعداد 50 نمونه ریزگرد به صورت خشک از روی برگهای درختان نخل جمعآوری شد. نمونهبرداری در شهریور ماه 1391 در 50 نقطه شامل 15 نمونه از منطقه شهری (شهر بوشهر)، 12 نمونه از منطقه صنعتی (شهر عسلویه) و 23 نمونه از ترانسکت بین دو شهر انجام شد. همچنین 50 نمونه خاک سطحی (عمق 10-0 سانتیمتر) از مجاور همان درختان گرفته شد. سپس غلظت کل آهن، روی، سرب، مس و نیکل نمونههای ریزگرد و خاک بعد از هضم بهوسیله اسید نیتریک شش نرمال (11، 24، 27) توسط دستگاه جذب اتمی تعیین شد. ارتباط بین فلزات سنگین در ریزگرد و منشأ آنها با استفاده از ضرایب همبستگی، روش تجزیه مؤلفه اصلی و تجزیه خوشهای تعیین شد.یافتهها: در هر سه منطقه مطالعاتی، میانگین غلظت تمام فلزات سنگین ریزگرد به جز سرب در بوشهر، نسبت به خاک بیشتر بود. غلظت عناصر روی، سرب و مس در مناطق شهری (بوشهر) و صنعتی (عسلویه) نسبت به منطقه غیرشهری (ترانسکت) افزایش معنیدار آماری نشان داد. بیشترین غلظت عناصر سنگین مس و سرب در ریزگرد در شهر بوشهر مشاهده شد، اما غلظت عنصر روی در ریزگرد عسلویه ببیشتر از مناطق دیگر بود. براساس تجزیه مؤلفه اصلی، تجزیه خوشهای و ضرایب همبستگی، دو منبع مهم برای غلظت فلزات سنگین در ریزگرد فرونشسته روی برگهای نخل تشخیص داده شد. بهنظر میرسد روی، مس و سرب منشأ انسانی دارند، در حالیکه احتمالاً آهن و نیکل از منابع غیرانسانی ناشی میشوند. مقدار فاکتور آلودگی نشان میدهد که ریزگرد منطقه صنعتی عسلویه و شهر بوشهر از لحاظ عناصر روی و مس در کلاس آلودگی قابلتوجه قرار دارند. نتیجهگیری: رشد فرآیند صنعتیشدن و فعالیتهای انسانی ورود عناصر سنگین را به اتمسفر استان بوشهر افزایش داده است. بنابراین، رعایت استانداردهای زیستمحیطی در منطقه ویژه پارس جنوبی و گسترش حملونقل عمومی در شهر بوشهر جهت کاهش ورود آلایندهها به اتمسفر ضروری است.
"Urban and industrial areas"
"Multivariate analysis"
"Anthropogenic sources"
"Contamination class"
2016
08
22
171
187
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3192_42d052222108d298b704133405b56144.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
مقایسه قابلیت نانورس ها و رس های استخراج شده از خاک های مختلف در تثبیت برخی عناصر سنگین
محمد علی
منجم
احمد
حیدری
غلام
باقری مرندی
سابقه و هدف: نانو رسها و رسها مهمترین اجزای سازنده زیست بومهای خاکی هستند که خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک به نوع و مقدار آنها وابسته میباشد. از این رو نقش مهمی را در کیفیت خاک ایفا میکنند. بسیاری از رسهای موجود در خاک حداقل در یک بعد خود دارای ابعاد نانو میباشند. این مسئله موجب ایجاد قابلیتهایی در خاک میشود که از جمله آنها میتوان به امکان تثبیت و نگهداری عناصر سنگین در آنها اشاره نمود. در بخش رس خاکهای حاصل از خاکستر آتشفشانی از قبیل اندیسولها، ساختارهای متفاوتی از نانوذرات مانند آلومینوسیلیکاتهای دارای ساختار نانوگویچه (آلوفان) و نانولوله (ایموگولایت) وجود دارد. این ذرات نقش مهمی در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاکهای آتشفشانی، ذخیره موادآلی، تثبیت فسفر، نگهداشت فلزات سنگین، نگهداری آب و فرایندهای بیوژئوشیمیایی ایفا میکنند. رهاشدن فلزات سنگین درون آب و خاک در نتیجه فعالیتهای صنعتی و کشاورزی تهدید جدی برای محیط زیست میباشد. در این مطالعه جذب سرب و کادمیوم به منظور مقایسه قابلیت نگهداری این عناصر در رس و نانورس مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روشها: 12 نمونه از 5 پروفیل واقع در 3 منطقه با کانیشناسی رس مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند. پس ازحذف مواد آلی، املاح محلول، آهک و اکسیدهایآهن از خاک، رس خالص پس از اعمال تیمارهای لازم توسط دستگاه پراش پرتو ایکس مورد مطالعه قرارگرفته و پراش نگاشتهای به دست آمده تفسیر شد. بخش رس و نانورس با روشهای استاندارد خالصسازی و مقادیر نگهداشت عناصر کادمیوم و سرب در غلظتهای صفر، 6/1، 3/8، 6/16 و 3/33 میلیگرم بر لیتر، و pH ثابت اندازهگیری شد. این تحقیق به بررسی نفش نانورسها و رسها بر جذب عناصر سنگین در pH ثابت میپردازد. برای رسیدن به این هدف میزان جذب سرب و کادمیوم توسط رس و نانورس طبیعی موجود در خاک پس از حذف عوامل سیمان کننده و جداسازی هر بخش با روشهای استاندارد در pH برابر 6 مورد مطالعه قرار گرفت.یافتهها: خاکهای مورد مطالعه در دو رده اریدیسول و اندیسول طبقهبندی شدند. کانیشناسی خاکهای مورد مطالعه نشان میدهد ترکیبی از کانیهای اسمکتایتی، کلرایتی، ایلایتی و هیدروکسی بین لایهای بخش عمده کانیهای رسی این خاکها را تشکیل میدهد. نتایج به دست آمده نشان داد که میزان نگهداشت عناصر سنگین مورد مطالعه بسته به نوع عنصر در خاکهای مختلف متفاوت میباشد. در همه نمونههای اندیک و غیراندیک، با افزایش غلظت عناصر سنگین در محلول، مقدار نگهداشت افزایش یافت، ولی روند افزایش نگهداشت در نانورس شیب تندتری نسبت به رس نشان داد. نتیجهگیری: میزان جذب کادمیوم در رسها و نانورسهای مورد بررسی پس از رسیدن به غلظت 3/8 میلیگرم بر لیتر ، ثابت شد ولی میزان جذب سرب در غلظتهای مورد مطالعه کماکان روند افزایشی نشان دادند. در بیشتر نمونههای مربوط به خاکهای غیر اندیک میزان جذب به صورت (سرب> کادمیوم) و در خاکهای اندیک نیز میزان جذب عمدتا به صورت (سرب >کادمیوم) مشاهده شد.
Allophane
Andic properties
clay mineralogy
Pb retention
Cd retention
2016
08
22
189
205
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3193_6b031973473ba19a86292478bc95ed5a.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
برآورد جریان ماهانه در حوضههای فاقد آمار با استفاده از پارامترهای اقلیمی و فیزیوگرافی حوضه
خلیل
قربانی
زهرا
نعیمی کلورزی
میثم
سالاری جزی
امیراحمد
دهقانی
چکیده چکیده سابقه و هدف: برآورد دبی در حوضههای آبریز با دادههای آماری محدود، همواره مورد توجه پژوهشگران خصوصاً در کشورهای در حال توسعه میباشد. در بسیاری از موارد، دادههای مشاهداتی دبی یا در دسترس نبوده و یا از لحاظ کیفیت و کمیَت کافی نیستند. این عامل طرحهای مدیریت منابع آب را با مشکل روبهرو میسازد. بنابراین روشهایی که به کمک آنها بتوان میزان آبدهی رودخانه در حوضههای بدون آمار یا دارای آمار ناقص را تخمین زد، از اهمیت قابل توجهی برخوردار میگردد. بدین منظور روشهای متعددی از جمله مدلهای آماری، سریهای زمانی و مدلهای هوشمند توسعه یافتهاند که در این میان میتوان به مدل درخت تصمیم اشاره کرد که با تولید قانونهای ساده، رفتار غیر خطی دادهها را مدلسازی میکند. هدف از این پژوهش، ارزیابی روشهای رگرسیون چند متغیره و مدل درخت تصمیم (M5) به منظور برآورد جریان ماهانه در حوضههای فاقد آمار استان گلستان میباشد.مواد و روشها: در این پژوهش استان گلستان که از زیرحوضههایی متعددی با مشخصات متنوعی برخوردار است به عنوان منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شد. پس از استخراج مشخصات فیزیوگرافی حوضههای آبریز، میانگین ماهانه پارامترهای اقلیمی دما و بارش نیز پس از درونیابی در محیط GIS برای هر یک از زیر حوضهها و در هر یک از ماههای سالهای 1390-1363 برآورد گردیدند. پارامترهای اقلیمی (متوسط بارش و دمای ماهانه) و مشخصات فیزیوگرافی (12پارامتر) به عنوان متغیر مستقل وارد مدل رگرسیون چند متغیره و رگرسیون درختیM5 شدند. معیار ارزیابی در این پژوهش، ریشه دوم میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تعیین (R2) و میانگین خطای اریب (MBE) میباشد.یافتهها: با توجه به نتایج بهدست آمده از مدل رگرسیون چند متغیره و مدل درخت تصمیم، برآورد جریان در ماههای پربارش سال نسبت به ماههای کم بارش از دقت بالاتری برخوردار است بطوری که در روش رگرسیون درختی بهترین برآورد جریان رودخانه در ماه اسفند با ضریب تعیین برابر 864/0، ریشه میانگین مربعات خطای برابر 002/1 و میانگین خطای اریب برابر 026/0به دست آمد و کم دقتترین برآورد جریان مربوط به ماه مرداد با ضریب تعیین برابر 326/0، ریشه میانگین مربعات خطا برابر 635/0 و میانگین خطای اریب برابر با 000/0 محاسبه گردید. همچنین در روش رگرسیون چند متغیره نیز ماه اسفند با ضریب تعیین 522/0، ریشه میانگین مربعات خطا 043/2 و میانگین خطای اریب 153/0 بهترین حالت از جریان ماهانه را برآورد نمود و پایینترین دقت حاصل از این روش به ماه مرداد با ضریب تعیین 103/0، ریشه میانگین مربعات خطا 979/1 و میانگین خطای اریب برابر 020/0 اختصاص پیدا میکند. با توجه به محاسبات مدل درخت تصمیم نسبت به رگرسیون چند متغیره در تمام ماههای سال نتایج بهتری داشته است. نتیجهگیری: نتایج این پژوهش حاکی از آن است که تخمین دبی ماهانه در ماههای پر بارش سال به کمک مدلهای رگرسیون چند متغیره و رگرسیون درختی M5 امکان پذیر است اما در ماههای خشک سال به دلیل رگباری بودن و پراکندگی زیاد بارش در سطح حوضه و خطا در پهنهبندی و درونیابی بارش نتایج خوبی به دست نمیآید. نتایج ارزیابیها نشان داد که مدل درخت تصمیم دارای دقت بالاتر از مدل رگرسیون چند متغیره برای تخمین دبی رودخانه میباشد. زیرا این روش دارای بیشترین دقت و کمترین خطا بود. با توجه به معیارهای ارزیابی مدل درخت تصمیم برای ماههای پرباران دارای ضریب همبستگی بیشتری نسبت به ماههای کم باران میباشد.
discharge river basins have ungauged
M5 decision tree models
multivariate regression
2016
08
22
207
224
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3194_6e20823b1d68f70d64a4be64c9f30a9a.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
بررسی اثر زاویه برخورد جت مستطیلی به پرش هیدرولیکی
مهدی
دستورانی
کاظم
اسماعیلی
سعیدرضا
خداشناس
سابقه و هدف: یکی ازروشهای معمول استهلاک انرژی درجریانهای فوق بحرانی بهره جستن ازپدیدهی پرش هیدرولیکی میباشد .پرش هیدرولیکی ازنوع جریانهای متغیرسریع است که درصورت مناسب بودن شرایط کانال در پایین دست جریان ازحالت فوق بحرانی به زیربحرانی تغییرمییابد و با استهلاک انرژی قابل توجهی همراه است. در این پژوهش شیوه جدیدی به منظور کاهش اعماق مزدوج و طول پرش پیشنهاد شده است که در آن از ویژگیهای یک جت مستطیلی آزاد سریع برای تاثیر گذاری برخصوصیات پرش استفاده گردیده است. برخورد جت سریع به پرش و انتقال اندازه حرکت به آن خصوصیات و موقعیت پرش را تحت تاثیر قرار میدهد. مواد و روشها: در این راستا یک مطالعه آزمایشگاهی با مجموعهای از آزمایشها در یک کانال با جدارههای تمام شیشهای به عرض30 سانتیمتر و به طول 12 متر و ارتفاع50 سانتیمترانجام گرفت وجهت تثبیت موقعیت پرش، از یک دریچه قابل کنترل در پاییندست کانال استفاده گردید. عمق جریان در طول کانال به دو روش مستقیم وغیر مستقیم اندازهگیری شد. در روش غیر مستقیم با نصب پیزومترهایی در کف کانال و قرائت ارتفاع پیزومترها به کمک دوربینی با قدرت وضوح بالا و سپس استفاده از نرم افزار گرافر عمق جریان اندازهگیری شد. بمنظور بررسی تاثیر دبی و زاویه جت بر روی مشخصات پرش هیدرولیکی از سه دبی 2، 5/2 و2/3 لیتر بر ثانیه برای جت و چهار زاویه برای راستای افقی جت شامل 60 درجه، 90 درجه، زاویهی با حداکثر جابجایی ابتدای پرش و زاویهی بدون تغییر ابتدای پرش استفاده شد. یافتهها: نتایج آزمایشگاهی نشان داد، پرش هیدرولیکی برای یک زاویه مشخص جت هیچگونه جابجایی ندارد که این زاویه به عنوان زاویه بی اثر نامگذاری شد. با افزایش زاویه جت، پرش به سمت بالادست حرکت کرد و از یک زاویه به بعد پرش هیچ گونه حرکتی به سمت بالادست نداشت که این زاویه نیز به عنوان حداکثر زاویه جابجای پرش نامگذاری گردید. تغییر زاویه و دبی جت موجب کاهش یا افزایش عمق ثانویه، طول پرش، افت انرژی نسبی و نیروی برشی بستر شد. استفاده از جتی با حداکثر زاویه و دبی2/3 لیتر بر ثانیه در کمترین عدد فرود جریان، موجب کاهشی تا حدود 4/25 درصد در نسبت عمق ثانویه گردید. بکارگیری جتی با زاویه 60 درجه و دبی 2/3 لیتر بر ثانیه در بیشترین عدد فرود جریان موجب افزایش 7/8 درصدی نسبت عمق ثانویه شد. حداکثر میزان کاهش طول پرش (3/48 درصد) زمانی رخ داد که از جتی با حداکثر زاویه و دبی 2/3 لیتر بر ثانیه در شرایط کمترین عدد فرود جریان استفاده گردید. حداکثر میزان افزایش طول پرش(7/15درصد) نیز مربوط به استفاده از جتی با زاویه 60 درجه و دبی 2/3 لیتر بر ثانیه در بیشترین عدد فرود بود. زمانی که از جتی با حداکثر زاویه و دبی2/3 لیتر بر ثانیه در شرایط کمترین عدد فرود استفاده گردید، افت انرژی نسبی تا حدود 97/13 درصد افزایش یافت و نهایتاً بکارگیری جتی با زاویه 60 و 90 درجه به ترتیب موجب کاهش و افزایش نیرویهای برشی کف شد. نتیجهگیری: وارد کردن جت به پرش با زاویهای بزرگتر از زاویهی بیاثر باعث کاهش نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و افزایش افت انرژی و نیروهای برشی کف میگردد.
Key words: hydraulic jump
Free rectangular jet
supper critical flow
energy dissipation
2016
08
22
225
239
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3195_b591fef86084d254ff111feef909d945.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
تاثیر کادمیم بر جذب کروم شش ظرفیتی (VI) توسط نانو رس کلویزایت سدیمی
مجتبی
خوش روش
لاله
دیوبند
فرزانه
معتمدی
گلاره
ریحانی
سابقه و هدف: در ﺳﺎلﻫﺎی اﺧﻴﺮ ﻧﮕﺮاﻧﻲ در ﻣﻮرد آﺛﺎر دراز ﻣﺪت ﻓﻠـﺰات ﺳـﻨﮕﻴﻦ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان یکی از اصلیترین آﻻﻳﻨﺪهﻫﺎی زﻳﺴﺖ ﻣﺤﻴﻄﻲ اﻓﺰاﻳﺶ ﻳﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. فلزات سنگین عمدتا از طریق تخلیه پسابهای صنعتی و فاضلابهای شهری به محیط وارد میشوند. این فلزات ثرات نامطلوبی بر سلامتی انسان دارند که عبارتند از کاهش رشد، سرطان، آسیب به سیستم عصبی و قلبی. در حال حاضر روشهای متنوعی برای کاهش آلودگیهای آب و حذف فلزات سنگین از آن وجود دارد که یکی از آنها، جذب سطحی با استفاده از جاذبهای آلی و معدنی میباشد. در این پژوهش، توانایی نانورس کلویزایت سدیمی برای جذب کروم شش ظرفیتی از محلولهای تک عنصری (کروم) و دو عنصری (کروم- کادمیم) مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روشها: این پژوهش در مقیاس آزمایشگاهی و سیستم ناپیوسته با تغییر عوامل موثر بر فرایند جذب از جمله pH (2-10)، زمان تماس (5- 1440 دقیقه)، مقدار جاذب (1-50 گرم بر لیتر) و غلظت اولیه محلول کروم و کادمیم (100-1 میلیگرم بر لیتر) انجام شد. سپس در محلولهای تک و دو عنصری تطابق دادههای آزمایش با ایزوترمهای جذب فروندلیچ، لانگمویر و سیپس بررسی شد. یافتهها: نتایج نشان داد که مقدار pH بهینه جذب کروم برای سیستم تک عنصری برابر 6 و برای سیستم دو عنصری برابر 7 میباشد. همچنین در سیستم تک و دو عنصری بیشینه بازده حذف به ترتیب برابر 82 و 2/59 درصد به دست آمد. مطالعه تاثیر زمان تماس بر فرایند جذب نشان داد که زمان تعادل حذف کروم شش ظرفیتی توسط نانو رس کلوزایت سدیمی در محلول تک عنصری 240 دقیقه و در محلول ترکیبی (کروم و کادمیم)، 180 دقیقه گردید. مقدار بهینه جاذب برای جذب یونهای کروم از محلول تک عنصری و ترکیبی با غلظت 10 میلیگرم در لیتر، به ترتیب 5 و 20 گرم بر لیتر به دست آمد. مقایسه ایزوترمهای فروندلیچ، لانگمویر و سیپس نشان داد که مدل سیپس دادههای سیستم تک عنصری را با ضریب تبیین 9977/0 و شاخص خطای 1751/0، بهتر از سایر مدلها توصیف مینماید. در سیستم دو عنصری مدل فروندلیچ با ضریب تبیین 9721/0 و شاخص خطای 2831/0 برازش بهتری بر دادههای آزمایشگاهی جذب دارد.نتیجهگیری: با توجه به حضور فلزات سنگین گوناگون در فاضلاب صنایع مختلف و تأثیر آنها بر فرایند جذب یکدیگر توسط جاذبهای مختلف لازم است به منظور دستیابی به نتایج واقعیتر در مطالعات جذب به این موضوع توجه شود. نتایج به دست آمده از این تحقیق نیز ثابت کرد که فرایند جذب کروم از محلولهای تک عنصری و ترکیبی با جادب یکسان کاملاً با هم متفاوت میباشد.
Adsorption isotherm
chromium
Nano clay
2016
08
22
241
256
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3196_607ada01581badbf2af2227b1d8e274b.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
بررسی روابط آماری بین شاخص های ترکیبی بیابانزایی با استفاده از آزمون های ناپارامتریک
مریم
پاشایی
علیرضا
راشکی
عادل
سپهر
سابقه و هدف: بیابانزایی، تخریبزمین در مناطق خشک، نیمهخشک و خشک نیمهمرطوب در نتیجهی عوامل مختلفی از قبیل تغییرات اقلیمی و فعالیتهای انسانی تعریف میشود. بیابانی شدن را میتوان نمود عینی فروپاشی اکوسیستم در محیطهای شکننده که آسیبپذیری بالاتری در برابر تغییرات و اغتشاشات محیطی دارند، دانست. در سالهای اخیر نیز بدلیل تغییرات کاربری اراضی و فعالیتهای غیر اصولی انسان، دربسیاری از نقاط ایران، دامنه ارتجاعپذیری اکوسیستمها تا حد ممکن تقلیل یافته است و درنتیجه باعث تشدید تخریب منابع محیطی گردیده است. بدین جهت بیشتر تلاشها جهت پیادهسازی و کاربرد یک روش کمی برای انجام ارزیابی بیابانزایی با استفاده از مفاهیم و تعاریف موجود در شاخصهای ارزیابی است. ارزیابی حساسیتپذیری منطقه به بیابانزایی با استفاده از ترکیب چندین شاخص و با بهرهگیری از از روشها و آنالیزهای استاندارد، موجب درک جامعتری از شرایط بیابانیشدن یک منطقه میشود. هدف از این پژوهش بررسی روابط آماری بین شاخصهای ترکیبی بیابانزایی با استفاده از آزمونهای ناپارامتریک در استان خراسانرضوی میباشد.مواد و روشها: در این مطالعه ابتدا 6 شاخص، پوششگیاهی، بارش، دمای سطح زمین، میانگین رطوبتخاک و میانگین دمای خاک در اعماق 0-100سانتیمتر و تبخیر (تبخیر و تعرق، تبخیر از زمین) برای چهار دورهی زمانی 2001، 2005، 2009 و 2013 با دامنهی تفاوت چهارساله با استفاده از دادههای ماهوارهای TERRA سنجندهیMODIS ، MERRA و TRMM تهیهگردید. لذا جهت انجام تحلیلهای آماری در ارتباط با متغیرهای در نظر گرفته شده، از آزمون همبستگی اسپیرمن بین شاخص پوششگیاهی با سایر شاخصها و جهت تعیین اختلاف هر شاخص در4 دوره زمانی، از آزمون ناپارامتری تجزیه واریانس کروسکال والیس استفاده شد.یافتهها: نتایج از آزمون همبستگی اسپیرمن بیانگر بیشترین همبستگی بین شاخص پوششگیاهی با شاخص تبخیر از زمین و تبخیر و تعرق در سال 2009 بصورت مثبت و مستقیم و کمترین همبستگی بین شاخص پوششگیاهی و شاخص میانگین رطوبتخاک در عمق 40-100 سانتیمتری در سال 2013 بصورت منفی و معکوس بدست آمد. نتایج آزمون ناپارامتری کروسکال والیس نیز بیانگر بیشترین اختلاف در جوامع (که دورههای زمانی مورد نظر است) مربوط به شاخص تبخیر و تعرق، بارش و پوششگیاهی میباشد.در این مطالعه بیشترین همبستگی بین شاخصها که مثبت و مستقیم بود بیانگر شرایط اقلیمی نرمال در سال 2009 میباشد که باعث افزایش رطوبت در منطقه و در نتیجه افزایش تبخیر و تعرق بدلیل افزایش پوششگیاهی شدهاست و کمترین همبستگی که منفی و معکوس میباشد میتواند بیانگر کاهش پوششگیاهی بدلیل شرایط اقلیمی حاکم در منطقه و یا دخالتهای انسانی و درنتیجه افزایش رطوبتخاک بدلیل کاهش پوششگیاهی باشد. بیشترین اختلاف برای متغیرهای بارش، تبخیر و تعرق و پوشش-گیاهی بدلیل شرایط اقلیمی متفاوت حاکم در این چهار دورهی زمانی در منطقه میباشد. بیشترین اختلاف برای متغیر بارش و پوششگیاهی در دورهی زمانی 2001-2005 و برای متغیر تبخیروتعرق در دورهی زمانی 2001-2013 است که این شرایط در سال 2001 بدلیل میانگین بارش در ماههای مورد مطالعه برای شرایط خشکسالی و و در سال 2013 با شرایط تقریبا نرمال در منطقه میباشد. نتیجهگیری: با توجه اینکه بخش وسیعی از استان خراسانرضوی در معرض ریسک بیابانزایی میباشد، بدین منظور استفاده از شاخصهای ترکیبی روشی مناسب جهت تعیین روابط پنهان و نهفته میان فاکتورهای پیشبرنده و موثر در بیابانزایی است. روشهای بکار برده شده در این مقاله ممکن است روشی موثر جهت 1) انتخاب متغیر مناسب در ارتباط با بیابانزایی 2) شناسایی تغییرات مکانی-زمانی متغیرها با استفاده از داده های دورسنجی برای چندین دوره زمانی 3) تحلیل روابط و همبستگی بین متغیرها بر اساس آزمونهای آماری بکار برده شده، باشد. با استفاده از تحلیلهای آماری میان متغیرها میتوان متغیرهایی که بیشترین تاثیر و حساسیت را به بیابانزایی دارند را شناسایی نمود و جهت برنامهریزی، در برنامههای مقابله با بیابانی شدن استفاده نمود.
Integrated Index
Non-Parametric Tests
Desertification Vulnerability
2016
08
22
257
272
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3197_5208c2c8e4b1d20b07576fefc645925e.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
تاثیرکودهای پتاسیمی بر گیاهپالایی سرب و کادمیوم در یک خاک آلوده توسط اسطوخودوس(L. Lavendula Officnalis
زهره
محمدیان
احمد
غلامعلی زاده آهنگر
مریم
قربانی
زینب
محکمی
ااستفاده از گیاهان داروئی برای پالایش خاکهای آلوده به فلزات سنگین راهکاری اقتصادی، ارزان و موثر میباشد. جابجایی گسترده مواد طبیعی و آلایندهها به قسمتهای مختلف زیست محیطی (خاک، آب زیر زمینی و اتمسفر) فشار شدیدی بر توانایی خودپالایی خاک وارد نموده است.تجمع آلایندهها هم برای انسان و هم اکوسیستم در معرض آن موجب نگرانی شده است. در میان آلاینده ها، فلزات سنگین به دلیل غیر قابل تجزیه بودن وآثار زیانبار فیزیولوژیک بر جانداران حتی در غلظتهای کم، اهمیتی ویژه دارند. سرب و کادمیم از جمله فلزات سنگینی هستند که از منابع و مصارف گوناگون به آب، خاک، گیاه و نهایتا به زنجیره غذایی انسان و حیوانات راه می یابند و خسارتهایی جدی به بار می آورند. لذا، انجام پژوهشهایی در راستای پالایش این عناصر از محیط زیست ضروری است. روشهایی مختلف برای پالایش خاک های آلوده وجود دارد که عمدتا بسیار گران و پر هزینه بوده و به این دلیل استفاده از روشهای کم هزینه تر برای رفع آلودگی خاکهای آلوده میتواند به پالایش و استفاده بهینه از این اراضی کمک نماید. یکی از روشهای نوین و کم هزینه برای پالایش خاکهای آلوده، استفاده از گیاهان ((Phytoremediation می باشد. گیاه پالایی یک تکنولوژی در حال ظهور است که با بهره گیری از گیاهان و سپس میکروارگانیسمهای موجود در ریزوسفر برای حذف کردن، تغییر دادن یا محدود کردن مواد شیمیایی سمی در خاک، رسوبات، آبهای زیرزمینی، آبهای سطحی و حتی اتمسفر استفاده می شود. هدف از این تحقیق بررسی اثرات منابع مختلف پتاسیم بر غلظت کادمیم و سرب و ارتقای گیاهپالایی آن توسط گیاه اسطوخودوس(Lavendula Officnalis L.) است.این آزمایش بر پایه طرح بلوک کاملاٌ تصادفی با سه تکرار و پنج تیمار شامل کلریدکادمیوم در دو سطح صفر و 15میلیگرم در کیلوگرم خاک، نیترات سرب در دو سطح صفر و 100میلیگرم در کیلوگرم خاک، سولفات پتاسیم، نیترات پتاسیم و کلرید پتاسیم هر یک در سه سطح صفر، 55 و 110میلیگرم پتاسیم در کیلوگرم خاک اجرا شد.نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که کودهای پتاسیمی اثر معنی داری بر غلظت سرب و کادمیم در اندام هوایی و ریشه گیاه داشتند. همچنین بر طبق نتایج این پژوهش بیشترین مقدار غلظت کادمیم در اندام هوایی(1/ 2 میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه) و ریشه(63/1 میلیگرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه) با مصرف 110 میلیگرم در کیلوگرم کلرید پتاسیم بدست آمد. بیشترین مقدار غلظت سرب در ریشه(1/9 میلیگرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه) در سطح 110 میلیگرم در کیلوگرم هر یک از تیمارهای کلرید پتاسیم و سولفات پتاسیم حاصل شد.این نتایج نشان دهنده توانایی زیاد گیاه اسطوخودوس برای جذب عناصر سنگین از خاکهای آلوده است. تجمع بیشتر کادمیم و سرب در ریشه اسطوخدوس نسبت به اندام هوایی از یافته های دیگر این پژوهش بود.
Cadmium
Lavender
Lead
Petasssium fertilizers
Phytoremediation
2016
08
22
273
287
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3198_8d0d34d84593185f69ed024c7b77efe4.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
بررسی منابع آب دشت شیرامین با استفاده از روش های آماری چندمتغیره
محمددردی
محمودی
عطااله
ندیری
اصغر
اصغری مقدم
مجتبی
پوراکبر
علیرضا
مرادیان هره دشت
سابقه و هدف: آب زیرزمینی جز یکی از مهمترین منابع آب شیرین در دسترس انسان بهحساب میآید. آب زیرزمینی برای اهداف مختلف از جمله شرب، بهداشت، کشاورزی و صنعت استفاده می شود. از این رو بررسی، شناخت و حفاظت از آن بهخصوص در مناطق خشک و نیمه خشکی همانند ایران ضروری به نظر میرسد. منطقه شیرامین با دارا بودن آبخوانی به مساحت تقریبی 34 کیلومترمربع یکی از دشتهای حاشیه دریاچه ارومیه است. درک عمیق از فرایندهای غالب هیدروژئوشیمیایی بر سیستم آبخوان در مدیریت منابع آب زیرزمینی بسیار مهم می باشد. روش های گرافیکی از جمله روش های معمول در شناخت فرایندهای غالب آب زیرزمینی می باشد، اما عدم استفاده از برخی پارامترهای شیمیایی همانند (نیترات، آرسنیک و ...) از جمله محدودیت های آن می باشد. روش آنالیز آماری چندمتغیره (تحلیل عاملی، خوشه بندی) به عنوان روشی مکمل همراه با روش های گرافیکی برای شناخت عوامل موثر در کیفیت آب زیرمینی، منشاء یابی آلودگی ها و جهت طبقه بندی نمونه های مشابه مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) در کنار روش های فوق منجر به دید بهتر و درک آسان تر در بحث آب های زیرزمینی می شود. هدف این پژوهش، شناسایی عوامل موثر بر کیفیت منابع آب منطقه شیرامین، منشایابی آنها و تحلیل هیدروژئوشیمیایی آنها به کمک روش های تحلیل آماری چندمتغیره، گرافیکی و GIS می باشد.مواد و روشها: بهمنظور بررسی آبهای زیرزمینی منطقه شیرامین، 18 نمونه آب زیرزمینی از سراسر دشت با در نظر گرفتن بهترین پراکنش، جمعآوری و آنالیز شد. برای تفسیر و نشان دادن نتایج پژوهش، روشهای تحلیل آماری چندمتغیره (تحلیل مؤلفههای اصلی (PCA) و تحلیل خوشهای سلسله مرتبهای (HCA))، جدول همبستگی، روشهای گرافیکی و GIS استفاده شده است.یافتهها: مقدار نیترات بالاتر و فلوراید کمتر از حد مقدار استاندارد می باشد. تحلیل عاملی منجر به استخراج 4 عامل (مؤلفه اول: مؤلفه کربناته، مؤلفه دوم: مؤلفه ناشی از تغذیه بارش و مؤلفه سوم: ناشی از سولفوفلور، مؤلفه چهارم مولفه نیترات) شد. خوشه بندی سلسله مرتبه منجر به استخراج دو خوشه شده به نام های HCA1 (خوشه اول) و HCA2 (خوشه دوم) شد. نمونه های مربوط به خوشه اول در بالادست دشت با کیفیتی بهتر و نمونههای مربوط به خوشه دوم در پاییندست دشت با EC بالاتر و کیفیتی نامناسب تر قرار دارند.نتیجهگیری: استفاده از روش های تحلیل های چندمتغیره آماری در شناخت عوامل موثر بر کیفیت آب و خوشه بندی آنها خیلی موثر می باشد. همچنین استفاده از روش های گرافیکی و GIS در درک فرایندهای هیدروژئوشیمایی و مکان یابی آنها کمک بسزایی می کند.
Groundwater
clustering
Factor Analysis
GIS
2016
08
22
289
302
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3199_8ba13a96d591c0d7597a4f0ceea64c33.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
بیشینه سازی تولید انرژی برقابی در سیستم مخازن چند منظوره (سیستم 6 سدی کارون بزرگ)
مهرداد
تقیان
سابقه و هدف: در سیستمهای منابع آب با مخازن چند منظوره، معمولاً برخی اهداف در تضاد با یکدیگر قرار دارند. یکی از رایج ترین موارد، تقابل هدف برقابی با سایر اهداف تامین آب است. در این شرایط، بالا نگه داشتن تراز حداقل بهره برداری، سبب افزایش ارتفاع آب (هد موثر) و تولید انرژی برقابی بیشتر میشود. اما این سیاست بهره برداری، منجر به محدود شدن دامنه تغییرات ذخیره و کاهش حجم فعال مخزن میشود که ممکن است با افزایش خسارت در تامین نیازهای پایاب توأم باشد. بر این اساس، یکی از اهداف اصلی در این پژوهش، حداکثر نمودن انرژی برقابی تولیدی در سیستم های پیچیده چند مخزنه و چند هدفه است به طوری که نیازهای پایاب نیز با اعتمادپذیری مورد نظر تامین گردند. جهت نیل به این هدف، تراز بهینه حداقل بهره برداری مخازن برآورد می گردد. در این زمینه می توان به مدلهای ترکیبی بهینه سازی ریاضی کلاسیک و فراکاوشی (1)، مدلهای ترکیبی دو الگوریتم فراکاوشی (4) و مدلهای بهینه سازی چند هدفه (14) اشاره نمود.مواد و روشها: در این پژوهش، به توسعه یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی در حوضه آبریز کارون بزرگ با در نظر گرفتن سیستم 6 سدی وضع موجود پرداخته شده است. در این مدل ترکیبی، بیشینه سازی مجموع انرژی تولیدی در سدهای مخزنی به عنوان تابع هدف تعریف شده است که قیود و محدودیتهای آن شامل بیلان آب و اعتماد پذیری است. این مدل، قادر به بررسی دقیق جزئیات سیستم منابع آب و اولویت بندی تخصص آب به نیازهای مختلف خواهد بود. در این راستا، مقادیر انرژی برقابی تولید شده با استفاده از الگوریتم ژنتیک و طی یک فرآیند تکامل تدریجی حداکثر شده و انحراف از اعتماد پذیری مطلوب برای تامین نیازهای پایاب نیز با اعمال جریمه در تابع هدف، به طور همزمان کنترل میگردد.یافتهها: نتایج نشان داد که سیستم ضمن تامین نیازها با اعتماد پذیری مطلوب 75 درصد، قادر به مجموع تولید انرژی برقابی با میانگین سالانه 18193 گیگاوات ساعت بوده است که بیشترین سهم مربوط به سد کارون 1 با 3483 و کمترین آن مربوط به سد کارون 4 با 2007 گیگا وات ساعت در سال است. علاوه بر آن، شبکه های کشاورزی رودخانه دز و شبکه گرگر بر روی رودخانه گرگر از انشعابات رودخانه کارون، نقاط مرزی بهینه سازی برای تامین حداقل اعتماد پذیری قابل قبول هستند و به عنوان شبکه های بحرانی تامین آب شناسایی شدند.نتیجهگیری: با توجه به این که الگوریتم های فراکاوشی در حالت معمول قادر به پذیرش قید نیستند و بایستی برای اعمال محدودیت ها چاره جویی گردد، تحقیق پیش رو نشان داد که استفاده از اعمال جریمه در تابع هدف متناسب با میزان انحراف از اعتماد پذیری مطلوب (قید) دارای کارایی مطلوب در سیستم های پیچیده است. علاوه بر آن، استفاده از مدل ترکیبی شبیه سازی- بهینه سازی کمک قابل ملاحظهای به وارد کردن جزئیات سیستم منابع آب در مدل شبیه سازی نموده است. این در حالی است که در شرایط استفاده معمول از مدل های بهینه سازی، نیاز به ساده سازی زیاد مساله است.
Hydropower
Reservoirs
Multi-objective
Genetic Algorithm
Optimization
2016
08
22
303
316
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3200_2977ecfb28af1bf24e372a2cf7849999.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب حوضه قره سو با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری داده های مدل HADCM3 و شبکه عصبی پویا
مهسا
مالمیر
ام البنی
محمدرضاپور
سلمان
شریف آذری
قاسم
قندهاری
در پی خسارتهایی که بشر از صنعتگراییاش به زمین زده است، جایگاه پژوهش درباره تغییرات اقلیم و گرمایش جهانی که منبعث از صنعتی شدن زمین است، روز به روز افزوده خواهد شد. نیروی تابشی در اثر گازهای گلخانهای عامل اصلی گرم شدن جهانی میباشد و این عامل، در حال تغییر اقلیم جهان با سرعتی بی سابقه است. هرگونه تغییر اقلیم در کرهی خاکی، سرآغاز زنجیرهای از واکنشهاست که اثر آن به طور مستقیم در فرآیندهای هیدرولوژیکی ظاهر میشود. هدف از این تحقیق بررسی اثرات تغییر اقلیم بر پارامترهای دما وبارش و همچنین تغییرات جریان رودخانه قره سو در حوضهی آبریز قرهسو واقع در استان کرمانشاه که یکی از زیرحوضههای مهم کرخه است، می باشد. لذا در این مطالعه ابتدا با استفاده از مدل SDSM دادههای بزرگ مقیاس مدل گردش عمومی جو (HadCM3) در دو سناریوی اقلیمی A2 و B2، برای پارامترهای هواشناسی دما و بارندگی در حوضهی قرهسو ریز مقیاس شده، سپس با استفاده از دادههای تغییر اقلیم و خروجیهای مدل ریز مقیاس نمایی و با بکار گرفتن شبکه عصبی مصنوعی، دبی رودخانه قره سو در دورهی آتی شبیه سازی شده است. نتایج مدل اقلیمی در این تحقیق نشان دهنده افزایش دما و کاهش بارندگی در دورهی مورد نظر نسبت به دوره پایه و کاهش میزان رواناب بوده است.
Artificial neural networks
Climate Change
HADCM3
QaraSu Basin
SDSM
2016
08
22
317
326
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3201_373a07beb1d21ef9688b41dcee7d8705.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
مشارکت سهم آورد رسوب دامنه ها در الگوهای مختلف بارندگی به روش تعیین حجم شیارهای فرسایشی
امین
ذرتی پور
محمد
معظمی
مقدمه و اهداف : فرسایش خاک یک پدیده بسیار پیچیده است، که دربردارنده فرایندهای برداشت و انتقال ذرات خاک می باشد. مهمترین عامل تأثیرگذار اقلیمی بر بزرگی فرسایش، تاثیر عامل شدت بارندگی آن بر هدررفت خاک است. فرسایش شیاری و سطحی نیز جزء زیرفرایندهای اصلی فرسایش آبی محسوب میشوند. بدیهی است تعیین سهم هر یک از زیرفرایندهای فرسایش آبی در هر واقعه بارندگی دارای ارزش ذاتی بالایی نظیر ارائه مدلهای فرسایش در کشور است. هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر طول دامنه در مقدار سهم فرسایش سطحی و شیاری از منابع تولید رسوب دامنه در اراضی مارنی (مارن گچی) شیبدار در شدت بارندگیهای مختلف است. مواد و روشها: به این منظور از روش تعیین حجم شیارها با روش حجم یابی پارافین مذاب در پایش تغییرات پستی و بلندیهای ریز حاصل از رواناب در شرایط آزمایشگاهی، در دو طول شیب، دو درجه شیب و سه شدت بارندگی شاخص حوضه، در سه تکرار استفاده شد. نمونههای رسوب و حجم رواناب خروجی بعد از شروع رواناب در فواصل زمانی یک، دو، سه، پنج، هشت، ده، پانزده، بیست و سیدقیقهای (بهدلیل حساسبودن خاک مارن به جریانهای متمرکز و تغییرات ناگهانی در حجم رسوب خروجی) در مدت 30 دقیقه بارش، نمونهبرداری شد. دادههای اندازهگیریشده شامل دبی رواناب، رسوب خروجی از انتهای فلوم و تعداد شیارها در هر سطح آزمایش بود. نتایج و یافته ها: نتایج نشان داد که در شدت بارندگی10 میلیمتربرساعت و شیب 22 درصد هیچگونه فرسایش شیاری روی خاک مارن رخ نداد و کلیه رسوب خروجی در انتهای فلوم ناشی از فرسایش سطحی بوده است. با افزایش طول شیب، شدت بارندگی و درجه شیب؛ مقدار کل فرسایش در کلیه تیمارها تشدید قابل توجه داشته است؛ بهطوریکه نرخ فرسایش سطحی از6-10×2/21 به6-10×527 کیلوگرمبرمترمربعبرثانیه و فرسایش شیاری از6-10×4/19به6-10×3172 کیلوگرمبرمترمربعبرثانیه افزایش نشان داده است. با افزایش شدت بارندگی، نسبت تغییرات هدررفت به تغییرات بارندگی (هدررفت/بارندگی)، در شدت بارندگیهای پایین (10میلیمتربرساعت) 5/1برابر و درشدت بارندگیهای بالا (110 میلیمتربرساعت) حدود پنج برابر رشد نشان داد. نتیجهگیری: در نهایت نتیجه گیری شد دو برابر شدن طول پلاتها، در نسبت سهم فرسایش سطحی تاثیری نداشته ولیکن مقدار فرسایش شیاری را حدود 1/2 برابر افزایش داده است. بنابراین با رشد پارامترها نسبت سهم فرسایش سطحی ثابت مانده ولیکن به سهم فرسایش شیاری اضافه شده است. در بارندگیهای شدید(110میلیمتربرساعت)، فرسایش شیاری مقداری حدود90درصد بیلان رسوب دامنهها را به خود اختصاص داده ولیکن فرسایش سطحی، نقشی کمتر از ده درصد از سهم رسوب دامنه را داشته است؛ درصورتیکه در شدتهای پایین بارندگی (10میلیمتربرساعت)، فرسایش سطحی100درصد رسوب خروجی دامنه را تولید نموده است.
Contributing
Sediment delivery
Hillslope length
Gypsum Marl
2016
08
22
327
336
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3202_0b40e58375b0acafc3eed2b9a3d19f1d.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
تخمین و ارزیابی ردپای آب آبی و آب سبز محصولات عمده مورد کشت در حوضه آبریز دریاچه ارومیه
جواد
بهمنش
توحید
علیقلی نیا
حسین
رضایی
مجید
منتصری
سابقه و هدف: شاخص ردپای آب به عنوان یک شاخص جهانی نشاندهنده مقدار واقعی آب مصرفی بر اساس شرایط و اقلیم هر منطقه میباشد. این شاخص برای اولین بار توسط هواکسترا (2002) معرفی گردید(7). بعد از آن این مفهوم به طور گسترده در جهان به کار گرفته شد (فرامرزی و همکاران، 2009؛ اخوان و همکاران، 2009؛ یو و همکاران، 2010؛ عربی و همکاران، 2012؛ گربنز لینز و همکاران، 2013؛ ژو و همکاران، 2015) (4، 1، 13، 3، 5، 11). هدف از این تحقیق نیز محاسبه ردپای آب محصولات عمده کشت شده در محدوده حوضه آبریز دریاچه ارومیه میباشد. در این فرآیند به منظور برنامه ریزی کلان و صحیح در بخش کشاورزی و حفظ منابع آب، دو جزء سبز و آبی تفکیک گردیدند. مواد و روش ها: جهت بررسی ردپای آب محصولات در قسمتهای مختلف حوضه دریاچه ارومیه، کل حوضه موردمطالعه به هفت منطقه تقسیمبندی گردید سپس برای هر منطقه یک ایستگاه بهعنوان ایستگاه مبناء انتخاب گردید. در این راستاء ایستگاههای سلماس، ارومیه، مهاباد، تکاب، تبریز، مراغه و سراب بهعنوان ایستگاههای مبنا معرفی گردیدند. در این تحقیق برای بررسی ردپای آب محصولات زراعی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، پنج محصول عمده در حوضه شامل، گندم، چغندرقند، گوجهفرنگی، یونجه و ذرت مورد بررسی قرار گرفته و ردپای آب آنها محاسبه گردید. از نرمافزار CropWat 8.0 بهمنظور محاسبه تبخیر-تعرق و نیاز آبی گیاهان استفاده شد. دادههای مورد نیاز جهت محاسبه تبخیر و تعرق شامل دمای حداقل، دمای حداکثر، درصد رطوبت نسبی، ساعات آفتابی، سرعت باد و بارندگی در مقیاس ماهانه از سازمان هواشناسی کشور تهیه گردید. پس از مرتبسازی دادهها به نرمافزار معرفی گردید و ردپای آب محصولات محاسبه گردید. یافته ها: نتایج حاصل از محاسبات ردپای آب در دو جزء (آبی و سبز) نشان داد که متوسط سالانه آب مصرفی محصولات غالب تولید شده در حوضه حدود m3/ton 3547/83 میباشد که از این مقدار سهم دو جزء آب سبز و آبی به ترتیب 25 درصد و 75درصد میباشد. همچنین نتایج نشان داد که در بین محصولات مورد مطالعه، گندم(1874/99 m3/ton) و یونجه (1056/26 m3/ton) بیشترین ردپای آب را در بین محصولات حوضه دارا بودند. در حالی که نسبت آب آبی به سبز بالاترین مقدار را برای ذرت علوفهای و چغندرقند داشتهاند. نتایج حاصل از پهنهبندی نیز حاکی از بالا بودن میزان آب آبی در دشتهای تبریز و مراغه و قابل توجه بودن ردپای آب سبز در دشتهای ارومیه و تکاب میباشد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج تحقیق محصولاتی نظیر گندم و یونجه که نسبت آب سبز بیشتری نسبت به سایر محصولات دارند برای کشت در منطقه مورد مطالعه پیشنهاد میگردد. لازم به ذکر است که زمانی این امر بهصورت مؤثر عملی خواهد بود که به بررسی سایر محصولات در اقلیمهای مختلف کشور و در سایر استانها پرداخته شود و با دید کلان برنامهریزیهای صحیح، هدفمند و یکپارچه در بخش کشاورزی و الگوی صحیح کشت انجام گردد.
blue water
green water
water footprint
CROPWAT
2016
08
22
337
344
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3203_da2ee71f801515addb190b1dc986e217.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
3
ارزیابی فنی سیستم آبیاری بارانی در شرایط زارعین (استان اصفهان و همدان)
حمیدرضا
سالمی
سید معین الدین
رضوانی
سابقه و هدف: طراحی و اجرای نادرست سامانههای آبیاری بارانی کلاسیک ثابت، کلاسیک ثابت فصلی و ویلمو ، بازده آنها را کاهش میدهد و باعث غیریکنواختی پخش آب و ایجاد رواناب در سطح مزرعه میشود. ازاینرو به منظور بررسی کارایی و عملکرد این سامانه ها تعدادی طرح آبیاری در مزارع سیبزمینی شهرستانهای فریدن و بهار(قطب های سیب زمینی کاری استان های اصفهان و همدان)مورد ارزیابی فنی قرارگرفت و مشخصههای راندمان پتانسیل کاربرد، راندمان واقعی کاربرد آب در ربع پائین و ضرایب یکنواختی تعیین شد. مواد و روش ها: این تحقیق در 9 مزرعه منطقة فریدن استان های اصفهان و 10 مزرعه دشت بهار همدان بر روی محصول سیبزمینی انجام شده است. خصوصیات خاک مورد مطالعه در منطقه فریدن قابلیت نفوذ متوسط (2-5/1 سانتیمتر در ساعت) با بافت خاک سطحی متوسط تا نسبتاً سنگین و سامانه های آبیاری مورد نظر از نوع کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک بود. در دشت بهار استان همدان بافت خاک مزارع مورد مطالعه لوم، لوم رسی، لوم سیلتی، لوم رسی سیلتی و سامانه های آبیاری مورد ارزیابی کلاسیک نیمه متحرک و ویلمو بود. ارزیابی سامانهها طبق روش شناسی مریام و کلر (1978) صورت گرفت(5). پارامترهای مورد نیاز ارزیابی فنی شامل PELQ، AELQ، CU و DU بود. همچنین متغیرهای هیدرولیکی سیستم شاملQ ،H و P اندازهگیری شد. قبل از انجام آزمایشها، رطوبت خاک محلهای آزمایش به منظور تعیین نقصان رطوبت خاک (SMD) اندازهگیری شد. فشار و دبی آبپاشها در ابتداء، وسط و انتهای سامانه و نیز در محل انجام ارزیابی سامانه های آبیاری اندازه گیری شد. پس از زمانی حدود 2 ساعت، فشار و دبی در آبپاش ها و حجم آب داخل قوطیها اندازهگیری شدند، و یکنواختی و راندمان های سامانه ها محاسبه شدند. یافته ها: میانگین مشخصههای PELQ،AELQ ، CU و DU در مزارع به ترتیب 8/60، 2/57، 3/75 و 2/66 درصد بدست آمد. نتایج نشان داد پائین بودن PELQ در بیشتر موارد بعلت فقدان آگاهی بهرهبرداران در مورد نحوه استفاده بهینه از سامانه از جمله کنترل فشار ورودی به سامانه، استفاده همزمان از تعداد زیاد آبپاش و مدت نامناسب کارکرد هر یک از آبپاش ها است که نهایتاً منجر به عدم رعایت ساعت و دور آبیاری میگردد. برابری راندمان پتانسیل و راندمان واقعی کاربرد آب در برخی مزارع، بیانگر کمبود آب در آنها و بحران آب در فصل زراعی بوده است. در دشت بهار استان همدان میانگین پارامترهای PELQ, AELQ, CU و DU در هر10 سامانه ارزیابی شده به ترتیب برابرند با : 0/53, 6/45, 1/81, 1/71 درصد. میانگین پارامترهای PELQ , AELQ , CU و DU در سیستمهای ویلمو به ترتیب 1/55, 1/51, 7/66 و 4/81 و در سیستمهای کلاسیک ثابت1/52, 3/43, 73 و 81 درصد بدست آمد. نتیجهگیری:نتایج نشان داد پایین بودن راندمان پتانسیل کاربرد ربع پایین در بیشتر مواقع در مزارع مورد بررسی علل اقتصادی داشته است و کمبود فشار و دبی آبپاشها علت پایین بودن DU و CU میباشند.
Isfahan
Hamadan
potato
Sprinkler Irrigation
Technical evaluation
2016
08
22
345
350
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3204_0764dfb6e73a85f1c203b4232689d99d.pdf