2024-03-29T12:38:08Z
https://jwsc.gau.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=506
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
معادلاتی جدید برای برآورد عامل مدیریت پوشش گیاهی در اراضی جنگلی تحت تأثیر آتش سوزی در شمال غرب استان گیلان
علی
اکبرزاده
شجاع
قربانی دشتکی
مهدی
نادری خوراسگانی
جهانگرد
محمدی
روح الله
تقی زاده مهرجردی
سابقه و هدف: تخمین صحیح عامل مدیریت پوشش گیاهی (C) برای پیش بینی قابل اطمینان هدررفت خاک ضروری است. به دلیل تغییرپذیری مکانی که در میزان فرسایش و ویژگی های پوشش گیاهی در مقیاس های وسیع وجود دارد، امکان استفاده از جداول و معادلات رگرسیونی موجود در تخمین عامل مدیریت پوشش گیاهی برای مناطق دیگر محدود می باشد. تاکنون مطالعه ای برای برآورد عامل مدیریت پوشش گیاهی در جنگل های شمال کشور انجام نشده است. هدف اصلی از انجام این پژوهش استخراج معادلات (مدل های) رگرسیونی جدید برای تخمین عامل مدیریت پوشش گیاهی با استفاده از روش های سنجش از دور و مطالعات میدانی در بخش هایی از اراضی جنگلی استان گیلان بود. مواد و روش ها: در قطعاتی در داخل محدوده 15 ناحیه آسیب دیده در اثر آتش سوزی و 15 منطقه نسوخته مجاور آنها، در پنج زیر واحد اراضی مختلف، برخی ویژگی های پوشش گیاهی، ویژگی های خاک و میزان فرسایش اندازه گیری شدند. با استفاده از معادله جهانی تلفات خاک اصلاح شده مقدار فرسایش نیز در هر 30 قطعه تخمین زده شد. با استفاده از مقادیر فرسایش مشاهداتی و بقیه عامل های معادله جهانی تلفات خاک اصلاح شده مقدار واقعی عامل مدیریت پوشش گیاهی برای تمامی قطعات محاسبه گردید. برای بررسی تفاوت ویژگی های اندازه گیری شده بین زیر واحدهای اراضی و نقاط آتش سوزی و شاهد از طرح آزمایشی کرت های خرد شده (جفت) در مکان استفاده شد. یافته ها: نتایج نشان داد که میانگین مقدار واقعی عامل مدیریت پوشش گیاهی به ترتیب در مکان های نسوخته و سوخته در پنج زیر واحد اراضی بسته به میزان تراکم پوشش گیاهی و تخریب اراضی جنگلی در اثر شدت سوختن و میزان فعالیت های انسان و دام بین 0.05 تا 0.14 و 0.13 تا 0.24 متغبر بود. به طور کلی مقادیر تخمین عامل مدیریت پوشش گیاهی در تمام قطعات بیش از عامل مدیریت پوشش گیاهی واقعی بود. همچنین نتایج آنالیز واریانس نشان داد که تخریب پوشش گیاهی در اثر آتش سوزی به طور معنی داری عامل مدیریت پوشش گیاهی (تخمینی و واقعی)، عامل فرسایش پذیری خاک و فرسایش های مشاهداتی و تخمینی را تغییر داد. برای دستیابی به معادلاتی جدید همبستگی بین عامل مدیریت پوشش گیاهی واقعی و ویژگی های مختلف پوشش گیاهی و رطوبتی خاک بررسی شد. ابتدا رابطه بین عامل مدیریت پوشش گیاهی واقعی و شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی به شکل یک مدل خطی جدید برای منطقه استخراج شد. سپس نتایج رگرسیون چند متغیره با روش گام به گام نشان داد که در بین ویژگی های مختلف پوشش گیاهی و رطوبتی خاک ضخامت لاشبرگ، تاج پوشش آسمانه، قطر برابر سینه درختان، رطوبت اشباع و رطوبت نقطه پژمردگی دایم بهترین متغیرها برای تخمین عامل مدیریت پوشش گیاهی در منطقه بودند. نتیجه گیری: ارزیابی فرسایش خاک در منطقه جنگلی مورد مطالعه با استفاده از مدل های موجود در تخمین عامل مدیریت پوشش گیاهی از دقت کافی برخوردار نبود و باعث اشتباه در تخمین فرسایش و هدررفت خاک شد. از معادلات استخراج شده در این پژوهش می توان برای تخمین صحیح عامل مدیریت پوشش گیاهی در سایر اراضی دارای ویژگی های پوشش گیاهی مشابه با منطقه مورد بررسی استفاده کرد.
Canopy cover
Forest lands
Soil erosion
soil moisture
Thickness of litter
2017
02
19
1
25
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3476_42ec1ddd10127ccbcb355c9acfeb19da.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
تعیین خصوصیات خشکسالی بر اساس شاخص شناسایی خشکسالی (RDI) و بررسی تغییرات آن در مناطق و دورههای مختلف زمانی
ابوالفضل
مساعدی
سمانه
محمدی مقدم
غزاله
کواکبی
سابقه و هدف: خشکسالی یک پدیده آب و هوایی است که در همهی مناطق اقلیمی اتفاق میافتد. هر پدیده خشکسالی با سه مشخصه تداوم خشکسالی، شدت خشکسالی و بزرگی خشکسالی شناخته میشود. از جمله شاخصهای خشکسالی، شاخص شناسایی خشکسالی (Reconnaissance Drought Index) میباشد. تغییر اقلیم و به دنبال آن تغییر در خصوصیات پدیده خشکسالی و تاثیر آن بر اکوسیستمها باعث نگرانی در جوامع بشری و در بین محققان شدهاست. ویژگیهای خشکسالی ممکن است در مناطق مختلف متفاوت باشد. ضمن آنکه ممکن است ویژگیهای خشکسالی در طول زمان هم به دلیل موضوع گرمایش جهانی (و تغییر اقلیم) تغییر یابد. بنابراین، هدف از انجام این تحقیق بررسی ویژگیهای خشکسالی (شامل: تداوم، شدت، بزرگی، فاصله و فراوانی خشکسالی) و تغییرات احتمالی آنها در محدوده هشت ایستگاه سینوپتیک کشور در طول یک دوره آماری 60 ساله بر اساس شاخص RDI میباشد. مواد و روشها: به منظور پایش خشکسالی هشت ایستگاه سینوپتیک اصفهان، اهواز، بابلسر، تبریز، تهران، خرمآباد، زاهدان و مشهد که در موقعیتهای مختلف آب و هوایی و جغرافیایی کشور واقع شدهاند، انتخاب شدند. علاوه بر 3 ویژگی خشکسالی شامل: تداوم، شدت و بزرگی، ویژگیهای دیگری از خشکسالی در این ایستگاهها شامل فاصله خشکسالی و تعداد دفعات وقوع خشکسالی نیز با استفاده از تئوری ران معرفی و مورد بررسی قرار گرفتند. همزمان با پایش خشکسالی، خصوصیات خشکسالی و تغییرات احتمالی این ویژگیها در طول دوره آماری، مورد بررسی قرار گرفتند. ابتدا مقادیر شاخص شناسایی خشکسالی (RDI) برای کل دوره آماری (1951 تا 2010) و در سه مقیاس سالانه، فصلی و ماهانه محاسبه شد. آنگاه خصوصیات خشکسالی شامل میانگین پارامترهای تداوم، شدت، بزرگی، فاصله و تعداد در "نیمهی اول با نیمه دوم" دوره آماری با استفاده از آزمون من-ویتنی در سطح 95 درصد مورد مقایسه قرار گرفتند. علاوه بر این، نقطه شکست (سال شکست) با استفاده از آزمون کلموگروف-اسمیرنوف تعیین گردید. بر این اساس دوره آماری 60 ساله به دو دوره (دوره قبل از شکست و دوره بعد از شکست) تقسیم شد و خصوصیات خشکسالی در این دو دوره نیز با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفتند. یافتهها: بر اساس نتایج، در همهی ایستگاهها، نقطه شکست در دوره آماری 60 ساله با سالی که در میانه دوره قرار دارد (1981) متفاوت میباشد. در مقیاس سالانه در هیچیک از ایستگاههای مورد بررسی خصوصیات تداوم خشکسالی و تعداد خشکسالی تفاوت معنیداری در سطح 95 درصد نداشتهاند. سایر خصوصیات خشکسالی هم در مقیاس سالانه فقط در شهرهای تبریز و تهران تفاوت معنیدار دارند. در مقیاس فصلی و در مقایسه دوره 1980-1951 (نیمه اول) با دوره 2010-1981 (نیمه دوم) در شهر زاهدان در نیمه دوم دوره آماری، شدت، بزرگی و تعداد خشکسالیها افزایش ولی فاصله خشکسالیها کاهش یافتهاست. سایر مناطق تغییر معنیداری را در خصوصیات خشکسالی نشان نمیدهند. در مقیاس فصلی، در مجموع میتوان بیان نمود که خشکسالیهای بهاره شدیدتر شدهاند. ضمن آن که خشکسالیهای زمستانه هم در اکثر شهرها تغییر محسوسی ننمودهاند. در مقیاس ماهانه به طور کلی بیشترین تعداد کاهش وقایع خشکسالی در ماه آبان اتفاق افتاده است، در حالی که در بسیاری از شهرها تعداد وقایع و یا شدت خشکسالی اردیبهشت و یا فروردین در نیمه دوم نسبت به نیمه اول افزایش یافته است. این موضوع میتواند نشاندهنده کاهش بارشها و افزایش تبخیر و تعرق در ماههای فصل بهار باشد. نتیجهگیری: به طور کلی سری زمانی مقادیر شاخص خشکسالی در همه ایستگاهها در سطح 95% دارای شکست میباشد که این موضوع نشان دهنده ناهمگنی و تغییر شرایط کلی خشکسالی میباشد. علاوه بر این، تغییراتی در خصوصیات خشکسالی و یا زمان وقوع خشکسالی در بعضی از مناطق کشور رخ دادهاست که این تغییرات در خشکسالیهای ماهانه و بخصوص ماه های فصل بهار مشهودتر است. هر چند این تغییرات در بسیاری از موارد هنوز در سطح 95% معنیدار نمیباشد.
drought frequency
drought duration
drought severity
Reconnaissance Drought Index (RDI)
Iran
2017
02
19
27
52
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3477_89b2428d5b2a56689fcd99d66259d323.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
بررسی اثر کاربرد زغال زیستی و زئولیت طبیعی بر تثبیت مس در یک خاک آهکی آلوده به مس
حمیدرضا
بوستانی
مهدی
نجفی قیری
سابقه و هدف: روش غیرمتحرک کردن درجا، بهبررسی کاهش زیستفراهمی فلزات در خاکهای آلوده با استفاده از مواد بهسازی که با محیطزیست سازگار باشند، میپردازد. زغالزیستی، در سالهای اخیر بهطور مؤثر درجهت بهحداقل رساندن مقدار جذب فلزات سنگین توسط محصولات زراعی در محلهای آلوده، با استفاده از فرایند غیرمتحرکسازی، مورد استفاده قرار گرفتهاست. زئولیت نیز یک کانی آلومینوسیلیکات قلیایی متخلخل است که استفاده از آن بهعنوان یک اصلاحکننده معدنی بخصوص در تثبیت فلزاتسنگین در خاک رو به گسترش است. بنابراین، هدف از پژوهش حاضر، بررسی تثبیت عنصر مس در یک خاک آهکی آلوده به مس تحت تاثیر کاربرد زغالزیستی حاصل از مواد آلی مختلف و زئولیت طبیعی و برهمکنش آنها بود. مواد و روشها: مقدار مناسبی خاک از افق سطحی (0-30 سانتیمتر) یک خاک آهکی برداشته، هواخشک و از الک 2 میلی-متری عبور داده شد. سپس به هر نمونه خاک (200 گرم)، مقدار 500 میلیگرم مس در کیلوگرم خاک از منبع نمک سولفاتمس افزوده شد. آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل زغالزیستی در شش سطح (عدم کاربرد زغالزیستی (C)، زغالزیستی کاهگندم (WSB)، زغالزیستی کاهذرت (CSB)، زغالزیستی تفاله ریشهشیرینبیان (LRB)، زغالزیستی سبوسبرنج (RHB) و زغالزیستی کودگوسفندی (SMB) هر کدام در سطح 3 درصد وزنی) و زئولیت در سه سطح ((Z0) 0، (Z1) 3 و (Z2) 6 درصد وزنی) بود. نمونههای خاک آلوده طبق طرح آزمایشی تیمار شده و به مدت 90 روز در دمای اتاق (2±22 درجهسلسیوس) و در حدود رطوبت ظرفیتزراعی توسط آبمقطر نگهداری شدند. جهت بررسی اثربخشی مواد بهساز کاربردی در تثبیت مس در خاک از روش عصارهگیری پی-درپی اسپوزیتو و همکاران، شاخصتفکیککاهشیافته و پارامترهای مدل سینتیکی درجهیک دوفازی (Q1، Q2 و Q3) با استفاده از عصارهگیر EDTA، استفاده شد. یافتهها: ترتیب درصد نسبی شکلهای شیمیایی مس در تیمارهای مختلف در خاک بهصورت کربناتی> باقیمانده> آلی> جذب سطحی> محلول+تبادلی بود. با افزایش سطوح کاربرد زئولیت در خاک از Z0 به Z2، غلظت شکلهای محلول+تبادلی، جذبی، آلی و کربناتی مس بهطور معنیداری به ترتیب به مبزان 46/5، 80/7، 40/10 و 30/15 درصد کاهش یافت درحالیکه شکل باقیمانده مس افزایش یافت. کاربرد همهی زغالهای زیستی بجز سبوسبرنج سبب کاهش معنیدار شکل محلول+تبادلی مس نسبت به تیمار شاهد شد. کاربرد هر پنج نوع زغالزیستی در خاک سبب کاهش معنیدار شکل آلی و کربناتی مس شد، درحالیکه شکل باقیمانده مس بهطور معنیداری نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. شاخصتفکیک-کاهشیافته نیز در اثر کاربرد سطوح زئولیت و زغالهایزیستی بهطور معنیداری افزایش یافت. تیمار مرکب کاربرد زغال-زیستی کود دامی و 6 درصد وزنی زئولیت (SMBZ2)، بیشترین مقدار این شاخص را داشت. پهاش خاک با شکل باقی-مانده و شاخصتفکیککاهشیافته مس همبستگی مثبت و معنیداری را نشان داد که نشانگر نقش مهم افزایش پهاش تحت تاثیر تیمارهای کاربردی در تثبیت مس در خاک است. آزادسازی مس توسط عصارهگیر EDTA در تیمارهای مختلف در ابتدا سریع و سپس با سرعت کمتری ادامه یافت که احتمالاً نشاندهنده مشارکت مکانهایی مختلف با انرژی پیوند متفاوت در آزادسازی مس است. نسبتهای Q1/Q3 و Q2/Q3 در اثر کاربرد هر پنج نوع زغالزیستی و افزایش سطوح کاربرد زئولیت، بهطور معنیداری کاهش یافت. کمترین مقدار نسبتهای Q1/Q3 و Q2/Q3 در تیمار مرکب WSBZ2 مشاهده شد. همبستگی مثبت معنیداری بین پارامترهای Q1 و Q2 با شکل کربناتی و پارامتر Q3 با شکل باقیمانده وجود داشت. نتیجه گیری: کاربرد هر پنج نوع زغالزیستی و سطوح زئولیت سبب تبدیل شکلهای شیمیایی مس از شکلهایی با قابلیت زیستفراهمی و تحرک بیشتر به شکلهایی با پایداری بیشتر شد. با توجه به نتایج شاخصها بهنظر میرسد که تیمارهای مرکب کاربرد زغالزیستی کود دامی و 6 درصد وزنی زئولیت (SMBZ2) و زغالزیستی کاهگندم و 6 درصد وزنی زئولیت (WSBZ2) مؤثرتر از دیگر تیمارها در تثبیت مس در خاک، بودند.
sequential extraction
kinetic model
Immobilization indices
Bioavailability
Amendment materials
2017
02
19
53
78
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3478_3799c5f5262dcf34d0edc509536e6868.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
کاهش تحرک آرسنیک در خاک به کمک نانوذرات هماتیت و پلیمرهای اکریلیکی
طاهره
منصوری
احمد
گلچین
محمد
بابااکبری ساری
شروین
احمدی
سابقه و هدف: آرسنیک ازجمله فلزهای سنگینی است که به دلیل اثرات سمی و سرطانزایی آن، توجه به پاکسازی زیست محیطی این عنصر رو به گسترش است. پژوهش حاضر با هدف بررسی و مقایسه میزان کارایی جاذبهای نانوذرات هماتیت و پلیمرهای اکریلیکی در غیرمتحرک کردن آرسنیک در خاکهای آلوده با سطوح مختلف آرسنیک و یافتن سطح مناسب از جاذبهای نامبرده انجام شد. مواد و روشها: بدین منظور یک آزمایش فاکتوریل با دو فاکتور نوع و سطوح جاذب (چهار نوع جاذب شامل نانوذرات هماتیت، کوپلیمر اکریلآمید- اکریلیک اسید (A)، و کوپلیمرهای مالئیک انیدرید- استایرن-اکریلیک اسید ( B وC )) در چهار سطح (صفر، 05/0، 1/0 و 2/0 درصد) و سطوح مختلف آرسنیک (صفر، 6، 12، 24، 48 و 96 میلی گرم بر کیلوگرم) در سه تکرار قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. نانوذرات هماتیت (α-Fe2O3) از نیترات آهن سنتز شدند و خصوصیات آنها به وسیله تکنیکهای XRD، SEM و TEM بررسی گردید. کارایی جاذبها در غیرمتحرک نمودن با اندازهگیری غلظت آرسنیک فراهم، جذب شده بصورت اختصاصی و مجوع آنها بوسیله دستگاه ICP-OES بررسی گردید. یافتهها: تصویربرداری از نانوذرات هماتیت نشان داد که متوسط قطر آنها 69/32 نانومتر و مورفولوژی آنها کروی است. نتایج نشان داد که تاثیر نوع و سطوح جاذب، سطوح آرسنیک خاک و همچنین اثر متقابل آنها بر غلظت آرسنیک فراهم، آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی و مجموع آنها معنیدار بود، بطوریکه با افزایش سطح آرسنیک در خاک، غلظت آرسنیک فراهم، آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی و کل آرسنیک جذب شده افزایش یافت. کاربرد جاذبها سبب کاهش غلظت آرسنیک فراهم، آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی و مجموع آنها گردید و با افزایش سطح کاربرد آنها میزان کاهش افزایش یافت بطوریکه کمترین غلظت از سطح 2/0 درصد جاذبها بدست آمد. کاربرد جاذب نانوذرات هماتیت غلظت آرسنیک را بیش از سایر جاذبها کاهش داد و مالئیک انیدرید- استایرن-اکریلیک اسید کوپلیمر (C)، اکریلآمید- اکریلیک اسید کوپلیمر (A) و مالئیک انیدرید- استایرن-اکریلیک اسید کوپلیمر (B) به ترتیب در مراتب بعدی قرار گرفتند. در تمام سطوح آرسنیک خاک، کمترین غلظت آرسنیک جذب شده مربوط به سطح 2/0 درصد جاذب نانوذرات هماتیت و بیشترین غلظت آن مربوط به تیمار شاهد (بدون کاربرد جاذب) بود. میزان کاهش غلظت آرسنیک فراهم خاک با کاربرد سطح 2/0 درصد جاذبهای نانوذرات هماتیت، و پلیمرهای اکریلیکی C، A و B بهترتیب 80/60%، 82/56%، 87/37% و 57/26% بود. در نوع و سطح جاذب مشابه، میزان کاهش غلظت آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی، بهترتیب 56/27%، 72/22%، 88/14% و 10% بود. در نهایت میزان کاهش غلظت کل آرسنیک جذب شده، در نوع و سطح جاذب مشابه بهترتیب 39/39%، 84/34%، 05/23% و 88/15% بود. در پلیمرها ماهیت و سپس تعداد لیگاندهای کلاته کنندهی فلز تعیین کننده ظرفیت جذب آنها بود. جاذبها در سطوح بالاتر آرسنیک خاک نسبت به سطوح پایین آن، توانایی بیشتری در کاهش غلظت آرسنیک داشتند. همچنین کارایی آنها در کاهش غلظت آرسنیک قابل جذب خاک بیشتر از آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی بود. نتیجه گیری: نانوذرات هماتیت، پلیمرهای اکریلیکی مالئیک انیدرید- استایرن-اکریلیک اسید B) و C (و اکریلآمید- اکریلیک اسید (A) بالاخص نانوذرات هماتیت میتوانند به عنوان جاذبهای موثر جهت کاهش غلظت آرسنیک فراهم، جذب شده بصورت اختصاصی و مجموع آنها در خاکهای آلوده بکار روند.
Chemical stabilization
Remediation
Soil pollution
2017
02
19
79
99
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3479_23e07cf7ef8f0ed1b9338a17e72b8c45.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
بررسی عوامل مؤثر بر انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش کربوکسی متیل سلولز در خاک
محمود
فاضلی سنگانی
علیرضا
آستارائی
امیر
فتوت
حجت
امامی
چکیده سابقه و هدف: نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (NZVI) به عنوان موادی مستعد برای حذف درجای طیف گستردهای از آلایندههای آب و خاک از جمله ترکیبات آلی کلردار، آفتکشها، آنیونهای غیرآلی و فلزات سنگین مورد استفاده قرار گرفتهاند. از آنجا که برای اجرای موفقیتآمیز یک برنامه پاکسازی، لازم است تا عامل رفع آلودگی به مجاورت آلاینده انتقال یابد، مطالعات زیادی عوامل موثر بر انتقال ذرات NZVI را در محیطهای متخلخل مورد بررسی قرار دادهاند. در این مطالعات، اغلب از محلولها مدل و محیطهای متخلخل یکنواخت و تعریف شده مانند دانههای شیشهای و یا شن کوارتزی خالص استفاده شده است. با توجه به اینکه ذرات NZVI بدون پوشش (اصلاح نشده)، حتی در محیطهای متخلخل یکنواخت تحرکی چندانی از خود نشان نمیدهند، عوامل پوشش دهنده مختلفی مانند کربوکسی متیل سلولز (CMC) برای اصلاح سطح این ذرات و به منظور افزایش تحرکپذیری این مواد در محیطهای متخلخل طبیعی مورد استفاده قرار گرفتهاند. تاکنون تحقیقی در زمینه انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش کربوکسی متیل سلولز (CMC-NZVI) در ستونهای خاک دستنخورده به منظور بررسی شرایط واقعی که نانوذره در آن منتقل میشود، صورت نگرفته است. از این رو در این تحقیق، عوامل کنترل کننده انتقال نانوذرات در شرایط اشباع با استفاده از نمونههای مختلف خاک که پوشش دهنده طیف وسیعی از خصوصیات محیطهای خاکی هستند، مورد بررسی قرار میگیرند. مواد و روشها: خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و هیدرولیکی 20 نوع خاک متفاوت و سوسپانسیون CMC-NZVI در عصاره خاک (شامل 29 پارامتر) اندازهگیری شد و پارامترهای انتقال CMC-NZVI در خاک نیز با استفاده از منحنیهای رخنه و با به کارگیری مدل سینتیکی دو مکانی معادله انتشار- همرفت تخمین زده شد. سپس بررسی عوامل موثر بر انتقال CMC-NZVI، از طریق آنالیز چند متغیره به روش تجزیه به مولفههای اصلی (PCA) انجام شد. رابطه رگرسیونی چند متغیره خطی بین درصد عبور ذرات CMC-NZVIاز خاک و خصوصیات خاک و نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: نتایج نشان داد که بسته به نوع خاک بین 2/10 تا 9/61 درصد جرمی از ذرات CMC-NZVI وارد شده به ستون خاک، از آن عبور کردند که نشاندهنده تحرکپذیری این ذرات در محیط خاک است. هر چند ذرات CMC-NZVIدر خاکهایی که میزان رس و شوری بالایی داشتند به میزان قابلتوجهی جذب شدند. نتایج PCA نشان داد که تغییرپذیری خصوصیات مورد مطالعه بهوسیله 7 مولفه اصلی و با پوشش 2/88 درصدی تغییرات کل، قابل توصیف است. در بین خصوصیات مورد بررسی، خصوصیات مربوط به شیمی محلول، بیشترین مقادیر بردارهای ویژه را در مولفهی اصلی اول دارا میباشند. بررسی رابطه رگرسیونی چند متغیره خطی با دو نوع متغیر ورودی شامل متغیرهای اولیه و نمرههای عاملی به عنوان متغیرهای ثانویه، با درصد CMC-NZVI انتقال یافته از ستون خاک، نشان داد که مدل رگرسیونی با متغیر ورودی نمرههای عاملی، با دارا بودن R2 بیشتر و RMSE کمتر، تخمین بهتری از انتقال پذیری ذرات CMC-NZVI در محیط خاک ارائه میدهد. نتیجه گیری: نتایج PCA اهمیت شیمی محلول، مقدار رس و خصوصیات هیدرودینامیکی خاک را در میزان انتقالپذیری ذرات CMC-NZVI، نشان میدهد. نتایج این مطالعه پیشنهاد میکند که ذرات CMC-NZVI تحرک کافی برای استفاده به عنوان عامل اصلاح کننده آلودگی را در خاک دارند مگر در شرایطی که مقدار رس و شوری خاک بالا باشد. هرچند مطالعات بیشتری برای بررسی کارآیی این ذرات برای حذف آلایندهها از خاک و محیطهای زیر زمینی نیاز است.
Transport parameters
Soil properties
Principal component analysis
Porous medium
2017
02
19
101
121
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3480_9bf5c11c61b10a0c59283029ed88eca8.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
مدل سازی رواناب روزانه حوضه نازلو چای در غرب دریاچه ارومیه با استفاده از مدل Tank
حسین
رضایی
آناهیتا
جباری
جواد
بهمنش
بهزاد
حصاری
سابقه و هدف: پس از انقلاب کامپیوتری دهه 1960 مدلسازی هیدرولوژیک شکل تازهای به خود گرفت و میتوان یکی از اولین تلاشهای موفق را مدل دانشگاه استنفورد SWM دانست. مدلهای بارش رواناب بهعنوان یکی از مهمترین ابزارهای تصمیمگیری در مدیریت حوضههای آبریز همواره موردتوجه بودهاند. در این مطالعه از مدل بارش رواناب روزانه تانک در حوضه آبریز رودخانه نازلو چای، در غرب دریاچه ارومیه استفاده شده است. اهمیت نوسانات هیدرولوژیکی این دریاچه در شرایط بحرانی امروزی بر کسی پوشیده نیست. آگاهی از رابطه بارش و رواناب در تمامی زیر حوضههای دشت ارومیه بهخصوص در زیر حوضههایی مانند نازلو که دچار کمبود تعداد ایستگاه بوده و از بخشی از حوضه که در ترکیه قرار گرفته نیز اطلاعاتی در دسترس نیست، بسیار مهم است. بنابراین هدف، ایجاد رابطهای بین بارش حوضه و رواناب خروجی میباشد تا بتوان رواناب آینده را پیشبینی نمود. مواد و روشها: رودخانه نازلو چای، به طول تقریبی 93 کیلومتر، یکی از رودخانههای 13گانه منتهی به دریاچه ارومیه میباشد. مدل بارش رواناب تانک مدلی ساده، مفهومی و یکپارچه است. ورودیهای مدل بارش، تبخیر و رواناب رودخانه در خروجی میباشد. از میان ایستگاههای اندازهگیری سه ایستگاه با پوشش مناسب حوضه و با حداکثر دوره مشترک آماری برابر با 16 سال انتخاب شدند. به دلیل برداشت زیاد آب از زیر حوضه منتهی به خروجی رودخانه ، این زیرحوضه حذف و مساحت حوضه مدل شده تقلیل یافت. متوسط ماهانه دادههای بارش و تبخیر با دادههای بلندمدت ماهانه این پارامترها مقایسه و اصلاحاتی صورت گرفت تا فرآیندهای حوضه به نحو مطلوبی در ورودی منعکس شود. مدل تانک در بسته نرمافزاری RRL که در کشور استرالیا توسعه یافته است در کنار برخی دیگر از مدلها، از پرکاربردترین مدلهای بارش رواناب ارائه شده است. مجموع 224 واسنجی و نیز صحت سنجی با بهکارگیری 7 روش واسنجی، 8 تابع هدف اولیه و 4 تابع هدف ثانویه انجام شد. اعتبار مدل در هر بار اجرا با معیار کارایی ناش و ضریب همبستگی پیرسون مورد ارزیابی قرار گرفت. یافتهها: در مجموع حدود 117 مورد از کل 224 واسنجی که با روشهای مختلف بهینهسازی انجام شدند برازش قابلقبول نشان دادند و ضریب ناش در آنها بین صفر تا 1 گزارش شد که به معنای واقع شدن در بازه قابل بررسی و یا مدلسازی است چراکه مقادیر ضریب ناش کمتر از صفر بهطور کل مدلسازی را بیمعنی میسازد زیرا در آن شرایط یعنی متوسط مقادیر مشاهداتی تخمین زننده بهتری از مدل میباشد. حدود 30 مورد نیز دارای ضریب ناش بیش از 4/0 بودند و برازش رواناب مشاهداتی و محاسباتی نیز نشاندهنده برازش قابلقبول در این موارد بود. ضریب همبستگی نیز مورد ارزیابی قرار گرفت که در حالت کلی برتری مدلهایی که بر مبنای ضریب ناش انتخاب شده بودند را تایید نمود. اما ضریب ناش به دلیل برتری بر ضریب همبستگی، در این مطالعه بیشتر مدنظر قرار گرفت. نتیجهگیری: مشاهده شد که مدل در شبیهسازی مقادیر رواناب بالا خوب عمل نمیکند و مقادیر پیک را عموماً کمتر از مقدار واقعی شبیهسازی میکند. با تحقیق صحرایی در حوضه و بررسی دادههای تاریخی معلوم شد مقادیر پیک رواناب در ماههای اردیبهشت و نیمی از ماه خرداد رخ میدهد که علاوه بر بارش زیاد در منطقه آب ناشی از ذوب برف نیز به شکلگیری رواناب کمک میکند. نبود ایستگاههای کافی بهخصوص در ارتفاعات و نبود گرهای در مدل برای ورود دادههای ذوب برف باعث میشود ورودی بارش کمتری در این زمانها وارد مدل شده و مدل از شبیهسازی دبیهای اوج باز بماند. اما در حالت کلی دبیهای پایه در شرایط خوبی شبیهسازیشده و عملکرد مدل قابلقبول میباشد.
Tank model
Nazloo Chai watershed
Urmia Lake
the daily rainfall runoff modelling
2017
02
19
123
141
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3481_7aa3e4806e5b47f299f13908f0c50e7f.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
بررسی آزمایشگاهی تأثیر شکل، آرایش و مساحت صفحات نفوذناپذیر مستغرق بر مشخصه های جریان غلیظ
زهرا
قربانی
حسین
خزیمه نژاد
یوسف
رمضانی
سابقه و هدف: امروزه احداث سدها یکی از مهمترین راهکارها برای ذخیره آب های سطحی می باشد. در مخازن سدها، جریان غلیظ معمولاً عامل انتقال و ته نشینی رسوبات است. اگر جریان غلیظ به طور کامل در مناطق میانی مخزن سد متوقف شود، مقدار رسوبگذاری در پای دیواره سد کاهش یافته و در نتیجه وظایف اصلی سد مختل نخواهد شد لذا مطالعه در خصوص شناخت دقیق این پدیده از اهمیت خاصی برخوردار است. یکی از روش های تغییر هیدرولیک جریان غلیظ و کندکردن آن، زبرکردن یا استفاده از مانع در بستر است. تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه سرعت پیشروی جریان غلیظ و کنترل آن به وسیله موانع و زبری انجام گرفته شده است اما بررسی منابع موجود نشان می دهد که در زمینه تأثیر صفحات نفوذناپذیر مستغرق بر جریان غلیظ پژوهشی صورت نگرفته است. مواد و روش ها: در این پژوهش، سرعت رأس و ارتفاع پیشانی جریان غلیظ بر روی بستر با نصب صفحات نفوذناپذیر مستغرق مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از فلومی به عرض 30 سانتیمتر، به طول 10 متر و ارتفاع 46 سانتیمتر استفاده گردید. جریان غلیظ با غلظت 20 گرم بر لیتر در دو شیب 1 و 2 درصد و 40 گرم بر لیتر در دو شیب 1 و 2 درصد وارد فلوم آزمایشگاهی شد و صفحات نفوذناپذیر با دو مساحت 16 و 36 سانتیمتر مربع تحت پنج شکل مربع، مستطیل، مثلث، متوازی الاضلاع و ذوزنقه با آرایش موازی و همچنین شکل مربع با مساحت 16 سانتیمتر مربع تحت پنج آرایش موازی، شطرنجی، همگرا، واگرا و Z شکل در مسیر جریان قرار گرفت. یافته ها: اندازه گیری سرعت در 6 مقطع به فاصله 50 سانتیمتر از هم و اندازه گیری ارتفاع پیشانی در 21 مقطع به فاصله 15 سانتیمتر از هم انجام گرفت. سپس براساس داده های به دست آمده و با انجام آنالیز ابعادی به روش پای باکینگهام، نمودارهای بی بعد مربوط به سرعت، ارتفاع و عدد فرود پیشانی جریان غلیظ رسم شد. در اثر برخورد جریان غلیظ با صفحات، سرعت بی بعد در طول مسیر نصب، به میزان قابل توجهی کاهش یافت همچنین بررسی ارتفاع پیشانی جریان غلیظ در طول مسیر نیز نشان داد در ابتدای مسیر صفحات باعث کاهش ارتفاع پیشانی جریان شدند اما به تدریج و در انتهای مسیر باعث افزایش پیشانی جریان شدند و بنابراین عدد فرود در طول مسیر جریان روند کاهشی داشت. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که سرعت پیشروی جریان غلیظ نسبت به بستر صاف در وضعیت نصب صفحات با شکلهای مختلف به میزان 25 تا 48 درصد و ارتفاع پیشانی نیز به میزان 1/5 تا 4/18 درصد کاهش یافت. همچنین در آرایشهای مختلف نیز سرعت پیشروی به میزان 2/11 تا 1/45 درصد و ارتفاع پیشانی نیز به میزان 4/0 تا 4/18 درصد کاهش یافت. در غلظت 20 گرم بر لیتر آرایش همگرا و در غلظت 40 گرم بر لیتر آرایش موازی بهترین آرایش مشخص شدند. با تغییر مساحت صفحات از 16 به 36 سانتیمتر مربع بین شکلهای مختلف، شکل متوازی الاضلاع با 2/22 درصد بیشترین تأثیر را در کاهش سرعت نشان داد.
Turbidity current
Submerged impermeable plates
Shapes and arrays of plates
Velocity and height of head
2017
02
19
143
162
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3482_0157417d34f2cb782cc414f08a58755f.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
شبیه سازی توزیع رطوبت خاک اطراف قطره چکان در آبیاری قطره ای پالسی و پیوسته به روش آنالیز ابعادی
آرش
محمدبیگی
فرهاد
میرزایی
نگین
اشرف
سابقه و هدف: در دهههای اخیر آبیاری قطرهای به جهت کاهش آب کاربردی، افزایش در عملکرد گیاه و توزیع بهتر کود مورد توجه قرارگرفته است. کاهش آب کاربردی به این دلیل است که در آبیاری قطرهای بهجای همه سطح زمین فقط خاک محدوده ریشه گیاه مرطوب میشود. آبیاری پالسی مجموعهای از چرخهها است که هر کدام از چرخهها از یک فاز آبیاری و یک فاز استراحت تشکیل میشود (12). کاربرد متناوب آب در آبیاری قطرهای باعث میشود که جبهه پیشروی با آب کمتری نسبت به جریان مداوم تکمیل گردد. آبیاری قطرهای پالسی با مدیریت خوب، پتانسیل زیادی در بهبود توزیع یکنواختی آب در خاک و در نهایت افزایش جذب به وسیله ریشه گیاه را به صورت توامان به همراه دارد. مواد و روشها: در این تحقیق از یک مدل فیزیکی برای شبیه سازی حالت آبیاری قطرهای در مزرعه استفاده شد. سه تیمار بافت خاک سنگین، متوسط و سبک، دو تیمار دبی قطرهچکان 4/2 و 8 لیتر بر ساعت (به ترتیب Q1 و Q2) و دو روش آبیاری قطرهای پالسی و پیوسته بکار گرفته شد. در ادامه با استفاده از یکی از روش های مطرح در شبیه سازی حرکت آب در خاک، یعنی آنالیز ابعادی و با استفاده از قضیه π باکینگهام و بهدست آوردن تعدادی اعداد بی بعد و ارتباط بین اعداد بی بعد یک سری معادلاتی حاصل میشود که این معادلات امکان برآورد توزیع رطوبت و الگوی جبهه پیشروی و چگونگی توزیع آنها در محدوده مرطوب شده خاک را فراهم میکنند. در آخر هم به منظور مقایسه مقادیر شبیه سازی شده و اندازه گیری شده از شاخصهای آماری حداکثر خطا (ME) و میانگین ریشه دوم خطا (RMSE) استفاده گردید. یافتهها: نتایج نشان داد مؤلفه افقی رطوبت در دبی 4/2 لیتر بر ساعت در حالت پالسی برای خاکهای رسی، لومی و شنی به ترتیب 33، 30 و 5/20 میباشد که بیشتر از توزیع افقی رطوبت در حالت پیوسته ( به ترتیب 28، 26 و 6/18) است. مؤلفه عمودی رطوبت در دبی 4/2 لیتر بر ساعت در حالت پالسی (به ترتیب برای رس، لوم و شن 2/21، 27 و 50) برای همه خاکها بیشتر از حالت پیوسته ( به ترتیب 19، 22 و 43) است. با مقایسه توزیع رطوبت در جهت افقی نشان میدهد که مؤلفه افقی خاک مرطوب شده هم برای پالسی و هم برای پیوسته در دبی 8 لیتر بیشتر از دبی 4/2 لیتر است. افزایش مؤلفههای افقی و عمودی رطوبت در آبیاری پالسی را میتوان اینطور استدلال کرد که کاربرد متناوب آب در آبیاری قطرهای باعث میشود که جبهه پیشروی با آب کمتری نسبت به جریان مداوم تکمیل گردد همچنین با استفاده از روش آنالیز ابعادی معادلاتی برای شبیه سازی توزیع رطوبت در اطراف قطرهچکان برای دو حالت آبیاری پالسی و پیوسته به دست آمد. نتیجه گیری: با ارزیابی توسط شاخصهای آماری مشخص شد که عملکرد معادلههای پیشنهادی در سطح مطلوب قرار داشته و نتایج آنها از اعتبار قابل ملاحظهای برخوردار میباشند.
Dimensional Analysis
Moisture Distribution
Pulse Drip Irrigation
Wetting Front Simulation
2017
02
19
163
180
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3483_840bd5c96d4d4e2560064a9a3fd3f1d5.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
ارزیابی مدل های تلفیقی AR-ARCH و GAR-ARCH در مدل سازی دبی جریان (مطالعه موردی: رودخانه زرینهرود استان آذربایجان غربی)
جواد
بهمنش
مرضیه
عباس زاده افشار
کیوان
خلیلی
بسیاری از فرآیندهای مربوط به سیستمهای طبیعی نسبت به زمان غیرخطی بوده اگرچه جنبههای خاصی از این سیستمها ممکن است نسبت به جنبههای دیگر به فرآیند خطی نزدیکتر باشند. به هر حال ماهیت غیر خطی بودن برای ما کاملاً آشکار نیست. به همین دلیل به نظر میرسد با ترکیب مدلهای خطی و غیرخطی بتوان نتایج مدلسازیهای هیدرولوژیکی را افزایش داد. استفاده از مدلهای سری زمانی یکی از راههای کاربردی در شبیه سازی و پیش بینی دادههای هیدرولوژیک است. یکی از مشکلات عمده در استفاده از مدلهای سری زمانی جهت پیشبینی دادههای هیدرولوژیک، نحوه تولید دادههای تصادفی است. در این فرآیند دادههای تولیدی با تغییر سری تصادفی، تغییر خواهند کرد. در این تحقیق ابتدا دادههای سری زمانی دبی جریان رودخانه زرینهرود مورد برسی اولیه از قبیل بررسی روند، استقلال و ایستایی و همگنی قرار گرفت. نتایج نشان داد که داده-های مورد بررسی در مقیاس سالانه و در سطح اطمینان 5 درصد بدون روند میباشند و همگنی و استقلال دادهها نیز تایید گردید. در نهایت دادههای بررسی شده با استفاده از مدلهای تک متغیره AR و GAR مورد ارزیابی قرار گرفت و مدلهای AR(1) و GAR(1) با توجه به معیار آکائیکه به عنوان مدلهای برتر انتخاب گردید. بعد از بررسی و مقایسه دو مدل فوق، سری زمانی باقیمانده این مدلها استخراج و با استفاده از مدلهای غیر خطی خودهمبسته با واریانس شرطی (ARCH) برازش یافتند. با تلفیق د.و مدل خودهمبسته و گامای خودهمبسته با مدلهای غیر خطی خانواده ARCH سرانجام دو مدل تلفیقی AR-ARCH و GAR-ARCH تولید گردید. نتایج حاصل از مدلسازی دبی سالانه رودخانه زرینه رود نشان داد که مدلهای تلفیقی GAR-ARCH و AR-ARCH به ترتیب دقت مدلسازی را به اندازه 12 و 11درصد در واحد متر مکعب بر ثانیه افزایش و خطای مدلسازی را در حدود 40 و 50 درصد در واحد مترمکعب بر ثانیه نسبت به مدلهای خطی تک متغیره نظیر خود کاهش میدهند. نتایج حاصل از بررسی و مقایسه دقت و میزان خطای دو مدل AR و GAR نیز نشان داد که مدل GAR نتایج بهتری را در مدلسازی دبی جریان رودخانه زرینه رود ارائه میکند. مدل GAR نسبت به مدل AR مقدار خطای کمتر و دقت بیشتری را ارائه کرد. همچنین نتایج نشان داد که مدلهای تلفیقی، نقاط اوج دبیها را در مورد مدلسازی دبی سالانه رودخانه زرینه رود، نسبت به مدلهای رایج بهتر مدل میکنند. استفاده از مدلهای غیرخطی و تلفیق آنها با مدلهای خطی تا حد زیادی قطعیت و دقت مدلسازی و پیشبینیها را افزایش میدهد.
Combined Model
Gamma
Linear models
Nonlinear Models
2017
02
19
181
197
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3484_47753cb419794eedb9f96d3f5027f849.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
تغییرات فصلی و مکانی نرخ گرد و غبار حمل شده از روی شهرهای دشت سیستان و ارتباط آن با برخی پارامترهای اقلیمی
مهدی
دانش شهرکی
علی
شهریاری
مجتبی
گنجعلی
ابوالفضل
بامری
سابقه و هدف: دشت سیستان بهدلیل رسوبات آبرفتی ریزدانه، فرسایشپذیری زیادی دارد که با توجه به وزش بادهای 120 روزه و خشک بودن منطقه، این ذرات ریز بهراحتی جابجا میشوند و در نتیجه باعث طوفانهای متعدد گرد و غبار میشوند. لذا این مطالعه با هدف بررسی تغییرات نسبت گرد و غبار حمل شده در دشت سیستان و ارتباط میزان گرد و غبار با برخی پارامترهای اقلیمی به صورت فصلی در سال 1394 انجام شده است. مواد و روشها: برای نمونهبرداری 25 عدد تله رسوبگیر سیفونی در 5 شهر دشت سیستان شامل زابل (7 عدد)، زهک (4 عدد)، نیمروز (4 عدد)، هیرمند (5 عدد) و هامون (5 عدد) نصب گردید و در پایان هر فصل گرد و غبار جمع آوری و اندازهگیری شدند. پارامترهای اقلیمی شامل سرعت باد، دمای هوا، رطوبت نسبی، بارندگی، تبخیر و تعرق و میانگین دمای خاک در عمق 5 سانتیمتری از اطلاعات ایستگاههای هواشناسی زابل و زهک بهصورت فصلی مورد استفاده قراد گرفتند. جهت بررسی تغییرات فصلی و مکانی، نرخ گرد و غبار حمل شده و همچنین بررسی ارتباط بین پارامترهای اقلیمی و میزان گرد و غبار از آزمون همبستگی پیرسون استفاده شد. یافتهها: نتایج نشان داد که میانگین و مجموع سالانه نرخ گرد و غبار حمل شده در دشت سیستان به ترتیب برابر 85/338 و 03/6777 گرم بر متر مربع بر فصل بود. شهر هیرمند در بهار و تابستان و شهر نیمروز در پاییز و زمستان دارای بیشترین نرخ گرد و غبار حمل شده بودند. در تمامی فصول شهر هامون دارای کمترین مقدار نرخ گرد و غبار حمل شده بود. میانگین نرخ گرد و غبار حمل شده در دشت سیستان در تابستان (23/566 گرم بر متر مربع بر فصل) بهصورت معنیداری از فصول پاییز و زمستان بیشتر بود. مقدار میانگین نرخ گرد و غبار حمل شده با سرعت باد، دمای هوا، دمای خاک در عمق 5 سانتیمتری و تبخیر و تعرق همبستگی مثبت و معنیداری را نشان داد و با رطوبت نسبی همبستگی منفی و معنیداری را نشان داد. اگرچه همبستگی بین بارندگی و میانگین نرخ گرد و غبار حمل شده منفی بود، لیکن این ارتباط از لحاط آماری در سطح احتمال 05/0 معنیدار نبود. نتیجهگیری: با توجه به نتایج بهدست آمده، از مهمترین عوامل موثر در پراکنش مکانی و تغییرات زمانی نرخ گرد و غبار حمل شده در دشت سیستان، میتوان به فاصله از منبع اصلی برداشت (تالابهای هامون)، سطح منطقه برداشت در جهت باد غالب و عوامل اقلیمی که به صورت مستقیم بر قرسایش و تخریب خاک، شرایط هیدرولوژیکی و اکولوژیکی (حضور آب در تالابهای هامون و وجود پوشش گیاهی) منطقه نقش دارند، اشاره نمود.
Wind erosion
Dust Storms
Atmospheric Characteristics
120-Day Wind
Hamoun Wetlands
2017
02
19
199
215
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3485_0bfc8138250001ac2e8f84ce82e0fa84.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
ارزیابی سالیانه مؤلفه های اقلیمی حوضه آبخیز کشف رود در دوره های آتی با استفاده از گزارش پنجم هیأت بین الدول تغییر اقلیم
امیرحسین
آقاخانی افشار
یوسف
حسن زاده
علی اصغر
بسالت پور
محسن
پوررضا بیلندی
سابقه و هدف: چرخه هیدرولوژی در حوضه رودخانه ها و منابع آب قابل دسترس در مناطق خشک و نیمه خشک جهان به شدت تحت تأثیر تغییرات اقلیم و افزایش بیش از حد انتشار گازهای گلخانه ای قرار دارند. به گونه ای که در سال های اخیر، افزایش دمای ناشی از افزایش گازهای گلخانه ای سبب ایجاد یک ناهنجاری در سیستم اقلیم کره زمین گردیده است. استفاده از خروجی مدل های گردش عمومی جو به منزله معتبرترین ابزار در تحقیقات تغییر اقلیم، در حال افزایش است. تاکنون نسخه های گوناگونی از این مدل ها عرضه شده است که از آن جمله می توان به مدل های اولین گزارش ارزیابی هیأت بین الدول تغییر اقلیم تحت عنوان (FAR 1990)، مدل های دومین گزارش با عنوان (SAR 1996)، مدل های سومین گزارش با عنوان (TAR 2001) و مدل های چهارمین گزارش ارزیابی با عنوان (AR4 2007) اشاره کرد. هدف از این تحقیق بررسی سالیانه روند تغییرات آتی مؤلفه های اقلیمی در حوضه آبخیز کشف رود (که در شمال شرقی ایران و در استان خراسان رضوی واقع شده است) با استفاده از گزارش جدید هیأت بین الدول تغییر اقلیم (گزارش پنجم) و تحت سناریوهای جدید انتشار می باشد. مواد و روش ها: در این تحقیق با درنظر گرفتن پارامترهای بارش و دما به عنوان مهم ترین پارامترهای اقلیمی، چهارده مدل از بین مدل های مستخرج از جدیدترین گزارش هیأت بین الدول (گزارش پنجم، AR5)، انتخاب گردید. در دوره تاریخی (1992-2005)، داده های شبیه سازی شده توسط این مدل ها با داده های مشاهداتی و با استفاده از چهار معیار ارزیابی شامل: ضریب ناش-ساتکلیف (NS)، درصد اریبی (PBIAS)، ضریب تعیین (R2) و نسبت جذر ریشه مربعات خطاء به انحراف معیار استاندارد داده های مشاهداتی (RSR)، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند. یافته ها: در نهایت، چهار مدل اقلیمی به نام های GFDL-ESM2G، IPSL-CM5A-MR، MIROC-ESM و NorESM1-M که براساس معیارهای ارزیابی انطباق بیشتری با داده های مشاهداتی از خود نشان دادند، انتخاب گردید. علاوه بر این، تغییرات اقلیم آینده توسط چهار سناریوی جدید انتشار (RCPs) به نام های RCP2.6، RCP4.5، RCP6.0 و RCP8.5 و تحت سه بازه زمانی آینده نزدیک (2006-2037)، آینده متوسط (2037-2070) و آینده دور (2070-2100) در این چهار مدل مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند. نتیجه گیری: نتایج حاصل از آزمون من-کندال، نشان داد که مؤلفه بارش، روند تغییرات قابل توجه کاهشی و افزایشی متغیری را از خود نشان می دهد. همچنین دمای متوسط نیز روند افزایشی قابل توجهی با سطح اعتماد 90، 99 و 99.9درصد از خود نشان می دهد. از طرف دیگر تا انتهای قرن 21 در مقایسه با دوره تاریخی در تمامی مناطق حوضه آبخیز کشف رود و با درنظر گرفتن تمامی مدل ها و سناریوها، به طور متوسط دمای حوضه بین 0.56 تا 3.3 درجه سانتی گراد افزایش و بارش به میزان 10.7 درصد کاهش را از خود نشان می دهند.
Annual trend analysis
Climate Change
Precipitation and Temperature
CMIP5
RCP scenario
2017
02
19
217
233
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3486_5850399c756ca9fc638d24f6baa57f52.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
تعیین زمان آبیاری مزارع نیشکر با استفاده از دماسنج مادون قرمز و اندازهگیری رطوبت خاک ناحیه ریشه
شادمان
ویسی
عبدعلی
ناصری
سعید
حمزه
سابقه و هدف: از جمله عوامل مهمی که باعث کاهش عملکرد گیاه نیشکر میشود، تنش آبی کوتاه مدت وارده به این گیاه در طول فصل رشد و در بازه دو آبیاری متوالی میباشد. هدف این تحقیق مطالعه و پایش عوامل تعیین کننده وضعیت آبی گیاه نیشکر (دمای پوشش گیاهی، رطوبت خاک، رطوبت گیاه) در زمینهای تحت کشت این گیاه، بمنظور برنامهریزی صحیح آبیاری و تعیین زمان و میزان مناسب مصرف آب است. مواد و روشها: این تحقیق در سال زراعی 93-94 در اراضی کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی در ماههای خرداد تا شهریور بر روی واریته CP69 در سنین مختلف (کشت، بازروئی اول، دوم و سوم) انجام شد. شاخص تنش آبی گیاه نیشکر (CWSI) با استفاده از دماسنج مادون قرمز اندازهگیری شد و پس از آن، رابطه بین شاخص تنش آبی گیاه نیشکر و درصد رطوبت جرمی خاک در دو عمق (30-0) و (60-30) سانتیمتری ، در دو سری اندازهگیری مورد بررسی قرار گرفت. اندازهگیریهای سری اول به منظور واسنجی و اندازهگیریهای سری دوم به منظور صحتسنجی رابطه تنش و رطوبت خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. یافتهها: در این تحقیق معادله خط مبنای پایین تنش برای گیاه نیشکر با ضریب تبیین 87 درصد بدست آمد. همچنین معادله خط مبنای بالا که بصورت یک خط افقی است در بازه 3 تا 4 درجه سانتیگراد در نوسان بود. میزان تنش در روزهای مختلف دور آبیاری محاسبه شد. و نشان داده شد که مقدار بهینه برای شروع آبیاری این گیاه در تمام سنین 5/0 است. نتایج نشان داد که همبستگی شاخص تنش آبی با رطوبت خاک در عمق 30 و 60 سانتیمتری تفاوت معنیداری ندارد. معادله واسنجی شده در سری اول اندازهگیریها حداقل مجذور مربعات خطای نزدیک به 15/0 را با تنش مشاهداتی نشان داد. که این نتیجه حاکی از آن است که تنها پارامتر متغییر که دوره رشد گیاه است را نمیتوان نادیده گرفت. همچنین با افزایش سن گیاه همبستگی بین شاخص تنش و رطوبت خاک کاهش یافت. از آنجایی که همبستگی بین شاخص تنش با رطوبت ناحیه ریشه بسیار قابل قبول نبود، به نظر میرسد که علاوه بر تنش آبی، تنشهای دیگر نظیر تنش شوری نیز به گیاه با توجه به کیفیت آب آبیاری مصرفی وارد میشود. نتیجهگیری: به طور کلی نتایج نشان داد که شاخص تنش آبی که از دمای پوشش گیاهی منتج میشود، شاخص بسیار حساس به تغییرات وضعیت آب گیاه است و برای تعیین زمان آبیاری مناسب است و تعیین رطوبت خاک با توجه به شوری آب آبیاری نمیتوان تعیین کننده وضعیت آبی گیاه باشد.
Water stress
Salman Farsi agro industry
Infrared thermometer
soil moisture
Sugarcane
2017
02
19
235
251
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3487_3e9398b2a700d4446555bd3503113f29.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
تاثیر غنیسازی و تلقیح میکروبی بر بهبود خصوصیات کیفی ویناس چغندر قند برای استفاده در اراضی کشاورزی
اکبر
حسنی
مهدی
نورزاده حداد
سابقه و هدف : ویناس پساب صنعت الکلسازی بوده و مایعی با رنگ قهوهای تیره میباشد که محتوی ترکیبات آلی و معدنی متنوعی است و ورود آن به محیط زیست ممکن است مشکلاتی به همراه داشته باشد. طی سالهای اخیر نگاه متفاوت به محصولات جانبی و استفاده از آنها در سایر زمینههای مختلف مورد توجه قرار گرفته است. کاربرد این ضایعات در زمینهای کشاورزی به عنوان بخشی از برنامه حاصلخیز نمودن خاک یکی از این موارد میباشد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر تیمار ویناس با نوعی کنسرسیوم متشکل از سه گونه باکتری مختلف بر نیاز اکسیژن شیمیایی(COD)، نیاز اکسیژن زیستی(BOD)، فنل و شدت رنگ ویناس خام و همچنین تاثیر ویناس خام و تیمار شده بر جمعیت قارچها و باکتریهای خاک میباشد. مواد و روشها : ویناس مورد مطالعه از کارخانه شرکت الکلسازی تقطیر خراسان تهیه شد. در این پژوهش، تجزیه زیستی با استفاده از نوعی کنسرسیوم متشکل از سه باکتری Pseudomonas aeruginosa ، Stenotrophomonas maltophila وProteus mirabilis انجام شد. در این مطالعه، تاثیر دما، غلظت آلودهسازی، وجود نمکهای معدنی، غلظتهای متفاوت اسید هیومیک و منابع متفاوت کربن و نیتروژن مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی تاثیر کاربرد ویناس خام و تیمار شده بر جمعیت میکروارگانیسمهای خاک، جمعیت باکتریها و قارچهای خاک به عنوان شاخص جمعیت میکروارگانیسمها شمارش شد. یافتهها : نتایج نشان داد که این کنسرسیوم با ایجاد شرایط بهینه در دمای 38 درجه سلسیوس و غلظت آلودهسازی 10 درصد حجمی- حجمی طی مدت 5 روز قادر به کاهش 1/57 و 7/75 درصدی به ترتیب در مقدار COD و BOD بود. مقدار رنگ و فنل نیز به ترتیب 2/59 و 6/66 درصد کاهش یافت. اضافه نمودن گلوکز به عنوان منبع ساده کربن باعث افزایش تاثیرگذاری کنسرسیوم بر ویناس شد. حضور اسید هیومیک به عنوان منبع پیچیده کربن و همچنین یک عامل محرک رشد باکتریها بر عملکرد کنسرسیوم بر ویناس تاثیر مثبت داشت. بیشترین کاهش رنگ، COD و فنل در غلظت 40 میلیگرم بر لیتر اسید هیومیک دیده شد. با اضافه کردن ویناس خام و تیمار شده به خاک پس از گذشت 33 روز، جمعیت باکتریها تحت تاثیر ویناس خام و تیمار شده به ترتیب 6/27 و 0/17 درصد افزایش یافت. این روند به طور تقریبا مشابه برای قارچها نیز تکرار شد. نتیجهگیری : به طور کلی نتایج حاصل از این آزمایش نشان میدهد که استفاده از این کنسرسیوم با ایجاد شرایط بهینه قادر به کاهش درصد بالایی از رنگ، COD و مواد فنولیک میباشد و استفاده از این کنسرسیوم برای تجزیه زیستی ویناس تولید شده در صنعت الکل سازی، قبل از رهاسازی آنها به محیط زیست میتواند تاثیر منفی بالقوه آنها را کاهش دهد. همچنین اضافه کردن ویناس خام و تیمار شده به خاک باعث افزایش جمعیت قارچها و باکتریها میشود که تاثیرگذاری ویناس خام در این مورد بیشتر است.
vinasse
bacterial consortium
biologycal treatment
Humic acid
biologycal oxygen demand
2017
02
19
253
268
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3488_805f25da59fafe455250ab1baecca1c9.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
بازشناخت الگوی پراکنش کلاسهای خاک در یک زمیننمای نیمهخشک در ایران باختری با کاربرد نگرش دانشبنیاد فازی
پرویز
شکاری
جواد
یلوه
سابقه و هدف: مدل کردن تغییرپذیری خاک در کاربری پایدار این منبع طبیعی اهمیت بنیادین دارد. مدلهای ناپیوسته که از دیرباز به کار رفتهاند تغییرات خاک را به اندازه نیاز در کشاورزی نوین تشریح نکرده و منجر به بروز کاستیهای بنیادین در توان پیشبینی مکانی نقشههای خاک میشوند. کاربرد فزاینده الگوریتمهای آماری که ابزار "رایانآموختی" نامیده میشوند در تولید و بهبود نقشههای خاک به شکل رقومی از راههای رویارویی با این مشکل است. مدل SoLIMاز جمله این روشهاست که نگرش دانشبنیاد فازی را برای درک روابط خاک-سرزمین و پیشبینی پراکنش خاک به طور پیوسته به کار میگیرد. در این پژوهش توان مدل SoLIM در پیشبینی الگوی پراکنش خاک در بخشی از دشت میاندربند استان کرمانشاه به مساحت 2300 هکتار آزموده شد. مواد و روشها: نقشههای تندی و راستای شیب، خمیدگی نیمرخی و تراز، و نمایه خیسی از مدل رقومی ارتفاع با دقت 10متر محاسبه و به همراه نقشه مواد مادری خاکها بهعنوان موثرترین متغیرهای محیطی همراه (متغیرهای همراه) مؤثر در تمایز خاکهای منطقه در مدل به کار رفت. بر پایه تحلیل زمینریختشناختی، 26 پدان جایابی، تشریح و بر اساس Soil Taxonomy (ST) و WRB به ترتیب در هفت زیرگروه و شانزده گروه مرجع خاک ردهبندی شد. برای آموزش الگوریتم در بازشناخت روابط میان متغیرهای همراه و خاکهای ردهبندیشده در هر یک از دو سیستم، قواعد لازم در محیطSoLIM تعریف شد. پس از استنتاج، برای هر یک از زیرگروهها و RGSها یک نقشه فازی ساخته شد و با آمیختن خروجیهای فازی، نقشه نافازی الگوی پراکنش خاک منطقه برای هر یک از دو سیستم ردهبندی تولید گردید. یافتهها: نتایج نشان از توان خوب یادگیری الگوریتم داشت، اما خروجیها برای دو سیستم ردهبندی متفاوت بود. برای زیرگروههای ST نقشه یکپارچهتری از WRB به دست آمد که بازتابی از ساختار درختی آن بود. یکپارچگی کمتر نقشه WRB نشانی از توان پیشبینی مکانی بهتر تفسیر شد که پیآمد ساختار دو سطحی و منعطفتر آن بود. برای ارزیابی عملکرد مدل، نتایج 26 پدان در آرایشی متشکل از چهار ترانسکت و 5 نقطه با پراکنش هدفمند و بهگونهای که بر پایه دانش به دستآمده، بیشترین تغییرپذیری خاک را در منطقه دربر میگرفت با پیشبینیهای الگوریتم فازی مقایسه گردید. بر پایه دو معیار "صحت عمومی نقشه" و "نمایه سازگاری کاپا" پیشبینی SoLIM در سطح زیرگروههای ST به ترتیب تا 78 و 64 درست بود. همین معیارها برای گروههای مرجع WRB 67 و 62 درصد محاسبه گردید. میزان درستی پیشبینیها در الگوی ترانسکت برای ST و WRB به ترتیب 3/78 و 2/65، اما برای نقاط تصادفی تصادفی در هر دو سیستم رده بندی خاک 75درصد بود. بر پایه نتایج، توانایی SoLIM در برآورد الگوی پراکنش خاکها در منطقه، پذیرفتنی بود. در سطوح پایین ردهبندی به ویژه ST با ساختار درختی، مدل از توان مناسبی برای جداسازی خاکهای مختلف برخوردار نبود به طوریکه استنتاج در سطح خانواده به نتایج ضعیفی به دست داد. نتیجهگیری: بیگمان افزایش شمار مشاهدات در هر دو گروه روشهای سنتی و نوین مهمترین عامل در افزایش توانایی پیشبینی نقشه است. اما چنین راهکاری با دیدگاه اقتصادی نقشهبرداری رقومی هماهنگی ندارد. به نظر میرسد با کاربست راهبردهای دیگری چون بازشناخت دقیقتر موثرترین متغیرهای همراه، افزایش حساسیت الگوریتمها، و طراحی نمونهگیری بهتر برای دستیابی به شمار و پراکنش بهینه مشاهدات در منطقه، بتوان به نتایج بهتری رسید.
Keywords: Digital Soil Mapping
Fuzzy
Variability
Map contiguity
2017
02
19
269
283
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3489_761c7387cee8457f8a7a426d3fed29ea.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
تأثیر جهت شخم بر نگهداشت آب و عملکرد دانه گندم در کشتزار دیم در منطقه نیمهخشک در غرب زنجان
علیرضا
واعظی
لیدا
پیری
چکیده سابقه و هدف: فراهمی آب مهمترین عامل تعیین کننده بهرهوری در مناطق خشک و نیمهخشک است. در این مناطق عملکرد محصول تحت تأثیر توزیع و مقدار بارش و نگهداری آب در خاک است. به کارگیری روشهای مدیریت خاک میتواند در مهار روانآب سطحی و افزایش نگهداری آب در خاک مناسب باشد. خاکورزی به عنوان یک اقدام مهم مدیریتی خاک میتواند بر تولید روانآب و فرسایش خاک و در نتیجه بر ذخیره آب و عملکرد محصول در زمینهای دیم تأثیر بگذارد. هنوز در بسیاری از کشتزارهای دیم در مناطق نیمهخشک، شخم در جهت موازی با شیب انجام میگردد که به عنوان یک عامل مهم، نگهداشت آب به خاک را به دلیل کاهش فرصت نفوذ آب، کاهش میدهد. اگر چه مطالعات مختلفی به منظور تعیین اثر روشهای مختلف خاکورزی بر ذخیره آب و عملکرد محصول در سراسر جهان انجام شده است اما اطلاعات اندکی دربارهی نقش جهت شخم در ذخیره آب و عملکرد محصول در کشتزارهای دیم گندم در مناطق نیمهخشک به ویژه در ایران وجود دارد. بنابراین این مطالعه به منظور تعیین اثرات دو جهت شخم (شخم موازی با شیب و شخم عمود بر شیب) در محتوای آب خاک طی دوره رشد و عملکرد دانه گندم در زمین دیم واقع در منطقه نیمهخشک در ایران انجام شد. مواد و روشها: این مطالعه در کشتزاری دیم با شیب حدود 10 درصد، دارای خاک با بافت لوم شنی در زنجان، شمالغرب ایران در سال 1394 انجام شد. کشت گندم زمستانه در دو جهت شامل 1) موازی با شیب (به عنوان خاکورزی مرسوم)، 2) کشت عمود بر شیب (به عنوان خاکورزی حفاظتی) در اوایل مهر ماه 1393 انجام شد. برای این منظور 24 کرت به ابعاد 75/1 متر در 8 متر بر روی زمین طراحی شد. محتوای آب خاک در سه نمونه خاک هر کرت که از منطقه گسترش ریشه در فاصله پنج روز طی دوره رشد از مهر ماه 1393 تا تیر ماه 1394 گرفته شده بود، اندازهگیری شد. عملکرد دانه گندم و اجزای عملکرد با جمعآوری کل محصول از سطح هر کرت به هنگام برداشت محصول (تیر ماه) تعیین گردید. دادههای محتوای آب خاک و عملکرد دانه گندم به روش تجزیه واریانس با استفاده از آزمون دانکن تحلیل شدند. تجزیه آماری با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه 21 انجام شد. یافتهها: میانگین رطوبت خاک طی دوره رشد در کرتهای با کشت عمود بر شیب (1/9 درصد)، 62 درصد بزرگتر از کرتهای با شخم موازی (6/5 درصد) بود. این تفاوت از نظر آماری (P نتیجهگیری: این مطالعه نشان داد که جهت شخم عامل مهم تعیین کننده محتوای آب خاک در کشتزار دیم گندم است. در کرتهای با شخم عمود بر شیب فرصت نفوذ آب به خاک بسیار بالا است. این متغیر مهمترین عامل تعیین کننده عملکرد گندم در شرایط دیم است. افزایش عملکرد دانه در شرایط کشت عمود بر شیب همراه با افزایش اجزای عملکرد به واسطه افزایش محتوای آب خاک بود. با توجه به این نتایج، به کارگیری شخم و کشت عمود بر شیب در کشتزارهای دیم میتواند به عنوان راهکاری اساسی جهت کاهش هدررفت آب و افزایش عملکرد در مناطق نیمهخشک باشد.
Crop yield components
Tillage method
Countor line
Soil water content
2017
02
19
285
299
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3490_6dcd673bdb90642f389002eaeb7480ee.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
بهینه سازی مصرف آب بخش کشاورزی با استفاده از نتایج یک مدل شبیه سازی رشد گیاه (مطالعه موردی: ماهیدشت- کوزران استان کرمانشاه)
علی
بافکار
بهمن
فرهادی بانسوله
سعید
برومندنسب
ایران با میانگین بارش سالانه حدود 230 میلی متر یکی از کشورهای جهان است که در مناطق خشک و نیمه خشک جهان قرار گرفته است. توزیع نامناسب زمانی و مکانی نزولات جوی با توجه به نیازهای کشاورزی یکی دیگر از مشکلات بخش کشاورزی می باشد. استفاده از مدل های شبیه سازی رشد محصول راهکاری است که از طریق آن می توان بیلان آبی را مورد بررسی قرار داده، فرایند رشد را شبیه سازی کرده و به مطالعه سناریوهای مختلف مدیریتی پرداخت. در این راستا، ترکیب مدل های شبیه سازی رشد گیاهی با سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) و مدل های بهینه سازی نیز ضرورت پیدا کرده است. یکی از عوامل محدود کننده استفاده از مدل های شبیه سازی رشد محصول واسنجی پارامترهای گیاهی این مدل ها می باشد. تحقیقات نشان داده است که کاربرد مدل های شبیه سازی خارج از محدوده اغلب منجر به نتایج مأیوس کننده ای می شود. تعدادی از این پارامترها بستگی به رقم دارند، بنابراین برای کاربرد این مدل ها ابتدا بایستی آنها را با توجه به رقم محلی واسنجی نمود. در دهه های گذشته مدل های مختلفی برای برنامه ریزی اراضی کشاورزی در مقیاس های مختلف توسعه یافته است. هدف از مطالعه کنونی تعیین سطح زیر کشت محصولات عمده کشاورزی در دشت ماهیدشت استان کرمانشاه بر اساس ترکیب نتایج مدل های شبیه سازی رشد گیاهی و برنامه ریزی خطی می باشد. در این تحقیق برای شبیه سازی رشد گیاه از مدل WOFOST و برای برنامه ریزی خطی از نرم افزار GAMS استفاده شده است. مواد و روش ها: آزمایشات مزرعه ای در سال های زراعی 1390- 1389 برای واسنجی و اعتبارسنجی پارامترهای گیاهی مدل WOFOST برای محصولات عمده ( گندم، جو و ذرت ) با مدیریت های کم آبیاری انجام گردید. آزمایشات مذکور در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه رژیم آبیاری (آبیاری کامل، 20 و 40 درصد کم آبیاری) و در چهار تکرار انجام شد. اراضی کشاورزی دشت با توجه به خصوصیات خاک و تقسیمات اداری به 440 واحد همگن طبقه بندی گردید. به حداکثر رساندن درآمد کشاورزان به عنوان تابع هدف در مدل برنامه ریزی خطی مد نظر قرارگرفت. محدودیت های فصلی و ماهانه آب، کارگر، زمین و ماشین آلات کشاورزی نیز در سطح منطقه در نظر گرفته شد. با در نظر گرفتن منابع آب موجود با استفاده از مدل تهیه شده الگوی کشت بهینه تحت 8 سناریوی محتلف تامین منابع آب و نوع سیستم آبیاری مشخص گردید. یافته ها: با استفاده از واسنجی مقدار پارامترهای حساس مدل WOFOST برای محصولات مورد مطالعه در دشت ماهیدشت تعیین گردید. نیاز آبی و مقدار عملکرد محصولات مذکور در شرایط پتانسیل و کم آبی با توجه به میانگین طولانی مدت پارامترهای هواشناسی در منطقه برآورد گردید. تحلیل سناریوهای مورد مطالعه بیانگر این بود که درآمد سناریو6 (دو برابر شدن قیمت آب و سیستم آبیاری بارانی ) با درآمد کل کشاورزان به میزان 140 میلیارد ریال بیشترین در آمد را در بین این سناریوها دارا می باشد. سطح زیر کشت محصولات در این سناریو 75262 هکتار بدست آمد که نسبت به سناریو پایه افزایش نشان داد. نتیجه گیری: ترکیب مدل های شبیه سازی رشد گیاهی و برنامه ریزی خطی می تواند در تعیین الگوی کشت مناسب تحت شرایط مختلف تامین منابع آب مورد استفاده قرار گیرد. بیشترین در آمد کشاورزان در این مطالعه در سناریوی شماره 6 اتفاق افتد که در آن قیمت آب دو برابر و سیستم آبیاری بارانی به کار رفته بود.
crop growth simulation model
Landuse
GIS
Linear programming
Kermanshah
2017
02
19
301
315
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3491_864de500def5eb2dfe4671282acc1540.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
برآورد ضرایب انتشار طولی رسوبات معلق درون محیطهای متخلخل درشتدانه
جعفر
چابک پور
ابراهیم
امیری تکلدانی
محمد
صدقی اصل
چکیده: سابقه و هدف: به دلیل اینکه رواناب خروجی از حوضههای آبریز همواره شامل مقدار زیادی از رسوبات ریزدانه و معلق میباشد کارایی سدهای سنگریزهای که از مصالح سنگی درشتدانه ساخته میشوند برای تنظیم سیلابهای عبوری به مرور زمان و به دلیل ترسیب ذرات رسوبی در منافذ درشتدانه بدنه سد کاهش می یابد. به دلیل اینکه بخشی از سازههای ساخته شده با استفاده از مصالح سنگی درشتدانه جریانهای حاوی رسوبات معلق را از خود عبور میدهند لذا فرایند ردیابی این نوع جریانها از درون محیطهای متخلخل مورد توجه قرار گرفته است. بررسی فرایند انتقال و انتشار رسوبات معلق از درون محیطهای درشتدانه معمولاً با استفاده منحنیهای رخنه انجام میگردد. این فرایند بیشتر برای آلودگیها و در رودخانهها، مجاری فاضلابرو و محیطهای متخلخل ریزدانه متداول بوده و محققان قبلی از تکنیکهای زیادی از جمله حل تحلیلی، تکنیک تخمین پارامتر و روشهای عددی برای مسائل فوق الذکر استفاده نمودهاند ولی هنوز در رابطه با رسوبات معلق تحقیقات متقنی انجام نشده است. منحنیهای رخنه خروجی از محیط متخلخل در بسیاری از مواقع متقارن نبوده و دارای چولگی میباشد لذا تعدادی از محققان پس از برداشت دادههای صحرائی پی به این مساله برده و مدل جدیدتری را تحت عنوان مدل ذخیره موقت ارائه نمودند. بعضی از محققان با در نظر گرفتن مساله عدم تقارن در منحنیهای رخنه خروجی اقدام به ترکیب رابطه مرتبه اول تبادل جرم با معادلات انتقال و انتشار نموده و با اعمال شرایط اولیه و مرزی متنوع حلهای تحلیلی خاصی را استخراج نمودهاند. نکته مهم در این خصوص این است که در شرایط مشابهی از شرایط اولیه و مرزی میبایستی اقدام به استفاده از حلهای تحلیلی نمود. به همین دلیل در بسیاری از موارد محققان اقدام به استفاده از روشهای گشتاورهای زمانی و مکانی بر اساس دادههای آزمایشگاهی برداشت شده مینمایند. با تاکید بر موارد اشاره شده و نیز با توجه به اینکه تاکنون تحقیقات آزمایشگاهی منسجم و کاملی در زمینه مطالعه رفتار رسوبات معلق درون محیطهای متخلخل درشت دانه انجام نشده است در این پزوهش در این زمینه تمرکز گردید. مواد و روشها: در این پژوهش با ساخت نمونه آزمایشگاهی از محیط متخلخل درشتدانه و استفاده از رسوبات ریزدانه در محدوده بار معلق سعی شد تا یک سری داده آزمایشگاهی به منظور ردیابی فرایند انتقال و انتشار طولی رسوبات معلق برداشت شود. در این پژوهش با انتخاب دو قطر سنگدانه، چهار دبی درونگذر، و با اعمال گرادیانهای متفاوت بر روی محیط، منحنیهای رخنه رسوبات معلق خروجی از بدنه سازههای سنگریزهای استخراج گردید. روش استخراج منحنیهای رخنه به صورت برداشت نمونه آب از انتهای محیط بوده و پس از رد نمودن از کاغذ صافی و خشک کردن رسوبات، منحنیهای غلظت زمان استخراج گردید. همچنین با استفاده از تکنیک تخمین پارامتر برای معادله کلاسیک انتقال-انتشار و نیز روش گشتاورگیری زمانی ضریب انتشار طولی رسوبات معلق استخراج شد. یافتهها: نتایج بدست آمده نشان داد که به دلیل ویژگیهای ذاتی منحنی رخنه خروجی از درون بدنه سنگدانهای، روش گشتاورگیری زمانی دارای دقت بهتری نسبت به معادله کلاسیک انتقال-انتشار بوده و همچنین با استفاده از روش پارامترهای ابعادی یک رابطه برای تخمین ضریب انتشار طولی بدست آمد که متوسط خطای نسبی آن برای تخمین ضریب انتشار 30 درصد میباشد و این مقدار در تحقیقات رسوبی قابل اطمینان میباشد. نتایج مربوط به آنالیز منحنیهای رخنه خروجی از محیط متخلخل نیز نشان داد که منحنیهای رخنه خروجی از محیط دارای دو بال صعودی و نزولی نامتقارن بوده که این به دلیل ذخیره موقت رسوبات درون محیط متخلخل درشتدانه میباشد.
Rockfill materials
suspended sediments
longitudinal dispersion coefficient
classical advection-dispersion equation
temporal moments
2017
02
19
317
332
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3492_92268077e1a896beb0b68844ffd81555.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
بررسی پاسخ هیدرولوژیکی جریان رودخانه به تغییر اقلیم (مطالعه موردی: حوضه آبریز سد دز)
رویا سادات
موسوی
صفر
معروفی
سابقه و هدف: در سالهای اخیر بدلیل مشاهده شواهد وقوع تغییر اقلیم در متغیرهای آب و هوایی و همچنین هیدرولوژیکی، نگرانی در خصوص تغییرات منابع آب تجدیدشونده و دسترسی به منابع آب در آینده تحت تأثیر پدیده تغییر اقلیم افزایش یافته است. از آنجا که آگاهی از تأثیرات محتمل پدیده تغییر اقلیم بر میزان آب سطحی و نیز رژیم جریان از منظر سازگاری با پدیده تغییر اقلیم بسیار حائز اهمیّت میباشد، لذا در این پژوهش تغییرات آورد حوضه آبریز سد دز طی دهههای اخیر مورد بررسی قرا گرفته و نیز پیشبینی جریان تحت سناریوهای تغییر اقلیم برای افقهای زمانی آینده انجام شده است. مواد و روشها: از روش من-کندال جهت آشکارسازی روند و روشهای پتی و بویشند جهت شناسایی نقاط تغییر ناگهانی در سری زمانی رواناب در انتهای 4 زیرحوضه درود، ماربره، سزار و بختیاری استفاده شده است. همچنین برای پیشبینی جریان در قرن 21 تحت تأثیر پدیده تغییر اقلیم از خروجی دو مدل گردش عمومی جو CCSM3 و ECHAM5-OM برای سه سناریوی تغییر اقلیم بدبینانه A2، حالت میانه A1B و خوشبینانه B1 بهره گرفته شده است. ریزمقیاسنمایی خروجی مدلهای بزرگمقیاس در سطح منطقه مورد مطالعه توسط مدل LARS-WG انجام شد و دادههای ریزمقیاسشده بعنوان ورودی به مدل هیدرولوژیکی HBV جهت شبیهسازی جریان آینده وارد شد. یافتهها: آزمون من-کندال وجود روند معنیدار منفی (کاهش جریان) را در سه زیرحوضه درود، ماربره و سزار نشان داد و برای زیرحوضه بختیاری روند معنیداری مشاهده نشد. بعلاوه آزمونهای نقطه تغییر نیز رخداد افت ناگهانی جریان را در سه زیرحوضه مذکور نشان داد درحالیکه در زیرحوضه بختیاری تغییر در جهت مثبت اتفاق افتاده است. مقدار این تغییرات بسیار قابلتوجه بوده و بین 7/14 در زیرحوضه بختیاری و 3/43 درصد در زیرحوضه ماربره متغیر میباشد. همچنین بر اساس خروجی مدل هیدرولوژیکی با بارش و دمای مربوط به افق-های زمانی آینده 2020، 2050 و 2080 جریان سالانه در تمامی زیرحوضهها کاهش قابل توجهی را نشان میدهد. همچنین جریان فصل-های بهار، پاییز و زمستان در زیرحوضههای تیره، ماربره و سزار کاهش و در فصل تابستان افزایش مییابد. جریانهای فصلی افقهای زمانی آینده در زیرحوضه بختیاری نیز در تمام فصول به جز فصل پاییز با کاهش قابل توجهی همراه است. بطور کلی شبیهسازی جریان آینده تحت سناریوهای مفروض تغییر اقلیم در حوضه آبریز سد دز کاهش شدید پتانسیل آورد سالانه حوضه (تا بیش از یک میلیارد) را نشان میدهد. نتیجهگیری: بررسی جریان دهههای گذشته حوضه آبریز سد دز تغییرات شدید جریان را چه بصورت تدریجی و چه ناگهانی نشان میدهد که این تغییرات عمدتاً در جهت کاهش پتانسیل رواناب حوضه میباشد. بعلاوه بررسی جریان آینده نیز با سناریوهای مختلف کاهش جریان تحت تأثیر تغییر اقلیم را نشان میدهد. لذا با توجه به این شواهد به نظر میرسد این حوضه در آینده با کم شدن آورد روبرو خواهد شد و این نتایج بر لزوم بازنگری و تغییر استراتژیهای مدیریت منابع آب در جهت سازگاری با وقوع تغییر اقلیم تأکید مینماید.
Global Warming
Climate Change
Nonparametric methods
flow regime
2017
02
19
333
348
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3493_f764078ea80c3cbcec0fc48518186970.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
بررسی تاثیر پیگیبک لاین برآبشستگی موضعی زیر خطوط لوله افقی
سبحان
مرادی
کاظم
اسماعیلی
محمدرضا
اکبرزاده
سعیدرضا
خداشناس
کاظم
اسماعیلی
سابقه و هدف: عبور خطوط لولهانتقال َآب- فاضلاب و یا مواد سوختی، روی بستر فرسایشی دریا و رودخانه سبب بوجود آمدن اندرکنشی بین لوله و بستر فرسایشی میشود و تغییراتی را در هیدرودینامیک جریان اطراف لوله بوجود میآورد. در نتیجه، زیرخط لوله، آبشستگی موضعی ایجاد شده، که سبب ناپایداری، خمش و حتی شکست لوله میشود. برای محافظت از این خطوط لوله در برابر خطرهای احتمالی، لازم است شناخت درستی از مقدار و نحوه آبشستگی اطراف لوله پیدا کرد. مواد و روشها: پژوهش حاضر، به بررسی آبشستگی زیر خط لوله افقی در فلوم آزمایشگاهی با سه قطر لوله مختلف (2، 2/3، 8/3 سانتی-متر)، واقع بر بستر فرسایشی با دو اندازه متوسط رسوب (3/0، 18/1 میلیمتر) و سه شکل مقطع متفاوت از پیگیبکلاین (تیغه، دایره، مثلث)، تحت جریان یکنواخت، ماندگار و با برقراری شرایط آب زلالV⁄V_c ≈0/9)) انجام شده است. در ابتدا به روش پای-باکینگهام تمامی پارامترهای بعددار تاثیرگذار بر ابعاد آبشستگی موضعی زیر خطوط لوله را تحلیل ابعادی نمودیم. سپس در آزمایشهای مختلف، تاثیر پارامترهای بدونبعد مهمتر، شامل؛ قطر لوله، عدد فرود جریان، عمق جریان، اندازه متوسط دانههای رسوبی بستر، و شکل پیگیبکلاین، که با آنالیز ابعادی مشخص شدهاند را بر حداکثر عمق آبشستگی بررسی کردیم. یافتهها: نتایج آزمایشگاهی حاکی از آن است که مساحت سطح مانع در مسیر جریان در مقدار آبشستگی نهایی موثر است و با افزایش قطر لوله، عمق حداکثر آبشستگی و همچنین زمان رسیدن به تعادل نهایی آبشستگی، افزایش مییابد. نتایج نشان داد، با افزایش عدد فرود و با ثابت بودن قطر لوله و دانه بندی ذرات بستر حداکثر عمق آبشستگی در عدد فرود 3/0 اتفاق میافتد. استنباط کلی از مجموعه نتایج بدست آمده حاکی از آن است؛ تاثیر عمق جریان در مقادیر y_n⁄D کمتر از 5/3 تقریبا بر میزان حداکثر آبشستگی ناچیز است. بعبارت دیگر در مقادیر کم این نسبت، میتوان عمق آبشستگی را مستقل از عمق جریان دانست. از سوی دیگر مشاهده میشود با تغییر اندازه متوسط دانه-های رسوبی بستر، تغییر چندانی در حداکثر عمق آبشستگی ایجاد نمیشود. ولی بدلیل اینکه دانهبندی رسوبات با اندازه متوسط 18/1 میلی-متر، دارای انحراف معیار کوچکتر از 4/1 (یکنواختی بالا) بودند، انحراف معیار نقش بسزایی در ایجاد مقدار و محل تشکیل حداکثر عمق آبشستگی داشته است و شکل نیمرخ آبشستگی را بصورت چشمگیری تغییر داده است. با بکارگیری شکلهای متفاوتی از مقطع پیگیبکلاین در شرایط ارتفاعی برابر، نتایج طول گودال آبشستگی بطور تقریبی برای همه شکل مقطعهای پیگیبکلاین برابر است و در نتیجه فقط به ارتفاع جسم انسدادکننده جریان بستگی دارد و به شکل آن بستگی ندارد. اما مشاهده عینی نشان داد که طول موج رسوبی پیشرو و عمق آبشستگی تحت تاثیر شکل پیگیبکلاین میباشند و برای حالت پیگیبکلاین تیغهای (باله) 42/2 ، پیگیبکلاین مثلثی 25/2 و برای پیگیبکلاین دایرهای نصب شده روی لوله اصلی 9/1 برابر بیشتر از حالتی است که لوله بصورت منفرد روی بستر رسوبی نصب شده باشد. اختلاف عمق حداکثر آبشستگی بین پیگیبکلاین تیغهای و مثلثی، کم و در مقایسه با پیگیبکلاین لولهای زیاد است. نتیجهگیری: نتایج نشان داد که تغییر در شکل پیگیبکلاین نصب شده روی لوله اصلی بر مشخصات الگوی آبشستگی زیر خط لوله افقی تاثیرگذار است. پیگیبکلاین مثلثی برای افزایش مقدار عمق حداکثر آبشستگی و همچنین عبور کابلهای برق و تلفن و حتی آب-فاضلاب به همراه لوله اصلی، گزینه بهتری برای جایگزینی با باله(اسپویلر) بکار برده شده در حال حاضر میباشد.
local scour
Piggyback line
maximum depth of scour
transmission pipe lines
2017
02
19
349
363
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3494_63a8a420b0b17183654d351b52b030d1.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
حل عددی توزیع عرضی رسوب معلق در قوس رودخانهها
حسین
شریفان
عبدالرضا
ظهیری
بهروز
دهانزاده
هرمز
شیار بهادری
سابقه و هدف: تغییرات سرعت جریان و به ویژه غلظت رسوب معلق در عرض رودخانهها در محل قوس از توزیع بسیار غیریکنواختی برخوردار است. برای مدیریت بهتر سازههای هیدرولیکی واقع در قوس رودخانه، آگاهی از تغییرات غلظت رسوب معلق در عرض رودخانه لازم است. تاکنون مدلهای ریاضی دوبعدی و شبهدوبعدی زیادی برای حل توزیع عرضی سرعت در رودخانهها توسط محققین مختلف توسعه داده شده است که در اغلب این مدلها، مسیر رودخانه به صورت مستقیم فرض شده است. همچنین توزیع غلظت رسوب در عرض رودخانه و به ویژه در محل قوس تاکنون فقط با مدلهای پیچیده دوبعدی و سهبعدی شبیهسازی شده است. با توجه به لزوم سادگی در مطالعات کاربردی مهندسی هیدرولیک جریان و رسوب رودخانهها، استفاده از مدلهای ریاضی ساده شبهدوبعدی اخیراً مورد توجه و استقبال قرار گرفته است. هدف این مقاله، مدلسازی شبه دوبعدی توزیع عرضی سرعت جریان و غلظت رسوب معلق در محل قوس رودخانهها میباشد. مواد و روشها: برای شبیهسازی توزیع عرضی سرعت و رسوب در محل قوس رودخانهها، از حل عددی مدل ریاضی شیونو و نایت استفاده شد. برای واسنجی ضریب زبری مانینگ در این مدل از دادههای توزیع عرضی سرعت اندازهگیری در محل یکی از قوسهای رودخانه کارون در مجاورت ایستگاه هیدرومتری اهواز استفاده شد. همچنین با انتخاب 3 رابطه تجربی انتقال کل رسوب (معادلات اکرز-وایت، انگلوند-هانسن و یانگ)، بخش رسوبی این مدل نیز به کمک دادههای اندازهگیری شده توزیع عرضی غلظت رسوب در محل قوس واسنجی شد. یافتهها: نتایج حل عددی مدل ریاضی شیونو و نایت به روش تفاضلهای محدود نشان داد که از میان روابط رسوبی مورد استفاده، رابطه رسوبی یانگ مطابقت خوبی با مقادیر غلظت رسوب اندازهگیری شده در عرض رودخانه داشته و نسبت به روابط رسوبی اکرز-وایت و انگلوند-هانسن، از دقت بالاتری برخوردار میباشد. دو رابطه اخیر، مقادیر انتقال رسوب را بسیار بیشتر از مقادیر اندازهگیری برآورد می-کنند. با توجه به اینکه پایه و اساس رابطه رسوبی یانگ، قدرت یکه جریان است و در این نظریه، انتقال هر ذره رسوب مستقیماً متناسب با سرعت ذره است، احتمالاً به همین دلیل این رابطه از دقت بیشتری برخوردار بوده است. با انتگرالگیری عرضی از نتایج توزیع غلظت رسوب در عرض رودخانه، بار کل رسوب رودخانه واقعی و محاسباتی در محل قوس مورد مطالعه به ترتیب 26500 و 16000 تن بر روز بدست آمد که بیانگر خطای حدود 40 درصد میباشد. این در حالی است که روشهای آکرز-وایت و انگلوند-هانسن به ترتیب با خطای نسبی حدود 265 و 325 درصد، برآوردهایی بسیار بالاتر از واقعیت داشتند. نتیجهگیری: با توجه به نتایج بدست آمده از این تحقیق، میتوان به کمک مدل ریاضی پیشنهادی، توزیع عرضی رسوب در هر دبی جریان به ویژه در دبیهای سیلابی را محاسبه نموده و برای طراحی آبگیرهای جانبی در قوس خارجی، از نتایج مدل استفاده نمود.
River bend
Numerical modeling
Shiono and Knight model
suspended sediment
2017
02
19
365
373
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3495_731d0f383d0e562f6f81637b8a748106.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
6
ارزیابی تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از آمار مکانی (منطقه مورد مطالعه: دشت لاغر)
چنگیز
سعدی پور
محسن
رودپیما
علیداد
کرمی
ناصر
دواتگر
سیده مریم
صلاح الدین
سابقه و هدف: هدایت آبی اشباع خاک یک پارامتر مهم برای جریان آب در خاک، کنترل نفوذ آب به خاک و رواناب سطحی، آبشویی سموم از اراضی کشاورزی و انتقال آلایندهها از مکانهای آلوده به سمت آب زیرزمینی است. توزیع مکانی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی بر رفتارهای هیدرولوژیکی، انتقال آب و رسوب به آبهای سطحی و زیرسطحی مؤثر است، از این رو شناخت تغییرات این ویژگیها در مدیریت بهینهی اراضی امری مهم و تاثیرگذار میباشد. در مطالعهای که با هدف تجزیه و تحلیل تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی خاک با استفاده از روشهای زمینآماری کریجینگ ساده، کریجینگ معمولی و کریجینگ عمومی توسط بارانی و همکاران (2013) در منطقه زیدون خوزستان صورت گرفته است تعداد 200 نقطه با شبکهبندی منظم به فواصل 1×1 کیلومتر مربع هدایت هیدرولیکی را با روشهای چاهک و چاهک معکوس اندازهگیری نمودند، نتایج این تحقیق نشان داد که از میان روشهای مورد بررسی، کریجینگ ساده دقت برآورد بالاتری در منطقهی مورد مطالعه داشته و از میان مدلهای واریوگرام، مدل کروی انتخاب گردیده است (2). هدف از این تحقیق بررسی تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک و عوامل موثر بر آن با روش زمینآمار و انتخاب مناسبترین روش میانیابی برای برآورد آن در دشت لاغر بود. مواد و روشها: دشت لاغر به مساحت تقریبی 12986 هکتار واقع در شهرستان خنج از توابع استان فارس میباشد که در محدوده جغرافیایی "28 '01 ֯ 28 تا "54 '12 ֯ 28 شمالی و "44 '04 ֯ 53 تا "50 '21 ֯ 53 شرقی واقع شده است. در این پژوهش تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک و برخی خصوصیات دیگر خاک شامل درصد ذرات خاک (شن، سیلت و رس)، درصد گچ (CaSO4)، درصد کربنات کلسیم (CaCO3) با استفاده از آمار مکانی مورد بررسی قرار گرفت. اندازهگیری هدایت هیدرولیکی اشباع در صحرا و به روش چاهک و چاهک وارونه انجام گردید. درونیابی و پهنهبندی مقادیر این خصوصیات با استفاده از روشهای وزن دادن عکس فاصله (IDW)، کریجینگ و کوکریجینگ انجام شد و دقت این تخمینگرها با یکدیگر مقایسه گردید. یافتهها: نتایج نشان داد که پارامترهای درصد شن، درصد گچ (CaSO4) و درصد کربنات کلسیم (CaCO3) با داشتن نسب واریانس قطعهای به آستانه به ترتیب 001/0، 246/0، 217/0 دارای ساختار مکانی قوی و خصوصیات هدایت هیدرولیکی اشباع، درصد سیلت و درصد رس با داشتن نسبت واریانس قطعهای به آستانه 499/0 از ساختار مکانی متوسطی برخوردار بودند. برازش مدل تئوری بر تغییرنمای تجربی نشان داد که مدل گوسی برای ویژگیهای درصد شن، سیلت و رس، درصد گچ و مدل کروی برای پارامتر هدایت هیدرولیکی اشباع و درصد کلسیم کربنات با داشتن بالاترین مقدار R2 و کمترین مقدار RSS بهترین برازش را بر تغییرنمای تجربی نشان داد. پارامترهای مورد مطالعه از الگوی پراکنش و ساختاردار مناسبی برخوردار بودند. نتیجهگیری: تخمینگر کریجینگ برای درونیابی پارامترهای هدایت هیدرولیکی اشباع، درصد گچ و درصد کربنات کلسیم نتایج بهتر و خطای کمتری نسبت به روش وزن دادن عکس فاصله داشت اما برای درونیابی پارامترهای درصد شن، سیلت و رس روش وزن دادن عکس فاصله نتیجه بهتری نشان داد. روش درونیابی کوکریجینگ به علت عدم همبستگی بین متغیّر اصلی (هدایت هیدرولیکی اشباع) و دیگر پارامترها (به عنوان متغیّر کمکی) برای درونیابی خصوصیات، مورد استفاده قرار نگرفت.
geostatistic
Laghar plain
Saturated hydraulic conductivity
Spatial variability
2017
02
19
375
382
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3496_60687616083d62f12c7118324c448191.pdf