2024-03-28T12:54:34Z
https://jwsc.gau.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=617
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
ارائه یک رویکرد برنامه ریزی ریاضی برای بهینه سازی مساله برنامه ریزی کاشت محصولات کشاورزی تحت شرایط عدم قطعیت عدد زی
احمدعلی
عابدین پور
آرمین
جبارزاده
محسن
یحیائی
سابقه و هدف: کشاورزی به عنوان یکی از منابع اصلی ثروت در اقتصاد به شمار میرود. بنابراین کشورهای در حال توسعه برای برون رفت از بحرانهای اقتصادی و به دلیل نقش به سزایی که این بخش در تامین غذا، رفاه جامعه و در نهایت رشد اقتصاد ملی ایفا میکند، آن را سر لوحه برنامه های اقتصادی خود قرار میدهند. مدیریت و برنامهریزی در خصوص منابع آب کشاورزی بسیار حیاتی است. در این پژوهش، علاوه بر تولید محصول به جنبه واردات آن هم توجه شده است. هدف این پژوهش بررسی ظرفیت زمین برای کاشت و منابع موجود برای تولید محصول می باشد تا از این طریق بتوان در راستای بهبود شرایط اقتصادی و اجتماعی کشاورزان در کشور گام برداشت. مواد و روشها: در این پژوهش داده های مورد مطالعه برگرفته از گزارشات مستند از وزارت جهاد کشاورزی و کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران است. در این مطالعه ابتدا یک مدل ریاضی جامع ارائه داده شد که اهدافی نظیر کاهش میزان آب مصرفی، افزایش تولید محصولات استراتژیک و توجه به عوامل اجتماعی همچون اشتغال نیروهای محلی را در نظر گرفته است. در واقع، میتوان تعیین نمود که چه میزان آب برای تولید چه محصولی بایستی اختصاص یابد تا هم از لحاظ مدیریت جامع منابع آب مفید باشد و هم کشاورزان سود بیشتری داشته باشند. بهطور عمومی ذات مسائل تصمیم در دنیای واقعی دارای عدم قطعیت میباشد و یافتن جواب بهینه و درست بدون توجه به این موضوع موجب تصمیم گیری غیر واقعی خواهد شد. اگر چه رویکرد تصمیم گیری فازی می تواند بسیاری از شرایط غیر قطعی مساله را در نظر بگیرد، اما این رویکرد دارای محدودیتهای کاربردی می باشد و در بعضی از شرایط ممکن است نتواند عدم قطعیت موجود در دنیای واقعی را بخوبی ترسیم نماید. بر همین اساس، مفهوم جدیدی از عدم قطعیت با عنوان عدد زی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، برای حل مسئله چند هدفه از یک رویکرد چند هدفه تعاملی استفاده شده است. روش مورد استفاده در این پژوهش برنامه ریزی ریاضی خطی است و با نرم افزار سیپلکس حل شده است.یافتهها: در کشور الگوی کشت محصولات کشاورزی بر مبنای نیاز منطقهای، وضعیت ذخایر آبی و میزان صادرات وجود ندارد و این مسئله نهتنها هدر رفت منابع آبی را به دنبال داشته که باعث کاهش بهرهوری و زیان کشاورزان شده است. بدون تبعیت از برنامه خاصی، نوسان شدید قیمت محصولات کشاورزی در بازار مصرف وجود دارد. با توجه به استراتژیک در نظر گرفته شدن برخی محصولات کشاورزی مانند گندم، یونجه و جو در تحقیق حاضر، میزان تولید این محصولات نسبت سایر محصولات بیشتر است. در 22% از حجم زمین مورد نظر محصولی کاشت نخواهد شد و این امر به عواملی همچون منابع مورد نیاز برای کاشت و همچنین به صرفه بودن کاشت نسبت به واردات آن بستگی دارد.نتیجهگیری: نتایج بدست آمده نشان میدهد که برای مدل، استراتژیک بودن محصولات کشاورزی از اهمیت بالا و میزان تولید آنها از اولویت بیشتری برخوردار است. این پژوهش با توجه به آمار وزارت کشاورزی در سال 1393، 18/61% سهم کل محصولات کشاورزی را پوشش میدهد که این رقم در مقایسه با مقالات قبل بسیار رقم چشمگیری است. از طرفی تحلیل نتایج بدست آمده بر اساس رویکرد عدد زی بیانگر ارائه یک جواب محافظ کارانه نسبت به سایر روش های رویکرد فازی و قطعی است.
Crop planning
Uncertainty
Z-number
Water management
Multi-objective programming
2018
12
22
1
24
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4374_eb05cd9d6526eecc5c83b6dce28502f8.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
بررسی پیامد آتشسوزی بر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک در مراتع منطقه بدره (استان ایلام)
زینب
ریاحی
مسعود
بازگیر
فاطمه
ولیزاده کاخکی
محمود
رستمی نیا
سابقه و هدف: آتشسوزی یک تهدید بزرگ منابع طبیعی در جهان محسوب میشود و بهعنوان عاملی مهم در تغییر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک میباشد. آگاهی از پیامدهای مثبت یا منفی آتشسوزی بر ویژگیهای خاک از نظر مدیریت منابع طبیعی می-تواند حائز اهمیت باشد. این مطالعه با هدف بررسی اثر آتشسوزی در مراتع منطقه بدره استان ایلام بر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک و نیز مقایسه آن با مناطق بدون آتشسوزی (شاهد) اجرا گردید. مواد و روشها: پس از بررسیهای صحرایی و میدانی در مراتع منطقه بدره در شرق استان ایلام، پنج نمونه خاک از عمقهای 5-0 و 20-5 سانتیمتری بهصورت تصادفی جمعآوری و به آزمایشگاه منتقل شدند و تجزیههای فیزیکی (بافت، میانگین وزنی قطر خاکدانه، رطوبت اشباع و جرم مخصوص ظاهری) و شیمیایی (مواد آلی، نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، پتاسیم قابل جذب، کلسیم و منیزیم محلول، ظرفیت تبادل کاتیونی) روی نمونههای خاک انجام گرفت. یافتهها: بیشترین مقدار شن (4/46 درصد) و سیلت خاک (4/24 درصد) در مرتع سوخته و بیشترین مقدار رس (39 درصد) در مرتع شاهد بهدست آمد. آتشسوزی میزان میانگین وزنی قطر خاکدانه و تخلخل خاک را در مراتع سوخته در مقایسه با مراتع شاهد بهترتیب 28/14 و 76/8 درصد بهطور معنیداری (05/0=α) کاهش داد. جرم مخصوص ظاهری خاک در مرتع سوخته در مقایسه با مرتع شاهد 1/9 درصد بیشتر بود. در عمق سطحی خاک آتشسوزی باعث افزایش رطوبت اشباع خاک بهمیزان 98/16 درصد در مقایسه با تیمار شاهد گردید. آتشسوزی مقدار ماده آلی خاک را از 66/2 درصد در مرتع شاهد به 19/2 درصد در مرتع سوخته بهطور معنیداری (05/0=α) کاهش داد. اسیدیته خاک در مرتع سوخته (45/7pH=) نسبت به مرتع شاهد (07/7pH=) بهطور معنیداری افزایش نشان داد. بیشترین میزان ظرفیت تبادل کاتیونی خاک (82/24 سانتیمول بار در کیلوگرم خاک) و کمترین (98/18 سانتیمول بار در کیلوگرم خاک) بهترتیب در خاک مرتع شاهد و سوخته حاصل گردید همچنین با افزایش عمق خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی خاک 14/10درصد کاهش یافت. بیشترین فسفر قابل جذب خاک، منیزیم و کلسیم محلول در مرتع سوخته در عمق سطحی حاصل گردید. آتشسوزی در عمق زیرین خاک، تأثیر معنیداری بر مقدار فسفر قابل جذب، منیزیم و کلسیم محلول خاک نداشت.نتیجهگیری: بهطور کلی نتایج نشان میدهد آتشسوزی در مراتع منطقه بدره استان ایلام بر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک تأثیر داشته است بهطوریکه در بیشتر موارد باعث کاهش کیفیت خاک از لحاظ شیمیایی (کاهش ماده آلی، نیتروژن، ظرفیت تبادل کاتیونی) و فیزیکی (تغییر بافت، کاهش میانگین وزنی قطر خاکدانه، تخلخل و جرم مخصوص ظاهری) و در برخی موارد آتشسوزی با آزاد شدن عناصر غذایی نظیر فسفر، کلسیم و منیزیم در خاک باعث بهبود چرخه عناصر غذایی در خاک شده است.
Fire
Soil pasture
Mean weight diameter
Soil depth
Soil Matter
2018
12
22
25
46
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4375_be30bfa39d10b99cc62c13dc29bff534.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
مدلسازی فضایی زمینلغزش: ارزیابی کارایی ترکیب روش داده محور EBF و روش دانش محور AHP (مطالعه موردی: حوضه فریدون شهر)
علیرضا
عرب عامری
خلیل
رضایی
مجتبی
یمانی
کورش
شیرانی
سابقه و هدف: در طی دهههای گذشته، زمین لغزشها به دلیل طبیعت مخربشان موضوع مهم پژوهش بودهاند. زمین لغزشها از فرآیندهای ژئومورفیک رایج در مناطق کوهستانی میباشند که باعث حرکت تودهای مواد سنگی، رگولیت و یا خاک میگردند. تعیین زمین لغزشهای آینده به فرآیندهای زمینشناختی، ژئومورفولوژیکی و هیدرولوژیکی بستگی دارد که باعث بیثباتی در گذشته و حال حاضر شدهاند. به منظور ساخت جادهها، راهآهن، خطوط لوله آب و خطوط الکتریسیته در مناطق کوهستانی تهیه نقشه پراکنش زمینلغزش بسیار مهم میباشد. به منظور ارزیابی حساسیت زمینلغزش تعدادی از تکنیکهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد که دامنهای از ارزیابیهای کیفی بر اساس قضاوتهای کارشناسی که ذاتی میباشند تا ارزیابیهای کمی بر اساس تکنیکهای آماری پیشرفته و یا مدلهای ریاضی را شامل میشود. مواد و روش ها: مراحل روششناسی که در تحقیق حاضر مورد استفاده قرار گرفته است شامل 6 گام میباشد. گام نخست: تهیه منابع دادههایی که در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفته است شامل: دادههای مربوط به عملیات میدانی، گزارشات تاریخی، نقشه توپوگرافی با مقیاس 1:50000، دادههای هواشناسی، نقشه زمینشناسی با مقیاس 1:100000، مدل رقومی ASTER با قدرت تفکیک 30 متر و تصاویر لندست 8 با قدرت تفکیک 30 متر. گام دوم. تهیه نقشه پراکنش زمینلغزش: در این پژوهش نقشه پراکنش زمین لغزش با تعداد 80 موقعیت زمینلغزش با استفاده از عملیات میدانی گسترده و تفسیر عکسهای هوایی تهیه گردید. گام سوم: تهیه پارامترهای موثر در زمین لغزش. گام چهارم: آنالیز تست همخطی بین پارامترهای موثر در زمینلغزش. در این پژوهش 12 پارامتر به عنوان پارامتر موثر در زمینلغزش مورد استفاده قرار گرفتند که شامل طبقاتارتفاعی، شیب، شکل-شیب، طولشیب، فاصله از آبراهه، شاخص خیسی توپوگرافی، نسبت مساحت سطح، فاصله از جاده، سنگشناسی، لیتولوژی، بارندگی و کاربریاراضی میباشند. گام پنجم: ترکیب مدل دادهمحور شواهد وزنقطعی و مدل دانشمحور تحلیل سلسله مراتبی با استفاده از رابطه بین موقعیت زمینلغزشها و دادههای مختلف. گام ششم: صحتسنجی مدل با استفاده از شاخصهای مساحت زیرمنحنی و شاخص سطح سلول هسته.یافته ها: نتایج حاصل از رابطه فضایی بین موقعیت زمینلغزشها و پارامترهای موثر در زمینلغزشها با استفاده از مدل شواهد وزن قطعی (قطعیت، عدم قطعیت، عدم اطمینان، و احتمال) در جدول 3 و شکل 3 نشان داده شده است. مقایسه بین نقشه قطعیت و عدمقطعیت نشان داد که مقادیر قطعیت برای مناطقی که دارای مقادیر عدم قطعیت پایین میباشد، بالا میباشد و بالعکس. این موضوع بیانگر پتانسیل بالای وقوع زمینلغزش در مناطق دارای درجات بالای قطعیت و درجات پایین عدم قطعیت میباشد. مقادیر بالای عدماطمینان در مناطق دارای مقادیر قطعیت پایین قرار دارند. وزندهی پارامترهای موثر در زمینلغزش با استفاده از روش AHP نشان داد که پارامترهای لیتولوژی، طبقات ارتفاعی، فاصله از جاده، شیب و بارندگی به عنوان مهمترین فاکتورهای موثر در وقوع زمین لغزش میباشند. نسبت سازگاری ماتریس 036/0 بدست آمد که مقدار دقت خیلیخوبی است که منعکس کننده دقت بالای سازگاری اولویتبندی بین پارامترها میباشد.نتایج: به علت برخی از محدودیتهای روشهای دانشمحور فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و دادهمحور شواهد وزن قطعی، زمانی که به صورت انفرادی در زمینه تهیه نقشه حساسیت زمینلغزش مورد استفاده قرار میگیرند، به منظور رفع آن از روش ترکیبی استفاده گردید. نتایج مساحت زیرمنحنی نشان داد که نرخ موفقیت و نرخ پیشبینی برای مدل ترکیبی به ترتیب 872/0 (3/87%) و 903/0 (3/90%) میباشد. نتایج حاصل از مقادیر شاخص SCAI در مدل ترکیبی در کلاسهای حساسیت زیاد و خیلیزیاد قابل قبول میباشد. نقشه حساسیت زمینلغزش حاصله نشان داد که مناطق با حساسیت لغزش بالا در منطقه مطالعاتی عمدتا در طول جهات شمالغربی تا غربی پراکنده شدهاند. این نقشه میتواند اطلاعات مفیدی را در زمینه مدیریت شیب و برنامهریزی کاربری اراضی در مناطق لغزشی در اختیار مهندسین، تصمیمگیران و برنامهریزان قرار دهد.
data driven methods
knowledge driven methods
validation
ferydoun shahr watershed
2018
12
22
47
67
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4376_60dd31e7c9c765dafca57f1a7a665532.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
مکان یابی نواحی مستعد اجرای سامانه های نوین آبیاری (موضعی–بارانی–کم فشار) با تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در GIS (مطالعه موردی شهرستان اسفراین- خراسان شمالی).
احمد
احمدی
ابوطالب
هزارجریبی
خلیل
قربانی
موسی
حسام
سابقه و هدف: اجرای روشهای مختلف آبیاری در نواحی متفاوت، متاثر از عواملی مانند شرایط اقلیمی، کیفیت آب، وضعیت توپوگرافی، مشخصات خاک، نوع محصول و عوامل اقتصادی- اجتماعی است، وجود برخی محدودیتها در هر یک از عوامل فوق در منطقه مورد مطالعه منجر به تغییر سامانه آبیاری پیشنهادی میگردد. مسائل و موضوعات مربوط به انتخاب روش آبیاری پیشنهاد شده با شاخصهای کمی و کیفی مورد بررسی قرار میگیرد، امکان استفاده از ایندو به طور همزمان در روش پردازش تجزیه و تحلیل سلسله مراتبی، آن را به یک ابزار قدرتمند برای تحلیل مسائل در این بخش تبدیل نموده است. با توجه به مطالب فوق و قدرت فرآیند تحلیل سلسله مراتبی در رابطه با تصمیمگیری برای انتخاب روش آبیاری مناسب برای منطقه و قویتر شدن آن در تلفیق با سامانهی اطلاعات جغرافیایی و بکارگیری کمتر این دو با یکدیگر در مطالعات انجام شده در سنوات گذشته در مناطق مختلف کشور و همچنین خراسان شمالی و بهخصوص شهرستان اسفراین، نسبت به مطالعه آن اقدام شد. مواد و روشها: این پژوهش در شهرستان اسفراین، از توابع استان خراسان شمالی و بین مدارهای 57 درجه و 30 دقیقه طول شرقی و 37 درجه و 4 دقیقه عرض شمالی و مساحت کل 5192 کیلومترمربع است انجام شده است. در این تحقیق روشی برای امتیازدهی به عوامل تأثیرگذار در انتخاب سامانههای آبیاری نوین، بسط و ارائهشده است. در این روش میزان تأثیر عوامل مختلف با استفاده از ارقام صحیح (3+) تا (3-) در هفت درجه امتیازگذاری میشوند. بهمنظور تأثیر بیشتر عوامل مهمتر و یا جلوگیری از اثرگذاری یکسان عوامل با درجه اهمیت متفاوت، ضریبی بهعنوان وزن هر عامل، لحاظ گردیده است. این ضریب بر اساس شرایط پروژه با استفاده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی تعیین میشود. با تلفیق فرایند تحلیل سلسله مراتبی و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، این وزن در لایههای اطلاعاتی واردشده ضرب شده است. امتیاز نهایی، از جمع جبری امتیازات بهدستآمده هر عامل برای هر منطقه به دست میآید. این امتیاز درواقع پتانسیل استفاده از هر یک از سامانههای آبیاری نوین است. دادههای مربوط به این تحقیق، از بانک اطلاعاتی آبیاری تحتفشار مدیریت جهاد کشاورزی شهرستان اسفراین تهیه گردیده است. یافتهها: در تحقیق حاضر مکانیابی روشهای آبیاری نوین برای 77075 هکتار از اراضی مستعد کشت آبی (زراعت و باغها) شهرستان اسفراین انجام شد و نتایج بهصورت نقشههایی که در آن امتیازات هر منطقه از محدوده طرح برای هر یک از سامانههای آبیاری نوین نشان دادهشده است، ارائه شد. نتایج این تحقیق نشان داد که: از مجموع 77075 هکتار از اراضی که بهعنوان محدوده مطالعاتی محسوب میگردد، مساحت 58835 هکتار معادل 5/76 درصد محدوده مناسب برای سامانه آبیاری کمفشار، 17105 هکتار معادل 22 درصد محدوده مناسب برای سیستم آبیاری موضعی و1135 هکتار معادل 5/1 درصد محدوده مناسب برای سیستم آبیاری بارانی است.نتیجهگیری: سیستم آبیاری کمفشار در اکثریت منطقه بهجز نواحی شمالی به دلیل وضعیت توپوگرافی نامناسب، بالاترین امتیاز را کسب کرده است؛ بنابراین، روش آبیاری کمفشار جهت بالا بردن راندمان آبیاری در اکثریت محدوده پیشنهاد میگردد و در سایر مناطق (شمالی)، سیستم آبیاری موضعی بهعنوان بهترین سامانه آبیاری نوین انتخابشده است.
New irrigation systems
Analytical Hierarchy Process
GIS
2018
12
22
69
87
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4377_32faf7290dd389def76bf1d0a057e11d.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
بررسی دقت روش پویاییسیستم در شبیهسازی و بهینهسازی منحنیفرمان مخزن سد (مطالعه موردی: سد چغاخور)
حامد
نوذری
مریم
وفایی
سابقه و هدف: افزایش تقاضای آب و منابع آب محدود در ﻣﻨﺎﻃﻖﺧﺸﻚ و ﻧﻴﻤﻪخشک، مدیریت و برنامه ریزی جهت استفاده بهینه از منابع آب را ضروری و لازم ساخته است. از سوی دیگر منابع آبسطحی در ایران سهم عمدهای در تأمین نیازآبی بخشهای مختلف شرب، کشاورزی و صنعت دارد. در همین راستا، مدیران جهت برنامهریزی منابع آب به خصوص مخازن سدها، نیاز به اتخاذ سیاستهای بهینه دارند. از اﯾﻦ رو ﺗﻼش ﻫﺎی زﯾﺎدی ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺗﻮﺳﻌﻪ ﻣﺪل ﻫﺎی ﮐﺎﻣﭙﯿﻮﺗﺮی در ﺑﺨﺶ ﻣﺬﮐﻮر ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ﯾﮑﯽ از روش ﻫﺎی ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮای ﺑﺮرﺳﯽ وﺿﻌﯿﺖ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎ، روش ﭘﻮﯾﺎﯾﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ ﯾﮑﯽ از روﺷﻬﺎی ﻗﺪرﺗﻤﻨﺪ و ﺑﺼﺮی ﺷﺒﯿﻪﺳﺎزی اﺳﺖ. مدلهایی که با این روش نوشته می شوند ﺑﺎ ﺑﯿﻨﺶ ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎی ﺑﺎزﺧﻮرد، ﮐﺎرﺑﺮان ﺳﯿﺴﺘﻢ را ﺑﻪ ﻓﻬﻢ ﺑﻬﺘﺮی از رﻓﺘﺎر دﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎ در ﻃﻮل زﻣﺎن ﻧﺎﯾﻞ ﻣﯽ ﺳﺎزﻧﺪ. اما Vensim یک ابزار مدل سازی بصری است که این امکان را می دهد تا بتوان مدل های سیستم های پویا را مفهوم سازی، شبیه سازی، تجزیه و تحلیل و بهینه سازی کرد. لذا در این تحقیق به منظور بهینه سازی منحنی فرمان عملکرد سد چغاخور از روشهای پویایی سیستم و الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر هوش تجمعی استفاده شد. در نهایت دقت عملکرد این روش ها مورد ارزیابی قرار گرفت. مواد و روشها: منطقه موردمطالعه در نزدیکی شهر بروجن واقع گردیده است. سد چغاخور خاکی بوده و آب آن عمدتاً از طریق نزولات جوى و چشمهها تامین می شود. در این تحقیق نتایج با داده های ماهانه جمع آوری شده در یک دوره 10 ساله (1393-1383) از سد چغاخور مقایسه می شوند. روابط بین جریان ورودی، حجم ذخیره مخزن و میزان رهاسازی هر دوره تعیین و با استفاده از روش پویایی سیستم در محیط VENSIM و با استفاده از روش فراکاوشی pso در محیط MATLAB تعریف شدند. تابع هدف و محدودیت ها برای هر دو مدل یکسان می باشد. یافتهها: نتایج نشان داد مقدار ضریب تعیین که بیانگر همبستگی بین داده های شبیه سازی شده توسط روش پویایی سیستم و داده های مشاهده ای می باشد در حجم مخزن برابر 995/0 و برای میزان رهاسازی مخزن سد برابر با 991/0 میباشد. پس از بهینه سازی، اختلاف بین نیاز پایین دست و مقادیر رهاسازی شده کاهش یافت و باعث کاهش هدر رفت آب شد. میزان این اختلاف برای روش پویایی سیستم برابر با 78/11 میلیونمتر مکعب و برای روش PSO برابر با 82/18 میلیون مترمکعب بود. این در حالی است که در شرایط واقعی این اختلاف برابر با 68/25 میلیون مترمکعب بوده است. نتیجهگیری: در مجموع نتایج نشان داد که مدل پویایی سیتم نسبت به الگوریتم PSO از دقت بیشتری در بهینه سازی منحنی فرمان سد برخوردار است.
Optimized
Chghakhor dam
Rule curves dam
Algorithm PSO
System dynamics
2018
12
22
89
107
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4378_d92942da8ee205cf60f6bede13c94461.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
بررسی عددی اثر همگرایی دیوارههای سرریز روی مشخصات هیدرولیکی جریان در سرریز سد و احتمال وقوع پدیده ی کاویتاسیون
حمزه
ابراهیم نژادیان
محمد
مناف پور
وحید
بابازاده
سابقه و هدف: سرریزها از مهمترین و حساسترین بخش ها در سازه سدها به شمار می آیند که وظیفه تخلیه دریاچه سد در مواقع اضطراری و سیلابی را بر عهده دارند. با وجود این که مطالعات زیادی برای شناخت مشخصات جریان بر روی سرریزها انجام شده است، اما اطلاعات اندکی در مورد تاثیر همگرایی دیواره های سرریز برروی مشخصه های هیدرولیکی جریان فوق بحرانی پاییندست تنداب و پتانسیل وقوع کاویتاسیون موجود است. برای کاهش هزینههای ساخت سرریزهای نسبتاً طولانی و همچنین لحاظ عوامل توپوگرافیکی، دیوارههای سرریز را بخصوص در تندابها به صورت همگرا اجرا میکنند. دراثر همگرایی دیواره ها و اندرکنش جریان سرریز با این دیواره ها، جریان فوق بحرانی موجی، شکل میگیرد که حاصل این اندرکنش، تشکیل امواجی در پاییندست سرریز و روی دیواره های تنداب می باشد. این پدیده، میدان جریان پاییندست را تحت تأثیر قرار داده، شرایط نامتعادل هیدرولیکی روی سرریز را باعث میشود و بنابراین ارتفاع امواج روی دیواره، طرح دیوارهای کناری تنداب را تحت تأثیر قرار داده و از این لحاظ پروفیل امواج روی دیواره نیز اهمیت می یابد.مواد و روشها: در این تحقیق با استفاده از نرمافزار Flow-3D، مدل آشفتگی و روش حجم محدود به شبیهسازی جریان بر روی سرریز همگرا سد گاوشان پرداختهشده و سپس تأثیر همگرایی دیوارههای سرریز سد گاوشان تحت زوایای مختلف همگرایی شامل 0، 1، 2، 5/2 و 3درجه بر مشخصههای هیدرولیکی جریان مانند نحوه توزیع سرعت متوسط، فشار متوسط کف و عمق متوسط جریان و همچنین احتمال وقوع کاویتاسیون مورد بررسی قرار گرفت. برای صحتسنجی نتایج حاصل از تحلیل عددی، از نتایج آزمایشگاهی مدل هیدرولیکی سرریز استفاده شد.یافتهها: نتایج حاکی از افزایش سرعت متوسط و عمق متوسط جریان با افزایش جمع شدگی دیوارههای سرریز می باشد. همچنین موقعیت مینیمم عمق جریان روی سرریز با افزایش جمع شدگی دیوارهها به تاج سرریزنزدیکتر میشود. جمع شدگی دیواره ها باعث ایجاد دو دسته موج های ثانویه در کناره ها و محور سرریز می شود که منجر به افزایش آشفتگی در جریان و افزایش ارتفاع دیواره های سرریز می شود. نتیجهگیری: با افزایش زاویه همگرایی، عدد فرود در طول مسیر جریان کاهش می یابد. با بررسی مقادیر فشار مشخص شد که به علت بالاآمدن عمق جریان در امتداد دیواره ها، فشار نیز در نزدیک دیواره های شوت افزایش پیدا می کند. بعلاوه با محاسبه ی شاخص کاویتاسیون در مقاطع مختلف مدل عددی مشخص شد که با افزایش زاویه ی همگرایی، شاخص کاویتاسیون افزایش یافته و در نتیجه بالاترین ریسک پدیده ی کاویتاسیون برای مدل با حداقل زاویه ی همگرایی خواهد بود.
Convergence side walls
numerical simulation
Flow 3D Software
Cavitation
Turbulent Model
2018
12
22
109
127
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4379_df7e52d7d3d1562e2e15854a95a4b4d9.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
تعیین سیاست بهینه بهرهبرداری از مخزن به صورت چندهدفه در راستای توسعه پایدار
سید یونس
حسینی
مهدی
ناصری
صادق
صادقی طبس
سابقه و هدف : مسائل بهرهبرداری از مخزن دارای اهداف مختلف و متنوع هستند که به ندرت منتهی به یک جواب بهینه میشوند و معمولاً در آنها مجموعهای از جوابهای بهینه (پارتو) موجود است. حل مسائل فوق در گذشته تنها با کاربرد روشهای ساده کننده میسر بوده است که از آن جمله میتوان به استفاده از ضرایب وزنی برای اهداف مختلف و تبدیل آنها به یک تابع هدف استفاده کرد. اما در سالهای اخیر با توسعه الگوریتمهای چند هدفه تکامل-گرا، ابزار مناسبی برای حل آنها فراهم شده است. در این راستا، هدف پژوهش حاضر، بررسی کاراِیی الگوریتمهای بهینهسازی چندهدفه MOPSO، SPEA-II و NSGA-II در مسئله بهرهبرداری بهینه از مخزن با استفاده از مدل-های بهرهبرداری LDR، N-LDR جهت تولید پاسخهای بهینه پارتو در راستای توسعه پایدار و مقایسه نتایج با سیاست بهرهبرداری SOP است.مواد و روشها: جهت نیل به هدف مذکور، ابتدا روشهای بهینهسازیNSGA-II , MOPSO و SPEA-II برای هر یک از توابع استاندارد خانواده ZDT با شرایط یکسان (تعداد جمعیت و تعداد اجرا برابر) مورد ارزیابی قرار گرفتند. پس از ارزیابی روشهای بهینهسازی چندهدفه با استفاده از توابع استاندارد خانواده ZDT، مدلهای بهره-برداری از مخزن LDR ،NLDR و SOP در محیط برنامه نویسی MATLAB کدنویسی شده و با روشهای بهینه-سازی چندهدفه تلفیق گردیدند. برای هر یک از دو مدل شبیهسازی-بهینهسازی (LDR و NLDR) دو تابع هدف بدین شرح تعریف گردید، تابع هدف اول کمینهسازی مجموع درصد کمبودهای برآورد نشده و تابع هدف دوم بیشینهسازی اعتمادپذیری که بیشینه آن در شرایط بهرهبرداری SOP حاصل میگردد. مدلهای بهره برداری از مخزن برای یک دوره 37 ساله از سال 1356 تا 1392، جهت یافتن ضرایب مربوطه در هر دو مدل خطی و غیر خطی، در شرایط یکسان برای هر یک از الگوریتمهای بهینهسازی چند هدفه به تعداد 5000 تکرار اجرا گردید و جبهه پارتو بهینه حاصل شد. یافتهها: با بررسی نتایج حاصله مشاهده شد روش SPEA-II در مدل بهرهبرداری NLDR به نتایج مناسبتری دست یافته است لذا از میان پاسخهای جبهه پارتوی بهینه حاصله از این روش، سه پاسخ به عنوان نمونه (با استفاده از معیارهای مختلف) انتخاب گردید و شاخصهای اعتمادپذیری، برگشتپذیری، آسیب پذیری و MSI برای سه پاسخ مذکور محاسبه شد. با مقایسه مقادیر توابع هدف و سایر معیارهای توسعه پایدار در پاسخ NLDR-C و شرایط SOP میتوان مشاهده نمود با بکارگیری مدل بهینهسازی چندهدفه میتوان با میزان کمبود کمتر (MSI 76/21 نسبت به 32/26) تقریبا به ماکزیمم اعتمادپذیری (اعتماد پذیری در شرایط SOP) دست یافت. حال آنکه در پاسخ NLDR-A کمترین میزان کمبود (MSI برابر 02/13) به نسبت سایر پاسخهای نمونه و سیاست SOP به چشم میخورد.نتیجهگیری: با توجه به یافتههای تحقیق مشاهده شد روش بهینهسازی SPEA-II در تمامی توابع استاندارد خانواده ZDT به جبهه پارتوی مطلوبتری نسبت به سایر روشهای بهینهسازی دست یافته است. همچنین این روش در مقایسه با سایر روشهای بهینهسازی دارای جبهه کاملتری از جوابهای پارتو میباشد که این امر نشان از کارایی این روش بهینهسازی در مسائل بهینهسازی چند هدفه دارد. همچنین در رابطه با مدلهای بهرهبرداری LDR و NLDR با تعداد تکرار یکسان، مشاهده شد مدل بهرهبرداری غیرخطی نتایج بهتری از خود نشان داده است که این امر میتواند به دلیل درجه آزادی بیشتر رابطه غیرخطی در تعیین منحنی فرمان رهاسازی مخزن سد باشد. در این تحقیق مجموعهای از جوابهای بهینه (بهینه پارتو) جهت برآورده نمودن اهداف مذکور ارائه گردید.
Keywords: Optimal operation policy
Multi Objective Optimization
Nahrain Dam
Sustainable development
2018
12
22
129
148
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4380_b875bd353c4555a30dc031086a8b58e5.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
تاثیر زئولیت و کود گاوی بر برخی ویژگیهای فیزیکی خاک
سیده زهره
تقدیسی حیدریان
رضا
خراسانی
حجت
امامی
سابقه و هدف: برای مدیریت بهینه منابع آب و خاک توجه به ویژگیهای فیزیکی خاک بهخصوص ساختمان خاک ضروری است. ویژگیهای فیزیکی خاک با اضافه کردن مواد آلی و معدنی بهبود مییابد. اضافه کردن برخی مواد آلی همواره باعث افزایش کارایی جذب عناصر و بهبود خصوصیات فیزیکی خاک میشود اما اثر برخی از مواد معدنی نظیر زئولیت علی رغم تأثیر مثبت بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک میتواند تأثیر منفی نیز داشته باشد که احتیاج به تحقیق بیشتری دارد. بنابراین، این تحقیق با هدف تأثیرکاربرد زئولیت و کود گاوی بر برخی پارامترهای فیزیکی خاک انجام شد.مواد و روشها: به منظور بررسی تأثیر زئولیت و کود گاوی بر برخی پارامترهای فیزیکی در خاک زیر کشت گیاه ذرت آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در گلخانه پژوهشی در شرایط کنترل شده انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل زئولیت طبیعی در سه سطح (صفر، 6، 12 درصد وزنی) و کود گاوی پوسیده در سه سطح ( صفر، 5/0، 1 درصد وزنی یا صفر، 20، 40 تن هکتار) بودند. خاک آزمایشی از عمق 30-0 سانتیمتری نمونهبرداری شد. ویژگیهای اولیه خاک، کود گاوی و زئولیت طبق روشهای استاندارد اندازه گیری شد. خاک هر گلدان با تیمارهای آزمایشی با نسبتهای معین مخلوط و بذر ذرت در آن کاشته شد. مراقبت روزانه و آبیاری کلیه گلدانها با آب مقطر در حد ظرفیت زراعی براساس روش وزنی تا قبل از گلدهی گیاه ذرت به مدت 75 روز انجام گرفت. در پایان دوره رشدی گیاه از طوقه جدا و خاک هرگلدان هوا خشک شد. پارامترهای فیزیکی شامل جرم مخصوص ظاهری، درصد رطوبت اشباع، رس قابل پراکنش در آب و میانگین وزنی قطر خاکدانهها براساس روشهای استاندارد اندازهگیری شدند.یافتهها: نتایج نشان داد که افزایش مقدار زئولیت، باعث افزایش درصد رطوبت اشباع (تخلخل کل خاک)، رس قابل پراکنش در آب و کاهش جرم مخصوص ظاهری و میانگین وزنی قطر خاکدانهها (الک خشک) شد. کود گاوی باعث کاهش معنیدار جرم مخصوص ظاهری، رس قابل پراکنش در آب و افزایش میانگین وزنی قطر خاکدانهها (الک تر)شد. علیرغم تأثیر مثبت زئولیت بر روی جرم مخصوص ظاهری و درصد رطوبت اشباع، روی پارامترهای رس قابل پراکنش در آب و میانگین وزنی قطر خاکدانهها (الک تر) تأثیر منفی داشت.نتیجهگیری: زئولیت مانند هر ترکیب دیگر ممکن است اثرات مثبت و منفی داشته باشد. علیرغم تأثیر مثبت زئولیت روی برخی پارامترها، بر رس قابل پراکنش در آب و میانگین وزنی قطر خاکدانهها (الک تر) تأثیر منفی داشت. با توجه به اثر مثبت کود گاوی بر رس قابل پراکنش در آب و میانگین وزنی قطر خاکدانهها تلفیق کود گاوی با زئولیت جهت تعدیل اثر منفی زئولیت تا حدودی قابل توصیه است.
Keywords: Cow manure
Porosity
Structural stability
Water dispersible clay
Zeolite
2018
12
22
149
166
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4381_46c1356bf1cedb17ac8f9e0df6aefc96.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
مقایسه مدلهای درخت تصمیم و یادگیری برپایه نمونه در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک
مهنوش
فرزادمهر
مهدی
دستورانی
عباس
خاشعی سیوکی
سابقه و هدف: هدایت هیدرولیکی اشباع خاک یکی از مهمترین خصوصیات هیدرولیکی خاک است که بر حرکت آب در خاک موثر است. شناخت این ویژگی میتواند به درک بسیاری از مشکلات زیست محیطی کمک کند. از طرفی اندازهگیری این ویژگی با روشهای مستقیم مزرعهای و آزمایشگاهی دشوار، زمانبر و هزینهبر است و استفاده از روشهای جایگزینی را میطلبد که بتوان با صرف وقت، هزینه و زمان کمتری آن را از روی دادههای زودیافت خاک تخمین زد. روشهای ناپارامتریک از جمله روشهای غیرمستقیم و نوین برآورد خصوصیات هیدرولیکی خاک از جمله هدایت هیدرولیکی اشباع میباشند. هدف از این پژوهش مقایسه روش درخت تصمیم و یک روش یادگیری برپایه نمونه ( IBk) که یک ردهبند با k همسایه نزدیک است در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، از روی خصوصیات زودیافت آن است. مواد و روشها: در این پژوهش، از مجموعه دادهای با اطلاعات خاکشناسی 151 نمونه خاک که از منطقهای در بجنورد گردآوری شده بود استفاده شد. خصوصیات زودیافت خاک شامل درصد شن، سیلت، رس، جرم مخصوص ظاهری، جرم مخصوص حقیقی، هدایت الکتریکی، درصد کربن آلی، درصد مواد خنثیشونده، رطوبت اشباع و اسیدیته بود. هدایت هیدرولیکی اشباع نمونهها با استفاده از دستگاه نفوذسنج گلف اندازهگیری شده بود. برای تعیین مهمترین پارامترها در پیشبینی و مدلسازی هدایت هیدرولیکی اشباع، از آزمون گاما استفاده شد. ترکیبات مختلف از پارامترهای موجود در بانک داده بر اساس مقدار گاما با یکدیگر مقایسه شدند و ترکیب بهینه برای مدلسازی معین شد. مدلسازی با استفاده از دو روش ناپارامتریک یعنی درخت تصمیم با بهرهگیری از الگوریتم M5P و روش یادگیری برپایه نمونه با بهرهگیری از الگوریتم IBk با استفاده از ترکیب بهینه پارامترها که کمترین مقدار گاما را داشت صورت گرفت. برای بهبود عملکرد IBk دو نوع تابع وزندهی فاصله استفاده شد. در آخر معیارهای ارزیابی مدلها شامل ضریب تعیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE) و درصد میانگین قدر مطلق خطا (MAPE) محاسبه شدند. یافتهها: ترکیب بهینهای که از آزمون گاما به دست آمد برای مدلسازی هر دو روش استفاده شد. این ترکیب شامل پارامترهای درصد شن، سیلت، رس، درصد مواد خنثی شونده، هدایت الکتریکی و جرم مخصوص ظاهری خاک بود. مدل M5P، پارامتر جرم مخصوص ظاهری خاک را به عنوان مهمترین متغیر دستهبندیکننده انتخاب کرد و سه رابطه خطی برای برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع با توجه به مقدار جرم مخصوص ظاهری ایجاد کرد. معیارهای ارزیابی نشان دادند که این مدل با جذر میانگین مربعات خطای 89/23 سانتیمتر بر روز و میانگین قدر مطلق خطای 50/20 درصد، دقت بالایی در پیشبینی هدایت هیدرولیکی اشباع نداشت. استفاده از دو نوع تابع وزندهی تاثیری بر بهبود نتایج مدل IBk نداشتند. مدل IBk نیز با جذر میانگین مربعات خطای 23/31 سانتیمتر بر روز و میانگین قدر مطلق خطای 24/23 درصد دقت بالایی نداشت. نتیجهگیری: برای برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع، درخت تصمیم مدل مناسبتری نسبت به مدل یادگیری برپایه نمونه بود، همچنین این مدل اطلاعاتی از ساختار خاک تحت بررسی نیز به دست داد.
: Gamma test
decision tree
IBK algorithm
M5P algorithm
2018
12
22
167
184
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4382_7f29760c118c606190275cc42e6fb7fa.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
طراحی سامانه کنترل خودکار بهمنظور توزیع عادلانه آب در شرایط کمآبی و نوسانات جریان ورودی، مطالعه موردی شبکه آبیاری رودشت
مهدی
یلتقیان خیابانی
سید مهدی
هاشمی شاهدانی
سابقه وهدف: شرایط غیرمعمول بهرهبرداری کانالهای آبیاری به سبب تشدید خشکسالیهای پیدرپی در اکثر شبکههای کشور عملکرد ضعیف شبکههای آبیاری کشور در توزیع عادلانه آب بین مصرفکنندگان را سبب شده است. در این شرایط بهرهگیری از راهبردهای نوین در بهبود فرآیند بهرهبرداری مورد توجه قرار گرفته که اجرای آن نیازمند وجود سامانه کنترل خودکار در کانال میباشد و اصولاً با شیوههای بهرهبرداری مرسوم اکثر شبکههای کشورمان انجام پذیر نیست. مواد و روشها:در این تحقیق، سامانه کنترل خودکار مرکزی پیشبین جهت بهرهبرداری کانال اصلی آبیاری طراحی شد. همچنین شبیهسازی هیدرولیک جریان در کانال با استفاده از مدل ساده شده انتگرالی- تاخیری در محیط نرمافزارمتلب انجام گرفت. با تعریف متغیر جدید تفاوت خطای سطح آب بین بازههای کانال آبیاری، استراتژی بهرهبرداری تفاوت خطای سطح آب بهعنوان بخش نرمافزاری سامانه بهرهبرداری به کنترلگر پیشبین اضافه شد. کانال مورد مطالعه در این تحقیق، کانال اصلی شبکهی آبیاری رودشت است که با دو مشکل عمده نوسانات ورودی و کمآبی مواجه میباشد. براین اساس سناریوهای بهرهبرداری مختلفی با استفاده از اطلاعات واقعی بهرهبرداری کانال انتخاب شد و سامانه کنترل خودکار در شرایط مختلف بهرهبرداری مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور سنجش کارایی استراتژی بهرهبرداری تفاوت خطای سطح آب در توزیع عادلانه آب بین آبگیرهای واقع در کانال اصلی، بهرهبرداری کانال با و بدون بهرهگیری از استراتژی بهرهبرداری مذکور بررسی شد. یافتهها: نتایج تحقیق حاکی از عملکرد مطلوب سامانه کنترل خودکار در مدیریت بهرهبرداری کانال آبیاری تحت نوسانات ملایم و شدید بود به نحویکه میزان شاخص عدالت محاسبه شده به ترتیب 21/1 و 33/4 درصد برای دو سناریوی مذکور بدست آمد. با افزودن سناریوی کمآبی، ضرورت بهکارگیری استراتژی «بهرهبرداری تفاوت خطای سطح آب» توسط کنترلگر پیشبین مشخص شد، زیرا با مقادیر بدست آمده 22/15 و 5/22 درصدی شاخص عدالت دیگر کنترلگر بهتنهایی قادر به پیادهسازی توزیع عادلانه به نحو مطلوب نبوده است. همچنین نتایج نشان داد بهکارگیری استراتژی مذکور به ترتیب سبب بهبود 13 و 17 درصدی شاخص عدالت توزیع آب در سناریوهای نوسان ملایم و نوسانات شدید شد. نتیجهگیری: نتایج این تحقیق نشان داد که در شرایط وخیم بهرهبرداری، بهکارگیری استراتژیهای بهرهبرداری به منظور ارتقا عملکرد سامانههای کنترل ضروری است. مزیت عمده بهرهگیری از استراتژی بهرهبرداری تفاوت خطای سطح آن است که بدون هیچگونه نیاز به صرف هزینه اضافی جهت تغییر در زیرساخت سامانه کنترل خودکار، میزان مطلوبیت عدالت توزیع آب قابل بهبود است. راهبرد اختلاف خطای رقوم سطح آب به عنوان یک روش سیستماتیک در توزیع عادلانه آب بین آب بران در طول کانال اصلی، میتواند در بهبود عملکرد سامانههای کنترل خودکار نقش قابل توجهی را در شرایط کم آبی ایفا نماید.
Equitable Distribution
Irrigation Canal
Operational Management
Modernization
2018
12
22
185
200
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4383_3e312e93080872dbaef89fef58402f64.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
ارزیابی آلودگی و تغییرات مکانی روی، مس و نیکل در خاکهای مناطق خشک مسیر زابل- زاهدان
ولی
بهنام
احمد
غلامعلی زاده آهنگر
محمد
رحمانیان
ابوالفضل
بامری
سابقه و هدف: فلزات سنگین یکی از مهمترین آلایندههای خاک میباشند. افزایش مقدار آنها با توجه به پایداری آنها در محیط زیست منجر به توجه محققان در دهههای اخیر شده است. از طرفی آلودگی خاکها توسط فلزات سنگین که از خودروها تولید میشوند نیز یک مسئله زیست محیطی جدی میباشد. با توجه به اهمیت آلودگی خاک، بررسی امکان آلودگی خاک توسط خودروها گوناگون ضرورت پیدا میکند. ویژگیهای توزیع مکانی آلودگی در خاکهای آلوده عامل مهمی جهت شناسایی نقاط آلوده و برطرف کردن آن میباشد. این تحقیق با هدف بررسی توزیع مکانی فلزات سنگین روی، مس و نیکل در خاکهای کنار جادهای مسیر زابل – زاهدان انجام گرفت. مواد و روشها: با استفاده از روش نمونهبرداری سیستماتیک منظم 252 نمونه خاک از عمق صفر تا 20 سانتیمتر جمعآوری گردید. ویژگیهای مختلف خاک شامل غلظت کل فلزات روی، مس و نیکل، پهاش، هدایت الکتریکی خاک، کربن آلی، کربنات کلسیم معادل و بافت خاک اندازهگیری شد. فاکتور غنیشدگی و شاخص زمین انباشتگی برای تعیین وضعیت و روند آلودگی خاک این منطقه استفاده شد. نقشه پهنهبندی غلظت مس و روی با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل نمایی، و برای فلز نیکل با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل گوسی تهیه شد. دقت روش ها با استفاده از خطای قدر مطلق میانگین و مجذور میانگین مربعات خطا مقایسه شد و روشی که دارای بالاترین مقدار دقت بود برای تهیه نقشه فلزات سنگین خاک مورد استفاده قرار گرفت.یافتهها: با افزایش فاصله از جاده غلظت فلزات سنگین کاهش یافت. برای تهیه نقشه نیکل مدل گوسی، و برای روی و مس مدل نمایی دارای بالاترین دقت بود. میانگین غلظت روی، مس و نیکل در فاصله صفر، 50 و 100 متری به ترتیب برابر با 33/54، 75/52، 56/51، 67/9، 40/9، 03/9 و 26/10، 02/10، 76/9 میلی گرم بر کیلوگرم بود. مقادیر روی، مس و نیکل در خاکهای کنار جاده ای در منطقه مورد مطالعه کمتر از حد مجاز سازمان جهانی بهداشت (WHO)1بود. نتایج این مطالعه نشان داد رابطه بین روی، مس و نیکل یک رابطه مثبت و معنیدار است. در واقع وجود همبستگی بین فلزات مختلف نشاندهنده منبع مشترک آنها است.نتیجهگیری: نتایج توزیع مکانی فلزات نشان داد که این خاکها نسبت به مس، روی و نیکل غیرآلوده میباشند. غلظت و پراکنش این عناصر در منطقه دارای منشا زمین شناسی و انسانی میباشند. عناصر مس، روی و نیکل بهطور طبیعی در خاک وجود دارند اما فعالیتهای انسانی مانند فعالیتهای کشاورزی و احتراق سوختهای فسیلی سبب تجمع بیشتر این فلزات در قسمتهایی از منطقه مورد مطالعه شده است.
Contamination
roadside soils
spatial variations
enrichment factor
2018
12
22
201
216
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4384_7ba7669909504a6f8002034460771ac6.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
اثر صمغ عربی بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک های لوم و لوم رسی
زهرا
حبیبی
مهدی
رحمتی
اسماعیل
کریمی
علی اصغر
علیلو
سابقه و هدف: گزارشهای متناقضی در مورد تغییر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و پاسخهای بیولوژیکی خاکهای اصلاح شده با بایوفیلم وجود دارد. اگرچه گزارشی از مقایسه اثرات صمغ عربی در بافتهای مختلف خاک وجود ندارد، گزارشات اثرات بیوپلیمرهای متفاوت به عنوان آنالوگ بالقوهای از بایوفیلم در خاکهای مختلف به صورت متناقض وجود دارد. با فرض اینکه کلاس بافت خاک، به عنوان ویژگی ذاتی آنها، ممکن است اثرات اصلاح کنندهها یا تهویه کنندههای مختلف را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین جهت ارزیابی عملکرد صمغ عربی در دو کلاس بافت خاک متفاوت، تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات صمغ عربی به عنوان مشابهی از بایوفیلم (پلیساکاریدهای برونسلولی) بر چندین ویژگی خاک در خاکهایی با بافت لوم و لوم رسی انجام گرفت.مواد و روشها: برای انجام این تحقیق با دو خاک مختلف شامل کلاسهای بافت لومرسی و لوم، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی (CRD) با دو فاکتور شامل نوع خاک و مقادیر مختلف صمغ عربی(صفر، 5 و 10 گرم درکیلوگرم خاک) و سه تکرار و دو مشاهده انجام گردید، سپس، بعد از اتمام مرحله انکوباسیون خاکهای تیمار شده، نمونههای خاک دستخورده و دستنخورده از گلدانها تهیه و برای اندازهگیری جرم مخصوص ظاهری، رطوبت اشباع خاک و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، پایداری خاکدانهها در حالت خیس(WAS)، میانگین وزنی قطر خاکدانهها (MWD)، بعد فرکتال جرمی خاکدانهها، اسیدیته خاک (pH)، مقدار کربن آلی خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی و تنفس میکروبی خاک اندازهگیری شد. یافتهها: نتایج نشان داد که اثر صمغ عربی بر رطوبت اشباع، جرم مخصوص خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع و فعالیت میکروبی در خاک لوم نسبت به خاک لومرسی کمتر بود. کاربرد صمغ عربی در خاک لوم رسی موجب افزایش تقریباً 12 و 18 و 317 درصد به ترتیب در مقدار رطوبت اشباع حجمی و جرمی و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک لوم رسی شد. درحالی که اثرات خیلی ناچیزی بر این خصوصیات در خاک لوم داشت. استفاده از صمغ عربی همچنین، جرم مخصوص خاک لومرسی را کاهش داد درحالی که هیچ تغییری در جرم مخصوص خاک لوم مشاهده نشد. همچنین در خاکهای تیمار شده، صمغ عربی تغییرات مثبتی را در کربن آلی خاک و پایداری، اندازه و بعدفراکتال جرمی خاکدانهها که مستقل از نوع خاک میباشند را نشان داد. نتیجهگیری: با توجه به اینکه تغییرات کمتری در خصوصیات بافت لوم (درشتر از خاک لوم رسی میباشد) مشاهده شد، پیشنهاد ما کاربرد مقدار بالاتری از صمغ عربی (بیشتر از 10 گرم بر کیلوگرم) در خاک درشت بافت یا استفاده آن به همراه بقایای مواد آلی برای دستیابی به اثرات قابل توجه در این خاکها میباشد.
Aggregates stability
Biopolymer
Fractal dimension
Hydrocolloid
2018
12
22
217
231
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4385_a46f9f2f469df9c5c77e3b2c318eedc0.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
بررسی راندمان حذف نیترات از محلول آبی با استفاده از جاذب نانوساختار برگ درخت بلوط
علی
بافکار
ندا
بابلی
سابقه و هدف: در دسترس بودن آب سالم و پاک یکی از مهمترین مسائل پیش روی بشر میباشد و به تدریج که مقدار مصرف آب بیشتر میشود مواد آلاینده نیز به طرق مختلف باعث آلوده کردن منابع آبی میگردند و این مسئله در آینده بحرانیتر خواهد شد. آلودگی محیط زیست مخصوصاً آب که عامل مهمی در محدود ساختن پیشرفتهای انسان است، چنان اهمیت پیدا کرده است که مبارزه با آن مورد بحث سمینارهای جهانی و منطقهای قرار گرفته است. آلودگی آبهای زیرزمینی و سطحی به نیترات در بسیاری از مناطق دنیا به صورت یک مشکل جدی مورد توجه است. روش-های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مختلفی برای حذف نیترات وجود دارد از جمله این فرآیندها میتوان به اسمز معکوس، تبادل یون، کلریناسیون نقطه شکست، الکترودیالیز و دنیتریفیکاسیون شیمیایی اشاره کرد. در سالهای اخیر توجه فراوانی به مواد کمهزینه نظیر پوست درخت، نانوجاذبهای گیاهی و سایر مواد زائد به عنوان جاذب شده است. این مطالعه با هدف بررسی امکان استفاده از جاذب برگ درخت بلوط به عنوان یک جاذب ارزان قیمت و مقرونبه-صرفه در حذف نیترات از محلولهای آبی صورت گرفت.مواد و روشها: به منظور انجام آزمایشهای جذب، نخستین قدم تهیه جاذب مورد نظر است. برای این کار و به منظور رسیدن به نتیجه مطلوب، از جاذب برگ درخت بلوط به عنوان بهترین گزینه استفاده شد تا بتوان جذب را در بهترین شرایط به دست آورد. پس از آمادهسازی جاذب آزمایشهای مشخصه یابی جاذب از جمله دانه بندی ذرات و سطح ویژه جاذب به روش جذب متیلن بلو صورت گرفت. سپس آزمایشهای ناپیوسته انجام و روش تجزیه و تحلیل دادهها ذکر گردید. مطالعه حاضر درمقیاس آزمایشگاهی و به صورت ناپیوسته انجام شد. در این پژوهش جاذب برگ درخت بلوط ابتدا در برابر آفتاب نسبتاً خشک و به وسیله آسیاب خانگی خرد شده و سپس برای تهیه مواد نانومتری جاذب از الک شماره 200 عبور داده شد. و پس از شستشو با آب مقطر در آون با دمای 70 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت خشک شد. در این تحقیق اثر عواملی مانند pH، جرم جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه نیترات مورد آزمایش قرار گرفت. تمام آزمایشها در سیستم ناپیوسته با سه بار تکرار انجام گرفت. تجزیه و تحلیل دادهها و رسم نمودارها توسط نرم افزار اکسل صورت گرفت. از مدلهای سینتیک لاگرگرن و هوو برای بررسی فرآیند جذب استفاده شد، همچنین بااستفاده از مدلهای ایزوترم فروندلیچ و لانگمیر، دادههای جذب تعادلی مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفتند.یافتهها: نتایج نشان داد که برای جاذب مورد مطالعه زمان تعادل پس از 120 دقیقه و حداکثر جذب نیترات در5 pH= به دست آمد. با افزایش جرم جاذب از 3/0 تا 7/0 گرم راندمان حذف از 93/88 تا 82/93 درصد افزایش یافت، اما با افزایش میزان جاذب از 7/0 تا 6/1 گرم راندمان جذب تقریباً کاهش یافت. با افزایش غلظت نیترات محلول (120-5 میلیگرم بر لیتر)، راندمان حذف از 41/94 به 35/89 درصد کاهش یافت.نتیجهگیری: بر اساس نتایج بدست آمده فرایند جذب از مدل هوو و همکاران تبعیت کرده و دادههای جذب با ایزوترم فروندلیچ مطابقت بیشتری داشت. بنابراین میتوان اظهار نمود که برگ درخت بلوط میتواند بعنوان یک جاذب مناسب و مقرونبهصرفه با حداقل تکنولوژی در حذف نیترات مورد استفاده قرار گیرد.
Nitrate
removal efficiency
nanoabsorbent
Oak leaf
2018
12
22
233
247
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4386_7d603842e5c456f672ce691e5faff4a0.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
بررسی برخی ویژگیهای کیفیت فیزیکی خاک در کاربریهای مختلف اراضی در حوزهی آبخیز بارده شهرکرد (استان چهارمحال و بختیاری)
احمد
کریمی
ناهید
مغانی
جهانگرد
محمدی
مهدی
نادری
سابقه و هدف: نوع کاربری زمین تأثیر چشمگیری بر ویژگیهای خاک دارد. مطالعه تأثیر کاربری زمین بر ویژگیهای کیفیت خاک، امکان شناسایی روشهای مدیریتی پایدار و بهتبع آن پیشگیری از تخریب فزاینده خاک را فراهم میکند. تغییر کاربری اراضی، قطع یکسرهی درختان، جنگلها و تبدیل مراتع به اراضی کشاورزی باعث تخریب یا اخلال در اکوسیستمهای طبیعی، کاهش ظرفیت تولید فعلی یا آیندهی خاک شده و اثرات زیانباری بر خصوصیات فیزیکی خاک دارد. با توجه به گستردگی تغییرات کاربری اراضی در ایران و از آنجایی که ویژگیهای کیفیت خاک و مقادیر آنها با توجه به اهداف تحقیق و شرایط منطقهای متفاوت میباشند، تحقیق حاضر جهت بررسی ویژگیهای کیفیت خاک بهویژه ویژگیهای فیزیکی در کاربریهای مختلف در بخشی از شهرستان شهرکرد انجام شد.مواد و روشها: این پژوهش در بخشی از حوزه آبخیز بارده با مساحت 80 کیلومتر مربع واقع در 40 کیلومتری شمال غربی شهرستان شهرکرد (مرکز استان چهارمحال و بختیاری) انجام شد. کاربری عمده اراضی در این منطقه، مراتع طبیعی و کشت دیم است. تعداد 85 نمونه از خاک سطحی به صورت تصادفی و نمونه مرکب (حاصل از سه نمونه واقع در رئوس مثلث متساویالاضلاع به علاوه یک نمونه واقع در مرکز مثلث) با فواصل 1 کیلومتر و از عمق (0-20) سانتیمتری برداشته شد به نحوی که با توجه به نقشه کاربری اراضی منطقه از کاربری مرتع 58 نمونه، کاربری کشت دیم 17 نمونه و از کاربری کشت آبی 10 نمونه از خاک سطحی تهیه گردید. همچنین از نقاط نمونه برداری نمونه دست نخورده جهت اندازه گیری جرم مخصوص ظاهری و هدایت هیدرولیکی خاک تهیه شد و ویژگیهای فیزیکی از جمله توزیع اندازهای ذرات، جرم مخصوص ظاهری، تخلخل کل، شاخصهای پایداری خاکدانه و هدایت هیدرولیکی اشباع در آنها اندازهگیری شد. تجزیه و تحلیل آماری براساس روشهای آمار کلاسیک و با استفاده از نرمافزار آماری Statistica Ver.8 انجام شد. برای بررسی ویژگیهای کیفیت فیزیکی خاک در کاربریهای مختلف از تجزیه واریانس (ANOVA) و مقایسه میانگین (روش دانکن در سطح 5 درصد) استفاده شد.یافتهها: نتایج نشان داد که جرم مخصوص ظاهری، درصد سیلت، پایداری ساختمان خاک به روش الک تر و خشک در اراضی کشاورزی (کشت دیم و آبی) بیشتر از اراضی مرتعی بود که از لحاظ آماری معنیدار نبود. تخلخل کل خاک و درصد شن در کاربری مرتع دارای مقدار بیشتری نسبت به کاربری کشت دیم و آبی بود. همچنین در کاربری کشاورزی بهخصوص کشت دیم در مقایسه با کاربری مرتع درصد رس بیشتر، ولی هدایت هیدرولیکی اشباع کمتر است که این تفاوت معنیدار نبود. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین خصوصیات مورد بررسی، از لحاظ آماری تفاوت معنیداری را بین سه کاربری مرتع، کشت آبی و کشت دیم نشان نداد. نتیجهگیری: برای جلوگیری از تخریب اراضی و کاهش کیفیت خاک در کاربریها، راهکار طولانیمدت در اراضی زراعی، کاهش عملیات خاکورزی و افزودن مادهآلی به خاک میباشد. در اراضی مرتعی نیز باید از ورود دامهای مازاد بر ظرفیت مرتع و ورود دام به مرتع قبل از آمادگی مرتع جهت چرا ممانعت کرد.
Land use
Soil quality
Compound sample
Bardeh catchment
2018
12
22
249
263
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4387_34454287b95ace9816fdb0c669cff1c5.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
تاثیر گوگرد بر برخی از خصوصیات شیمیایی خاک و غلظت عناصر غذایی در دانه گندم (Triticum astivum L.)
محمد حسین
داوودی
جلال
قادری
کاظم
خاوازی
سابقه و هدف: در خاکهای آهکی ایران به علت pH بالا، عناصر غذایی از حلالیت اندکی برخوردار بوده و جذب آنها توسط گیاهان با مشکل مواجه است. برای رفع این مشکلات و برای دستیابی به عملکرد مطلوب در چنین خاکهایی ناگزیر به استفاده ازگوگرد به عنوان یک ماده اصلاحی برای کاهش موضعی pH خاک و افزایش حلالیت عناصر غذایی می باشد. هدف از اجرای این تحقیق بررسی اثر گوگرد همراه با باکتری تیوباسیلوس بر تغییرات pH، هدایت الکتریکی، فسفر، گوگرد، روی و آهن قابل استفاده در خاکهای زیر کشت گندم و غلظت عناصر غذایی در دانه آن در چهار منطقه از خاکهای این استان با گوگرد قابل جذب متفاوت بود. مواد و روشها: آزمایشی شامل چهار تیمار مصرف گوگرد (500،250،0 و1000 کیلوگرم بر هکتار)، در سه تکرار و در قالب طرح بلوک-های کامل تصادفی، در چهار مزرعه با مقدار گوگرد قابل جذب متفاوت ( 7، 13، 18و 27 میلیگرم برکیلوگرم خاک)، در مناطق مختلف استان کرمانشاه (چغانرگس، ماهیدشت، نجفآباد و قمشه) و در سال زراعی 95-1394، اجرا شد. قبل از کاشت، خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاکهای مورد آزمایش با روشهای استاندارد آنالیز گردید.گندم در کرتهای آزمایشی کشت شد و نمونه برداری از خاک در دو مرحله از رشد گندم (پنجه زنی و ساقه رفتن) و پس از برداشت برای اندازهگیری خصوصیات شیمیایی خاک و نسبت به برآورد عملکرد گندم و اندازه گیری عناصر غذایی در دانه آن با روشهای متداول اقدام گردید یافتهها: نتایج نشان داد که در تمام خاکهای مورد آزمایش، تأثیر مقادیر مختلف گوگرد همراه با باکتری تیوباسیلوس بر کاهش pH خاک، افزایش هدایت الکتریکی، فسفر،گوگرد، آهن و روی قابلاستفاده خاک در مرحله پنجه زنی، ساقه رفتن و پس از برداشت گندم در مقایسه با تیمار شاهد در مزارع چغانرگس، ماهیدشت اختلاف معنیداری در سطح یک درصد (p <0.01) و در نجفآباد و قمشه در سطح پنج در-صد (p <0.05) وجود داشت. کمترین مقدار pH خاک و بیشترین مقدار خصوصیات اندازهگیری شده در تمام مزارع آزمایشی با مصرف 1000 کیلوگرم گوگرد بر هکتار و در مرحله ساقه رفتن شاهده شد. پس از برداشت محصول، بهعلت ظرفیت بافری، pH خاک و عناصر غذایی، نسبت به مرحله ساقه رفتن کاهش یاقتند. همچنین با مصرف گوگرد مقدار غلظت عناصر غذایی بهطور معنیداری در دانه گندم در هر چهار مزرعه افزایش و بیشترین غلظت این عناصر با مصرف 1000 کیلوگرم گوگرد بر هکتار گوگرد بود. نتیجهگیری: تأثیر گوگرد همراه با باکتریهای تیوباسیلوس بر خصوصیات شیمیاییخاک و مقدار غلظت عناصر غذایی در دانه گندم امیدوارکننده بود و این بیانگر پتانسیل خوب آن برای کاربرد در بخش کشاورزی میباشد و هرخاک آهکی دارای پتانسیل خاصی برای اکسیداسیون گوگرد است که وابسته به خصوصیات آن خاک میباشد و تنها مقدار کربنات کلسیم معیار مناسبی برای کاربرد گوگرد برای افزایش حلالیت عناصر غذایی نمی باشد.
pH
EC
P
S
Zn
2018
12
22
265
280
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4388_6fa6572cedf3d3987ea44720d08cf793.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
بررسی اثر بستر نفوذپذیر متخلخل در حوضچه آرامش بر مشخصات پرش هیدرولیکی
نیما
اکبری
کاظم
اسماعیلی
سعید رضا
خداشناس
سابقه و هدف: یکی از کاربردهای مهم پرش هیدرولیکی کنترل فرسایش پایین دست کانال از سیستم های انتقال آب با سرعت بالا مانند تنداب ها و سرریزها بوسیله مستهلک کردن مقدار زیادی از انرژی جنبشی پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش می باشد. حوضچه های آرامش معمولا از بتن صاف و نفوذ ناپذیر ساخته می شوند که این امر مشکلاتی از نظر زیست محیطی و همچنین هزینه و صعوبت اجرا به دنبال دارد. استفاده از حوضچه های آرامش در کانال های طبیعی پوشش داده شده با ریپ رپ و کانال های سنگی رو به گسترش است. این حوضچه ها ذاتا زبرتر و نسبت به حوضچه های آرامش سنتی نفوذپذیر می باشند. در حال حاضر تاثیر نفوذپذیری کانال بر روی مشخصات پرش هیدرولیکی مانند اعماق مزدوج و طول پرش نامشخص است. در این تحقیق مشخصات پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش با بستر نفوذپذیر متخلخل به عنوان جایگزینی برای حوضچه های بتنی در اینگونه موارد مورد بررسی قرار گرفته است. مواد و روشها: برای انجام آزمایشها یک کانال آزمایشگاهی به طول 6 متر و عرض 80 سانتیمتر با جداره شیشهای مجهز به مخزن تأمین هد به ارتفاع 3 متر در ابتدای کانال در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه فردوسی مشهد طراحی و ساخته شد. دبی موردنیاز آزمایشها توسط سیستم آبرسانی آزمایشگاه مجهز به پمپ سانتریفیوژ با توان آبدهی 100 لیتر بر ثانیه تأمین گردید. از دو دریچه کشویی در ابتدا و انتهای کانال بهمنظور ایجاد جریان فوق بحرانی، تنظیم عمق پایاب و تثبیت موقعیت پرش استفاده شد. از سه نوع شن خوب دانهبندی شده با میانگین قطر دانهبندی مختلف در محدوده 8/9 تا 38 میلیمتر با طولها و ضخامتهای متفاوت برای ایجاد بستر نفوذپذیر استفاده گردید. آزمایشها برای پنج عدد فرود متفاوت در محدوده 3/5 تا 4/7 انجام شد. عمق اولیه، ثانویه و طول پرش برای هر آزمایش اندازهگیری شده و با نتایج حاصل از بستر صاف نفوذناپذیر مقایسه گردید. یافتهها: درمجموع اهداف مختلف موردنظر این تحقیق که در درجه اول شامل ارزیابی اثر بالقوه نفوذپذیری کف حوضچه آرامش بر روی مشخصات پرش هیدرولیکی مانند نسبت اعماق مزدوج و طول پرش بود، به دست آمد. نتایج آزمایشها نشان داد که پارامترهایی مانند میانگین قطر دانهبندی بستر حوضچه، طول و ضخامت بستر و عدد فرود جریان بر ابعاد پرش هیدرولیکی و میزان افت انرژی حاصل از آن مؤثرند. نتیجهگیری: نفوذپذیری بستر سبب کاهش ابعاد پرش هیدرولیکی شده بطوریکه نسبت اعماق مزدوج در مقایسه با بستر صاف بهطور میانگین 19 درصد و نیز طول پرش حدوداً 31 درصد کاهش مییابد.
Stilling basin
Permeable bed
Porosity
Hydraulic jump
2018
12
22
281
292
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4389_5829ee102472c9e7871d0f36cfcdd937.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
بررسی اثر ارتفاع بیوراکتور پر شده با بیوچار در حذف نیترات و آمونیوم از زهآبزهکشها
مریم
احمدوند
جابر
سلطانی
مریم
وراوی پور
سید ابراهیم
هاشمی گرمدره
سابقه و هدف: یکی از مهمترین آلایندهها در آبهای سطحی و زیرزمینی نیتروژن محلول به فرم نیترات میباشد. سیستمهای زهکشی مصنوعی با افزایش نسبی سرعت انتقال زهآب به آبهای سطحی نسبت به حالت طبیعی باعث میشوند زمان به وقوع پیوستن فرآیندهای طبیعی از جمله دنیتریفیکاسیون کاهش یابد. بیوراکتورهای دنیتریفیکاسیون با ایجاد یک محیط از منابع کربنی و عبور آب زهکش از میان آن باعث افزایش دنیتریفیکاسیون و حذف نیترات از محیط میگردند. در این مطالعه از بیوچار به عنوان دیواره کربنی در بیوراکتور استفاده شده است. در گام نخست به مقایسه عملکرد بیوراکتور پر شده با بیوچار و بیوراکتور پر شده از پوشال گندم در حذف نیترات و آمونیوم از زهآب زهکشهای زیرزمینی پرداخته شد. پس از آن تأثیر ارتفاع بیوراکتور بر غلظت نیترات و آمونیوم خروجی از بیوراکتورهای پر شده با بیوچار پوشال گندم مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این تأثیر گذر زمان بر کارایی بیوراکتورها در حذف نیترات و آمونیوم برای یک دوره چهار ماهه مورد بررسی گردید. مواد و روشها: در راستای اهدف تحقیق، بیوراکتورهایی با لولههای پلی اتیلنی با ارتفاع 125 سانتی متری شبیه سازی شدند. فاکتور تغییر ارتفاع در 4 سطح شامل 5/32، 5/62، 5/92، 125 سانتی متر که به ترتیب با H1 ، H2، H3 و H4 نشان داده شده، مورد بررسی قرار گرفت. شاهد (B0) حاوی 30 درصد حجمی پوشال گندم و بیوراکتورهای نمونه (B1) حاوی 30 درصد حجمی بیوچار پوشال گندم میباشند. یافتهها: نتایج نشان داد، غلظت نیترات خروجی از بیوراکتورهای دنیتریفیکاسیون به طور معنی داری تحت تأثیر بیوچار به کار رفته در آنها قرار دارد. میانگین غلظت نیترات خروجی از بیوراکتورهای دارای 30 درصد بیوچار 16/18 میلی گرم در لیتر است در حالیکه این مقدار در بیورکتورهای فاقد بیوچار برابر با 01/49 میلیگرم در لیتر میباشد. همچنین با افزایش ارتفاع بیوراکتور غلظت نیترات خروجی از بیوراکتور کاهش مییابد. در پایان دوره 4 ماهه نمونهبرداری غلظت نیترات خروجی از تیمارهای نمونه H1B1، H2B1، H3B1 وH4B1 از 160 میلیگرم در لیتر به ترتیب به مقادیر 91/20، 85/12، 04/8 و 23/5 میلیگرم در لیتر کاهش یافت، در حالیکه در تیمارهای شاهد H1B0، H2B0، H3B0 وH4B0 غلظت نیترات خروجی در پایان دوره نمونه برداری برابر با 17/42، 36/36، 99/28 و 65/19 میلیگرم در لیتر است. گذر زمان در سطح 1 درصد تأثیر معنا داری در میزان حذف نیترات دارد و در پایان دوره 4 ماهه آزمایش، میانگین غلظت نیترات خروجی از بیوراکتورهای نمونه به پایینترین حد یعنی 77/21 میلیگرم در لیتر میرسد، این در حالی است که میانگین غلظت نیترات خروجی در روز اول نمونه برداری 21/59 میلیگرم در لیتر مشاهده گردید. غلظت آمونیوم خروجی از بیوراکتورهای حاوی بیوچار و بیوراکتورهای فاقد بیوچار در مقایسه با غلظت آمونیوم ورودی به آنها افزایش یافت، علت این امر را میتوان اینگونه بیان کرد که بخشی از نیترات توسط باکتریهای بیهوازی به آمونیوم تبدیل میگردد. ولی علی رغم این افزایش مقدار آن بسیار ناچیز و کمتر از 5/0 میلیگرم در لیتر است.نتیجهگیری: راندمان حذف نیترات در بیوراکتورهای دارای بیوچار بیشتر از بیوراکتورهای فاقد بیوچار هست. افزایش ارتفاع بیوراکتور سبب افزایش حذف نیترات میگردد.
"biochar"
"Nitrate"
"denitrification"
" ammonium"
2018
12
22
293
304
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4390_1e0f2e65b4d4651d67426e82b778ef60.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
هجوم آبشور بر سیستم منابع آب دشت آذرشهر و ارزیابی اثرات آن در تأمین نیازهای 20 سال آینده
سید عباس
حسینی
تقی
مهدوی
مجید
خیاط خلقی
چکیده سابقه و هدف : زمانی که سیستم منابع آب با مشکلات جدی و بحران مواجه میشود میبایست جهت حل اساسی مشکل ریشههای مسبب اصلی و تاریخچه شروع مشکلات مشخص گردد تا بتوان راهحل مؤثری ارائه کرد. اقدامات وقتی میتوانند مؤثر باشند که بهموقع صورت گیرند در غیر این صورت هزینه بالا و تأثیر کمتری خواهند داشت. در این مقاله تاریخ هجوم آبشور به سیستم منابع آب دشت آذرشهر با استفاده از تحلیل آماری و سیستم اطلاعات جغرافیایی شناسایی و علت مؤثر واقع نشدن اقدامات بحث شده است و درنهایت به ارزیابی اثرات آن در تأمین نیازهای 20 سال آینده در نرمافزار WEAP پرداختهشده است.مواد و روشها: تغییرات وارده بر دستگاهها معمولاً تدریجی است تا اینکه این اثرات کوچک جمع شده و از آستانه تحمل سیستم بالاتر رود.در این تحقیق با استفاده از دادههای کیفیت آب زیرزمینی،تراز آب زیرزمینی دشت آذرشهر و همچنین تراز دریاچه ارومیه تاریخ پیشروی عمده و هجوم آبشور به آبخوان اواخر سال 1379 بعد از حدود 5 سال خشکسالی متوالی مشخص گردید. با استفاده از شبکه عصبی تغییرات منابع برای 20 سال آینده پیشبینی و با توجه به نیازها به ارزیابی اثرات تغییر در تأمین نیازهای 20 سال آینده در نرمافزار WEAP بر اساس سناریو سال آبی پرداختهشده است . یافتهها: در اثر 5 سال خشکسالی متوالی برداشتها از آبخوان بهسرعت افزایشیافته، و از انجاییکه هیچ اقدام سازه ای قابلتوجه و علیالخصوص اقدامات غیر سازهای (مؤلفههای حکمرانی خوب) از قبیل شفافیت (دسترسی کامل تمام گرودارن به دادههای اطلاعاتی) و مشارکت تمام گرودارن در حل مشکل و نهایتاً پاسخگویی کافی در برابر عدم اقدامات مؤثر وجود نداشته، اثرات تجمعی این 5 سال خشکسالی موجب تغییر بزرگی در سیستم شده است.در اثر این تغییر، ظرفیت سیستم بهشدت متأثر شده و امکان تأمین نیازهای آتی در دشت مقدور نخواهد بود و این موضوع پایداری اقتصادی و اجتماعی منطقه را بهشدت تهدید میکند.نتیجهگیری:تغییر بزرگ وارده بر سیستم منابع آب آذرشهر پس از 5 سال خشکسالی متوالی در انتهای سال1379 بانفوذ گسترده آبشور از محدوده جزیره اسلامی به آبخوان رخداده است.اقدامات سازهای صورت گرفته بهقدری کوچک بوده که نتوانسته اثر این تغییر واردشده بر سیستم را خنثی کند و در عمل تا سال1393 شوری آب زیرزمینی گسترشیافته است.اگر بخواهد سطح کشت سال آبی 1394-1395 در 20 سال آینده حفظ شود و مقدارسطح شور شده از سطح شور شده سال آبی 1394-1395فراتر نرود، در تأمین نیاز کشاورزی 16 تا 18میلیون مترمکعب کمبود خواهد بود. میتوان با مدیریت تقاضای آب کشاورزی با اجرای طرحهای تحتفشار و قطرهای بهصورت پلهای (هر 5 سال 5%) این کمبود را به 13 میلیون مترمکعب در انتهای دوره 20 ساله و با کاهش سالیانه 1% از اراضی آبی زراعی در کنار مدیریت تقاضای آب کشاورزی این کمبود را در انتهای دوره 20 ساله به 10 میلیون مترمکعب کاهش داد.
"The influx of salt water"
"water resources system of AZARSHAHR plain"
"neural network"
" GIS"
"WEAP"
2018
12
22
305
313
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4391_b5a8f07b11478b5077423ca370c18191.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1397
25
5
پیشبینی فرم بستر رودخانههای ماسهای با استفاده از روش درخت تصمیم
مسعود
کرباسی
نگین
میرمرسلی
چکیدهسابقه و هدف: فرم بستر یا به عبارتی ناهمواریهای بستر به شکلهای مختلف در بستر رودخانه اطلاق میشود که در اثر حرکت جریان به وجود میآید و تأثیر مستقیم و مهمی روی زبری بستر و در نتیجه مقاومت در مقابل جریان و تأثیر روی پروفیل سطح آب را در پی دارد. از آنجا که محاسبات دبی- اشل رودخانه و سرعت جریان کاملاً تحت تأثیر زبری قرار دارد، لذا پیشبینی دقیق شکل بستر از اهمیت زیادی برخوردار است. بهدلیل تأثیر پارامترهای مختلف در شکلگیری فرم بستر رودخانهها، تعیین معادلات حاکم بر آن مشکل بوده و مدلهای ریاضی نیز از دقت کافی برخوردار نیستند. امروزه استفاده از سیستمهای هوش مصنوعی بهعنوان راهکاری جدید در تحلیل مسائل آبی، گسترش یافته است. هدف این پژوهش، معرفی روشی است که با استفاده از آن بتوان فرم بستر رودخانههای ماسهای را با دقت بالایی پیشبینی نمود.مواد و روشها: در پژوهش حاضر، برای بهدست آوردن نتایج بهتر و کاهش پراکندگی دادهها، دادهها بهطور تصادفی به دو بخش آموزش (70 درصد) که شامل 1647 دادهی آزمایشگاهی و آزمون (30 درصد) که شامل 560 دادهی آزمایشگاهی است تقسیم شدند. روش هوشمند درخت تصمیم بر روی دادههای بخش آزمون در محیط برنامهنویسی وکا کدنویسی شد و در نهایت با استفاده از الگوریتمهای (Random Forest) و (Random Tree) واسنجی بر روی دادهها انجام گردید. سپس روشهای تجربی وانراین، انگلند هانسن و سیمونز و ریچاردسون بر روی دادههای بخش آزمون اجرا گردید.یافتهها: ارزیابی نتایج بهدست آمده با استفاده از معیارهای آماری مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، نرخ دستهبندی صحیح (CCI) و مساحت زیر منحنی (ROC Area) انجام شده است. نتایج نشان داد که الگوریتم(Random Forest) برای دادههای آزمایشگاهی با معیارهای آماری 85%CCI= درصد، 17/0RMSE=، 97/0ROC= دارای بهترین عملکرد است. از سوی دیگر با بررسی نتایج روشهای تجربی مشخص شد که برای دادههای آزمایشگاهی، روش وانراین با نتایج %64CCI= درصد، 07/1RMSE= دارای عملکرد بهتری میباشد. بین متغیرهای مختلف محیطی دبی، عرض، عمق، شیب، قطر متوسط ذرات رسوبی و دما برای دادههای آزمایشگاهی دارای بیشترین اهمیت در پیشبینی فرمهای بستر بودند.نتیجهگیری: در این پژوهش برتری مدلهای محاسباتی نرم در مدلسازی و پیشبینی فرم بستر مشهود بوده و مدلهای اجرا شده در محیط وکا عملکرد بهتری داشتند. اصولاً از آنجا که در شکلگیری فرم بستر رودخانهها، عوامل متعددی دخالت دارند و همچنین بهدلیل ماهیت پیچیدهی آن، پیشبینی این پدیده بسیار دشوار و گاهی کمدقت است. از آنجا که روشهای هوش مصنوعی برای تحلیل مسائلی بهکار میروند که شناخت و توصیف صریح از ماهیت مسئله وجود ندارد، بنابراین بسیاری از مسائل مربوط به فرمهای بستر را میتوان با این روشها حل نمود.
prediction
decision tree
sand rivers
bed form
Artificial intelligence
2018
12
22
315
324
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4392_46af2a99061a5fc6e2d0b1ef8e1f3f92.pdf