2024-03-28T18:08:49Z
https://jwsc.gau.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=579
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
بررسی تاثیر نانوذرات هماتیت بر غلظت آرسنیک و برخی عناصر غذایی گیاه ذرت کشت شده در خاکهای آلوده
طاهره
منصوری
احمد
گلچین
سابقه و هدف: آرسنیک یکی از شبه فلزات است که اخیرا توجهات زیادی را به سوی خود جلب کرده است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آرسنیک سبب بروز سرطان های پوست، شش و پروستات می شود. حضور آرسنیک در آب و خاک منجر به انتقال آن به بخش های مختلف گیاهان می شود. تاکنون تاثیر نانوذرات هماتیت بر غلظت آرسنیک در گیاهان کشت شده در مناطق آلوده بررسی نشده است. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی نانوذرات هماتیت در کاهش تحرک و گیاه -فراهمی آرسنیک و تاثیر آن بر غلظت عناصر فسفر، آهن، روی و منگنز گیاه ذرت کشت شده در خاکهای آلوده انجام شد.مواد و روش ها: بدین منظور یک آزمایش فاکتوریل با دو فاکتور سطوح نانوذرات هماتیت (صفر، 0/05، 0/1 و 0/2 درصد وزنی) و سطوح مختلف آرسنیک (صفر، 6، 12، 24، 48 و 96 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه انجام شد. خاک بصورت مصنوعی و با استفاده از نمک آرسنات سدیم (Na2HAsO4.7H2O) به سطوح مختلف آرسنیک آلوده و به مدت پنج ماه خوابانیده شد. نانوذرات هماتیت (α-Fe2O3) از نیترات آهن سنتز شدند و خصوصیات آنها به وسیله تکنیکهای XRD، SEM و TEM بررسی گردید. پس از پایان زمان خوابانیدن، نانوذرات هماتیت به خاکهای الوده و غیرآلوده افزوده شد و پس از یک ماه غلظت آرسنیک قابل جذب خاک ها اندازه گیری شد. از گیاه ذرت به عنوان شاخص زیستی استفاده شد. پس از گذشت 75 روز گیاهان برداشت شدند و ارتفاع بوته، وزن خشک ریشه و بخش هوایی، غلظت آرسنیک، فسفر، آهن، روی و منگنز ریشه و بخش هوایی اندازه گیری شد. یافته ها: مورفولوژی نانوذرات هماتیت بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری کروی تشخیص داده شد و میانگین اندازه آنها 30 نانومتر اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت آرسنیک کل خاک، غلظت آرسنیک قابل جذب، غلظت آرسنیک ریشه و بخش هوایی ذرت افزایش یافت. تجمع آرسنیک در ریشه بیش از بخش هوایی ذرت بود. آرسنیک سبب افزایش غلظت عناصر فسفر و منگنز و کاهش غلظت عناصر آهن و روی ریشه ذرت شد. همچنین در بخش هوایی غلظت فسفر، آهن و روی را کاهش ولی منگنز را افزایش داد. آرسنیک همچنین سبب کاهش انتقال فسفر از ریشه به بخش هوایی شد. نانوذرات هماتیت در کلیه سطوح آرسنیک خاک، غلظت آرسنیک قابل جذب و غلظت آرسنیک ریشه و بخش هوایی ذرت را بطور معنی دار کاهش دادند. این نانوذرات با افزایش غلظت عناصر غذایی آهن و روی، کاهش تجمع آرسنیک، فسفر و منگنز ریشه گیاهان کشت شده در خاکهای آلوده، سبب افزایش وزن خشک ریشه شدند و با افزایش غلظت عناصر فسفر، آهن و روی و کاهش تجمع آرسنیک و منگنز بخش هوایی سبب افزایش وزن خشک آن شدند، ولی در خاک های غیرآلوده با کاهش غلظت عناصر غذایی فسفر، آهن، روی و منگنز ریشه و بخش هوایی گیاهان کشت شده منجر به کاهش وزن خشک گیاه شدند. موثرترین سطح مصرف نانوذرات هماتیت 0/2 درصد بود بطوری که مقدار کاهش غلظت آرسنیک ریشه و بخش هوایی گیاهان کشت شده در خاک تیمار شده با2/ 0 درصد نانوذرات هماتیت و 96 میلی گرم آرسنیک بر کیلوگرم 54/64 و 40/20 درصد بود.نتیجه گیری: آرسنیک در غلظت های کمتر از 12 میلی گرم بر کیلوگرم رشد و وزن ریشه و بخش هوایی ذرت را افزایش داد ولی در غلظتهای بیش از آن با ایجاد اثرات سمی و بر هم زدن تعادل عناصر غذایی رشد گیاه را کاهش داد. بطور کلی نتایج نشان دادند که نانوذرات هماتیت می توانند برای پاکسازی خاک های آلوده به آرسنیک بکار روند به شرط آنکه تحقیقات تکمیلی در خصوص اثرات زیست محیطی آنها صورت گیرد.
آرسنیک
ذرت
عناصر غذایی
نانوذرات هماتیت
2018
04
21
1
34
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4058_ff5e02b5dc7608a7225b8238f00910c7.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
شناسایی و تفکیک مناطق سیل خیز و بررسی تأثیر فعالیت های آبخیزداری بر دبی اوج سیلاب حوضه (مطالعه موردی: حوضه آبخیز بار نیشابور)
هادی
معماریان خلیل آباد
محمد
یوسفی
امیرحسین
آقاخانی افشار
سابقه و هدف: روند رو به افزایش سیل در سال های اخیر حاکی از آن است که اکثر مناطق کشور در معرض تهاجم سیلاب های دوره ای و مخرب قرار دارند که از این نظر بسیاری از شهرها، روستاها، تأسیسات صنعتی و کشاورزی و اماکن مسکونی نیز در معرض خطر سیل قرار گرفته اند. لذا شناسایی اصولی مناطق سیل خیز در داخل حوضه آبخیز از جمله اقدامات بسیار مهم در کنترل سیل و کاهش خسارات ناشی از آن محسوب می گردد. هدف اصلی از انجام تحقیق حاضر بررسی و شناسایی مناطق سیل خیز و تأثیر فعالیت های آبخیزداری بر میزان دبی اوج سیلاب در حوضه آبخیز رودخانه بار شهرستان نیشابور واقع در استان خراسان رضوی می باشد. مواد و روش ها: بدین منظور حوضه مورد مطالعه به 20 زیرحوضه تقسیم گردید وخصوصیات فیزیکی کل حوضه و زیرحوضه ها با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و در فرمت رقومی تعیین شد. سپس با بهره گیری از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS و به کمک روش تکرار حذف انفرادی زیرحوضه (Single Successive Sub-watershed Elimination) آبنمودهای سیل متناظر با بارش های طراحی برای هر یک از زیر حوضه ها محاسبه گردید. سپس با حذف متوالی زیرحوضه ها در هر بار اجراء مدل، دبی خروجی کل حوضه پس از روندیابی سیل در آبراهه های اصلی بدون زیرحوضه مورد نظر (با استفاده از روش موج سینماتیک) محاسبه گردید، بدین ترتیب میزان تأثیر هر یک از زیرحوضه ها در تولید سیل خروجی حاصل گردید. همچنین، سیل خیزی حوضه مطالعاتی در واحد سطح حوضه محاسبه گردید و شاخص سیل خیزی (f)، مبنای اولویت بندی حوضه قرار گرفت.یافته ها: در فرآیند واسنجی مدل دو پارامتر شماره منحنی و ضریب مانینگ به عنوان مؤثرترین پارامترها بر دبی سیلاب حوضه آبخیز انتخاب گردیدند و ضریب ناش-ساتکلیف بالا در رخدادهای سیل نشان داد که واسنجی مدل در حوضه آبخیز بار به نحو مناسبی صورت پذیرفته است. نتایج شبیه سازی نشان داد که زیرحوضه B1 (در بخش شمالی حوضه) در دوره های بازگشت 50 و 100 ساله با تولید دبی اوج 38.9 و 44.1 مترمکعب بر ثانیه در محل خروجی زیرحوضه، بیشترین مقدار و زیرحوضه های B11، B13 و B19 (در بخش های غربی حوضه) با دبی اوج نزدیک به صفر کمترین مقدار دبی اوج را به خود اختصاص می دهند. همچنین، با توجه به شاخص (f) در رگبارهای طرح با دوره های بازگشت 50 و 100 ساله زیرحوضههای B4 و B3 (در نیمه شمالی حوضه) اولین و دومین رتبه و زیرحوضههای B6، B11،B12 ، B13،B14 و B19 (در نیمه جنوبی حوضه و در بخش های شرقی و غربی حوضه) کمترین اولویت را کسب کرده اند. در زیرحوضه B1 با توجه به اینکه بیشترین سطح عملیات بیولوژیک اجراء گردیده است، بالاترین درصد کاهش دبی اوج به میزان 41.27 تا 44.73 درصد می باشد. از طرف دیگر، نتایج نشان داد که هرچه نسبت سطح عملیات بیولوژیک به مساحت زیرحوضه بیشتر باشد، نقش این پروژه ها در کاهش میزان دبی اوج نیز واضح تر خواهد بود. با توجه به بررسی صورت گرفته نقش فعالیت های سازه ای در کاهش دبی اوج سیلاب کمتر از فعالیت های بیولوژیک می باشد و افزایش تعداد سازه ها در طول مسیر رودخانه باعث کاهش میزان دبی اوج زیرحوضه نیز خواهد شد. نتیجه گیری: با بررسی اثر فعالیت های بیولوژیک و احداث گابیون بر دبی اوج سیلاب های طرح، می توان گفت که نقش فعالیت های بیولوژیک در کاهش دبی اوج و حجم سیلاب به مراتب مؤثرتر از فعالیت های سازه ای (احداث گابیون) می باشد. بنابراین، عامل CN به عنوان یک عامل مؤثر و قابل کنترل بر سیل خروجی حوضه و کاهش دبی اوج می باشد.
دبی اوج سیلاب
سیلخیزی
عملیات آبخیزداری
روندیابی موج سینماتیک
HEC-HMS
2018
04
21
35
59
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4059_ea1700f7885d6b1278ec024fe028c256.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
تحلیل آماری الگوی فضایی-زمانی طوفان گردوغبار در غرب و جنوب غرب ایران
سیدعبدالحسین
آرامی
مجید
اونق
علی
محمدیان بهبهانی
مهری
اکبری
علیرضا
زراسوندی
سابقه و هدف: وقوع طوفانهای گرد و غبار به عنوان یک خطر جهانی، همه ساله مشکلات و خسارتهای مالی و جانی فراوانی را برای کشور به دنبال دارد. بنابراین، با توجه به شرایط توپوگرافیکی-اقلیمی ایران و افزایش چشمگیر فراوانی وقوع طوفانهای گرد و غبار، بررسی و مطالعه برای کاهش اثرات زیانبار آن اجتنابناپذیر است.مواد و روشها: در این تحقیق طوفانهای گرد و غبار بر حسب فراوانی فضایی-زمانی برای 25 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک نواحی غرب و جنوب غربی ایران در طی دوره آماری 22 ساله (2016-1995) ارزیابی گردید و دادهها بهصورت روزانه طی 8 دیدهبانی در قالب کدهای ویژهای با استفاده از روشهای زمین آماری بررسی و تجزیه و تحلیل شدهاند. میانگین وقوع طوفانهای گرد و غبار در ساعتهای رخداد گرد و غبار و میانگین ماهانه، سالیانه، دوره گرم و سرد با استفاده از نرم افزارR برای کلیه ایستگاهها در طی دوره آماری مورد مطالعه محاسبه و نمودار آنها ترسیم گردید.یافتهها: نتایج حاصل از بررسی سالیانه پدیده گرد و غبار نشان میدهد که منطقه آبادان با میانگین فراوانی 16 روز سال، بیشترین تعداد روزها را در کل منطقه مورد مطالعه دارد و پس از آن منطقه بستان، سرپلذهاب و اهواز بیشترین فراوانیها را به خود اختصاص میدهند. 02/63 درصد از وقایع طوفان گرد و غبار فرامحلی از ساعت 9:30 تا 18:30 به وقت محلی و 47/83 درصد از وقایع طوفان گرد و غبار محلی در ساعت 3:30 به وقت محلی اتفاق میافتند و بیشترین فراوانی طوفان گرد و غبار در ماههای ژوئن و ژوئیه و کمترین فراوانی در ماه نوامبر و دسامبر میباشد. همچنین درصد فراوانی طوفانهای گرد و غبار محلی و فرامحلی طی دوره آماری نشان داد که 94/74 درصد روزهای طوفان گرد و غبار از منشأ فرامحلی و 06/25 درصد از منشأ محلی برخوردار بودهاند. میانگین فراوانی طوفان گردوغبار در دوره گرم سال در منطقه مورد مطالعه 36 روز و در دوره سرد سال، 22 روز میباشد. در تمام ایستگاههای مورد مطالعه اکثر روزهای گردوغباری مربوط به دوره گرم سال بوده است.نتیجهگیری: هر چه یک موج گرد و غباری از منشاً و یا کانون اولیه خود فاصله میگیرد از شدت و تداوم آن کاسته میشود. بنابراین میتوان گفت چون منبع اولیه اکثریت پدیدههای گردوغباری منطقه مورد مطالعه، مناطقی هم چون بیابانهای عراق، عربستان، سوریه و شمال آفریقا میباشد بررسی الگوی فضایی نشان داد که طوفانهای گردوغبار در امتداد شمال به جنوب منطقه مورد مطالعه به صورت خطی افزایش مییابند در حالیکه در امتداد غرب به شرق از تابع چند جملهای درجه 2 (منحنی با یک قوس) تبعیت میکنند که این امر نشان دهنده افزایش فراوانی طوفان گردوغبار در راستای حرکت از غرب به شرق و سپس کاهش فراوانی طوفان گردوغبار به سمت شرق منطقه مورد مطالعه میباشد. قرارگیری ارتفاعات زاگرس با امتداد شمالغربی- جنوبشرقی که خود همانند سدی جلوی عبور طوفانهای گردوغبار وارده به این نواحی را گرفته و خروج این پدیده نیز به زمان بیشتری نسبت به بقیه مناطق را دارد.
طوفان گرد و غبار
زمین آمار
تحلیل فضایی-زمانی
ایران
2018
04
21
61
83
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4077_2e14bc9d3154062643a55e972e1d759e.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
بررسی و تعیین عوامل مؤثر بر شکل منحنی تداوم جریان در اقلیمهای مختلف ایران
رحیم
کاظمی
جهانگیر
پرهمت
فرود
شریفی
سابقه و هدف : بهبود و توسعه پیش بینیها در حوضههای فاقد آمار نیازمند فهم و درک برهمکنش بین مولفههای حوضه و پاسخ هیدرولوژیک در اقالیم مختلف است. منحنی تداومجریان، یکی از مناسبترین روشهای نمایش پاسخ هیدرولوژیک حوضه است و کاربردهای مختلفی در گرایشهای مختلف هیدرولوژی و علوم وابسته دارد. شکل منحنی نیز انعکاسی از تاثیر پارامترهای آب و هوایی، زمینشناسی و فیزیوگرافی بر جریان رودخانه و پاسخ هیدرولوژیکی حوزه است. در یک دهه گذشته، مطالعات متعددی درخصوص تاثیر پارامترهای هندسی و هیدرولوژیکی حوضه بر شکل منحنی تداوم جریان، انجام شده است. عمده این مطالعات بهصورت تجربی است و در دو دسته گرافیکی و آماری قرار دارد که روشگرافیکی، برروی تاثیر مشخصههای فیزیوگرافیک و آب و هوائی بر شکل منحنی تداوم-جریان تمرکز دارند. در صورتیکه روشهای آماری بر روی توزیعهای آماری، برای برازش به منحنی تداومجریان و ارتباط این برازشها به مشخصههای فیزیکی حوضه متمرکز هستند. تحلیل عاملی عوامل موثر بر شکل منحنی تداوم جریان موجب دستیابی به اطلاعاتی برای مدلسازی منحنی تداوم جریان، تفسیر دقیقتر شرایط هیدرولوژیکی حوضه و استفاده درمدیریت بهینه منابعآب حوضه خواهد شد. هدف از این پژوهش، تعیین عوامل مهم تاثیرگذار هیدرو اقلیمی و مورفومتری در تغییر شکل منحنی تداومجریان و همچنین بررسی روابط مابین آنها در اقالیم مختلف کشور میباشد. مواد و روشها: در این پژوهش ابتدا با تهیه نقشه اقلیم کشور و تقاطع آن با مرز حوزههای آبخیز رتبه چهار، حوضههای واقع در هر منطقه اقلیمی تفکیک شد. سپس تعداد حداقل سی ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سالهای1355-1380در هر منطقه اقلیمی انتخاب شد. سپس10پارامتر هندسی و هیدرولوژیک موثر بر منحنی تداوم جریان شامل: ارتفاع متوسط، مساحت حوضه، ضریب گراویلیوس، شیب حوضه، طول رودخانه اصلی، بارش سالانه، شاخص جریان پایه، شماره منحنی، نفوذپذیری و تعداد روزهای بارانی برای هر حوضه محاسبه شد. منحنی تداومجریان با استفاده از دادههای روزانه جریان، ترسیم و با استفاده از برنامهنویسی در محیط MATLAB شیب حد فاصلQ33 تا Q66 بهعنوان شاخص شکل منحنی محاسبه شد. تجزیه عاملی انجام و عوامل مستقل تاثیرگذار بر شکل منحنی مشخص شد. سپس روابط رگرسیونی بین شاخص شکل منحنی و عوامل انتخابی در مناطق مختلف اقلیمی استخراج و تحلیل شد.یافتهها: نتایج نشان داد که پارامترهای عامل اول شامل: شماره منحنی، شاخص جریان پایه و تعداد روزهای بارانی در تمامی مناطق اقلیمی به استثناء منطقه خشک مشترک است. همچنین، عامل شماره منحنی در تمامی مناطق بالاترین وزن تاثیرگذاری را دارا بوده است. در تمامی مناطق اقلیمی به استثناء منطقه بسیار مرطوب، وزن تاثیرگذاری مولفههای هندسی بیشتر از مولفههای هیدرولوژیکی است. عوامل انتخاب شده برای تحلیل عاملی در منطقه اقلیمی مرطوب با 88 درصد، بیشترین و منطقه مدیترانهای با 72 درصد، کمترین واریانس دادهها را توضیح میدهند. توزیع نرمال خطاها، ضریب تعیین بیشتر از 90/0 و ضریب دوربین واتسن بین 5/1 تا 5/2 بیانگر اعتماد به روابط رگرسیونی برای برآورد شیب منحنی تداوم جریان در مناطق فاقد آمار در اقالیم مختلف است.نتیجهگیری: در جمعبندی کلی نتایج تحلیل عاملی در مناطق مختلف اقلیمی کشور مشخص شد که برخی از پارامترهای دستهبندی شده در قالب عامل اول شامل: شماره منحنی، شاخص جریان پایه و تعداد روزهای بارانی در تمامی مناطق اقلیمی، مشترک است. با این استثناء که در منطقه خشک پارامتر تعداد روزهای بارانی دارای وزن تاثیرگذاری کمتری است و در قالب عامل دوم قرار گرفته است. عامل شماره منحنی در تمامی این مناطق وزن تاثیرگذاری بیشتری نسبت به سایر پارامترهای موجود در عامل اول را دارد.
شاخص شکل منحنی تداوم جریان
مناطق اقلیمی
پارامترهای هندسی
پارامترهای هیدرو لوژیکی
2018
04
21
85
105
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4061_80ae822ba8cfc5a01589f33c11de1162.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
بهرهبرداری بهینه از سیستم تکمخزنهی سد دز با استفاده از الگوریتم جستوجوی ذرات باردار
طناز سادات
فرحناکیان
رامتین
معینی
سید فرهاد
موسوی
سابقه و هدف: امروزه، کمبود منابع آب از چالشهای اساسی کشور ما ایران میباشد. بنابراین، ذخیرهسازی و بهرهبرداری بهینه از منابع محدود موجود از جمله آب ذخیره شده در مخازن سدها از موضوعات مورد توجه محققین حوزهی منابع آب می باشد.در این تحقیق،مسئلهی بهرهبرداری بهینه از سیستم تکمخزنهی سد دز با استفاده از یکی از جدیدترین الگوریتمهای فراکاوشی، به نام الگوریتم جستوجوی ذرات باردار، حل شده است. در حالت کلی، اساس این الگوریتم، قوانین الکترواستاتیک برآیند نیروهای ناشی از میدان الکتریکی ذرات باردار میباشد. برای اولین بار، کاوه و طلعتاهری در سال2010 این الگوریتم را معرفی و قابلیتهای آن را در زمینهی حل مسائل مهندسی و توابع نمونه، بررسی نمودند. نتایج حاصل نشان داد که الگوریتم مذکور کارآیی خوبی دارد. بنابراین استفاده از آن در حل مسائل بهینهسازی مهندسی توصیه میشود. ولیکن، بررسی سوابق تحقیقاتی نشان دهنده آن است که استفاده از این اگوریتم در حل مسائل حوزه مهندسی منابع آب بسیار محدود است.مواد و روشها: در این تحقیق دو مسئلهی بهرهبرداری بهینهی ساده و برقابی سد دز، برای دورههای زمانی ۵و ۲۰ ساله با استفاده از الگوریتم پیشنهادی حل شده است. برای حل این مسائل دو فرمولبندی ارائه شده است، که در فرمولبندی اول مقدار آب رها شده از مخزن سد و در فرمولبندی دوم حجم ذخیرهی مخزن سد به عنوان متغیر تصمیم انتخاب و نتایج حاصل از آن با سایر نتایج موجود مقایسه شده است.یافتهها: مقایسه نتایج، نشاندهندهی کارآیی خوب الگوریتم مذکور در حل این مسائل است که در آن جوابهای فرمولبندی اول از دوم بهتر میباشد. به عبارت دیگر نتایج حاصل از فرمول بندی اول برای دورههای 5 و 20 ساله نسبت به نتایج فرمول بندی دوم به-ترتیب ۲۹/۱۱ و ۶۹/۱۶ درصد برای مسئلهی بهرهبرداری ساده و ۰۶/۲۰ و ۶۶/۳۷ درصد برای مسئلهی بهرهبرداری برقابی کاهش یافته است.همچنین، نتایج حاصل از این الگوریتم برای دورههای 5 و 20 ساله نسبت به نتایج الگوریتم هوش جمعی ذرات بهترتیب 6۴/33 و 97/74 درصد برای مسئلهی بهرهبرداری ساده و ۵۳/۶ و ۴۸/۴۱درصد برای مسئلهی بهرهبرداری برقابیکاهش یافته است. علاوه بر آن، نتایج حاصل از این الگوریتم برای دورههای 5 و 20 ساله نسبت به نتایج الگوریتم ژنتیک بهترتیب ۷۹/۷ و ۵۹/۳۵ درصد برای مسئلهی بهرهبرداری ساده و ۳۲/۱۱ و ۴۳/۶۷ درصد برای مسئلهی بهرهبرداری برقابی بهبود یافته است.نتیجهگیری: بررسی این نتایج با نتایج بدست آمده از سایر الگوریتم های موجود نشان دهنده کارائی بهتر الگوریتم جستجوی ذرات در حل مساله بهره برداری بهینه از مخازن سدهاست. با توجه به نتایج مذکور، استفاده از این الگوریتم در حل سایر مسائل حوزهی مهندسی آب توصیه میشود.
الگوریتم جستوجوی ذرات باردار
بهرهبرداری بهینه
سیستم تکمخزنه
سددز
2018
04
21
107
125
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4062_5ec6ac0431b324954baddcd8c10b7bd7.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
مطالعه لایهبندی حرارتی و کیفی سد تهم زنجان با استفاده از نرمافزار CE-QUAL-W2
هادی
رضایی برندق
فرزین
سلماسی
فرزانه
صاحبی
مطالعه لایهبندی حرارتی و کیفی سد تهم زنجان با استفاده از نرمافزار CE-QUAL-W2چکیدهسابقه و هدف: در راستای توسعه پایدار، کنترل کیفی منابع آب از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این راستا شناخت پدیده لایهبندی از اهمیت خاصی برخوردار است. همچنین بررسی کیفیت منابع آب سطحی سدها که به عنوان اصلیترین منبع تأمین نیازهای شرب کشور به شمار میآیند، از نظر شوری یکی از چالشهای مدیریت منابع آب میباشد. به منظور مطالعه لایهبندی جریان در مخازن میبایست دینامیک اختلاط و جریانات داخلی در مخزن را آنالیز نمود. از آنجائیکه پدیدههای فراوانی در ایجاد لایهبندی مخازن مؤثر است، مطالعه این پدیده در مخازن تنها از طریق مدلهای دینامیکی امکانپذیر است. از اینرو استفاده از مدلهای عددی در کنار اندازهگیریهای میدانی اجتنابناپذیر است. مواد و روشها: با توجه به کاربری آب مخزن سد تهم به منظور آب آشامیدنی زنجان، مطالعة کیفیت آن از اهمیت بسیاری برخوردار است. لذا در مطالعه حاضر جهت شناخت وضعیت کیفی آب سد تهم، شبیهسازی دمای آب و کل مواد جامد محلول با استفاده از نرمافزار CE-QUAL-W2 در دوره 1 ساله از تاریخ 30 آذر 1390 تا 30 آذر 1391 انجام شده است. همچنین مقادیر دما و شوری آب که در نقاط مختلف مخزن اندازهگیری شده با نتایج بدست آمده از مدل شبیهسازی شده مقایسه شده است. با استفاده از نتایج مدل شبیهسازی شده، روند تغییرات پارامترهای مذکور و پدیده لایهبندی حرارتی در مخزن سد مطالعه شده است.یافته ها: در تحقیق حاضر مقادیر دما و شوری اندازهگیری شده و نتایج شبیهسازی از تطابق مناسبی برخوردار بودند. نتایج حاکی از وجود یک دوره لایهبندی حرارتی در مخزن است که حدود هشت ماه از سال بطول میانجامد. این پدیده از اواخر فروردین ماه شروع در مرداد و شهریور به اوج خود میرسد (اختلاف 20 درجه سانتیگراد بین رولایه و زیرلایه) همچنین در ماههای دی تا فروردین نیز اختلاط مشاهده میشود. در فصل پاییز با کاهش اختلاف دمای آب در لایههای بالایی و پایینی لایهبندی حرارتی در مخزن تضعیف میشود و در فصل زمستان کاملاً ناپدید میشود. همچنین نتایج دلالت بر وجود لایهبندی شوری همزمان با لایهبندی حرارتی در مخزن دارد. نتیجهگیری: از منظر لایهبندی، مخزن سد تهم در دسته مخازن مونومیکتیک گرم قرار دارد. در فصول پاییز و زمستان، مقادیر شوری در کلیه اعماق به مقدار ثابتی میرسد. این روند تا اردیبهشت ماه ادامه دارد و بدلیل شروع لایهبندی بتدریج اختلاف مقادیر در عمق بیشتر شده و در فصل تابستان این اختلاف بیشتر میشود. واژههای کلیدی: مدلهای دینامیکی، شوری، مونومیکتیک گرم.
مدلهای دینامیکی
شوری
مونومیکتیک گرم
2018
04
21
127
145
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4063_1b6c8b218bd26af95badd650c707f2f8.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
بررسی آزمایشگاهی تأثیر آبشکنهای نوع باندال لایک مستغرق و معمولی بر تغییرات رقوم بستر در قوس 90 درجه ملایم
مرتضی
بختیاری
محسن
جلیلی
سیدمحمود
کاشفی پور
نیما
شهنی کرم زاده
فرسایش کناری از جمله مهمترین معضلات برای رودخانهها به خصوص در قوسها می باشد یکی از روشهای موثر و به صرفه جهت ساماندهی رودخانهها در محل قوسها استفاده از آبشکنهاست. الگوی جریان در قوس محافظت شده توسط سری آبشکنها، به دلیل تأثیرات آبشکنها بر الگوی جریان و جریانات ثانویه و تأثیرات متقابل آبشکنها برهم پیچیدهتر از حالت عادی است.بانداللایک نوعی از سازهی آبشکن است که به منظور محافظت از سواحل و نیز بهبود عمق جریان برای کشتیرانی در رودخانه مورد استفاده قرار میگیرد. این سازه نوع جدیدی از آبشکن است که به صورت ترکیبی از آبشکن نفوذپذیر و نفوذناپذیر ساخته میشود. با توجه به اهمیت مطالعه الگوی جریان و رسوب با حضور سازه آبشکن، تحقیق در این خصوص همواره مورد توجه محققین مختلف هیدرولیک و مهندسی رودخانه بوده است اما بررسیها نشان میدهد با توجه به جدید بودن سازه آبشکن باندال لایک، در این مورد مطالعه کمتری صورت گرفته است. هدف از تحقیق حاضر بررسی آزمایشگاهی، مقایسه تأثیر استفاده آبشکن بانداللایک و آبشکن های معمولی نفوذناپذیر و نفوذپذیر بر تغییرات رقوم بستر بوده است. بدین منظور آبشکن بانداللایک در سه ارتفاع 5/6 سانتیمتر5/8 سانتیمتر و 12 سانتیمتر و در دبیهای ۲۵،۲۷،۳۰،۳۳ لیتر بر ثانیه، و آبشکنهای نوع نفوذناپدیر و نفوذپذیر در شرایط مستغرق در فلومی با قوس 90 درجه مورد آزمایش قرار گرفته است. آزمایشهای تحقیق حاضر در فلوم با قوس 90 درجه ملایم به طول 11 متر، عرض 70 سانتیمتر و نسبت شعاع قوس به عرض آن R/B) ) برابر 4 انجام گرفته است. نتایج حاصل از تحقیق نشان میدهد با افزایش عدد فرود آبشستگی افزایش یافته و بیشترین میزان آبشستگی مربوط به آزمایش شاهد نفوذ ناپذیر و کمترین آبشستگی در آزمایش شاهد نفوذپذیر رخ داده است. همچنین نتایج نشان میدهد عمق آبشستگی ها در حضور سازه باندال لایک نسبت به سازه شاهد نفوذ ناپذیر کاهش یافته است، و هر چه ارتفاع سازه بیشتر میشود، عمق آبشستگی کاهش مییابد. مقایسه نتایج نشان میدهد آبشستگی در سازه شاهد نفوذپذیر کمتر از تمامی حالات آزمایشات آب شکن باندال لایک بوده است. سایر نتایج حاصل از این تحقیق نشان میدهند با افزایش دبی، خط القعر به سمت میانه کانال منحرف میشود. بررسی کمی نتایج نیز نشان میدهد با تغییر ارتفاع سازه آبشکن باندال لایک از 5/6 سانتیمتر به 12 سانتیمتر میزان عمق آبشستگی در حدود 54 درصد ومیزان رسوبگذاری حدود 34 درصد کاهش یافته است. همچنین استفاده از آبشکن معمولی نفوذپذیر به جای آبشکن باندال لایک با ارتفاع 12 سانتی-متر میزان عمق آبشستگی 5/23 درصد کاهش یافته است.
اصلاح الگوی جریان
تغییرات رقوم بستر
قوس ۹۰ درجه
آبشکن باندللایک
2018
04
21
147
164
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4064_1d17d66f7c0c20cfc1ebd74f7b92b13f.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
ارزیابی روش کریجینگ بیزین تجربی در پهنهبندی تراز آب زیرزمینی
خلیل
قربانی
میثم
سالاریجزی
الناز
فرنیا
چکیده:سابقه و هدف: آبهای زیرزمینی از منابع ارزشمندی است که همواره مورد توجه پژوهشگران قرار داشته است. از موارد مطالعاتی در این زمینه، تهیه نقشههای پهنهبندی شده تراز سطح آب زیرزمینی است که با انتخاب مناسبترین روش از بین روشهای مختلف درونیابی انجام میشود. روش درونیابی کریجینگ که بر پایه نیمتغییر نما است، یکی از روشهای درونیابی موسوم به روشهای زمینآماری است. دقت درونیابی به انتخاب مناسب تغییرنما بستگی دارد. بر این اساس روش درونیابی کریجینگ بیزین تجربی توسعه یافته است تا بصورت خودکار، پارامترهای مربوط به نیمتغییر نما را طی فرآیند شبیهسازی برآورد کند. هدف از انجام این پژوهش بررسی قابلیت روش کریجینگ بیزین تجربی در افزایش دقت درونیابی جهت پهنهبندی تراز سطح آب زیرزمینی است که برای این منظور، نتایج آن با نتایج دیگر روشهای درونیابی قطعی شامل فاصله معکوس وزنیها، توابع پایه شعاعی و چندجملهای های سراسری و محلی نیز مقایسه میشود. مواد و روشها: این پژوهش براساس میانگین سالانه تراز سطح آب زیرزمینی در 57 ایستگاه چاه عمیق واقع در آبخوان قرهسوی استان گلستان طی دوره آماری 1384 تا 1395 انجام شده است. به منظور پهنهبندی تراز سطح آب زیرزمینی، روشهای مختلف درونیابی قطعی و زمینآماری با استفاده از فن اعتبارسنجی تقاطعی مورد آزمون قرار گرفتند. در روشهای کربجبنگ و کریجینگ بیزین تجربی بهترین نیمتغییرنما انتخاب شد و در نهایت از بین آنها مدلی که کمترین میزان خطا را به همراه داشت تعیین و نقشه آن ترسیم شد.یافتهها: نتایج درونیابی حاصل از اعتبارسنجی تقاطعی در منطقه مطالعاتی نشان داد که در بین روشهای قطعی، روش چند جملهای محلی با درجه دو از دقت بالاتری نسبت به سایر روشها برخوردار بود، به طوری که حتی در مقایسه با روش زمین آماری کریجینگ نیز از خطای کمتری برخوردار است. در روشهای زمینآماری نیز روش کریجینگ بیزین تجربی با شبیهسازی برازش تغییرنما مناسب بر دادههای تراز سطح آب زیرزمینی میزان خطای درونیابی به روش کریجنگ را از حدود 23 متر به حدود 16 مترکاهش داد و در مقایسه با روش چند جملهای محلی نیز دقتی نزدیک بهم را نشان داد.نتیجهگیری: با وجود اینکه نقشه ترسیم شده با دو روش بیزین کریجینگ تجربی و چند جملهای موضعی، از لحاظ مقدار خطا تفاوت قابل ملاحظهای را نشان نمیدهند، اما اختلافات محسوسی در این دو نقشه دیده میشود. روش کریجینگ بیزین تجربی طیف هموارتری را از تغییرات تراز سطح آب زیرزمینی نشان میدهد و الگوی ترسیم شده تراز سطح آب زیرزمینی با این روش نیز متناسب با جهت شیب عمومی منطقه است.
کریجینگ بیزین تجربی
آب زیرزمینی
گلستان
زمین آمار
درونیابی
2018
04
21
165
182
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4065_764bbc1c1da555a50b20064e3765f9e3.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
تعیین ارتفاع مناسب کشت گونههای درختی غیربومی در جنگلهای شمال ایران بر مبنای شاخص های گرمایی
زهرا
آقاشریعتمداری
مهدی
حلمی جدید
چکیدهسابقه و هدفپوشش گیاهی بهعنوان یکی از اجزاء مهم اکوسیستمهای طبیعی تاثیرپذیری بسیار زیادی از شاخصهای اقلیمی دارد. در این راستا شاخصها و مدلهای بسیاری با هدف روشن ساختن ارتباط اقلیم و پوشش گیاهی ارائه شدهاند. از میان عوامل مختلف اقلیمی تغییرات دمای هوا در مدیریت توزیع پوشش گیاهی در مناطق مرطوب نقش مهمی دارد. از آنجا که اغلب مطالعات صورتگرفته در ایران در رابطه با پوشش گیاهی برمبنای روشهای آماری و سنجشازدور بوده است و تنها به پایش تغییرات پوشش گیاهی میپردازند لذا معرفی و ارائه شاخصهای اقلیمی جهت پیشبینی پوشش گیاهی طبیعی ضروری است. هدف از این بررسی ارزیابی و معرفی مناسبترین شاخص اقلیمی دمایی و استفاده از آن بهمنظور پیشبینی ارتفاع مناسب جهت کشت گونههای جنگلی غیربومی بهخصوص سوزنی برگان در جنگلهای شمال ایران است.مواد و روشهااین مطالعه در دو مقیاس مکانی انجام شده است. در گام اول سه شاخص WI (شاخص گرمایی)، BWI (شاخص گرمایی زیستی) و EWI (شاخص گرمایی موثر) با استفاده از دادههای اقلیمی دمای متوسط ماهانه ۳۴ ایستگاه سینوپتیک نوار شمالی کشور در دوره آماری ده ساله (۲۰۱۴-۲۰۰۵) محاسبه شد. تغییرات ارتفاعی شاخصها بصورت روابط گرادیان ارتفاعی بهدست آمد و نقشههای تغییرات ارتفاعی هر شاخص ترسیم شد. در گام دوم بهمنظور بررسی دقیق کارائی شاخصهای محاسبه شده در تعیین گسترشگاه پوشش گیاهی، منطقه مورد مطالعه کوچکتر و محدود به جنگل آموزشی پژوهشی خیرود شد. در این مرحله نقشههای گسترشگاه تیپهای جنگلی منطقهی خیرود جمعآوریشده و با نقشههای پوشش گیاهی پیشبینیشده توسط شاخصها مورد مقایسه قرار گرفت.یافتههادر این بررسی مطالعه تطبیقی چند شاخص دمایی جدید با توزیع پوشش گیاهی و درختی سه استان گلستان، مازندران و گیلان صورت گرفته و پوشش درختی پیشبینی شده توسط این شاخصها با نقشه موجود گسترشگاه تیپهای جنگلی منطقه پاتم و بهاربن مقایسه شده است. با توجه به گونههای ثبت شده منطقه تمامی شاخصها پیشبینی خوبی از پوشش درختی و جنگلی منطقه ارائه میدهند. تحلیلهای آماری نشان دادند که شاخص گرمایی موثر (EWI) با بیشترین میزان همبستگی (R2=0.964)و کمترین مقدار خطا (RMSE=3.87 ) مناسبترین شاخص جهت برآورد پتانسیل پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه است. این شاخص با درنظر گرفتن توام دامنه و میانگین سالانه دما، پیشبینی دقیقتری (تفکیک بهتر) از پوشش گیاهی بویژه در مناطقی با اختلاف ناچیز در مقادیر شاخص WI، ارائه میدهد. همچنین با ارائه روابط گرادیان ارتفاعی شاخصها، ارتفاع مناسب از لحاظ شرایط دمایی جهت کشت گونههای درختی غیربومی که پتانسیل دمایی را برای ورود به جنگلهای شمال ایران دارند، پیشنهاد شدهاست.نتیجهگیریپوشش گیاهی پیشبینیشده توسط شاخص EWI نسبت به سایر شاخصها همپوشانی بیشتری با پوشش گیاهی شمال کشور داشته است. علاوه بر این با خطای کمتر در تخمین ارتفاع مرزهای تغییرات هر شاخص، پیشبینی دقیقتری جهت ورود گونههای غیربومی به منطقه ارائه میدهد. با توجه گذشت به حدود 5 دهه از ورود گونههای سوزنیبرگ به جنگلهای شمال و کشت آنها در ارتفاعات مختلف و ناموفق بودن اکثر جنگلکاریهایی که در ارتفاعات متوسط کمتر از 900 متر از سطح دریا انجامشدهاست پیشنهاد میشود در ادامهی جنگلکاریهای آتی ارتفاعات مناسب پیشبینیشده از سطح دریا توسط شاخص EWI مدنظر قرار گیرد.
شاخص گرمایی
گونههای درختی
شمال ایران
پوشش گیاهی
2018
04
21
183
197
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4066_25c64cda648d5a0cc05e409a3662c3dc.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
مکانیابی میکروکچمنت های مستعد استحصال آب در سطح حوضه با استفاده از روش های تلفیق در سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی حوضه آبخیز نازلو چای آذربایجان غربی)
بهزاد
حصاری
علی
گهرنژاد
کریم
سلیمانی
سابقه و هدف: کشور ایران و بهتبع آن حوضه مورد مطالعه به علت قرار داشتن بر روی کمربند مناطق خشک جهان همواره با پدیده خشکی و کمبود بارش در مناطق وسیعی از خود مواجه است. بر این اساس استفاده بهینه از آب و مدیریت آ ن جزء ضرورتهای لاینفک این مناطق است. اصولا الگوی بارش در مناطق خشک بهگونهای است که درزمانی کوتاه رگبارها با شدت زیاد میبارد و این موضوع باعث ایجاد رواناب در سطح حوضه شده که علاوه بر حمل خاک سطحی با ارزش، فرصت نفوذ آب در خاک نیز از دست میرود. تکنیکهای مختلف برداشت آب در جمعآوری آب باران از زمینهای طبیعی یا زمینهای اصلاح شده در مکانهای کوچکتر یا عرصههای زراعی بهمنظور زراعت اقتصادی مطمئنتر استفادهشده و رواناب جمعآوریشده در خاک، پشت سدها، تراسها، حوضچههای آرامش، خندقها و آببندانها ذخیره میشود. حوضه مورد مطالعه با بارش 470 میلیمتر و ضریب جریان 26/0 دارای پتانسیل بالای استحصال آب در سطح حوضه است. مطالعات گذشته نشان میدهد که در مکانیابی مناطق مستعد استحصال آب در سامانههای ماکروکچمنت، مقادیر گاماهای پایینتر فازی بهعنوان مناطق مستعد انتخاب میگردند. ولی در زمینه سامانههای میکروکچمنت سابقه مطالعاتی با روش عملگرهای فازی مشاهده نگردید.مواد و روشها: در این تحقیق مکانیابی مناطق مستعد سه روش استحصال آب شامل بانکت هلالی، کنتور فارو و تراس نیمکتی در حوضه آبخیز نازلوچای با مساحت 1508 کیلومترمربع استفاده از ابزار تلفیق GIS موردبررسی قرار گرفت. از بین عوامل اقلیمی، هیدرولوژیک و محیطی مؤثر حوضه، شش عامل بارش، شیب، کاربری اراضی، گروههای هیدرولوژیکی خاک، زهکشی و عمق خاک برای شناسایی مناطق مناسب مورد استفاده قرار گرفت. جهت بیبعدسازی و وزندهی متغیرهای کمی، از توابع منطق فازی با تابع عضویت ذوزنقهای و برای متغیرهای توصیفی، منطق فازی با تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مورداستفاده قرار گرفت. روشهای تلفیق لایهها شامل منطق بولین و منطق فازی و با کمک عملگرهای بولین AND و بولین OR و همچنین حاصلضرب، حاصلجمع، گامای فازی از 1/0 تا 9/0 مورد آزمون قرار گرفت.یافتهها: نتایج حاصل از مقایسه دادههای مشاهدهای و خروجی هر یک از روشهای تلفیق، با"شاخص تشابه" نشان داد که مقدار شاخص گاما 9/0 فازی در سیستم بانکت هلالی برابر 824/0 و در سیستم کنتور فارو 906/0 بوده که بیان کننده میزان تشابه بیشتر مدل گامای 9/0 فازی نسبت به سایر روشها میباشد و همچنین مشخص شد که مدل منطق بولین فاقد نتایج مناسب میباشد. در منطق فازی با افزایش گاما تا مقدار گامای 9/0 تطابق نتایج مدل با دادههای مشاهدهای افزایش مییابد و از مقادیر بیشتر از 9/0 کاهش مییابد و این نشان میدهد که گاماهای بالاتر جهت مکانیابی سیستمهای میکروکچمنت استحصال آب مناسب میباشد. 30 درصد حوضه مستعد توسعه روش بانکت هلالی، 5/11 درصد مستعد کنتور فارو و 3/6 درصد حوضه مستعد تراس نیمکتی هست.نتیجه گیری: براساس نتایج حاصل از مطالعه نتیجهگیری میشود که در سیستمهای میکروکچمنت استحصال آب از روشهای بولین بخاطر دقت پایین این روشها کمتر استفاده گردد و از روشهای جدیدتر مکانیابی از قبیل مکانیابی فازی با گاماهای بالاتر بهره گرفته شود.
استحصال آب در مقیاس حوضه
منطق فازی
منطق بولین
GIS
حوضه نازلو
2018
04
21
199
214
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4067_a41dd3279b7c4d109b000f2246a687a0.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
تأثیر سطوح مختلف تنشخشکی و کود ورمیکمپوست بر عملکرد، اجزای عملکرد و آلیسین گیاه سیر
احمد
احمدیان
امیر
سالاری
زکیه
موسوی
حامد
کاوه
سابقه و هدف: سیر (Allium sativum L.) گیاهی چندساله علفی از خانواده Liliaceae بوده که از نظر تولید جهانی در بین گیاهان پیازی پس از پیاز خوراکی رتبه دوم را به خود اختصاص داده است، کمبود منابع آبی دردسترس، صرفهجویی و بهینهسازی مصرف آب، درباره این گیاه حساس به خشکی را نیز اجتنابناپذیر نموده است. اصولاً بیشترین عملکرد و کارایی مصرف آب بهترتیب در آبیاریهای کامل و تنش خشکی ملایم بهدست میآید و با کاربرد کودهای آلی از جمله ورمیکمپوست، اثرات منفی تنشهای آبی کاهش مییابد، توجه به اهمیت اعمال تنش آبی در برنامهریزیهای آبیاری از سویی و افزایش میزان ماده موثره گیاهان با اعمال تنش از سویی دیگر، باعث گردید در این تحقیق به بررسی تأثیر سطوح مختلف تنشخشکی و کود ورمیکمپوست بر عملکرد، اجزای عملکرد و میزان ماده مؤثره آلیسین گیاه دارویی سیر که از نطر تولید، مقام دوم در بین گیاهان پیازی را دارد، پرداخته شد. مواد و روشها: آزمایش بهصورت کرتهای خردشده در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه تربتحیدریه در سال زراعی 95-1394 اجرا شد. سطوح مختلف آبیاری شامل 100 (شاهد)، 120، 80 و 60 درصد نیاز آبی بهعنوان فاکتور اصلی و کود ورمیکمپوست در چهار سطح صفر، پنج، 10 و 15 تن در هکتار بهعنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شد.یافتهها: نتایج نشان داد که اثرات ساده و متقابل تنش خشکی و ورمیکمپوست بر ارتفاع بوته، طول برگ، وزن تر و خشک بوته، وزن تر و خشک سوخ، وزن تر و خشک ریشه، سطح برگ، وزن خشک برگ و عملکرد سیر معنیدار بود، نتایج نشان میدهد با افزایش تنش خشکی ارتفاع بوته، وزن خشک سوخ و سطح برگ کاهش یافته است. مصرف پنج، 10 و 15 تن ورمیکمپوست به ترتیب باعث بهبود 25، 18 و 10 درصدی عملکرد سیر در مقایسه با شاهد گردید. بیشترین و کمترین عملکرد سوخ سیر بهترتیب در تیمار 100 درصد نیاز آبی و مصرف پنج تن ورمیکمپوست در هکتار (با عملکردی برابر با 10170کیلوگرم در هکتار) و تنش60 درصد نیاز آبی و بدون مصرف ورمیکمپوست (با عملکردی برابر با 3048/66کیلوگرم در هکتار) حاصل شد. تنش خشکی سبب کاهش و مصرف کود ورمیکمپوست باعث افزایش میزان ماده موثره آلیسین گردید. نتیجهگیری: گیاه سیر حساس به تنش خشکی است و کمبود آب سبب کاهش و کاربرد کود ورمیکمپوست، باعث بهبود عملکرد آن میگردد. و کاربرد ورمیکمپوست ضمن بهبود خصوصیات رشدی، عملکرد و اجزای عملکرد سیر و کاهش خسارات ناشی از تنش خشکی در فصل تحت کشت، تداوم بهبود عملکرد گیاه در سالهای بعد و همچنین بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک می-شود.
سوخ
کمآبیاری
کود آلی
2018
04
21
215
227
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4068_5788e74df7816f123840e77aafa0ecd5.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
ارزیابی عملکرد مدل WRF در شبیه سازی بارشهای سنگین
لیلا
گودرزی
محمد ابراهیم
بنی حبیب
پروین
غفاریان
سابقه و هدف: هر ساله وقوع بارشهای سنگین در حوضههای سیلخیز کشور منجر به رخداد سیلاب و خسارتهای هنگفتی میگردد. پیشبینی بارشهای سنگین یکی از گامهای ضروری در تدوین و توسعه یک سیستم هشدار سیلاب است. در سالهای اخیر استفاده از مدلهای عددی وضع هوا در پیشبینی بارش کاربرد گستردهای داشته است. سرویسها و مراکز هواشناسی مختلفی، پیشبینیهای جوی را با حل مدلهای عددی وضع هوا ارائه میکنند. لازم به ذکر است که پیشبینیهای این مراکز در مقیاس بزرگ شبکهبندی شدهاند. از جمله روشهای دینامیکی که امروزه برای ریزمقیاس نمایی مدلهای بزرگ مقیاس بسیار مورد توجه قرار گرفته است میتوان به مدل پژوهش و پیشبینی وضع هوا (WRF) اشاره کرد. در مطالعه حاضر توانایی مدل WRF در پیشبینی بارشهای سنگین در حوضهآبریز رودخانه کن تهران مورد ارزیابی قرار گرفته است.مواد و روشها: شرایط مرزی و اولیه مدل از دادههای اجرای ساعت صفر (به وقت ساعت هماهنگ جهانی ) سامانه مدلسازی تمام کرهای موسوم به GFS از مرکز ملی پیشبینیهای محیطی گرفته شده است. برای اجرای مدل سه دامنه در نظر گرفته شده است. دامنه بزرگ دارای تفکیک افقی 27 کیلومتر، دامنه میانی دارای تفکیک افقی 9 کیلومتر و دامنه کوچک که ارزیابی پیشبینیها در آن صورت گزفته است دارای تفکیک افقی 3 کیلومتر میباشد. ارزیابیها بر روی پیشبینیهای کوتاه مدت (24 ساعته) انجام شده است. بدین منظور سه مورد از بارشهای تاریخی که منجر به رخداد سیلاب در منطقه مورد مطالعه شده است، انتخاب و با استفاده از مدل WRF شبیهسازی گردید. همچنین پیشبینیهای ارائه شده توسط مرکز ملی پیشبینی زیست محیطی (NCEP) نیز از طریق تارنمای این مرکز تهیه گردید. سپس نتایج حاصل از برونداد مدل WRF و پیشبینیهای بزرگ مقیاس NCEP با مقدار بارش مشاهداتی ثبت شده در ایستگاههای باران سنجی مقایسه شد. یافتهها: نتایج نشان داد که بارشهای پیشبینی شده توسط NCEPبسیار کمتر از مقدار واقعی برآورد شدهاند، ضمن اینکه زمان وقوع بارش نیز به درستی پیشبینی نشده است. همچنین نتایج حاکی از عملکرد نسبتا مطلوب مدل WRF در پیش بینی بارشهای سنگین است به طوریکه با اجرای این مدل مقدار شاخص خطا به مقدار قابل توجهی نسبت به مدل بزرگ مقیاس کاهش یافت. نتیجهگیری: استفاده از مدل دینامیکی WRF دقت پیشبینیهای بارش را نسبت به مدل جهانی افزایش میدهد. بنابراین پیشنهاد میگردد که در تدوین و توسعه سیستم هشدار سیلاب در حوضههای سیلخیز کشور از مدل WRF در ترکیب با مدل هیدرولوژیکی جهت پیشبینی سیلاب استفاده شود.واژههای کلیدی: پیشبینی، بارشهای سنگین، مدل WRF، حوضه رودخانه کن.
پیشبینی
بارشهای سنگین
مدل WRF
حوضه رودخانه کن
2018
04
21
229
242
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4069_3803315d1a9f02a1e0acdeffbbccaa79.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
بهرهبرداری آبهای نامتعارف جهت آبیاری گیاه فلفل دلمهای (Capsicum annum) تحت شرایط گلخانهای
صابر
جمالی
حسین
شریفان
فراست
سجادی
سابقه و هدف:افزایش روز افزون جمعیت همگام با معضل بحران جهانی منابع آب شیرین، استفاده از منابع آب نامتعارف در بخش کشاورزی، به عنوان بزرگترین مصرفکنندهی آب شیرین، به ویژه در مناطق خشک و نیمهخشک را ضروری میسازد. از طرفی شوری یکی از مهمترین تنشهای محیطی است که رشد و عملکرد گیاهان را محدود میکند. یکی از روشهای غلبه بر مشکلات تنش شوری، شناخت میزان تحمل شوری گیاهان زراعی و باغی میباشد. هدف از این پژوهش امکانسنجی استفاده از آب دریای خزر جهت آبیاری گیاه فلفل دلمهای (Capsicum annum) رقم کالیفرنیا واندر تحت شرایط گلخانهای بود.مواد و روشها:در این تحقیق از 5 سطح اختلاط آب دریا و آب شهری، جهت بررسی اثر آن بر روی عملکرد و اجزای عملکرد گیاه فلفل دلمهای رقم کالیفرنیا واندر استفاده شد. این تحقیق بر پایه طرح کاملاً تصادفی و با 3 تکرار در سال 1394 در گلخانه تحقیقاتی گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در گلدان اجرا گردید. گلخانه مورد استفاده در شمال کشور ایران و در شهر گرگان با موقعیت جغرافیایی 36 درجه و 51 دقیقه طول شمالی و 54 درجه و 16 دقیقه عرض شرقی و ارتفاع 3/13 متر از سطح دریا واقع بود. بافت خاک مورد استفاده در این طرح سیلتی رسی بود. در این پژوهش مقادیر شوری آب آبیاری شامل (5/0، 0/3، 5/5، 0/8 و 5/10 دسیزیمنس بر متر) بود. در انتها تحلیل آماری صفات مورد بررسی (تعداد میوه برداشت شده، متوسط وزن تر میوه، متوسط وزن خشک میوه، عملکرد در واحد سطح و بهرهوری مصرف آب مبتنی بر وزن تر میوه) با استفاده از نرمافزار SAS (ver 9.0) انجام گرفت. مقایسه میانگینها نیز با استفاده از آزمون LSD در سطح 5 درصد انجام شد.یافتهها:نتایج نشان داد که سطوح مختلف شوری بر تعداد میوه، وزن تر و خشک میوه، عملکرد و بهرهوری مصرف آب در سطح یک درصد معنیدار شد. نتایج نشان داد که تیمار 10 درصد اختلاط آب دریا و آب شهری در مقایسه با سایر رژیمهای مورد بررسی پس از تیمار شاهد دارای بیشترین میزان متوسط وزن تر و خشک میوه برداشت شده، تعداد میوه برداشت شده، عملکرد در واحد سطح و بهرهوری مصرف آب بوده است.نتیجهگیری:نتایج نشان داد که افزایش سطوح مختلف شوری منجر به کاهش تمامی صفات شد، بطوریکه افزایش شوری آب آبیاری از 5/0 به 0/3 دسیزیمنس بر متر منجر به کاهش وزن تر میوه و عملکرد به میزان 5/50 و 4/48 درصد شد. نتایج نشان دهنده این موضوع بوده که گیاه فلفل دلمهای به شوری حساس است و اختلاط آب دریا و شهری جهت آبیاری این گیاه قابلیت اجرایی در شرایط گلخانهای ندارد.
آب دریای خزر
بهرهوری مصرف آب
تنش شوری
عملکرد
فلفل دلمهای
2018
04
21
243
256
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4070_18a665779095b1b2ad47590051cad9e4.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
جذب زیستی کادمیم از محلولهای آبی توسط پوست میگو
محسن
حمیدپور
ناهید
حسینی
شفق
مولایی
سابقه و هدف: امروزه به حذف و پالایش محیطهای آلوده به فلزهای سنگین توجه زیادی میشود. جذب زیستی یک روش موثر برای حذف فلزهای سنگین از محلولهای آبی میباشد. در این پژوهش جذب زیستی کادمیم توسط پوست میگو مورد بررسی قرار گرفت.مواد وروشها: مطالعات جذب سطحی کادمیم توسط پوست میگو به عنوان تابعی از pH در محدودهی pH 3 تا 8 در یک غلظت کادمیم 8 میلیگرم در لیتر انجام گردید. همدماهای جذب سطحی در محدودهای از غلظت فلز (15 تا 100 میلیگرم در لیتر) انجام گردید. آزمایشهای جذب وابسته به زمان برای کادمیم در دو غلظت ثابت 5 و 50 میلیگرم بر لیتر و 7 سطح زمانی (5/0، 2، 4، 6، 8، 12، 24 ساعت) انجام شد. میزان کادمیم جذب سطحی شده بر روی جاذب، با اندازه-گیری غلظتهای تعادلی و غلظت آنها در نمونههای شاهد محاسبه گردید. طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) قبل و بعد از جذب سطحی کادمیم به وسیلهی دستگاه طیف سنجی و گونهبندی کادمیم در محلولهای تعادلی به وسیله ی برنامهی Visual MINTEQ انجام گردید.یافتهها: نتایج آزمایشهای جذب وابسته به pH نشان داد که با افزایش pH، میزان جذب سطحی کادمیم به وسیلهی پوست میگو افزایش یافت و بیشترین جذب کادمیم در pH، 5/7 صورت گرفت، که در این pH، بیش از 99 درصد از کادمیم توسط جاذب جذب سطحی گردید. نتایج همدماهای جذب نشان داد که مدلهای فروندلیچ و لانگمویر جذب کادمیم را به خوبی توصیف کردند. حداکثر ظرفیت جذب کادمیم (qmax)، بهوسیلهی مدل لانگمویر برای این جاذب 1/5 میلیگرم بر گرم تعیین شد. مدل سینتیکی شبه رده دوم بهترین برازش را بر دادههای جذب سطحی وابسته به زمان داشت. منحنیهای سینتیکی جذب کادمیم از دو فاز مشخص تشکیل شدهاند. یک فاز اولیه که جذب کادمیم توسط جاذب سریع بود و متعاقب آن فاز ثانویه که واکنش به حالت تعادل نزدیک شد. نتایج گونهبندی شبیهسازی شده به وسیله برنامه Visual Minteq نشان داد که گونه Cd+2 در محدوده 5/8-2=pH، گونه اصلی کادمیم در محلول است و در دامنه pH، 9-8 و غلظت گونه هیدرولیزی +Cd(OH) نیز افزایش مییابد. طیف مادون قرمز پوست میگو قبل و بعد از جذب کادمیم نشان داد که اتمهای N گروههای عامل آمین در پوست میگو نقش عمدهای در جذب این عنصر داشتند. نتیجهگیری: به طور کلی، با توجه به دادههای به دست آمده از این پژوهش، پوست میگو یک جاذب موثر برای کادمیم میباشد و میتواند در پالایش محیطهای آبی آلوده به کادمیم مورد استفاده قرار گیرد.
کادمیم
فلزهای سنگین
جاذب زیستی
آلودگی
پالایش
2018
04
21
257
269
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4071_0445e3dbfb92a8c03caa2b717d17c46c.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
کارایی روش الکتره ترای در ارزیابی تناسب اراضی منطقه چالدران برای کشت سیب زمینی
مسلم
ثروتی
سابقه و هدف: ارزیابی تناسب اراضی جهت حفاظت خاک امری اجتنابناپذیراست. انتخاب یک روش مناسب نیز با توجه به محدودیتهای روش فائو بهعنوان روش مرسوم ارزیابی اراضی ضروری به نظر میرسد. در این راستا روشهای چندمعیاره ازجمله الکترهترای به دلیل دخالت دادن نظرات کارشناسی، در نظرگیری وزن ویژگیهای مؤثر در تناسب میتواند مفید باشد.مواد و روشها: در این پژوهش روش ریشه دوم و روش الکترهترای برای ارزیابی تناسب بخشی از اراضی شهرستان چالدران به مساحت تقریبی 5000 هکتار در حدفاصل ′19 °44 تا ′23 °44 طول شرقی و ′01 °39 تا ′08 °39 عرض شمالی برای کشت سیبزمینی استفاده شدند. برای نیل به اهداف در مجموع تعداد 60 خاکرخ حفر، تشریح و نمونهبرداری گردید و پس از تجزیه خاک، ویژگیهای شیب، سیلگیری، زهکشی، بافت خاک، ذرات درشتتر از شن، آهک، گچ، هدایت الکتریکی، درصد سدیم تبادلی و اقلیم منطقه با اعمال ضرایب وزنی در خاکرخهای مختلف استخراج گردید. وزنهای معیارها با استفاده از روش ماتریس مقایسه زوجی و مقادیر مرز بین کلاسها و نقاط مرزی در روش الکترهترای با استفاده از جدول نیازمندیها و دادههای مربوط به ویژگیهای خاک و اراضی تعیین شدند. پتانسیل تولید اراضی نیز با هر دو روش از ضرب شاخصهای خاک در تولید پتانسیل حاصل گردید و با استفاده از آمارههای مختلف مقایسه شدند.یافتهها: ردهبندی خاکها براساس کلید ردهبندی 2014، آلفیسول، اینسپتیسول و انتیسول است. مقایسه میانگین مقادیر ویژگیهای خاک و اراضی بین کلاسهای تناسب تفکیکشده در روش الکتره ترای با آزمون دانکن اختلاف معنیدار را نشان داد و این نشاندهنده دقت این روش در تفکیک کلاسهای تناسب اراضی است. پتانسیل تولید سیبزمینی در منطقه چالدران با روشهای ریشه دوم و الکتره ترای به ترتیب 9330 تا 30200 و 10140 تا 32350 تخمین زده شد. روش الکترهترای ازنظر آمارههای ضریب تبیین (87/0) و جذر میانگین مربعات خطا (۶/۱۹۷) دقت بیشتری نسبت به روش پارامتریک با ضریب تبیین (79/0) و جذر میانگین مربعات خطا (۲۴۱/۲) دارد. همچنین معیار میانگین هندسی نسبت خطا (GMER) نیز نشاندهنده کمبرآوردی هر دو روش ارزیابی بود. از طرفی دقت بالای این روش ترکیبی به تعیین حدود مناسب انتقالی، مقادیر مناسب آستانهها و وزنهای ویژگیها و کاربرد رابطه-های فازی در فرآیند محاسبات بستگی دارد.نتیجهگیری: براساس نتایج بهدستآمده، به نظر میرسد که روش الکترهترای، از طریق ترکیب با نظرات کارشناسی میتواند بهتر به مسئله تناسب اراضی کشاورزی برای تیپ بهرهوری خاص بپردازد. همچنین صرفهجویی در زمان فرآیند ارزیابی تناسب اراضی برای زراعت سیبزمینی قابلتوجه بود. انطباق نتایج بهدستآمده نیز با تولید واقعی تأییدکننده اثربخشی سامانه میباشد.
پارامتریک
پتانسیل تولید
تولید واقعی
روش چند معیاره
2018
04
21
271
284
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4072_6665e489334e8e7c754a9e5d4eeb03a0.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
تاثیر تعداد ردیف، ارتفاع و آرایش صفحات مستغرق در رسوبشویی مخزن سد
قربان
مهتابی
ُسمانه
کریمی
مژده
محمدیون
سابقه و هدف: یکی از روشهای مرسوم در تخلیه رسوب مخازن سدها، رسوبشویی تجت فشار میباشد. در این روش رسوباتی که در مخزن تهنشین شدهاند، بهوسیله دریچه تحتانی سد و تحت فشار آب از مخزن تخلیه میشوند. برای افزایش عملکرد رسوبشویی تحت فشار، تلاش میشود سطح آب مخزن تا ارتفاع حداقل بهرهبرداری پایین آورده شود. همچنین در تحقیقات پیشین، عملکرد روشهای هیدورلیکی و سازهای مختلفی در جهت افزایش رسوبشویی تحت فشار ارزیابی شده است. همواره محققین تلاش کردهاند با شناخت فرایند رسوبشویی مخزن و پارامترهای موثر بر آن، راهکارهای اجرایی موثری که بتواند عملکرد رسوبشویی را افزایش دهد، پیشنهاد نمایند. هدف این تحقیق مطالعه آزمایشگاهی تاثیر تعداد ردیف، ارتفاع و آرایش صفحات مستغرق در تشدید رسوبشویی مخزن میباشد. مواد و روشها: برای انجام آزمایشهای این تحقیق، از یک مدل فیزیکی شامل مخزن رسوب، حوضچه تهنشینی رسوبات و مخزن تأمین آب استفاده گردید. در این تحقیق، صفحات با دو ارتفاع HV/D>1 و HV/D<1؛ (Hvارتفاع صفحات و D قطر دریچه) و تعداد ردیف مختلف (یک، دو و سه ردیف) در مقابل تخلیه کننده تحتانی نصب شدند. در آزمایشها علاوه بر آرایش موازی، عملکرد رسوبشویی نوع جدیدی از آرایش صفحات تحت عنوان آرایش شعاعی در سه عمق مختلف آب مخزن (سانتیمتر 40 ، 30 ، 20= HW ) بررسی گردید. رسوبات بستر از جنس ماسه شسته شده با قطر متوسط 0/51 میلیمتر بودند. آزمایشها با دبی ثابت 2 لیتر برثانیه به مدت یک ساعت انجام می گرفت و در انتهای هر آزمایش رسوبات تخلیه شده توزین میشدند. یافتهها: نتایج نشان داد، در آرایش موازی با کاهش تعداد ردیف صفحات، موازی عملکرد رسوبشویی افزایش یافت به طوریکه صفحات یک ردیفه (دوتایی) با با ارتفاع نسبی 0/5 و 2=HV/D به ترتیب با 173 و 231 درصد افزایش نسبت به مدل شاهد، دارای بهترین عملکرد رسوبشویی بودند. همچنین صفحات موازی با ارتفاع نسبی 2=HV/D نسبت به صفحات با ارتفاع نسبی 0/5=HV/D عملکرد رسوبشویی بهتری داشتند. آرایش شعاعی صفحات، عملکرد رسوبشویی مخزن را به طور موثری افزایش داد؛ بهطوریکه رسوبشویی در صفحات با ارتفاع 2/5 و 10 سانتیمتری نسبت به مدل شاهد به ترتیب در حدود 11/33 و 4/1 برابر افزایش یافت. در آرایش شعاعی صفحات با ارتفاع نسبی 2=HV/D، به علت تمرکز جریان ورودی دریچه در پشت صفحات جانبی، عملکرد رسوبشویی این صفحات نسبت به صفحات با ارتفاع نسبی 0/5=HV/D کمتر بود.نتیجهگیری: آرایش شعاعی صفحات مستغرق توانست رسوبشویی را تشدید نماید (خصوصا با افزایش عمق آب مخزن). این شرایط یک مزیت نسبی برای اجرای رسوبشویی است، یعنی این عملیات در حالت مخزن پر راندمان بالایی داشته و نیازی به پایین آوردن سطح آب مخزن نیست.
آرایش شعاعی
ارتفاع
تعداد ردیف
صفحات مستغرق
رسوبشویی
2018
04
21
285
296
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4073_5ccff0ff81d6cb3a73afa4988c32164b.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
مدلسازی فیزیکی تأثیر طول مهارهای انعطافپذیر موانع شناور کروی بر خصوصیات پرش هیدرولیکی
جواد
احدیان
امین
ورشوساز
سابقه و هدف: پرش هیدرولیکی یکی از مهمترین پدیدههای متغیر سریع در استهلاک انرژی جریانهای پر سرعت میباشد که در فاصله کوتاه رژیم جریان را از فوق بحرانی به زیر بحرانی تبدیل میکند و منجر به کاهش انرژی جنبشی و افزایش عمق میشود. هدف از این تحقیق بررسی خصوصیات پرش هیدرولیکی در قالب مطالعه آزمایشگاهی بر روی بسترصاف و همراه با موانع شناور متصل به کف با طولهای مهاری مختلف بودهاست که درنهایت به مقایسه نتایج به دست آمده از این پژوهش با سایر پژوهشها پرداخته شد.مواد و روشها: آزمایشها در یک کانال با دیواره شفاف و به طول 8 متر و عرض و ارتفاع به ترتیب 35 و40 سانتیمتر انجام شد. به منظور ایجاد پرش هیدرولیکی دیواره کانال در بخش ابتدایی به 80 سانتیمتر افزایش داده شد و یک سرریز با زاویه 30 درجه و ارتفاع 40 سانتی متر نصب شد. در ادامه برای مدلسازی موانع شناور، قطر کاربردی موانع به صورت ثابت برابر با 4 سانتیمتر در نظر گرفته شد. برای تفسیر و تحلیل هر یک از پارامترهای مؤثر آنالیز ابعادی با استفاده از تئوری پی باکینگهام انجام گرفت و در مجموع 30 آزمایش با متغیرهای طول مهار و عدد فرود که شامل 5 طول مهار 0 ، 5/1 ، 5/2 ،5/3 ، 5/4 سانتیمتر و محدوده اعداد فرود 1/5 تا 3/8 انجام شد. یافتهها: بر اساس تحلیلهای انجام شده یکی از نتایج مهم در تحقیق حاضر این است که انعطافپذیری و نوسان در موانع کاربردی به عنوان مستهلک کنندهی پرش هیدرولیکی، باعث افزایش افت انرژی مازاد میگردد. این در حالی است که با افزایش طولهای مهاری موانع، بخش بیشتری از مومنتم جریان ورودی جذب موانع میشود. که البته این موضوع برای محدودهی اعداد فرود 1/5الی 5/7 اثر بیشتری دارد.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که افت انرژی با استفاده از موانع به طور متوسط حدود 69 درصد بوده که تقریباً 2/10 درصد نسبت به بستر صاف افزایش یافته است. طول پرش هیدرولیکی و عمق ثانویه نسبی به ترتیب به طور متوسط 36 و 5/19 درصد نسبت به حوضچهی کلاسیک کاهش یافتند. مشاهدات بیانگر آن است که طول مهار بر روی خصوصیات پرش هیدرولیکی تاثیر گذار است به طوری که در اثر تغییر طول مهار در بازه اعداد فرود 1/5 تا 3/8 مقادیر طول پرش هیدرولیکی و عمق ثانویه نسبی به ترتیب حداکثر تا 1/19 و2/15درصد اختلاف در نتایج نشان میدهند و میزان اختلاف افت انرژی بین طول مهار 5/4 سانتیمترو طول مهار صفر حداکثر 6/10درصد به صورت افزایشی بودهاست.
پرش هیدرولیکی
موانع انعطافپذبر
شناوری موانع
طول مهار
حوضچه آرامش
2018
04
21
297
308
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4074_e1dfc5c20e8ff2c3c6709975b7b0e790.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
ارزیابی مدل های تبخیر- تعرق گیاه مرجع برای اقلیم گرم و خشک (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک زاهدان)
پریسا
کهخا مقدم
سابقه و هدف: تبخیر- تعرق (ET) مهمترین پارامتر در مطالعات اقلیمی و هیدرولوژیکی همچنین در مدیریت و برنامهریزی آبیاری می-باشد. برآورد تبخیر- تعرق مرجع (ETo) به روشی ساده، مورد توجه زیادی، بهخصوص در کشورهای توسعه یافته، که در آن اطلاعات هواشناسی مورد نیاز برای روش استاندارد پنمن- مونتیث فائو (PMF-56) تاقص و یا در دسترس نمیباشد، قرار گرقته است. لذا هدف این تحقیق، ارزیابی و مقایسه 30 روش مختلف برآورد تبخیر- تعرق مرجع با توجه به روش استاندارد پنمن- مونتیث فائو و تعیین بهترین معادله برآورد تبخیر- تعرق مرجع از میان روشهای ساده تجربی، بهعنوان جایگزین مناسب برای روش پنمن- مونتیث فائو، در اقلیم گرم و خشک شهرستان و ایستگاه زاهدان میباشد.مواد و روشها: در این پژوهش 30 روش معمول برای برآورد تبخیر- تعرق شامل چهار گروه 1- روشهای بر پایه ضریب تشت، 2- روشهای بر پایه دما، 3- روشهای بر پایه تشعشع، و 4- روشهای بر پایه انتقال جرم، در مقایسه با روش PMF-56، برای برآورد ETo مورد بررسی قرار گرفتند و سپس بهترین و ضعیفترین روش در هر گروه برای ایستگاه زاهدان با اقلیم گرم و خشک، انتخاب شدند. روشهای مورد بررسی در این پژوهش عبارتند از: کوینکا، آلن و پروت، اشنایدر، اشنایدر اصلاح شده، پریرا، اورنگ، راگووانشی و والندر، فائو 56 (روشهای بر پایه تشت)، اسکندل، 4 مدل ارائه شده از معادله هارگریوز توسط دروگرس و آلن و تراجکوویک، بلانی- کریدل (روشهای بر پایه دما)، مککینک، تورک، جنسن- هیز، پریستلی- تیلور و تابشی فائو 24 (روشهای بر پایه تشعشع)، دالتون، ترابرت، مایر، راور، پنمن، آلبرت، روماننکو، بروکمپ و ونر، WMO و ماهرینگر (روشهای بر پایه انتقال جرم).یافتهها: در ابتدا، مقادیر میانگین ماهانه ETo (با استفاده از 30 مدل ارائه شده) تعیین و سپس کارایی آنها در مقایسه با ETo محاسبه شده با روش PMF-56، در هر گروه مورد ارزیابی قرار گرفت. ETo محاسبه شده از معادله اشنایدر (R2=0.85، NRMSE=0.08، PE=8.30)، هارگریوز- 4 (R2=0.93، NRMSE=0.04، PE=8.33)، تورک (R2=0.96، NRMSE=0.03، PE=6.52) و دالتون (R2=0.81، NRMSE=0.18 PE=12.89) بهترتیب از روشهای بر پایه ضریب تشت، بر پایه دما، بر پایه تشعشع و بر پایه انتقال جرم، با کمترین درصد خطا از هر گروه، بهترین برآورد را نسبت به روش PMF-56 نشان دادند.نتیجهگیری: بهطور کلی، نتایج این پژوهش حاکی از این میباشد که روشهای بر پایه انتقال جرم از نظر آماری ضعیفترین عملکرد را نسبت به سایر روشها در مقایسه با روش استاندارد نشان دادند؛ اما مدلهای دمایی و تشعشعی مانند مدل تورک، جنسن- هیز، هارگریوز-4 و بلانی- کریدل میتوانند جایگزین مناسبی برای روش ترکیبی نسبتا پیچیده پنمن- مونتیث فائو، برای اقلیم گرم و خشک شهرستان زاهدان باشند. با توجه به در دسترس نبودن اطلاعات کامل هواشناسی برای برآورد ETo با استفاده از مدل ترکیبی PMF-56 در بسیاری از مناطق جهان بهویژه در کشورهای در حال توسعه و همچنین نقاط مختلف کشور ایران، نتایج این پژوهش میتواند برای انتخاب روش ساده محاسبه ETo به عنوان جایگزینی برای روش استاندارد در شرایط اقلیمی گرم و خشک مناسب باشد.
پنمن- مونتیث فائو
تورک
هارگریوز- سامانی
زاهدان
2018
04
21
309
317
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4075_ce2241a2fbadc3fa5cb0f3897a8a9063.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
1
برازش مدلهای مختلف منحنی مشخصه آب خاک بر 30 نمونه خاک استان فارس
حمید رضا
فولادمند
پروانه
گلکار
سابقه و هدف: منحنی مشخصه آب خاک نشاندهنده رابطه بین رطوبت و مکش ماتریک آب خاک است و در طرحهای آبیاری و زهکشی و مسایل مربوط به حرکت غیر اشباع آب در خاک کاربرد فراوان دارد. اندازهگیری مستقیم این منحنی وقتگیر و پرهزینه است، از اینرو تحقیقات زیادی برای تخمین آن بهطور غیر مستقیم انجام شده است که از جمله آنها میتوان به توابع انتقالی اشاره نمود. با استفاده از توابع انتقالی منحنی مشخصه به وسیله پارامترهای زودیافت خاک (مانند مقادیر رس، سیلت و شن خاک، چگالی ظاهری و ماده آلی خاک) که اندازهگیری آنها سادهتر و متداولتر است، قابل تخمین است. از مهمترین خصوصیات هیدرولیکی خاک میتوان به منحنی مشخصه آب خاک اشاره نمود که بیانگر رابطه بین مکش ماتریک و رطوبت خاک است. اندازه گیری مستقیم این مدل وقتگیر و پرهزینه است. بنابراین به جای اندازهگیری میتوان این منحنی را از اطلاعات سادهتر خاک تخمین زد. از طرف دیگر تاکنون مدلهای بسیاری برای برازش بر دادههای اندازهگیری شده این منحنی ارائه شده است. اما به ندرت توانایی برازش این مدلها در خاکهای مختلف بررسی شده است. مواد و روشها: در این تحقیق از 30 نمونه خاک سطحی (عمق صفر تا 30 سانتیمتری) مناطق مختلف استان فارس با تنوع بافتی مناسب استفاده شد. خاکها به سه گروه بافتی ریز، متوسط و درشت تقسیم شدند. سپس 10 مدل گاردنر، بروکس و کوری، کمپبل، ونگنوختن، تانی، بولتزمن، فرمی، فردلانگ و زینگ، گرانولت و گرانت و دکستر و همکاران بر دادههای اندازهگیری شده منحنی مشخصه آب خاک برازش داده شدند و مناسبترین مدل در هر گروه بافتی تعیین گردید. برای ارزیابی مدلهای مختلف برازش منحنی مشخصه بر دادههای اندازهگیری شده از ترکیب فرمولهای آماری و همبستگی خطی استفاده شد و مقدار میانیگن مربع انحراف (MSD) محاسبه گردید. یافتهها: نتایج نشان داد که برازش مدلهای مختلف در خاکهای با بافت متوسط مناسبتر از بافتهای ریز و درشت میباشد. همچنین در بافت ریز مدلهای بروکس و کوری، کمپبل، ونگنوختن، فردلانگ و زینگ، گرانولت و گرانت و دکستر و همکاران، در بافت متوسط مدلهای گاردنر، گرانولت و گرانت و دکستر و همکاران و در بافت درشت مدلهای گاردنر، ونگنوختن، گرانولت و گرانت و دکستر و همکاران مناسبتر میباشند. در مجموع نیز با توجه به مقادیر MSD مدل دکستر و همکاران بهترین مدل برازش یافته بر دادههای اندازهگیری شده تعیین گردید. همچنین نتایج نشان داد که مدل معروف ونگنوختن نیز برای برازش بر دادهها مناسب میباشد. در مقابل مدلهای تانی، بولتزمن و فرمی برای برازش بر دادههای اندازهگیری شده مناسب نبودند.نتیجهگیری: نتیجهگیری کلی این تحقیق نشان داد که مدل دکستر و همکاران در سه گروه بافتی ریز، متوسط و درشت مناسبترین مدل برازش بر دادههای اندازهگیری شده منحنی مشخصه در 30 نمونه خاک استان فارس میباشد. مشابه چنین نتیجهای برای خاکهای استان گیلان نیز گزارش شده است.
منحنی مشخصه آب خاک
برازش
استان فارس
مدل دکستر و همکاران
2018
04
21
319
326
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4076_09af11f93806970411820867ff25bd44.pdf