2024-03-28T16:09:34Z
https://jwsc.gau.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=624
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
ارزیابی اثرات اعمال سیاستهای مختلف مدیریتی بر روی آبخوان با استفاده از شبیهسازی عددی (مطالعه موردی: آبخوان نمدان، استان فارس، ایران)
سهند
قدیمی
حامد
کتابچی
سابقه و هدف: امروزه علاوه بر رشد جمعیت و افزایش نیاز به منابع آب، کمبود بارندگی و جریانات سطحی در مناطق خشک و نیمهخشک جهان باعث افزایش بهرهبرداری از منابع آب زیرزمینی و درنتیجه بروز مشکلات متعددی در این منابع تجدیدناپذیر و ارزشمند شده است. از این رو، بررسی، پایش و پیشبینی وضعیت منابع آب زیرزمینی حائز اهمیت است. در این تحقیق از یک مدل توسعه داده شده شبیهسازی عددی تفاضل محدود با استفاده از کدنویسی در محیط متلب، جهت بررسی تغییرات تراز سطح آب زیرزمینی در یک محدوده مطالعاتی واقعی استفاده شد. مواد و روشها: منطقه مورد مطالعه، آبخوان نمدان واقع در حوضه آبریز طشک - بختگان، استان فارس، ایران است. جهت بررسی تغییرات تراز آبخوان، مدل غیرماندگار تفاضل محدود، توسعه داده شد. جهت پیادهسازی مدل، محدوده با توجه به معیارهای مختلف، سلولبندی شد و تعداد 50 سلول چهارضلعی حاصل گردید. علاوه بر تبادل جریان زیرزمینی بین سلولها در محدوده، تبادل بین سلولهای مرزی و جریانات ورودی و خروجی از مرزها به این سلولها نیز در مدلسازی لحاظ شد. پارامترهای تغذیه به روش سعی و خطا و ضرایب هدایت هیدرولیکی با استفاده از یک مسئله بهینهسازی با هدف کمینهسازی مجموع مربعات خطاهای محاسبات تراز آب محاسباتی و مشاهدهای (دوره 7 ساله) با ابزار بهینهسازی فراکاوشی جامعه مورچهها واسنجی شدند و ضریب تبیین 93/0 حاصل شد. همچنین مدل واسنجی شده در یک دوره 3 ساله صحتسنجی گردید. یافتهها: وضعیت آبخوان محدوده مطالعاتی، در شرایط غیرماندگار در دوره شبیهسازی 30 ساله، تحت 7 سناریو مختلف تدوین شده بر اساس شاخصهای اقلیمی، برداشت، الگوی کشت و طرح ملی احیاء و تعادلبخشی منابع آب زیرزمینی در ایران، مورد بررسی قرار گرفت. با کاهش 10 درصدی بارش سالانه و افزایش 20 درصدی برداشت، تراز سطح آب زیرزمینی تا پایان دوره شبیهسازی نسبت به ادامه وضع موجود، به ترتیب 9/0 و 1/6 متر افت پیدا میکند. تغییر الگوی کشت با تغییر نوع محصول از گندم به محصولی کمآببر مانند جو باعث میشود تا تراز سطح آب تا پایان دوره شبیهسازی، 4/4 متر افزایش پیدا کند. در سناریو حذف چاههای بدون پروانه بهرهبرداری در کل محدوده، به طور میانگین در هر سال، تراز سطح آب زیرزمینی 45/0 متر افزایش مییابد. نتیجهگیری: تحت سناریوی انسداد کامل چاههای غیرمجاز در کل منطقه، تراز آب زیرزمینی بیشترین تغییرات را در بین سناریوها داشته و تا پایان دوره شبیهسازی، 6/19 متر افزایش پیشبینی میشود. این امر لزوم توجه به تعیین تکلیف چاههای غیرمجاز در طرح ملی احیاء و تعادلبخشی منابع آب زیرزمینی در ایران را بیش از پیش نمایان میکند. واژههای کلیدی: آب زیرزمینی، آبخوان نمدان، روش تفاضلات محدود، شبیهسازی عددی، طرح ملی احیاء و تعادلبخشی
آب زیرزمینی
آبخوان نمدان
روش تفاضل محدود
شبیهسازی عددی
طرح ملی احیاء و تعادلبخشی
2019
02
20
1
23
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4460_63e3c50be079e8baec5162c841229bfa.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
تخصیص بهینه منابع آب مخازن چاهنیمه سیستان تحت سناریوهای مدیریتی آب و خاک
جواد
شهرکی
علی
سردارشهرکی
صفیه
نوری
سابقه و هدف: با توجه به محدود بودن منابع آب سطحی و ظرفیت مخازن سدها، مدیریت علمی و ارائه سیاست بهرهبرداری بهینه از مخازن، امری لازم و حیاتی در جهت برآورده کردن نیازهای آبی است. همچنین با توجه به اهمیت و استفاده از منابع آب و تخصیص بهینه این منبع کمیاب بین مصارف مختلف در منطقه سیستان ضروری به نظر میرسد، که برنامه ایی جهت تحقق این هدف پایهریزی شود در منطقه موردمطالعه و داخل کشور تاکنون تحقیقی در مورد تخصیص بهینه آب با کاربرد الگوریتم پیشرفته فرا ابتکاری PSO جهت بهینه سازی مخازن چاه نیمه سیستان استفاده نگردیده است. از اینرو در پژوهش حاضر سعی گردیده است که تخصیص بهینه منابع آب مخازن چاه نیمه سیستان تحت سه سناریوهای مدیریتی (سناریوی تثبیت ریزگردها، توسعه کشاورزی و انتقال خط لوله دوم آب شرب از مخازن چاهنیمه به شهرستان زاهدان) با استفاده از تکنیک فرا ابتکاری ازدحام ذرات (PSO) موردبررسی قرارگرفته است. مواد و روش ها: روش بهینهسازی انبوه ذرات یا بهاختصار بهینهسازی انبوه (PSO) یک الگوریتم بهینهسازی تصادفی بر اساس جمعیت است که از شبیهسازی رفتار اجتماعی گروه پرندگان الهام گرفتهشده است. در الگوریتم بهینهسازی انبوه ذرات، موجوداتی وجود دارند که آنها ذره نامیده میشوند و در فضای جستجوی تابعی که قصد کمینه کردن (یا بهینه کردن) مقدار آن میباشد، پخششدهاند. هر ذره مقدار تابع هدف را در موقعیتی از فضا که در آن قرارگرفته است ،محاسبه میکند. در این پژوهش از الگوریتم مذکور جهت تخصیص بهینه منابع آب استفاده گردید. تابع هدف در این پژوهش بهینه سازی و حداکثر سازی میزان تأمین آب می باشد. همچنین قیود مربوطه به تابع هدف، قیود سیستماتیک، قیود و محدودیت های الگوریتم (PSO) و قیود و محدودیت های مخازن در منطقه مورد می باشد. یافتهها: بر اساس نتایج بهدستآمده، مقدار بهینه رهاسازی شده در سال 1364 (سال اول) 39/25 میلیون مترمکعب با میزان تقاضای 31/98 میلیون مترمکعب بوده که مقدار 91/72 میلیون مترمکعب تأمین نیاز انجام نشده است. مقایسه چهار سال پایانی نشان میدهد که در سال 29 عدم تأمین نیاز کمتری نسبت به سه سال بعدی خود داشته است. سناریوی تثبیت ریزگردها در منطقه موردمطالعه بهعنوان یک پروژه اجرایی جدی مطرح بوده که نتایج اجرای این سناریو نشان داد که کاربرد الگوریتم مورداستفاده میتواند تخصیص بهینه منابع آب را بهخوبی انجام داده و موردتوجه قرار گیرد. با توجه به نتایج بهدستآمده پیشنهاد میگردد که مدلسازی های فرا ابتکاری می تواند تخصیص بهینه کاملتری با حداقل خطا در تابع هدف را بدست دهد.
تخصیص بهینه
چاه نیمه سیستان
آب و خاک
سناریوی تثبیت ریزگردها
الگوریتم ازدحام ذرات
2019
02
20
25
46
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4461_8d8f4353c1da88e209f59058187c1fd7.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
ارزیابی جریان زیست محیطی رودخانه با روشهای اکو-هیدرولوژیکی (مطالعه موردی : رودخانه مهابادچای)
آیلر
رزاقی
حجت
احمدی
نورعلی
حقدوست
یهزاد
حصاری
سابقه و هدف: با توجه به کمبود آب و همچنین توزیع نامناسب مکانی و زمانی بارش، اجرای طرحهای توسعه منابع آب بویژه سدسازی و انتقال بین حوضه ای آب، گاهی اجتناب ناپذیر خواهد بود. بمنظور پیشگیری از اثرات منفی دراز مدت این طرحها بر اکوسیستمهای رودخانهای، لازم است نیازمندیهای هیدرولوژیکی و اکولوژیکی رودخانه در قالب یک نیاز آب زیست محیطی تعریف شده و در تعاملات تخصیص آب مد نظر قرار گیرد. نیازهای زیست محیطی اغلب بعنوان مجموعهای از دبیهای جریان با مقدار، زمان وقوع، فراوانی و تدوام جریان معین تعریف میشوند. این جریانها که شرایط مستعد نگهداری مجموعهای از زیستگاههای آبی و فرآیندهای اکوسیستم را فراهم میکنند، بعنوان "جریانهای زیست محیطی" نامیده میشوند. این مقاله به بررسی برآورد نیاز زیست محیطی در رودخانه مهابادچای پرداخته است. مواد و روش ها: زیرحوضه مهابادچای در جنوب غرب دریاچه ارومیه واقع شده و از نظر وسعت چهارمین زیرحوضه از حوضه آبریز دریاچه ارومیه می باشد.حدود جغرافیایی آن، از شمال به زیرحوضه نازلوچای، از جنوب به حوضه آبریز خلیج فارس و دریای عمان، از شرق به دریاچه ارومیه و زیرحوضه زرینه رود-سیمینه رود و از غرب به کشور عراق محصور میگردد و بین '45 ْ44 تا '56 ْ45 طول شرقی و '22 ْ36 تا '10 ْ37 عرض شمالی قرار دارد. رودخانه مهاباد از دو شاخهاصلی به نامهای بیطاس و کوتر و یک شاخه کوچک به نام دهبکر تشکیل شده است. در این مطالعه نیاز اکولوژیکی رودخانه با چهار روش هیدرولوژیکی (تنانت ، تسمن، تغییرمنحنی تداوم جریان و مدل ذخیره رومیزی) برآورد شده است. یافته ها: نیاز اکولوژیکی رودخانه با چهار روش هیدرولوژیکی مربوطه محاسبه و مقایسه شد و با انتخاب روش اکوهیدرولوژیکی تغییر منحنی تداوم جریان در کلاس زیستی C به عنوان روش منتخب، بدلیل در نظر گرفتن خصوصیتهای اکولوژیکی رودخانه، نیاز زیست محیطی رودخانه مهابادچای در ایستگاه بیطاس 35/0 مترمکعب بر ثانیه و در ایستگاه کوتر 17/1 مترمکعب بر ثانیه برآورد گردید. جریان متوسط سالانه در ایستگاه هیدرومتری بیطاس 73/1 و در ایستگاه هیدرومتری کوتر 17/6 متر مکعب بر ثانیه است. نتیجه گیری: با توجه به نتایج بدست آمده جریان پیشنهادی روش تغییر منحنی تداوم جریان در کلاس C بعنوان حداقل جریان زیست محیطی برای رودخانه مهابادچای، توصیه میشود. زیرا این روش به داده های کمتری نیاز داشته؛ ارزیابی اولیه و سریع بر روی داده ها انجام می دهد؛ وضعیت های هیدرولوژیکی موجود را با در نظر گرفتن شرایط اکولوژیکی مطلوب شبیه سازی می کند. کلاس مدیریتی C (نسبتا تغییر یافته) حدود 20 الی 30 درصد بده متوسط جریان را به عنوان جریان زیست محیطی در نظر می گیرد؛ که در این حالت عملکرد اساسی اکوسیستم رودخانه هنوز دست نخورده بوده و اکثر گونه ها حفظ می شود. همچنین کلاس مدیریتی C با پتانسیل جریان در ماه های مختلف مطابقت خوبی داشته و از لحاظ مدیریتی، مصارف کشاورزی و شرب و .... در منطقه مورد قبول می باشد.
اکولوژیک
مدل ذخیره رومیزی
تنانت
تسمن
تغییر منحنی تداوم جریان
2019
02
20
47
65
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4462_f34b3261d1bef56b6b59572cc29f5700.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
اثر کاتیونهای کلسیم، سدیم، پتاسیم و آمونیوم بر جذب روی در تعدادی از خاکهای آهکی استان چهارمحال و بختیاری
نرگس
آبیار
علیرضا
حسین پور
حمیدرضا
متقیان
سابقه و هدف: جذب یکی از مهمترین فرآیندهای شیمیایی مؤثر بر تحرک و قابلیت استفاده روی در خاک است. حضور کاتیونها در محلول میتواند بر جذب روی در خاکها مؤثر باشد. برای بررسی جذب عناصر از همدماهای جذب استفاده میشود. همدماهای جذب رابطه مقدار عنصر جذب سطحی شده و غلظت عنصر را در محلول تعادلی در دمای ثابت توصیف میکنند. کاتیونهای کلسیم، سدیم، پتاسیم و آمونیوم از مهمترین کاتیونهای خاکها هستند. در این مطالعه بررسی اثر کاتیونهای کلسیم، سدیم، پتاسیم و آمونیوم بر جذب روی در پنج نمونه خاک آهکی استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. مواد و روشها: بهمنظور بررسی همدماهای جذب روی در خاکهای مورد مطالعه و در حضور الکترولیتهای مختلف آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا شد. ابتدا نمونههای 2 گرمی از هر خاک در 3 تکرار را درون لولههای سانتریفیوژ 50 میلیلیتری ریخته و سپس 20 میلیلیتر از محلول ZnSO4 حاوی غلظتهای 25، 50، 75، 100، 150 و 200 میلیگرم در لیتر روی که در محلولهای زمینه نمکهای Ca(NO3)2، NaNO3، KNO3 و NH4NO3 (با غلظت 50 میلیمولار) ساخته شده بود به لولهها اضافه و نمونهها بهمدت 24 ساعت با دستگاه تکاندهنده برقی تکان داده شدند. پس از آن محلول صاف رویی جدا شده و غلظت روی در عصارهها (در حال تعادل) با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. پس از جمعآوری دادهها، غلظت روی جذبشده از تفاوت بین غلظت اولیه و نهایی (تعادلی) تعیین و سپس معادلههای لانگمویر، فروندلیچ و خطی بر دادهها برازش داده شد.یافتهها: نتایج نشان داد که با افزایش غلظت روی در محلول تعادلی مقدار جذب روی در خاکها در حضور همه الکترولیتها افزایش پیدا کرد. مقدار جذب روی در حضور کلسیم کمتر از سایر کاتیونها بود. معادلههای فروندلیچ و لانگمویر با داشتن بیشترین ضریب تبیین (R2) و کمترین خطای استاندارد برآورد (SE) قادر به توصیف جذب روی بودند. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب روی (b معادله لانگمویر) و شدت جذب (n در معادله فروندلیچ) بهترتیب در محلول حاوی کاتیون سدیم، کلسیم، پتاسیم و آمونیوم بیشترین مقدار بود. ثابت متناسب با انرژی پیوند (k لانگمویر) و حداکثر گنجایش بافری (MBC لانگمویر) بهترتیب در محلولهای پتاسیم، آمونیوم، سدیم و کلسیم بیشترین مقدار را داشت. بیشترین ضریب توزیع (kf فروندلیچ) نیز به ترتیب در محلولهای حاوی سدیم، پتاسیم، آمونیوم و کلسیم بود. بنابراین روی در حضور سدیم و کلسیم بهترتیب بیشترین و کمترین تمایل را به قرار گیری در فاز جامد دارد. نتیجهگیری: نتایج این تحقیق نشان داد که سدیم بیش از سایر کاتیونها میتواند تحرک روی در خاکها را کاهش دهد.
لانگمویر
فروندلیچ
ضریب توزیع
سدیم
همدماهای جذب
2019
02
20
67
86
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4463_b1da96823ce60248834261177948e4dc.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
ارزیابی شاخص S با استفاده از سه مدل منحنی مشخصه رطوبتی خاک در پنج کاربری مختلف در جنوب کرمان
فهیمه
امیری میجان
حسین
شیرانی
عیسی
اسفندیارپور
علی اصغر
بسالت پور
حسین
شکفته
چکیدهسابقه و هدف: یکی از راههای بیان رفتارهای فیزیکی خاک، توصیف ساختمان خاک میباشد. از آنجا که اندازه گیری کیفیت فیزیکی خاک بهطور مستقیم امکان پذیر نیست، به همین دلیل از خواص ویژهای که به عنوان شاخص تعریف میشوند، برای بیان کیفیت فیزیکی خاک استفاده میکنند. از شاخصهایی مختلفی از جمله شاخص S برای بیان کیفیت فیزیکی خاک که شیب منحنی مشخصه رطوبتی خاک در نقطه عطف میباشد استفاده میشود. به نظر میرسد که تحقیقات چندانی در خصوص اثر کاربری بر شاخص S انجام نشده است، بنابراین هدف از این تحقیق، مقایسه نتایج شاخص S با سه مدل مختلف منحنی مشخصه رطوبتی خاک (شامل مدل ونگنوختن، مدل بروکس – کوری و مدل گرونولت– گرانت) در پنج کاربری مختلف در شهرستان جیرفت بود.مواد و روشها: به همین منظور 350 نمونه دست خورده و 350 نمونه دست نخورده از کاربریهای مختلف (کاربری مرکبات، کاربری نخیلات، زراعی، جنگل و ترکیبی ) برداشت شد. برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، شامل درصد شن، درصد سیلت، درصد رس، قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع، چگالی ظاهری، درصد تخلخل کل و درصد مواد آلی اندازهگیری شدند. همچنین با استفاده از دستگاه صفحات فشاری، مقدار رطوبت خاک در مکشهای 0، 30،10، 50، 100، 300، 500، 1000 و 1500 کیلوپاسکال تعیین شد.یافتهها: نتایج نشان داد که در منطقه مورد بررسی، بهترین کیفیت فیزیکی خاک در کاربری نخیلات دیده شد. همه کاربریها، به جز کاربری جنگل، دارای کیفیت فیزیکی مناسبی بودند. زیاد بودن مقدار شاخص S در کاربریهای مرکبات، نخیلات و زراعی میتواند بیانگر مدیریت بهتر خاک در شروع کشت و کار باشد. در کاربری ترکیبی، به دلیل کشت توامان یونجه و خرما، یونجه سبب برگشت مواد آلی بیشتر به خاک میشود و در نتیجه ساختمان خاک را بهبود میبخشد که در زیاد بودن مقدار شاخص نمایان میشود. در کاربریهایی که ساختمان خاک وضعیت بهتری داشت و یا عملیات مدیریتی مناسب اعمال شده بود، شاخص S زیادتر بود.نتیجهگیری: بهطور کلی، با وجود اختلاف ناچیز کاربریهای مرکبات، نخیلات و زراعی در مقدار شاخص S، کاربری نخیلات دارای میانگین شاخص S بالاتری بود. بهطوریکه مقدار آن در مدل ونگنوختن، بروکس-کوری و گرانت-گرونولت به ترتیب برابر با 06/0، 06/0و 04/0 بود. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که دقت مدل ونگنوختن در برآورد و ارزیابی کیفیت خاک، به دلیل تمایز بیشتر بین خاکهای با کیفیت فیزیکی نزدیک بهتر بود زیرا برازش منحنی مشخصه رطوبتی دارای R2 بالاتر بود ( 92/0= R2). هرچند به دلیل اختلاف کم با دو مدل دیگر، به ویژه مدل بروکس و کوری (87/0= R2)، به نظر میرسد مدل مناسب برای ارزیابی کیفیت خاک در کاربریهای مختلف متفاوت میباشد. بنابراین ضروری است که این شاخص و سایر شاخصهای ارزیابی کیفیت فیزیکی خاک در اقلیمهای مختلف بیشتر بررسی گردد.
کیفیت فیزیکی خاک
شاخص S
ونگنوختن
بروکس و کوری
گرونولت و گرانت
2019
02
20
87
103
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4464_0bcfb768346c3bc0514b155ba7ae6577.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
بررسی حذف رنگدانه فنل رد با استفاده از نانوجاذب مگنتیت از محلول آبی
حسین علی
فغانی
عباس
حشمتی جنت مقام
چکیدهسابقه و هدف: پساب صنعتی و آب آلوده به مواد شیمیایی در محیط زیست رها میشود و در نتیجه آلودگی جذب خاک شده و با آلوده سازی منابع محدود موجود موجب تولید محصولات غیر سالم و مضر برای سلامتی خواهد شد. از بهترین روشهای حذف آلایندههای آلی از آب آلوده جذب سطحی است. هدف این پژوهش حذف رنگدانه فنلرد از محلولهای آبی توسط نانوذرات مغناطیسی مگنتیت است.مواد و روشها: نانوذرات مگنتیت از روش همرسوبی و احیای همزمان یونهای 〖Fe〗^(+3)/〖Fe〗^(+2) با نسبت 2 به 1 با محلول سود در محلول آبی و تحت جو نیتروژن سنتز شده و با استفاده از تکنیکهای FTIR، SEM وXRD شناسایی شدند. برای سنجش غلظت طول موج جذب ماکزیمم فنلرد، دستگاه اسپکتروفوتومتر UV-VIS در محدوده طول موج 400 تا800 نانومتر مورد بررسی قرار گرفت که طول موج ماکزیمم فنلرد در 431 نانومتر تعیین گردید. جذب فنلرد بر روی نانوذرهی Fe3O4 در محیط ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای مورد بررسی در این پژوهش شامل مقدارهای اولیه نانوذره (005/0، 01/0، 015/0 و 02/0 گرم)، غلظت اولیه فنلرد (20،10،5 و30 میلی گرم برلیتر)، pH اولیه (1، 4 ، 7 ،9 و 12)، زمان تماس (5 تا40 دقیقه) و فرایند واجذب نانوجاذب میباشد. مدلهای ایزوترم جذب دو پارامتری لانگمویر، فروندلیچ وتمکین مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه دادههای تجربی با مدلهای سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم و نفوذ بین ذرهای مطالعه شد. اثر دما بر فرایند جذب سطحی، با بررسی ثابتهای ترمودینامیکی فرایند جذب سطحی شامل انرژی آزاد گیبس(∆G0)، تغییرآنتروپی(∆S0) و تغییر آنتالپی(∆H0) در دماهای 293، 300، 305 و310 درجه کلوین مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: با افزایش و کاهش pH از 7 میزان حذف فنلرد افزایش مییابد. افزایش جذب فنل رد در pHهای پایین و بالا نسبت به pH خنثی به دلیل تبدیل آلاینده به یون است که موجب افزایش میزان جذب آلاینده فنلرد بر روی نانوجاذب میشود. جذب پس از 30 دقیقه به تعادل میرسد. بیشترین ظرفیت جذب در غلظت 30 میلیگرم بر لیتر از آلاینده در حضور 01/0گرم در میلیلیتر از جاذب و در دمای 20درجه سانتیگراد و در 7 pH = اتفاق میافتد. به دلیل گرماگیر بودن فرایند، افزایش دما مقدار جذب را افزایش میدهد. ایزوترم فروندلیچ مطابقت بهتری با دادههای تجربی دارد. مدل شبه درجه دوم با ضریب همبستگی 9999/0 و ثابت سرعت 0202/0 بهترین مدل سینتیکی توصیف کننده فرایند جذب است. مقادیر ثابتهای ترمودینامیکی ∆H0 و ∆S0 به ترتیب kj/mol 278/79 وj/(k∙mol) 389/284 می باشند. ∆H0 و ∆S0 مثبت به ترتیب نشاندهنده گرماگیر بودن فرایند جذب و افزایش بینظمی در سطح مشترک مایع- جامد در طی جذب است. ∆G0 منفی نشاندهنده خود به خودی بودن فرایند جذب است.نتیجهگیری: نانوجاذب مگنتیت میتواند به عنوان یک جاذب مناسب در حذف آلاینده فنلرد از محلولهای آبی و پسابهای صنعتی قبل از رها سازی در محیط زیست استفاده شود.
آلاینده آلی
نانوجاذب
آب
جذب سطحی
سینتیک
2019
02
20
105
121
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4465_84e66166782876c15a1a663815e9b871.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
بررسی میزان تغییرات بارش و تبخیر و تعرق محصولات کشاورزی در استان خوزستان تحت تأثیر تغییر اقلیم
علیرضا
نیکبخت شهبازی
سابقه و هدف: بخش کشاورزی نقش اساسی و حیاتی در اقتصاد ملی و تولید مواد غذایی در ایران دارد. در این میان به واسطه موقعیت خاص اقلیمی کشور و پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارش، کشت آبی محور اصلی در تولید مواد غذایی می باشد. در مناطق خشک کشور مانند استان خوزستان تقریباً صد در صد تولیدات کشاورزی از کشت آبی حاصل می شود. طبق تحقیقات مرکز پژوهش های مجلس پیش بینی شده است جمعیت ایران تا سال 1410 به مرز 100 میلیون نفر خواهد رسید که در این صورت برای تأمین نیازهای غذایی این جمعیت، برمبنای حدود 2600 کیلو کالری انرژی روزانه به بیش از 150 میلیارد مترمکعب آب سالانه نیاز خواهد بود که این مقدار در سبد آبی کشور موجود نمیباشد، لذا می بایست با روشهای افزایش بهره وری آب مدیریت منابع صورت گیرد. پدیده گرمایش جهانی در حال وقوع و اقلیم در حال تغییر است و تغییر آب و هوا و نوسانات اقلیمی خطر خسارت های بیشتری را به همراه دارد. با توجه به اهمیت و ضرورت موضوع و تحقیقات اندکی که در این خصوص صورت گرفته است، تأثیرات محلی و منطقهای نوسانات اقلیمی بر تبخیر و تعرق محصولات کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این تغییرات به خصوص در مناطق حاصلخیز و کشاورزی محور نظیر خوزستان از اهمیت دو چندانی برخوردار است. مواد و روشها: در این تحقیق تأثیر تغییر اقلیم بر میزان بارش و تبخیر و تعرق محصولات کشاورزی در دورههای آتی مورد بررسی قرار گرفت. برای این کار از دادههای اقلیمی مدل گردش عمومی جو CanESM2 تحت دو سناریوی واداشت تابشی در استان خوزستان استفاده شد. جهت بررسی امکان تولید و شبیه سازی داده های هواشناسی در دوره های آتی با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی آماری SDSM برای دوره پایه (1990-2005) کالیبراسیون و صحت سنجی مدل انجام گرفت. از طریق داده های CanESM2 میزان بارش و دمای بیشینه و کمینه ایستگاه های منتخب برای سه دوره 2020-2040 (متوسط 2030)، 2070-2050 (متوسط 2060) و 2080-2100 (متوسط 2090) میلادی پیشنگری و با دوره پایه مقایسه گردید. میزان بارش و تبخیر و تعرق محصولات کشاورزی برای محصولات منتخب شامل گندم، جو، برنج، ذرت دانه ای و نیشکر محاسبه شد. با استفاده از مدل CanESM2 و سناریو های واداشت تابشی گزارش پنجم هیات بین الدول تغییر اقلیم(IPCC) شبیه سازی و تولید داده های هواشناسی در دوره های آتی صورت گرفت و میزان تبخیر و تعرق پتانسیل متوسط دوره ها با اطلاعات تولید شده در دوره های آتی بدست آمد. یافته ها: نتایج نشان داد میزان دما بطور میانگین در کلیه ایستگاههای منتخب و در همه سناریوها تا 4 درجه سانتیگراد افزایش یابد و این افزایش در مورد سناریو RCP8.5 از سناریو RCP4.5 بیشتر است. میزان میانگین بارش نیز در دورههای 2060 و 2090 کاهش مییابد. میزان تبخیر و تعرق بدست آمده برای کلیه محصولات کشاورزی مورد مطالعه روند افزایشی دارد اما این افزایش برای محصول برنج و ذرت دانه ای بطور متوسط در دوره 2060 و 2090 افزایش بیشتری از خود نشان میدهد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق می توان نتیجه گرفت که تبخیرو تعرق در دوره های آتی افزایش می یابد. بنابراین می بایست افزایش آب مصرفی محصولات و تبخیر و تعرق محصولات و کمبود آب مورد توجه قرار گیرد. بنابراین میبایست تمهیداتی در نظر گرفته شود تا راندمان مصرف آب محصولات بالا رفته و محصولات با تبخیر و تعرق پتانسیل کمتر در بعضی از مناطق خوزستان کشت شوند.
تغییر اقلیم
محصولات کشاورزی
تبخیر و تعرق
استان خوزستان
واداشت تابشی
2019
02
20
123
139
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4466_ed1cc4b8cb66f1b162be750ae0e3ac27.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
مدلسازی عملکرد محصول نیشکر با استفاده از مدلی ترکیبی مبتنی بر داده های سنجش از دور
سعید
حمزه
محمد مهدی
ولاشجردی
مهنوش
مقدسی
علی
شینی دشتگل
سابقه و هدف: سیاستگذاران و مدیران، برای تدبیر استراتژیهای مناسب مدیریتی، شامل قیمت محصول و بازار محصولات در امر واردات و صادرات، نیاز به اطلاعاتی در مورد عملکرد حاصله از محصولات کشاورزی در مقیاسهای مختلف دارند، اما همواره تخمین میزان عملکرد محصول با توجه به عدم اطلاعات کافی زمینی امری بسیار سخت و هزینهبر بوده است. مناسبترین راه، استفاده از دادههای ماهوارهای و تکنیک سنجش از دور میباشد. تحقیق حاضر با هدف برآورد عملکرد محصول نیشکر با بکارگیری تصاویر ماهوارهای لندست 8 انجام شد.مواد و روشها: در این پژوهش، یک مدل ترکیبی برای برآورد حجم محصول نیشکر استفاده شد. این مدل ترکیبی شامل مدل مانتیث برای محاسبه تابش فعال فتوسنتزی جذب شده، مدل استنفورد برای تعیین راندمان مصرف نور و الگوریتم بیلان انرژی سطح زمین (سبال) برای توصیف تغییرات مکانی-زمانی سطح زمین میباشد. نقشهی عملکرد محصول از اجرای این الگوریتم در سال 1392 و با بکارگیری 10 تصویر ماهوارهای لندست هشت بدست آمد. در الگوریتم سبال همه اجزای بیلان انرژی شامل تابش خالص، شار گرمای خاک، شار گرمای محسوس از تصاویر ماهوارهای محاسبه و در تهایت کسر تبخیر بر اساس معادله بیلان انرژی در سطح بدست آمد. برای برآورد ماده خشک تولیدی با توجه به تاریخ و تعداد تصاویر، تابش فعال فتوسنتزی در 10 بازهی زمانی محاسبه شد. هر تصویر نماینده یک بازه زمانی گسسته است. در این تحقیق تمام اجزای این مدل ترکیبی برای همه تصاویر موجود در بازه زمانی دوره اصلی رشد محصول نیشکر محاسبه شد و در نهایت اقدام به تهیه نقشه عملکرد محصول برای این منطقه گردید.یافتهها: متوسط عملکرد محصول نیشکر در طول دوره رشد 56 تن در هکتار برآورد شد. میزان عملکرد برآورد شده با این مدل ترکیبی، همبستگی و پراکنش خوبی با عملکرد واقعی مزارع نشان داد(83/0=R2). سپس تأثیرات سن و رقم بر میزان دقت مدل در برآورد عملکرد نیشکر مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد از بین رقمهای مختلف، مقادیر عملکرد محاسبه شده در مزارع تحت کشت رقم614 -CP57 به علت زودرس بودن و تطابق بهتر با آخرین تصویر، همبستگی بالاتری با مقادیر واقعی عملکرد دارد. همچنین مشاهده شد با افزایش سنهای مختلف نیشکر از کشت تا بازرویی چهارم هم عملکرد کاهش یافته و هم میزان عمکرد برآوردشده، همبستگی و پراکنش کمتری نسبت عملکرد واقعی نیشکر پیدا میکند و مقدار همبستگی تا 51/0 کاهش مییابد.نتیجهگیری: نتایج حاصل از ارزیابی دادههای عملکرد محصول و رقمهای کشت شده نشان دهنده این موضوع بود که عملکرد محصول نیشکر در رقمCP57-614 نسبت به رقم CP69-1062 بالاتر میباشد و همچنین تطابق بهتری با مدل ارائه شده نشان میداد. همچنین مشاهده شد با افزایش سنهای مختلف نیشکر از کشت تا بازرویی چهارم هم عملکرد کاهش یافته و هم میزان عملکرد برآورد شده، همبستگی و پراکنش کمتری نسبت عملکرد واقعی نیشکر پیدا میکند و مقدار R^2کاهش مییابد و میزان خطا نیز افزایش پیدا میکند
بیلان انرژی
مدل مانتیث
نیشکر
سن
رقم
2019
02
20
141
158
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4467_c0c084c01318e59338ba79e635474ef9.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
بررسی و رتبه بندی عوامل پیشران اجتماعی بیابان زائی دشت سیستان
مجید
اونق
حسین
سرگزی
حسین
بارانی
مفهوم بیابانزائی به از دست دادن خدمات اکوسیستم بدلیل تاثیر آشفتگی های انسانی و یا تغییرات اقلیمی در اکوسیستم های مناطق خشک مرتبط است. بیابان زایی بسته به پیشران و شرایط جغرافیایی، می تواند باعث تغییرات قهقرائی عمدتا پایدار در اکوسیستم گردد. مهار این پدیده مستلزم شناخت علل پیشرانی آن است. پیشرانهای بیابانزائی را می توان با عناوین بیوفیزیکی، اجتماعی، اقتصادی، سیاسی و مدیریتی گروهبندی کرد. در این مقاله برخی آشفتگیهای ناشی از فعالیت های انسان که در ارتباط با دانش و فرهنگ مردم قرار داشته و زمینه ساز وضعیت فعلی تخریب زمین و بیابان زایی شده اند به عنوان پیشران اجتماعی بیایانزائی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. به این منظور از طریق منابع علمی مرتبط، پرسش نامه و پنل تخصصی با کارشناسان مرتبط لیستی از عوامل پیشران اجتماعی تهیه شده سپس عوامل کاندید در 6 معیار گروهبندی و در انتها با ابزار پرسش نامه مورد قضاوت کارشناسان قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS19 نشان داد که مهمترین معیارهای پیشران اجتماعی- فرهنگی موثر بر بیابانزایی و تخریب زمین با 20.49%، 19.32%، 17.36%، 16.76%، 13.12% و 13.008% به ترتیب عبارتند از : فقدان یا ضعف نهادهای اجتماعی، عادات تاریخی و فرهنگی نامتناسب ، مهاجرت جمعیت، ضعف دانش و آموزش، افت ارزش های اجتماعی و مسائل مربوط به مالکیت زمین. همچنین با استفاده از روشتحلیل سلسله مراتبی (AHP) مشخص شد که در بین 38 عامل کاندید، 18 عامل از بقیه تاثیر گزارتر بودند. مهمترین عوامل موثر بر تخریب زمین و بیابانزائی به ترتیب: فقدان نظام بهره برداری از محصولات و خدمات تالاب هامون، شخم اراضی بایر، کشت و کار سنتی، عدم اعتماد بهره برداران به دانش کارشناسان مرتبط، ترجیح کشت زراعی به باغی و عدم بهره گیری از دانش بومی همزیستی با طبیعت معرفی گردید. در مجموع اعمال سیاست هایی با هدف حفظ محیط زیست و جوامع در مقابل بهره برداری مفرط از منابع طبیعی و از دست دادن سنت ها و تواناساختن یک فرهنگ برای استفاده پایدار از خدمات و محصولات زیست محیطی ضروری است. مشارکت همه دست اندرکاران برای جستجوی راه حل هایی برای مدیریت اراضی به طرز رو به تزایدی پذیرفته شده است. هر یک از دست اندرکاران دانش و دیدگاهی متفاوت در مورد ریشه مشکل و چگونگی حل آن دارد. استخراج، مستندسازی و هم راستا کردن ای دانش می تواند در توافق و تفاهم بر راه حل های پیشنهادی مفید باشد.در اکوسیستمهای کشاورزی متاثر از بیابانزائی، افزایش امنیت غذایی با اصلاح کشاورزی، توانمند سازی مردم محلی، کمک به تنوع معیشت و ارتقاء پایداری استفاده از منابع گام های اساسی برای کاهش یا معکوس کردن روند بیابان زائی به شمار می آید. سیاست ها بایستی ابعاد چندگانه اجتماعی و فرهنگی را به عنوان ریشه های تخریب اراضی و بیابانزایی مورد نظر قرار دهد. این ابعاد بسته به شرایط زیست محیطی متغیر هستند. دستگاههای دولتی منطقه به عنوان متولی مقابله با تخریب زمین و بیابانزائی در تعامل با جامعه محلی برای کنترل این پدیده توفیقاتی داشته اند. اما چنانچه هدف توقف بیابانزائی یا معکوس کردن آن باشد، نیاز به همه جانبه نگری، تلاش بیشتر برای نزدیک کردن دیدگاهها و همکاری همه دست اندرکاران از جمله ذینفعان و بویژه بهره برداران از اراضی است. تبادل دانش، اعتماد سازی، همکاری در اجرای پروژه ها و... می تواند برای دولت و مردم مفید باشد اما اقدامات اصلاحی در مناطقی با شرایط سیستان قبل از همه با شناخت دلایل و عوامل تخریب اراضی حاصل می شود
بیابانزائی
تخریب زمین
پیشران اجتماعی
سیستان
2019
02
20
159
173
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4468_3ace80911b294630187d4755f635272b.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
تاثیر زمان تماس بر چگونگی رشد کرم خاکی گونهی Eisenia fetida تغذیه شده با کود دامی در خاک آلوده
قاسم
رحیمی
فیروزه
نوروزی گلدره
چکیده سابقه و هدف: آلودگی خاکها به فلزات سنگین در جهان، بخصوص در کشورهایی که نیاز به خاک برای تولید غذا دارند تبدیل به یک نگرانی جدی شده است. در زمینه ارزیابی خطرات زیست محیطی، کرمهای خاکی جزء مهمی از خاک، و از لحاظ اکولوژیکی به عنوان یک بیواندیکاتور(شاخص زیستی) مهم برای سلامت و کیفیت خاک در نظر گرفته میشوند. کرم های خاکی بخشی از زنجیره غذایی و چرخه تجزیه در خاک هستند که ویژگیهای رشد آنها به طور نامطلوبی تحت تأثیر آلودگیهای خاک قرار میگیرد. با توجه به حساسیت کرمهای خاکی به آلودگی، از آنها می توان به عنوان شاخص زیستی خاکهای آلوده استفاده نمود. به منظور بررسی تأثیر مدت زمان تماس و نقاط نمونه برداری خاک بر صفات رشد کرمهای خاکی در خاکهای آلوده تحقیق حاضر اجرا گردید. مواد و روشها: این تحقیق روی یک خاک آلوده که از معدن آهنگران و زمینهای اطراف آن نمونه برداری شده بود، انجام شد. معدن آهنگران در 26 کیلومتری شهرستان ملایر، به سمت شهرستان اراک در استان همدان، به ترتیب با طول و عرض جغرافیایی ʺ44 ʹ59 ˚48 و ʺ20 ʹ10 ˚34 واقع شده است. یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد و از کود دامی به عنوان تغذیه برای کرم خاکی استفاده شد. در این آزمایش 12 عدد کرم خاکی با میانگین وزن 6/0-3/0 میلی گرم برای هر نمونه خاک انتخاب شدند و در طول اجرای آزمایش هیچ نوع غذایی به ظرفها اضافه نشد. سپس کرمها در هفت بازه زمانی مختلف شامل 3، 7، 14، 21، 28، 32 و42 روز در معرض آلودگی خاک قرار گرفتند و زنده مانی، وزن، تولید کوکون و تولید مثل آنها به روش شمارش با دست در واحد وزن بستر مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که خاکهای آلوده به سرب و کادمیوم تا حدودی میتواند پارامترهای رشد کرمهای خاکی گونه Eisenia fetida را تحت تاثیر قرار دهد. با وجود بالا بودن غلظت عناصر سرب و کادمیوم در نقطه 3S بیشترین درصد زنده مانی، تعداد کوکون و لارو (تولید مثل) کرمهای خاکی دیده شد که دلیل آن میتواند مقاومت بالای کرم های خاکی به اثرات سمی کادمیوم و سرب به دلیل سم زدایی آن توسط پروتئین های متالوتیونین در کانالهای غذایی پشتی باشد. نتیجه گیری: معمولا هر چه کرمهای خاکی مدت زمان طولانی تری در تماس با این عنصر قرار گرفتند، کاهش جمعیت، وزن و تولید کوکون آن ها شدیدتر بود.اما زمانی که کرمهای خاکی در خاکهای آلوده به فلزات سنگین مانند سرب و کادمیوم با کود دامی تغذیه شوند ، کاهش جمعیت، وزن و تعداد کوکون تولیدی، از سرعت کم تری برخوردار گردید به طوری که افزایش تعداد کوکون و تولید مثل در پایان دوره آزمایش رخ داد.
کلمات کلیدی: آلودگی خاک
کرم خاکی
فلزات سنگین
Eisenia fetida
2019
02
20
175
190
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4469_0eb9df137034661bf87d9750bbfee18c.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
بررسی تاثیر تغییر کاربری اراضی بر پتانسیل تولید روانابهای سطحی با استفاده از سنجش از دور و مدل SWAT
رضا
قضاوی
آرش
فاضلی
چکیدهسابقه و هدف: یکی از موضوعات مهم در مدلسازی هیدرولوژیکی، ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی در منابع آب است . کاربری اراضی یک خصوصیت مهم در فرایند تولید رواناب است که بر روی نفوذ آب، فرسایش خاک، تبخیر و تعرق اثر میگذارد. امروزه برای تهیه نقشههای کاربری اراضی، استفاده از دادههای ماهوارهای و روشهای کمی در علم سنجش از دور بسیار معمول است و محققان و دانشمندان این علم در دو دههی گذشته به صورت گسترده آن را به کار بردهاند. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر تغییرات کاربری اراضی بر روی پتانسیل تولید روانابهای سطحی با استفاده از مدل SWAT است. مواد و روش ها: منطقه مورد مطالعه زیر حوزه بهشت آباد واقع در شمال و شمال شرقی حوضه آبخیز کارون شمالی استان چهارمحال بختیاری شهرستان اردل میباشد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از دادههای سنجنده ETM ماهواره لندست ۷ و داده های سنجنده OLI ماهواره لندست 8 نقشه کاربری اراضی سالهای 1987 و 2013 تهیه شد و سپس بر اساس این نقشهها و با استفاده از مدل SWAT برای دوره آماری 1989-1984بر اساس کاربری اراضی سال 1987 رواناب سطحی شبیهسازی شد. سپس واسنجی و اعتبارسنجی مدل با استفاده از الگوریتم SUFI-2 موجود در نرمافزار SWAT-CUP انجام گرفت. یافته ها : نتایج آماری حاصل از واسنجی و اعتبارسنجی مدل در دوره 1989-1984 نشان از دقت قابل قبولی در شبیهسازی رواناب دارد. برای استخراج نقشه کاربری اراضی سال 1987 و 2013 از روش نظارت شده و برنامه طبقهبندیکننده بیشترین شباهت با دقت کلی 80٪ و85٪ استفاده شد. سپس جهت بررسی تاثیر تغییر کاربری اراضی بر پتانسیل تولید رواناب، یک بار از نقشه کاربری اراضی سال 1987 و بار دیگر از نقشه کاربری اراضی سال 2013 برای دوره 2011-1999 استفاده گردید. نتایج نشان داد که به دلیل اینکه رواناب مشاهداتی خارج از محدوده باند عدم قطغیت قرار گرفته است و نقشه سال 1987 نسبت به نقشه 2013 دارای دقت مکانی و هندسی کمتری می باشد استفاده از نقشه کاربری اراضی سال 1987 برای دوره جدید از دقت قابل قبولی برخوردار نمیباشد و رواناب مشاهداتی خارج از محدوده باند عدم قطعیت با سطح اطمینان PPU% 95 قرار گرفته است. ولی شبیهسازی رواناب با استفاده از نقشه کاربری اراضی سال 2013 برای دوره آماری 2011-1999 افزایش دقت واسنجی و اعتبارسنجی را به دنبال داشته است. همچنین رواناب مشاهداتی نیز در محدوده باند عدم قطعیت PPU%95 مدل SWAT قرار گرفته است و میزان رواناب سطحی نیز در دوره آماری جدید نسبت به قدیم روند افزایشی داشته است.نتیجه گیری :مطالعه همه عوامل تاثیرگذار بر میزان رواناب، کاری مشکل و بسیار پیچیده است و نیاز است که بتوان با استفاده از تکنیکهای جدید و مدلها تاثیر عوامل مختلف مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این مطالعه نشان داد که چنانچه دادهای ورودی مدل SWAT بطور صحیح تهیه شود، این مدل دارای کارایی قابل قبولی در برآورد دبی رواناب است. در این بین، تهیه نقشه کاربری اراضی مطابق با شرایط واقعی منطقه بیشترین تاثیر را می تواند داشته باشد.
"سنجش از دور"
" تغییر کاربری اراضی"
" رواناب سطحی"
"ماهواره لندست 8"
" مدل "SWAT
2019
02
20
191
206
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4470_5c1ef8716ed49255724c115f67be8907.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
ارزیابی شاخص های بارش استاندارد شده و بارش-تبخیر-تعرق استاندارد شده در تشخیص ترسالی
نازگل
حسینی پژوه
خالد
احمدالی
علیرضا
شکوهی
سابقه و هدف: سیلابها یکی از مخربترین بلایای طبیعی در جهان هستند که سبب خسارات بزرگی در جوامع انسانی و تغییر محیط طبیعی میشوند. در سالهای اخیر، احتمال وقوع سیل در بسیاری از نقاط جهان موجب نگرانی دائمی برای مردم و دولتها شده است. این مسئله سبب شده که نیاز به مهندسین و مدیران کارآزموده برای کاهش اثرات سیل بر جامعه و محیط زیست بیش از پیش احساس شود. پیشبینی سیل یکی از روشهای غیرسازهای مدیریت ریسک سیلاب است که اطلاعات ارزشمندی برای خدمات هشدار سیل مهیا میکند و مردم و ارگانهای مختلف در وضعیت اضطراری زمان کافی برای آمادهسازی اقدامات مقابله سیل را خواهند داشت. مواد و روشها: در این مطالعه شاخصهای بارش استادارد شده (SPI) و شاخص بارش - تبخیر و تعرق استادارد شده (SPEI)، جهت مشخص نمودن دورههای مرطوب، در دو ایستگاه هواشناسی درزیکلا و سنگده در حوضه آبریز کسیلیان واقع در استان مازندران با کدنویسی در نرمافزار R محاسبه گردید. سپس نتایج حاصل با سری زمانی دبی رودخانه (ایستگاه هیدرومتری ولیکبن)، از این نظر که آیا این شاخصها توانایی تشخیص و پیشبینی سیل را دارد یا نه، مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. پارامترهای احتمال تشخیص (POD)، نسبت هشداردهی اشتباه (FAR) و شاخص موقعیت بحرانی (CSI) برای ارزیابی میزان موفقیت شاخصهای مذکور در تشخیص سیل، در ایستگاههای مورد مطالعه محاسبه شد. یافتهها: نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار POD مربوط به شاخصهای SPEI و SPI به ترتیب برابر 89/0 و 68/0 است. این مقادیر برای پارامتر CSI برای شاخصهای ذکر شده به ترتیب برابر 71/0 و 62/0 به دست آمد. همچنین بیشترین و کمترین مقدار پارامتر FAR برای SPEI و SPI به ترتیب برابر 32/0 و 11/0 میباشد. بررسی تغییرات زمانی این شاخصها نشان داد که شاخص SPEI به دلیل استفاده از دادهی دما و به تبع آن محاسبه تبخیر و تعرق - مخصوصاً در انتهای بهار و تابستان - کارایی تا حدودی بهتر از شاخص SPI در حوضه کسیلیان با رژیم برفی بارانی دارد. نتیجهگیری: در کل بر اساس نتایج سه پارامتر POD، FAR و CSI پیشنهاد میشود که در حوضههای با رژیم برفی بارانی استفاده از شاخص SPEI به دلیل استفاده از دما برای ذوب برف علیالخصوص در فصل بهار و تابستان برای پیشبینی سیل مناسبتر و کاراتر از شاخص SPI است. هرچند که شاخصSPI با به کارگیری تنها یک پارامتر، نتایج مطلوبی در پیشبینی سیلاب بدست میدهد و از آنجا که بارش تنها دادهای است که در همه حوضههای آبریز با دقت مناسب و از سالیان دور در دسترس بوده و حداقل دو ارگان در سطح کشور به جمع آوری اطلاعات مربوط به آن میپردازند، این شاخص نیز حائز اهمیت است.
پیشبینی
سیلاب
SPI
SPEI
حوضه کسیلیان
2019
02
20
207
221
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4471_15a6ec1750144f3ea1a410432cc0a089.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
شبیهسازی دمای اعماق مختلف خاک در مقیاسهای ساعتی و روزانه با بکارگیری یک مدل SVAT
یونس
خوشخو
سابقه و هدف: دمای خاک یک متغیر مهم و مؤثر بر فرایندهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک است. دمای خاک همچنین به طور مستقیم و غیر مستقیم روی فعالیتهای گیاهی و بر نرخ تبادلات جرم و انرژی بین سطح خاک و آتمسفر اثر قابل توجهی دارد. با توجه به وجود دادههای محدود و ناقص از دمای خاک، مدلسازی آن از اهمیت شایانی برخوردار است. مدلسازی دقیق تغییرات دمای خاک مستلزم در نظر گرفتن همزمان تمامی عوامل داخلی و بیرونی مؤثر بر آن است. در این راستا مدلهای SVAT که مبتنی بر حل معادلات توأمان انتقال گرما و رطوبت در خاک هستند از اهمیت بالا و دقت قابل قبولی برخوردار هستند. مواد و روشها: برای انجام این پژوهش، از یک مدل SVAT جهت شبیهسازی تغییرات ساعتی دمای اعماق خاک استفاده شد. یک ایستگاه سینوپتیک قدیمی ایران (ایستگاه سقز) برای انجام این مطالعه انتخاب شد و بر اساس دادههای اندازهگیریشده ویژگیهای فیزیکی خاک در اعماق مختلف و همچنین متغیرهای مختلف هواشناسی در یک بازه زمانی چند ساله، مقادیر ساعتی دمای اعماق مختلف خاک مورد شبیه-سازی قرار گرفتند. جهت واسنجی مدل از روش بیزین با در نظر گرفتن 10 پارامتر اصلی مدل و انجام 8000 مرتبه شبیهسازی بر اساس ترکیبهای مختلف تولید شده از مقادیر پارامترها در دامنه عدم قطعیت آنها به روش تصادفی مونت کارلو در بازه زمانی 2009-1994 استفاده شد سپس این مدل واسنجیشده در دوره آماری 2014-2010 مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. جهت سنجش عملکرد مدل نیز از سه شاخص میانگین قدر مطلق خطا، میانگین اریبی خطا و ضریب تعیین استفاده شد. یافتهها: نتایج حاصل از واسنجی مدل با بکارگیری روش بیزین نشاندهنده تغییر ملموس در مقادیر 10 پارامتر منتخب مدل در مقایسه با مقادیر پیشفرض آنها و همچنین مطلوب بودن فرایند واسنجی بود. در دوره واسنجی، در غالب موارد مقادیر هر سه شاخص سنجش عملکرد مدل در حالت واسنجی در مقایسه با مقادیر پیشفرض پارامترها بطور نمایانی بهبود یافت. نتایج حاصل از اعتبارسنجی مدل نیز حاکی از عدم وجود تفاوتهای چشمگیر بین شاخصهای سنجش عملکرد مدل در دو حالت واسنجی و اعتبارسنجی و در نتیجه عملکرد قابل قبول مدل واسنجیشده جهت انجام پیشبینی مقادیر ساعتی دمای خاک در هر بازه زمانی دلخواه بود به گونهای که برای تمامی زمانها و کلیه اعماق خاک مورد مطالعه، ضریب تعیین بالاتر از 9/0 بدست آمد. با این وجود، عملکرد یکسانی از مدل برای فصول مختلف مشاهده نشد و بر اساس شاخص R2، پایینترین عملکرد مدل در فصل زمستان و بر اساس شاخص MAE، بهترین عملکرد مدل در فصل زمستان و پایینترین عملکرد آن در فصول بهار و تابستان رخ داد. نتایج همچنین نشان داد که تمایل کلی مدل برای شبیهسازی دمای خاک در فصول بهار و تابستان به سمت کم برآورد کردن و در فصول پاییز و زمستان به سمت بیش برآورد کردن است و نتایج حاصله در مقیاس سالانه نیز حاکی از تمایل کلی مدل به سمت کم برآورد کردن دمای خاک بود. نتایج حاصل از شبیهسازی میانگین شبانهروزی دمای خاک نیز نشان-دهنده مقدار خطای کمتر مدل جهت برآورد میانگین شبانهروزی دمای خاک در مقایسه با مقادیر ساعتی دمای خاک بود. نتیجهگیری: جمعبندی نتایج کلی این تحقیق بیانگر آن است که اگر چه مدل SVAT مورد استفاده در این تحقیق قابلیت مناسبی جهت شبیهسازی مقادیر ساعتی و روزانه دمای اعماق مختلف خاک دارد اما با جمعآوری ودخالت دادن دادههای بیشتر نظیر دادههای رطوبت خاک در فرایند واسنجی، امکان دستیابی به نتایج دقیقتر از مدل نیز وجود دارد. همچنین با توجه به وجود فرایندهای خاص مؤثر بر دمای خاک در دو فصل تابستان و زمستان، پیشنهاد میشود که فرایند واسنجی پارامترهای مدل برای این دو فصل بصورت جداگانه انجام شود.
دمای خاک
مدل SVAT
روش بیزین
ایستگاه سقز
2019
02
20
223
238
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4472_93cae9e26fc359997002616a9a91e8e9.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
تخصیص بهینه منابع آبی با استفاده از الگوریتم ژنتیک با رتبه بندی نامغلوب(مطالعه موردی: شبکه آبیاری حمیدیه)
پیمان
کاشفی نژاد
عبدالرحیم
هوشمند
سعید
برومند نسب
سابقه و هدف: با توجه به افزایش روزافزون محدودیت منابع آبی، نیاز به برنامهریزی جهت استفاده بهینه و درست از منابع آبی بهویژه در بخش کشاورزی که بیشتر منابع آبی را مصرف میکند، احساس میشود. در راستای تدوین یک برنامه جهت مدیریت روند استفاده از منابع آبی در دسترس در شبکه آبیاری حمیدیه، پژوهشی بهمنظور تخصیص بهینه منابع آبی به الگوی کشت این شبکه آبیاری صورت گرفت.مواد و روشها: در این راستا سال آبی 95-94 به 36 دوره دهروزه تقسیمشده و مدلی چند هدفه جهت تخصیص منابع آبی به هر یک از دورههای دهروزه با هدف بیشینهسازی میزان کارایی مصرف آب نسبی و نسبت درآمد به هزینه به کمک الگوریتم ژنتیک با رتبهبندی نامغلوب ایجاد شد. همچنین جهت کمینهسازی خطای برآورد کاهش محصول در شرایط اعمال کم آبیاری، یک مدل بهینهسازی تک هدفه با کمک الگوریتم ژنتیک ایجاد شد.یافتهها: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که میزان برآورد شده کاهش محصول با استفاده از ضرایب حساسیت به تنش آبی ارایه شده در مطالعات پیشین در اثر اعمال کم آبیاری بهتمامی مراحل رشد گیاه از 5/16 تا 5/195 درصد متغیر است که کاهش محصول بیش از صد درصد نمایانگر وجود خطاست. درحالیکه میزان کاهش محصول برآوردی با استفاده از ضرایب اصلاحشده از 8 تا 5/57 درصد متغیر میباشد. از آنجا مدل تخصیص بهینه منابع آبی مدلی چند هدفه و دارای بیش از یک پاسخ بهینه است که هیچیک بر دیگری برتری نداشته و بر اساس شرایط مدیریتی پاسخ مناسب انتخاب میگردد، سه پاسخ از پاسخهای بهینه موجود در قالب سه سناریو انتخاب شد تا با شرایط فعلی تخصیص آب مورد مقایسه قرار گیرند. نتایج مدل تخصیص بهینه منابع آبی نشان داد که با وجود تغییرات ناچیز در میزان نسبت درآمد به هزینه، میزان کارایی مصرف آب نسبی حداقل 9 درصد افزایشیافته و کاهش حداقل 26 درصدی منابع آب را به دنبال دارد. همچنین سطح کشت به میزان 192، 189 و 182 هکتار به ترتیب در سناریوهای اول تا سوم افزایش مییابد. از طرف دیگر، در سناریوی اول و سوم میزان سود اقتصادی به ترتیب به میزان 5/19 و 7/10 میلیارد ریال نسبت به وضعیت فعلی افزایش مییابد، درحالیکه در سناریوی دوم سود اقتصادی با کاهش 4/8 میلیارد ریالی همراه است. نتیجهگیری: با بهینهسازی تخصیص منابع آبی ضمن صرفهجویی چشمگیر در آب مصرفی، محصول تولیدی به ازای آب مصرفی و همچنین سود اقتصادی نیز بسته به جواب انتخابی میتواند افزایش یابد. همچنین تخصیص بهینه منابع آبی باعث افزایش سطح کشت میشود که این به معنای احیاء اراضی آیش است.
مدیریت آب
نسبت درآمد به هزینه
کارایی مصرف آب
بهینهسازی
ضرایب حساسیت به تنش آبی گیاه
2019
02
20
239
253
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4473_8858930125175b814fdcced53eedef82.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
مقایسه اثر پوشش لاشه سنگ، منسوجات گیاهی و چمن کاری در کاهش رسوب دهی جوی کناری جاده های جنگلی
آیدین
پارساخو
رسول
خاندوزی
واحد بردی
شیخ
علی اکبرمحمد علی
پور ملکشاه
سابقه و هدف: جوی کناری که بهمنظور زهکشی جریانات سطحی و حفاظت از ساختمان راه ساخته میشود در بارندگیهای شدید، تحت تأثیر سرعت رواناب دچار فرسایش شده و رسوبات را به صورت بارمعلق به رودخانهها و اکوسیستمهای آبی منتقل میکند. لذا استفاده از فنون مقرونبهصرفه، کارآمد و سازگار با محیطزیست جهت حفاظت از جوی کناری از ضرورت بالایی برخوردار است. هدف از تحقیق حاضر مقایسه اثر تیمارهای مختلف حفاظتی در کاهش رسوبدهی جوی کناری جادههای جنگلی و همچنین بررسی اثر شدت جریان بر میزان غلظت رسوب بود.مواد و روشها: نخست قسمتی از جوی کناری جادههای سری یک طرح جنگلداری دکتربهرامنیا در مجموع به طول 50 متر که از نظر شیب طولی و جنس خاک بستر (بافت، تخلخل و رطوبت) دارای شرایط همگن بود، انتخاب شد. در طول جوی، 5 قطعه نمونه هر یک به طول 10 متر جهت استقرار تیمارهای مختلف حفاظتی شامل پوشش لاشهسنگ، چمن کاری با گونه علفی فستوکا، زمینپارچه کنفی، پیکهکوبی و چپربندی با سرشاخههای محلی و همچنین تیمار شاهد یعنی بدون حفاظت مشخص گردید. شبیهسازی رواناب با مخزنی به ظرفیت 6000 لیتر و مجهز به موتور پمپ با دو شدت 5 و 10 لیتر در ثانیه انجام شد. نمونهبرداری رسوب در هر دقیقه از رواناب جاری شده روی تیمارها و از انتهای مسیر انجام شد. نمونهها به آزمایشگاه منتقل شده و در آنجا غلظت رسوب بر حسب گرم در لیتر محاسبه گردید. سرعت جریان رواناب در تیمارهای مختلف با دستگاه میکرومولینه الکترومغناطیسی مورد اندازهگیری قرار گرفت.یافتهها: میزان غلظت رسوب و سرعت رواناب در تیمارهای زمینپارچه کنفی، پوشش لاشهسنگ، پوشش علفی فستوکا و پیکه-کوبی بهطور معنیداری کمتر از تیمار شاهد بود. تبدیل شدت جریان از 5 لیتر در ثانیه به 10 لیتر در ثانیه باعث تغییر معنیدار در غلظت رسوب (بجز تیمار شاهد و پوشش لاشهسنگ) و سرعت رواناب (بجز تیمار شاهد و زمینپارچه کنفی) نشد. تیمار شاهد و تیمار پوشش لاشهسنگ بهطور معنیداری میزان رسوبدهی بیشتری در شدت جریان 10 لیتر در ثانیه داشتند. در تیمار شاهد و زمینپارچه کنفی سرعت رواناب در شدت جریان 10 لیتر در ثانیه بهطور معنیداری بیشتر از شدت جریان 5 لیتر در ثانیه بود.نتیجهگیری: در شدت جریان کمتر از 5 لیتر در ثانیه تیمارهای پیکهکوبی و چپربندی، پوشش لاشهسنگ، پوشش علفی فستوکا و زمینپارچه کنفی و در شدت جریان بیشتر از 5 لیتر در ثانیه تیمارهای زمینپارچه کنفی و پیکهکوبی و چپربندی با سرشاخه-های محلی بهدلیل عملکرد بهتر در کاهش رسوبدهی و سرعت رواناب میتوانند جهت تثبیت بستر جوی کناری جادههای جنگلی مورد استفاده قرار گیرند.
تیمارهای حفاظتی
شبیهسازی رواناب
جوی کناری
سرعت جریان
غلظت رسوب
2019
02
20
255
267
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4474_c24c928ac92a5b234615792110618f3d.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
واکاوی تعداد روزهای یخبندان ایستگاه همدید گرگان با رویکرد تغییر اقلیم
عبدالرضا
کاشکی
حسین
ایمانی پور
مینا
فیروزیزدی
چکیده:سابقه و هدف: تغییر تعداد روزهای یخبندان در آینده که به لحاظ کشاورزی و عمرانی دارای اهمیت زیادی است، می تواند یکی از پیامد های تغییر اقلیم و پدیده ی گرمایش جهانی باشد. شناخت چگونگی و زمان وقوع آن می تواند کمک قابل توجهی به بخش کشاورزی داشته باشد. هدف از این مطالعه اطلاع از میزان تغییر تعداد روزهای یخبندان در دوره آینده(2015-2068) نسبت به دوره پایه(1961-2014) در ایستگاه گرگان می باشد.مواد و روش ها: به منظور مقایسه تعداد روزهای یخبندان در دوره پایه و آینده داده های روزانه ی دمای کمینه ایستگاه همدید گرگان در بازه ی زمانی 2014-1961 از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. سپس جدیدترین سناریوهای موجود گزارش پنجم هیات بین الدول تغییر اقلیم (AR5 2014) شامل سناریوهای RCP از تارنمای تغییر اقلیم کانادا بارگیری و با بکارگیری نرم افزار آماری ریزمقیاس نمایی SDSM داده ها برای دوره آتی(2015-2068) در منطقه مورد مطالعه ریزگردانی گردید. در ادامه با استفاده از قابلیت برنامه نویسی نرم افزار Matlab تعداد روزهای یخبندان در دوره پایه و سناریوهای مذکور محاسبه شد. سپس با استفاده از آزمون ویلکاکسون میزان معناداری اختلاف میانگین تعداد روزهای یخبندان محاسبه گردید.یافته ها: به طور کلی هدف از این پژوهش بررسی تعداد کل روز های یخبندان در دوره ی مشاهداتی و مقایسه ی آن با سناریو های مختلف در آینده است که با استفاده از آزمون ویلکاکسون میانگین داده های مشاهده ای با سه سناریوی 2.6 و 4.5 و 8.5 مقایسه شده است، این مقایسه نشان دهنده تفاوت معنادار میانگین ها است. (زمانی مقایسه ی میانگین ها معنادار است که کمتر از 0.05 باشد). معنا دار بودن میانگین ها معرف این است که روزهای یخبندان در آینده کاهش زیادی خواهد داشت. نتایج این پژوهش بیانگر آن است که در بازه ی زمانی 54 ساله برای آینده (2015-2068) دمای کمینه برای ایستگاه گرگان افزایش یافته و تعداد روز های یخبندان کاهش معناداری داشته است. به طوری که میانگین تعداد روز های یخبندان در دوره ی مشاهداتی حدود 16 روز، در سناریوی 6/2، حدود 8 روز، در سناریوی 5/4، حدود 7 روز و در سناریوی 5/8، حدود 6 روز است.نتیجه گیری: بر اساس خروجی مدل های استفاده شده مقایسه نتایج در دوره ی پایه و آینده حاکی از افزایش دمای کمینه و کاهش تعداد روز های یخبندان است، معنادار بودن میانگین های تعداد روز های یخبندان در دوره ی مشاهداتی و آینده، نشان دهنده ی کاهش معنادار و شدید روزهای یخبندان و افزایش دمای کمینه در آینده است، که این خود می تواند دلیلی بر تغییر اقلیم باشد. یافته های این تحقیق و تحقیقات مشابه مبنی بر افزایش دمای کمینه و همچنین کاهش دوره ی یخبندان را تایید می کند، که هوشیاری بیشتر برنامه ریزان را جهت مقابله با آثار مخرب تغییر اقلیم می طلبد.
واژگان کلیدی: تعداد روز های یخبندان
تغییر اقلیم
SDSM
گرگان
2019
02
20
269
279
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4475_95e5dcb321f42951a761816a9a3acb02.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
جذب متیلن بلو توسط بایوچار، خاک و خاک تیمار شده با بایوچار از محلول های آبی
سکینه
نبی زاده
فردین
صادق زاده
بهی
جلیلی
مصطفی
عمادی
چکیدهسابقه و هدف: مواد رنگی صنعتی یک دسته از بزرگترین ترکیبات آلی را تشکیل میدهند که کاربرد بالقوهای در صنایع مختلف دارند. با توجه به ساختار آروماتیک پیچیدهی آنها و اینکه ساخته دست بشر هستند، ترکیبات پایداری می باشند و تصفیه آنها مشکل میباشد. فاضلاب حاوی مواد رنگی موجب آلودگی آب سطحی و زیر سطحی میشود و از طریق آبیاری موجب آلودگی خاک نیز میگردد. این پسابها چنانچه بدون تصفیه وارد محیط شوند، میتوانند صدمات جبرانناپذیری به محیط زیست وارد کنند. در نتیجه لازم است پسابها و خاک آلوده با استفاده از روشهای مؤثر تصفیه شوند. در بین روشهای مناسب برای حذف رنگها، جذب یکی از بهترین و مناسبترین تکنیکها برای رنگزدایی میباشد. مواد و روشها: در این تحقیق تأثیر بایوچار کاه برنج تولید شده در دمای C˚600 ، خاک و مخلوط بایوچار و خاک بر جذب متیلن بلو از محیطهای آبی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا کاه برنج در شرایط دمایی C˚600 به بایوچار تبدیل شد. سپس بایوچار را با نسبتهای مختلف (1، 5/2 و 5 درصد وزنی) با خاک شنی تهیه شده از دشت های آبرفتی منطقه تجن لته شهر ساری، استان مازندران مخلوط کردیم. محلول رنگی متیلن بلو از ترکیب پودری متیلن بلو مرک آلمان تهیه شد و میزان 40 میلیلیتر از محلول با غلظتهای 30-300 میلیگرم بر لیتر و pH =7 به 1/0 گرم بایوچار، خاک و مخلوط خاک و بایوچار افزوده شد و در نهایت ایزوترمهای جذب متیلن بلو توسط بایوچار، خاک و مخلوط بایوچار و خاک تعیین گردید. آزمایشات بصورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. یافتهها: نتایج برازش دادههای بهدست آمده با مدل ایزوترمی لانگمویر و فرندلیچ نشان داد که جذب متیلن بلو بر روی بایوچار حاصل از کاه برنج تولید شده در دمای 600 درجه سانتیگراد،خاک، و مخلوط خاک و بایوچار با مدل ایزوترم لانگمویر مطابقت دارد و مدل لانگمویر تناسب بسیار خوبی با فرایند جذب داشت. از بین تیمارها به ترتیب بایوچار، مخلوط بایوچار و خاک و تیمار خاک دارای حداکثر میزان جذب متیلن بلو با مقادیر 85/27، 953/17 و 272/3 میلیگرم بر گرم بوند. بایوچار به دلیل داشتن سطح ویژه بالا، ظرفیت تبادل کاتیونی بالا و وجود گروههای عاملی، جذب بالایی از متیلن بلو داشت. نتیجهگیری: به طور کلی نتایج نشان داد که ایزوترمهای جذب متیلن بلو توسط بایوچار، خاک و مخلوط خاک و بایوچار به صورت L شکل بودند و میل نسبتا بالایی برای جذب وجود داشت. همچنین نتایج بیانگر این امر بود که استفاده از بایوچار در خاک، موجب افزایش ظرفیت جذب خاک شده است، در نتیجه میتواند باعث بهبود جذب متیلن بلو در خاک شود.
پساب
آلودگی
بایوچار کاه برنج
ایزوترم
2019
02
20
281
292
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4476_d0035c7814efeedfdce3acd311a01045.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
سینیتیک جذب آب توسط پلیمرهای ابرجاذب
سهیلا
ابراهیمی
مهدی
همایی
ابراهیم
واشقانی فراهانی
چکیده سابقه و هدف: افزایش بازده آبیاری، یکی از روشهای صرفه جویی در مصرف آب است بنابراین اعمال مدیریت صحیح و به کارگیری شیوه های کارآمد به منظور نگهداشت آب کافی در خاک برای بهره برداری بهینه از منابع محدود آب کشور ضروری است. استفاده از پلیمرهای ابرجاذب از روشهای پیشنهاد شده در صرفهجویی مصرف آب بوده است لیکن درانتخاب نوع پلیمر مناسب در کشاورزی، تعیین مدل مناسب نفوذ در پلیمر بسیار ضروریست. هدف از این پژوهش، مطالعه خواص تورمی پلیمرهای سوپرجاذب در محیط متخلل با پایش میزان تورم و تعیین سینتیک تورمی ژل به منظور تعیین مدل جذب سیال در پلیمرهای بکار برده شده بود. مواد و روشها: برای سنجش مدل جذب آب توسط دو پلیمر ابرجاذب از خانواده پلی آکریل آمید با نام اختصاری T-A200وT-A100 ، آزمایشی با 4 تکرار در زمان تا لحظه رسیدن به تورم تعادلی به صورت لحظهای و تجمعی انجام وسینتیک جذب سیال (تعیین تغییرات میزان جذب آب توسط ژل با زمان) با روش غوطهوری در آب مقطر معین شد. سپس، نمودار دادهها بر حسب تغییرات نسبت حلال جذب شده لحظهای نسبت به حالت تعادلی با زمان ترسیم شده و روند تغییرات جذب حلال نسبت به زمان بدست آمد. برای تعیین مکانیزم نفوذ، از مدل مربوطه استفاده شده و سرانجام ضرایب n و k محاسبه گردیدند. یافتهها: جذب سیال در محیطهای ناهمگن مثل ژلها با تغییر شکل قابل ملاحظهای همراه بود. رسم گراف بر حسب میزان حلال جذب شده لحظهای با زمان و بررسی نتایج نشان داد در همه موارد n کوچکتر از 5/0 بود و در نتیجه ساز و کار انتقال حلال به درون شبکههای پلیمرهای مذکور، به خوبی از قانون فیک تبعیت میکند. نتیجهگیری: پلیمر سوپرجاذب مناسب در کشاورزی باید بتواند در حداقل زمان، حداکثر توانایی جذب آب را دارا باشد، بدینسان از هدر رفت آب در بارندگی یا آبیاری اندک اعمال شده بخوبی ممانعت میکند. تحقق این امر، تبعیت از مدل نفوذ فیک است که در آن سرعت نفوذ از سرعت آسایش مولکولی، بسیار کمتربوده که تنها پدیده نفوذ، در انتقال جزء نفوذکننده موثر است و پدیده آسایش مولکولی تأثیری بر انتقال نفوذکننده ندارد. بنابراین پس از هر تغییر شکل یا تـورم، پلیمر به سرعت به حالت تعادلی جدید رسیده و تنشهای بوجود آمده، سریعاً از بین میرونـد و تأثیری بر سرعت انتقال جزء نفوذ کننده ندارند. در این پژوهش، نفوذ سیال بداخل پلیمرهای مذکور از مدل فیک تبعیت کرده و میتوانند به شرط توانایی و قابلیت تناوبی تورم در کشاورزی توصیه گردند.
پلیمر
قانون فیک
تورم تعادلی
نفوذ آب
مدل
2019
02
20
293
301
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4477_c21d33d665327b72bea98954c557aa3d.pdf
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2069
1397
25
6
ارزیابی پتانسیل خطر بیابانزایی در منطقه جازموریان با استفاده از معیار فرسایش (آبی- بادی)
مجتبی
سلیمانی ساردو
ابوالفضل
رنجبر فردویی
سید حجت
موسوی
سابقه و هدف: فرسایش خاک همواره بهعنوان یکی از مهمترین معیارهای دخیل در فرایند بیابانزایی به شمار میرود، که با بررسی و شناخت وضعیت این پدیده میتوان پتانسیل گسترش بیابانزایی را ارزیابی نمود. تنکی پوشش گیاهی، کمی بارندگی و حاکمیت شرایط خشکی، زمینه را برای وقوع فرسایش خاک در منطقه جازموریان، مساعد نموده است که نقش مهمی را در وقوع بیابانزایی در منطقه ایفا مینماید. هدف از این پژوهش، ارزیابی پتانسیل بیابانزایی در منطقه جازموریان با استفاده از معیارهای فرسایش آبی و بادی و بر اساس روش IMDPA میباشد.مواد و روشها: بهمنظور انجام این پژوهش، ابتدا، نقشه واحدهای کاری به کمک نقشه زمینشناسی، کاربری اراضی و تصاویر ماهوارهای لندست 8 از منطقه مطالعاتی تهیه شد، سپس لایههای اطلاعاتی مربوط به معیار فرسایش آبی در مدل IMDPA، پس از ارزشدهی و امتیازدهی به آنها فراهم گردید. همچنین شدت فرسایش بادی نیز با استفاده از روش IRIFR برآورد گردید و درنهایت، نقشه پتانسیل بیابانزایی با استفاده از تلفیق معیارها بر اساس میانگینگیری هندسی آنها در محیط نرمافزار ArcGIS به دست آمد.یافتهها: نتایج این پژوهش وسعتی حدود 2km5674 از مساحت منطقه را در کلاس شدید پتانسیل بیابانزایی قرار داده است که نشاندهنده تأثیر بالای معیار فرسایش در گسترش پدیده بیابانزایی در منطقه جازموریان میباشد.یافته های تحقیق نشان داد که معیار فرسایش بادی در بیابانزایی منطقه از پتانسیل بالاتری نسبت به معیار فرسایش آبی برخوردار بوده است که از مهمترین دلایل آن وجود اراضی با حساسیت بالا به فرسایش میباشد که به سبب خشکی و کمبود میزان رطوبت خاک در این نواحی، همراه با خشکسالیهای هیدرولوژیکی در سالیان اخیر، تشدید گردیده است. همچنین، نتایج حاصل از برآورد میزان فرسایش نشان داد که واحدهای "اراضی رسی پوشیده از نبکا و ربدوهای تخریبشده"، "اراضی شور و رسی با پوشش مراتع اشنان-ترات، "اراضی شور و رسی" و "ارگ و ماسهزارها" به ترتیب بیشترین امتیاز و پتانسیل را نسبت به فرسایش بادی نشان دادهاند که میبایستی در اولویت طرحهای بیابانزدایی باهدف کنترل این پدیده، مدنظر قرار گیرند.نتیجهگیری: با توجه به نتایج بهدستآمده در این پژوهش، اعم وسعت منطقه موردمطالعه (2/97 درصد) از حیث معیار فرسایش در کلاس شدید بیابانزایی قرارگرفته است. در همین خصوص، لزوم تأکید بیشتر بر نقش عامل فرسایش خاک در تدوین برنامههای مدیریتی بهمنظور کنترل پدیده بیابانزایی در منطقه، از ضرورت بالایی برخوردار است. از همین رو، احیای پوشش گیاهی و حفاظت از آن در برابر تخریب با درنظرگرفتن ملاحظات اکولوژیک با اولویت مناطق حساس به فرسایش، میتواند در کاهش اثرات فرسایش در منطقه و بیابانزایی راهگشا باشد.
مدل IMDPA
روش اریفر
پوشش گیاهی
فرسایش خاک.جازموریان
2019
02
20
303
310
https://jwsc.gau.ac.ir/article_4478_2da66b18997a8c6ad1bcd76e6c36a07f.pdf