آب و خاک

چکیده در این تحقیق، اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای هیدرولوژیکی و اقلیمی حوضه آبریز سد شاهچراغی واقع در استان سمنان، با استفاده از مدل جامع ارزیابی اثر تغییر اقلیم بررسی شده است. در مدل پیشنهادی، زیرمدل LARS-WG برای تبدیل خروجی روزانه مدل CGCM3 تحت سناریوهای A1B، A2 و B1 به مقیاس محلی و زیرمدل شبکه عصبی مصنوعی (7زیرمدل بدست آمده با استفاده از ترکیب‌های متفاوتی از پارامترهای ورودی شامل، دما، بارش و همچنین تابش خورشیدی) برای شبیه‌سازی جریان ورودی به مخزن در آینده استفاده و با استفاده از آمار دوره پایه 2008-1990واسنجی شده اند.در نهایت جریان ورودی به مخزن سد در دوره آتی (2044-2015) شبیه سازی و با دوره پایه مقایسه شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با وجود متوسط افزایش دمای حداقل و حداکثر به ترتیب برابر 15/1 و 21/1 درجه سانتیگراد در دوره آینده نسبت به دوره پایه، میزان تابش خورشیدی تغییرات محسوسی نداشته است و به طور متوسط 55/0درصد در دوره آینده افزایش می‌یابد. همچنین بیشترین افزایش در میزان بارش در دوره آتی در ماه می‌(129 درصد) و بیشترین کاهش در ماه ژانویه (9 درصد) رخ می دهد. از طرفی بررسی ها نشان از آن دارد که شاهد افزایش جریان ورودی به مخزن در آوریل و می‌به میزان 45 و 70 درصد و نیز کاهش میزان جریان در ماه اوت به میزان 18 درصد در دوره آتی خواهیم بود، ولی در مقیاس سالانه میزان جریان ورودی به مخزن حدود 1/2 تا 1/4 درصد در سناریوهای مختلف کاهش می‌یابد.

چکیده کنترل کیفیت آب رودخانه کرج، به عنوان یکی از مهم ترین منابع تأمین کننده آب از اهمیت بسزایی برخوردار است. پیش بینی پارامترهای کیفی آب، ابزاری سودمند در جهت مدیریت منابع آب می باشد. در این تحقیق، عملکرد مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، مدل ترکیبی شبکه عصبی–موجک (WANN) ورگرسیون خطی چند متغیره (MLR)، در پیش بینی یک ماه آینده یون نیترات و کلراید ایستگاه ورودی آبگیر بیلقان واقع در رودخانه کرج، مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور از یک دوره آماری جهت ورودی مدل ها استفاده شد. در مدل ترکیبی WANN سری های زمانی واقعی دبی و پارامتر کیفی مورد نظر (نیترات و کلراید) توسط آنالیز موجک در سطوح مختلف تجزیه شده و به عنوان ورودی ANN به کار گرفته شد. کارایی مدل ها با ضریب تببین (E) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) ارزیابی شدند. نتایج حاکی از دقت بالای مدل ترکیبی شبکه عصبی- موجکی نسبت به دو مدل دیگر بوده است؛ به‌طوریکه مدل ترکیبی شبکه عصبی –موجکی قادر بود میزان RMSE را برای یون نیترات در مقایسه با مدل شبکه عصبی و رگرسیون خطی چند متغیره به ترتیب به مقدار 13/30 درصد و 89/71 درصد و برای یون کلراید، به اندازه 3/31 درصد و 1/57 درصد بهبود بخشد. در ادامه، توانایی هر سه مدل، برای پیش بینی نقاط پیک سری زمانی بررسی شد که مدل ترکیبی WANNپیش بینی بهتری را در مقایسه با دو مدل دیگر در برداشت.

چکیده شوری منابع آب و خاک از چالش‌های مهم بخش کشاورزی در ایران است. در زمینه چگونگی پاسخ گیاهان به تنش‌ شوری، چند مدل‌ ریاضی وجود دارد. لیکن اغلب این مدل‌ها در شرایطی خاص کاربرد دارند. هدف از این پژوهش، برآورد آستانۀ کاهش عملکرد ریحان، مدل‌سازی واکنش گیاه ریحان به شوری و نیز ارزیابی کارآیی مدل‌های ریاضی موجود در برآورد عملکرد این گیاه بود. به همین منظور، آزمایشی با 13سطح مختلف شوری شامل شوری‌های 2/1، 8/1، 2، 2/2، 5/2، 8/2، 3، 5/3، 4، 5، 6، 8 و 10 دسی‌زیمنس بر متر انجام شد. تیمارهای شوری با استفاده از اختلاط آب رودخانه شور با آب شرب تهیه شد. به منظور کمّی کردن اثر شوری بر عملکرد محصول، از هفت مدل‌ ریاضی استفاده شد. نتایج نشان داد آستانه کاهش عملکرد ریحان نسبت به شوری خاک 25/2 دسی‌زیمنس بر متر و شیب خط کاهش عملکرد، 2/7 درصد بر دسی‌زیمنس بر متر می‌باشد. مدل ون‌گنوختن و هافمن (48) در شبیه‌سازی تابع کاهش عملکرد ریحان به شوری عصاره اشباع دقتی بیشتر نسبت به دیگر مدل‌ها داشت. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که مدل‌های ون‌گنوختن و هافمن (48)، استپوهن و همکاران (44) و همایی و همکاران (13) برای شبیه‌سازی واکنش عملکرد ریحان به شوری عصاره اشباع خاک از دقتی مناسب برخوردارند.

چکیده نفوذپذیری یکی از پارامترهای مهم و تاثیر‌گذار در آبیاری است. به همین دلیل اندازه‌گیری و برآورد نفوذ اهمیت ویژه‌ای دارد. تحلیل سری‌زمانی یک روش کارآمد و ساده برای پیش‌بینی است، که در علوم مختلف به صورت گسترده استفاده شده است. در این مطالعه قابلیت سری‌زمانی در برآورد میزان نفوذ تجمعی در بافت‌های مختلف خاک بررسی شد. برای این منظور از داده‌های آزمایش نفوذسنج استوانه‌ای متحدالمرکز در دشت لالی خوزستان به مدت 60 و 120 دقیقه (با فواصل زمانی پیشنهادی برای این آزمایش) استفاده و پیش‌بینی تا انتهای آزمایش نفوذ انجام شد. همچنین در این تحقیق با استفاده از ضرایب پیشنهادی معادله کوستیاکوف-لوئیس توسط سازمان NRCS، داده‌‌های نفوذ تجمعی به مدت 24 ساعت برای مدل‌سازی سری زمانی برای شش بافت مختلف خاک استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل‌های سری زمانی ARX(p,x) و ARMAX(p,q,x) با درجات متفاوت 1، 2، 3 در خاک‌های مختلف سبک، متوسط و سنگین میزان نفوذ تجمعی را برای طول مدت آزمایش نفوذ به خوبی پیش‌بینی کرد. همچنین نتایج استفاده از نفوذ تجمعی به مدت 24 ساعت نشان داد که خطای استاندارد برای تخمین نفوذپذیری خاک از 2 تا 21 درصد برای بافت های مختلف خاک متغیر بود. تقریباً همبستگی کاملی بین داده‌های تخمینی و واقعی حاصل شد. همچنین با استفاده از مدل‌سازی سری زمانی امکان کاهش مدت زمان آزمایش نفوذسنج استوانه‌ای از چهار ساعت به یک ساعت در خاک‌های مختلف وجود دارد که منجر به کاهش هزینه‌‌های اندازه‌گیری نفوذپذیری می‌گردد.

چکیده سرریزهای لولایی در شبکه‌های آبیاری به منظور کنترل، تنظیم تراز سطح آب و اندازه‌گیری دبی جریان به کار می‌روند. مطالعات محدودی درخصوص روابط دبی- اشل این نوع سرریز ارائه شده است، با توجه به اهمیت و قابلیت‌ خودکارسازی این سازه در شبکه های آبیاری، لازم است روابط ساده تری از دبی- اشل در شرایط مختلف برای آن استخراج گردد. در این پژوهش، با کاربرد قانون فررو، رابطه دبی برای کلیه سرریزهای لولایی با فشردگی های 4/0، 6/0، 8/0 و 925/0 ارائه گردید. به منظور تعیین ضرایب معادله دبی از داده های آزمایشگاهی با سه سرریز لولایی در هندسه‌های مختلف و داده های USBR برای سرریز لولایی با فشردگی 925/0 استفاده شده است. با مقایسه معادله استخراج شده با نتایج آزمایشگاهی، دقت رابطه ارائه گردیده برای جریان آزاد در محدوده 15± درصد به دست آمد که در کاربردهای عملی مطلوب می‌باشد.

چکیده جریان و انتقال رسوب نقش مهمی در تغییر شکل محل تلاقی کانال‌های روباز فرسایشی دارند. در این تحقیق با استفاده از مدل عددی SSIIM1 ابتدا الگوی جریان و سپس الگوی فرسایش و رسوبگذاری در یک تلاقی 60 درجه شبیه‌سازی و با داده‌های اندازه‌گیری صحت سنجی شد. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین سرعت‌های افقی محاسبه شده توسط مدل عددی با داده‌های آزمایشگاهی به غیر از چند نقطه در داخل ناحیه جداشدگی جریان وجود دارد. همچنین نتایج صحت سنجی رسوب نشان داد که مدل توانایی نسبتاً خوبی در پیش‌بینی موقعیت و مقدار حداکثر عمق فرسایش دارد (خطایی کمتر از 10 درصد) ولی ارتفاع رسوب‌گذاری را بیشتر از مقدار آزمایشگاهی برآورد می‌‌کند. پس از اطمینان از نتایج مدل به بررسی تاثیر زاویای اتصال 60، 90 و 135 درجه در دو نسبت دبی 5/0 و 66/0 بر الگوی فرسایش و رسوب پرداخته شد. نتایج نشان داد در یک زاویه مشخص به ازای نسبت دبی‌های انتخابی بین مقادیر فرسایش اختلاف وجود دارد که با افزایش زاویه تلاقی مشهود‌تر می‌باشد.

چکیده هدف از این تحقیق، بررسی اثر افزایش دما و غلظت های مختلف CO2 بر روز تا رسیدگی، نیاز آبیاری و عملکرد سویا (رقم سحر) در شرایط آبی گرگان با استفاده از مدل SSM-iLegume بود. ترکیبی از سناریوهای مختلف تغییر اقلیم شامل کاهش 1، 2، 3، 4، افزایش 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7 و 8 درجه سانتی گرادی دما، عدم تغییر دما و غلظت های CO2 به میزان350، 400، 450، 500، 550، 600، 650 و 700 پی پی ام درنظر گرفته شد. نتایج نشان دادکاهش دما نسبت به شرایط کنونی روز تا رسیدگی از 130 روز به 175 روز افزایش می دهد. با افزایش 1 تا 6 درجه دما نسبت به شرایط کنونی روز تا رسیدگی از 130 روز به 115 روز کاهش پیدا می کند. در یک دمای ثابت تغییرات غلظت CO2 اثری بر روز تا رسیدگی ندارد.در دمای ثابت با افزایش غلظت CO2 از 350 به 700 پی پی ام، کاهش بین 30 تا 40 میلی متر نیاز آبیاری قابل انتظار می باشد. کاهش بیش از 2 درجه دما نسبت به شرایط کنونی عملکرد بین 10 تا 20 گرم درمترمربع کاهش می دهد. در این شرایط با افزایش غلظت CO2 از شدت کاهش عملکرد کاسته می شود. درصورت افزایش 2 تا 3 درجه دما نسبت به شرایط کنونی عملکرد به میزان 20 گرم درمترمربع افزایش می یابد. تفاوت عملکرد در این شرایط بین غلظت 350 و 700 پی پی ام CO2 30 گرم درمترمربع بود. افزایش 3 تا 8 درجه دما نسبت به شرایط کنونی سبب کاهش عملکرد از حدود 400 به 250 گرم در مترمربع می گردد.

چکیده با توجه به اهمیت رودخانه‌ها و حفظ کیفیت آب‌، مدیریت کیفیت آب و ارائه راهکارهای کاهش آلودگی مورد توجه قرار دارد. هدف از برنامه‌ریزی و مدیریت کیفیت سامانه ‌های رودخانه‌ای، تدوین و اجرای مجموعه‌ای هماهنگ از راهکارها و سیاست‌های کاهش یا تخصیص بار آلودگی ورودی به رودخانه است، به طوری که کیفیت آب با میزان قابل قبولی با استانداردهای زیست‌محیطی منطبق گردد. در این‌گونه مسائل، تصمیم‌گیرندگان و تأثیر‌پذیرندگان متعددی با مطلوبیت‌های متفاوت وجود دارند. برای مطالعه رفتارهای رقابتی تصمیم‌گیرندگان در چنین وضعیت‌هایی، از ابزاری ریاضی با نام نظریه بازی‌ها، استفاده می‌گردد. در این تحقیق، ابتدا اهداف تصمیم‌گیرندگان که شامل حداقل‌سازی مقدار تخطی از استاندارد کیفیت آب و مجموع هزینه‌های تصفیه و جریمه قابل پرداخت توسط تخلیه کنندگان می‌باشند، مشخص می‌‌گردد. سپس بر اساس مطلوبیت تصمیم‌گیرندگان، استراتژی‌هایی بر اساس توافق ایشان بر روی منحنی تعامل بین اهداف بدست آمده از روش بهینه‌سازی چند هدفه بر پایه الگوریتم حرکت ذرات، تعیین می‌شود. بدین ترتیب سیاست‌های اولیه مدیریت کیفیت آب به گونه‌ای تدوین می‌شوند که مطلوبیت تا حد امکان تامین گردد. سپس با استفاده از تئوری بازی‌های غیر همکارانه، از بین سناریوهای مطرح شده، بهترین آن‌ها با توجه به معیارهای در نظر گرفته ‌شده مشخص می‌شود. در این مدل از روش چانه‌زنی نش برای حل اختلاف استفاده شده است. اجرای روش پیشنهادی در رودخانه سفیدرود که شرایط کنونی درصد تصفیه تمامی منابع آلاینده برابر با صفر و BOD در نقطه کنترل 59/26 میلی‌گرم در لیتر است، بهینه‌ترین جواب بدست آمده از تئوری بازی‌ها مقدار BOD را تا 16/6 میلی‌گرم در لیتر کاهش می‌دهد.

چکیده تبخیر-تعرق از مؤلفه‌های مهم در مدیریت و برنامه‌ریزی آبیاری در کشاورزی است که پیش‌بینی آن می‌تواند نقش مهمی در برنامه‌های آتی داشته باشد. به‌منظور پیش‌بینی تبخیر-تعرق می‌توان از مدل‌های سری زمانی استفاده کرد و با کاربرد اصولی و صحیح این مدل‌ها، در عین سادگی، پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت خوبی را برآورد نمود. در این راستا، تبخیر-تعرق مرجع ماهانه در دوره‌ای 41 ساله، بین سال‌های 1965 تا 2005 میلادی، در ایستگاه‌های سینوپتیک اصفهان، سمنان، شیراز، کرمان و یزد از روش فائو پنمن– مانتیث محاسبه و سپس سری‌های زمانی آن تشکیل شدند. آزمون ریشه واحد برای بررسی مانایی سری‌های زمانی انجام شد و با توجه به روش باکس-جنکینز، مدل‌های ARIMA فصلی روی داده‌های نمونه برازش و مناسب‌ترین آن‌ها انتخاب شدند. سپس از مدل‌های ARIMA فصلی برای پیش‌بینی 12 ماهه استفاده شد که پیش‌بینی‌های خارج از نمونه خوبی به‌دست دادند، به‌طوری که در بین همه ایستگاه‌های مورد بررسی کمترین ضریب همبستگی پیرسون 988/0 و بیشترین جذر میانگین مربع خطا 515/0 میلی‌متر بر روز به‌دست آمد.

چکیده یکی از دلایل پیچیدگی تخمین و پیش‌بینی پدیده‌های هیدرولوژیکی و به خصوص سری‌های زمانی وجود ویژگی‌هایی نظیر روند، نویز و نوسانات با فرکانس بالا در آن ها می‌باشد که با استفاده از پیش‌پردازش داده‌ها به وسیله نویززدایی و تبدیلات لگاریتمی، می‌توان برخی عوامل پنهان و تاثیرگذار در این پیچیدگی را شناسایی و حذف نمود و یا درک این ویژگی‌ها را برای مدل‌های پیش‌بینی ساده‌تر نمود. در این تحقیق با استفاده ازدو مدل هوشمند برنامه‌ریزی بیان ژن و شبکه عصبی مصنوعی تخمین بار رسوب معلق مورد بررسی قرار می‌گیرد، سپس میزان تاثیر دو رویکرد نویززدایی و تبدیلات لگاریتمی به عنوان پیش‌پردازشگر، در بهبود نتایج مورد ارزیابی و مقایسه قرار می‌گیرد. به منظور نویززدایی از تبدیلات موجک استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان می‌دهد پس از نویززدایی، معیار نش-ساتکلیف در شبکه عصبی مصنوعی و برنامه‌ریزی بیان ژن به ترتیب 15/0 و 14/0 افزایش داشته و مقدار جذر میانگین مجذورات خطانیز در شبکه عصبی مصنوعی از 24/199 به 17/141 میلی‌گرم بر لیتر و در برنامه‌ریزی بیان ژن از 84/234 به 89/193 میلی‌گرم بر لیتر کاهش یافته است. تاثیر رویکرد تبدیلات لگاریتمی نیز در بهبود نتایج شبکه عصبی مصنوعی تا حدود زیادی مشابه با رویکرد نویززدایی می‌باشد. در حالی‌که در برنامه‌ریزی بیان ژن تاثیر نا‌مطلوب داشته و پس از تبدیلات لگاریتمی Ln و Log، معیار نش-ساتکلیف از 57/0 به ترتیب به 31/0 و 21/0 کاهش یافته است و مقدار جذر میانگین مجذورات خطا نیز از 84/234 میلی‌گرم بر لیتر به ترتیب به 41/298 میلی‌گرم بر لیتر و 72/318 میلی‌گرم بر لیتر افزایش یافته است.

چکیده در این تحقیق، کارایی 4 سویه فلاوباکتریوم که در طی آزمایش‌های گذشته از ریزوسفر گندم در ایران جداسازی و شناسایی شده بودند و بر اساس خصوصیات محرک رشدی غربالگری شده بودند، در افزایش عملکرد گندم در پنج استان کشور مورد ارزیابی قرار گرفت. سویه‌های مورداستفاده شامل F9, F11, F40 متعلق به گونهFlavobacterium odoratum و F21 متعلق به گونه F.indoltheticum بودند. باکتری‌ها تا رسیدن به جمعیت مورد نظر تکثیر شده و سپس به‌صورت مایع فرموله شده و در آزمایش‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. برای کشت از ارقام اصلاح شده محلی استفاده شد و میزان کودهای شیمیایی بر اساس نتایج تجزیه خاک‌ها مصرف شد. پس از برداشت گیاهان شاخص‌های عملکرد دانه، عملکرد کل (دانه +کاه)، وزن هزار دانه، ارتفاع گیاه، تعداد خوشه در هر متر مربع، تعداد دانه در خوشه و طول خوشه اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که سویه‌های مورد استفاده در اکثر استان‌ها سبب افزایش رشد و عملکرد گندم شدند.

چکیده فرسایش بادی یکی از اصلی ترین فرآیندهای تخریب اراضی و یکی از جدی ترین مشکلات اکوسیستم و محیط زیست در مناطق خشک و نیمه‌خشک نظیر مناطق مرکزی ایران است. فرسایش بادی در منطقه شرق اصفهان و ناحیه سگزی به علت بهره‌برداری نامناسب از اراضی فقیر، بهره‌برداری از معادن رس و گچ و خشکسالی های اخیرافزایش داشته است. فرآیند درشت شدنبافت خاک (نتیجه کاهش اندازه ریز ذرات خاک)، از دست رفتن مواد آلی و تخریب پوشش گیاهی پیامدهای فرسایش بادی بوده است. بنابراین نیاز به اطلاعات معتبر در مورد شدت فرسایش بادی و تأثیر فرسایش بادی بر روی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک برای انجام عملیات حفاظت خاک ضروری می باشد. در این تحقیق به کمک روش سزیم-137 نقاط فرسایش و رسوب در طول یک ترانسکت در منطقه سگزی (شرق اصفهان) تعیین و سپس اثر فرسایش بادی بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیائی خاک در نقاط فرسایش و رسوبگذاری بررسی شد. در این پژوهش، درمنطقه مورد مطالعه در طول یک ترانسکت شمال شرقی- جنوب غربی به طول 42 کیلومتر به فواصل 2 تا 5 کیلومتر در 16 نقطه نمونه برداری صورت گرفت. در هر نقطه از اعماق 5-0، 10-5 ، 20-10، 30-20 و50-30 نمونه‌برداری خاک انجام شد و نمونه های برداشت شده مورد آنالیزهای فیزیکی، شیمیائی و اندازه‌گیری محتوای سزیم-137 قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان داد که در نقاط 1 تا 8، 10 و 12 تا 16 فرآیند فرسایش و در نقاط 9 و 11 فرآیند رسوب‌گذاری اتفاق افتاده است. نتایج نشان داد روش سزیم- 137 می تواند به صورت کمّی میزان فرسایش و رسوب بادی در منطقه مورد مطالعه را تخمین بزند. مقایسه میانگین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در این مطالعه بین مناطق فرسایش، رسوب‌گذاری و مرجع نشان داد فرآیندهای فرسایش و رسوب به شدت ویژگی های فیزیکی و شیمیائی خاک رادر طول ترانسکت تحت تأثیر قرار داده است. این نتایج برگرفته از سزیم-137 برای اولین بار نتایج قابل توجهی برای تحقیقات آینده در مورد فرسایش بادی در مناطق خشک ایران به دست آورد.

چکیده رسوبات لسی شمال ایران، منعکس‌کننده چندین چرخه تغییر اقلیم و تکامل سیمای سرزمین برای دوره میانی تا انتهایی کواترنری هستند، از این‌رو جهت بازسازی شرایط محیطی (اقلیم و پوشش گیاهی) گذشته این مطالعه در دو توالی لس-پارینه خاک (آق‌بند و نوده) در استان گلستان، در شمال ایران انجام شد. برای این منظور از آزمایشات کانی‌شناسی رسی و نشانگرهای زیستی اِن-آلکان برای نخستین بار استفاده شد. نتایج کانی‌شناسی رسی در دو توالی لس- پارینه خاک نشان داد که کانی‌های ایلیت، کلریت، اسمکتیت و کائولینیت کانی‌های غالب در این رسوبات هستند. تغییرات کانی‌شناسی با مورفولوژی و تکامل خاک در افق‌های مختلف همخوانی داشت، به‌طوری‌که کانی‌های اسمکتیت در افق‌های تکامل یافته پارینه خاک‌ها به مقدار زیادتری تشکیل شده‌اند. مطالعات نشانگرهای زیستی اِن-آلکان به خوبی تغییرات پوشش گیاهی در هر دو توالی را نشان داد. این تغییرات در توالی لس-پارینه خاک نوده شدیدتر بود به‌صورتی‌که در پارینه خاک‌های خاکرخ 1 (افق Bk) و خاکرخ 2 (افق ABk) پوشش گیاهی از نوع چمنزار و بوته‌زار (با غالبیت کانی ایلیت) به پوشش جنگلی در پارینه خاک‌های خاکرخ 2 (افق AB و غالبیت اسمکتیت) و خاکرخ 3 (افق Btky و غالبیت اسمکتیت و حضور ورمیکولیت) تغییر می‌کند. نتایج نشان داد که همسویی تغییرات کانی‌شناسی رسی و نتایج نشانگرهای زیستی اِن-آلکان منعکس‌کننده شرایط اقلیمی و محیطی در زمان تشکیل این خاک‌ها بوده و در بازسازی دقیق‌تر شرایط محیطی گذشته بسیار موثر هستند.

چکیده توپوگرافی تأثیرقابل‌توجهی بر روی مشخصات خاک های هر منطقه دارد. این پژوهش باهدف بررسی تغییرات برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک های واقع‌شده در موقعیت های مختلف شیب یک ردیف پستی ‌و بلندی در منطقه دیلمان استان گیلان انجام گرفت. نتایج نشان داد که موقعیت های پایین شیب شامل پا و پنجه شیب دارای حداکثر پایداری خاکدانه، میزان کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، فسفر قابل‌جذب و نیتروژن کل بودند درحالی‌که وزن مخصوص ظاهری برخلاف سایر پارامترها روند معکوسی داشت و در موقعیت قله شیب بیشتر از موقعیت های پایینی شیب بود. همچنین بررسی های صورت گرفته نشان داد که با افزایش عمق از میزان پایداری خاکدانه ها، کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، فسفر قابل‌جذب و نیتروژن کل خاک کاسته شد درحالی‌که میزان رس و وزن مخصوص ظاهری روند معکوسی داشتند و با افزایش عمق میزان آن ها افزایش یافت. تفاوت بسیار فاحش در کیفیت خاک در موقعیت های مختلف شیب به‌طور عمده به تفاوت در میزان رطوبت دریافتی، سرعت فرسایش و تجمع مواد نسبت داده شد.

چکیده ارتباط شکل های مختلف پتاسیم با نوع کانی های رسی و تکامل خاک با استفاده از چهارده نمونه خاک سطحی (20-0 سانتی متری) از مناطق انتخابی استان فارس مورد بررسی قرار گرفت. پتاسیم محلول در آب، قابل استخراج با استات آمونیوم یک مولار خنثی، اسید نیتریک یک مولار جوشان و پتاسیم کل اندازه گیری شد. نتایج کانی شناسی نشان داد که کانی های اسمکتیت، ایلیت، پالیگورسکیت و کلریت کانی های غالب در خاک-های مطالعه شده بودند. این پژوهش همچنین نشان داد که مقدار پتاسیم تبادلی، غیر تبادلی و کل در خاک ها به ترتیب در دامنه 230 تا 436، 282 تا 1235 و 2312 تا 9201 میلی گرم بر کیلوگرم خاک بوده‌اند. خاک های مورد مطالعه به طور کلی بر اساس تکامل خاک، کانی شناسی و مقدار پتاسیم کل در سه گروه قرار گرفتند. خاک های تکامل یافته تر (آلفی سولز)، کم تر تکامل یافته (اریدی سولز و اینسپتی سولز) و بدون تکامل پروفیلی (انتی سولز) به ترتیب در گروه های 1، 2 و 3 تقسیم شدند. بیشترین مقدار تمام شکل های پتاسیم، جز پتاسیم محلول در گروه 1 مشاهده شد. رابطه معنی داری همچنین بین تمام شکل های پتاسیم به جز محلول با مقدار ایلیت برقرار شد. نتایج کانی شناسی بیانگر غالب بودن کانی اسمکتیت و ایلیت در خاک آلفی سولز بوده که سبب افزایش پتاسیم قابل دسترس در این خاک ها شده است.

چکیده تمایل یک توده خاک محصور نشده به خرد شدن تحت تنش های بکار رفته و شکستن آن به قطعه های کوچک تر که دامنه اندازه مشخصی دارند، تردی خاک نامیده می شود. هدف از این پژوهش اندازه گیری و بررسی مقاومت کششی و تردی دو خاک با بافت های لوم رسی و لوم شنی تحت کشت های گندم و یونجه بود. آزمایش ها در سه شرایط رطوبتی هوا-خشک، رطوبت نظیر مکش ماتریک 80 و 50 کیلوپاسکال، برای سه سری اندازه خاکدانه و کلوخه انجام شد. برای جداکردن خاکدانه ها و کلوخه های با اندازه 10-8، 25-15 و 38-30 میلی متر، نمونه های خاک به آهستگی از الک-های مربوطه در شرایط هوا-خشک عبور داده شدند. فاکتورهای مورد بررسی شامل بافت خاک و نوع کشت، در رطوبت های مختلف و اندازه های متفاوت خاکدانه و کلوخه، بر مقاومت کششی و تردی خاک اثر داشتند. خاک لوم رسی- یونجه بیشترین مقدار مقاومت کششی را نسبت به خاک های لوم رسی- گندم (21 درصد)، لوم شنی-یونجه (57 درصد) و لوم شنی-گندم (70 درصد) نشان داد که احتمالاً به دلیل رس و ماده آلی بیشتر در این خاک ها می باشد. نتایج نشان دهنده ارتباط معکوس مقاومت کششی خاکدانه ها با اندازه و میزان رطوبت آن ها بود. ترکیب بافت خاک و نوع کشت روند تغییرات تردی را به صورت لوم رسی-یونجه (06/0) < لوم رسی-گندم (09/0) < لوم شنی-یونجه (15/0) < لوم شنی-گندم (20/0) تحت تأثیر قرار داد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار تردی محاسبه شده (16/0) در حدود رطوبت حد خمیرایی (رطوبت نظیر مکش ماتریک 80 کیلوپاسکال) مشاهده شد.

چکیده اصلاح زمین های آلوده به فلزات سنگین جهت جلوگیری از ورود آن ها به چرخه غذایی انسان ضروری به نظر می رسد. گیاه پالایی فناوریی مبتنی بر استفاده از گیاهان برای پالایش آلودگی از محیط‌زیست است که روشی موثر، ارزان قیمت و سازگار با محیط زیست می باشد. هدف این مطالعه بررسی پتانسیل گیاه تربچه برای پاکسازی فلز سنگین سرب از خاک آلوده و تأثیر سطوح مختلف سرب و تشدید کننده های جذب بر رشد و نمو و غلظت این فلز در گیاه تربچه می باشد. بدین منظور یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 7 سطح عنصر سرب (0، 200، 400، 600، 800، 1000 و 1200 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک)، 3 سطح اسید سولفوریک (0، 750 و 1500 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) و 3 سطح EDTA(0، 10 و 20 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) با 3 تکرار در گلخانه گروه خاکشناسی اجرا شد. نتایج نشان داد که تأثیر سطوح مختلف سرب و نوع و مقدار افزودنی های مختلف بر غلظت سرب ، وزن خشک غده و غلظت سایر عناصر در گیاه تربچه معنی‌دار بود و با افزایش سطوح سرب در خاک، غلظت آن در بخش هوایی و زیرزمینی گیاه تربچه افزایش ولی وزن خشک بخش هوایی و زیرزمینی گیاه کاهش یافت. کاربرد افزودنی های مختلف نیز منجر به افزایش غلظت سرب در بخش هوایی و زیرزمینی گیاه گردید. کاربرد اصلاح کننده ی EDTA غلظت سرب در بخش هوایی گیاه تربچه را بیش از اسید سولفوریک افزایش داد ولی توانایی سطح پایین افزودنی اسیدسولفوریک در جذب سرب بیش از EDTA بود. همچنین یک اثر آنتاگونیستی بین جذب فسفر و سرب توسط گیاه تربچه مشاهده شد.

چکیده در کشت دیم عوامل اقلیمی متعددی موثر هستند که از بین آن‌ها بارندگی به عنوان یک عامل بسیار تأثیرگذار شناخته می شود. هدف این مطالعه تعیین موثرترین دوره بارندگی در طی دوره رشد محصول جو دیم با استفاده از متغیرهای حاصله از شاخص تامین رطوبتی و بارندگی در شهرستان تبریز می باشد. شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI) به عنوان شاخص تامین رطوبتی محصول در مقیاس های هفتگی لحاظ شد. نتایج نشان داد بیشترین همبستگی عملکرد با مقدار بارندگی در مقیاس زمانی ده هفتگی، بین 6 اسفند ماه تا 16 اردیبهشت ماه رخ می دهد. داده های این دوره زمانی بر اساس اینکه مقادیر شاخصSPI در مقیاس 28 هفتگی در هفته اول کاشت در حالت مرطوب (SPI28≥0) یا خشک (SPI28

چکیده به منظور ارزیابی تحمل به سرمای نعناع فلفلی آزمایشی بصورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در شرایط کنترل شده انجام شد. برای این منظور نمونه‌هایی از استولون و ریزوم گیاه بصورت ماهانه (از آذر 1389 تا فروردین 1390) از مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد برداشت‌ شده و پس از انتقال به آزمایشگاه، در فریزر ترموگرادیان در معرض دماهای پایین (از صفر تا 20- درجه سانتی‌گراد با فواصل 4 درجه سانتی‌گراد) قرار گرفتند. برای تعیین پایداری غشای پلاسمایی، درصد نشت الکترولیت‌ها اندازه‌گیری شد و سپس دمای 50 درصد کشندگی گیاهان بر اساس درصد نشت الکترولیت‌ها (LT50el) محاسبه شد. نتایج نشان داد که با کاهش دما درصد نشت الکترولیت‌ها از هر دو اندام افزایش یافت، بطوری‌که درصد نشت مواد در دمای 20- درجه سانتی‌گراد 50 درصد بیشتر از تیمار شاهد (دمای صفر درجه سانتی‌گراد) بود. بیشترین درصد نشت الکترولیت‌ها در استولون در دمای 20- درجه سانتی‌گراد در ماه فروردین و کمترین آن در همین اندام در دمای 4- درجه سانتی‌گراد و در آذر ماه ثبت شد. گستره LT50el برای استولون‌ها بسته به تاریخ نمونه برداری بین 4/8- تا 5/14- درجه سانتی‌گراد و در ریزوم‌ها بین 8/8- تا 9/13- درجه سانتی‌گراد متغیر بود. بر اساس شاخص‌های درصد نشت الکترولیت‌ها و LT50el، به نظر می‌رسد که نعناع فلفلی توانایی تحمل به یخ‌زدگی تا دمای 14- درجه سانتی‌گراد را طی ماه‌های سرد سال دارد.

چکیده بارش یکی از مهم‌ترین عوامل مورد استفاده در مطالعات منابع طبیعی، آب، هواشناسی و غیره است. تشخیص پیش‌بینی‌پذیری و شناخت عوامل تأثیرگذار بر فرآیند بارش با توجه به نوسان ها و بی نظمی های موجود در سری زمانی بارش اهمیت دارد. این تحقیق با روش‌های سامانه استنتاج فازی- عصبی تطبیقی (ANFIS) و ماشین‌ بردار پشتیبان(SVM) بارش ماهانه شهر گنبدکاووس‌ را الگوسازی کرده است. داده‌های مورد استفاده مربوط به سال‌های 2012- 1995 است. 2 سری ورودی (ماهانه) شامل: 1- میانگین دما و رطوبت، سرعت باد و فشار 2- مقادیر متوسط بارش ماهانه ایستگاه‌های آبسنجی استان گلستان در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد اگرچه دقت SVM بیشتر از ANFIS است، اما پیش بینی بارندگی با پارامترهای هواشناسی توسط هر دو مدل دارای دقت کمی است. نتایج پیش بینی بارش با بارندگی ایستگاه های منطقه برای هر دو روش قابل قبول است. ضریب تعیین و خطای RMSE در مرحله آزمون در روش SVM به‌ترتیب برابر 91/0 و 59/5 و در روش ANFIS برابر 87/0 و 06/7 است. تحلیل حساسیت نشان داد که رطوبت نسبی مهم‌ترین متغیرهواشناسی در پیش بینی بارندگی است. سه متغیردیگر تأثیر یکسانی بر نتایج دارند. همچنین موثرترین ایستگاه در پیش بینی بارندگی تعیین شد. این پژوهش نشان داد که SVM عملکرد بهتری نسبت به ANFIS در پیش بینی بارندگی داشته است.

چکیده درک صحیح زمان شروع خشکسالی در هر منطقه به مدیریت و کاهش خسارت‌های ناشی از خشکسالی کمک شایانی می‌کند. هدف این تحقیق، پایش و پیش بینی خشکسالی در ایستگاه گنبد کاووس در مقیاس های زمانی کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت است. بدین منظور شاخص بارندگی استاندارد (SPI) در مقیاس های زمانی 1، 3، 6، 9، 12 و 24 ماهه مورد استفاده قرار گرفت. برای محاسبه SPI از آمار ماهانه بارندگی این ایستگاه، در طی سال‌های آبی 52-1351 تا 86-1385 استفاده شد. پس از پایش خشکسالی، بر اساس سری زمانی SPI و با استفاده از چهار روش هوش مصنوعی شامل شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP)، سیستم استنباط عصبی-فازی تطبیقی (ANFIS)، شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی (RBF) و شبکه عصبی رگرسیون تعمیم‏یافته (GRNN) اقدام به پیش بینی خشکسالی گردید. نتایج مربوط به پایش نشان داد، چهار دوره طولانی مدت خشکسالی مربوط به سال های 58-53، 62-60، 70-67 و 76-73 در طول دوره آماری وجود دارد. در قسمت پیش بینی، نتایج حاکی از افزایش دقت پیش بینی ها، با افزایش مقیاس محاسبه SPI بود؛ به نحوی که بر اساس نتایج حاصل از مدل MLP ضریب همبستگی بین مقادیر مشاهداتی SPI و مقادیر پیش بینی شده آن، برای SPI1 و SPI24 به ترتیب 009/0 و 949/0 بوده است. همچنین با توجه به نتایج مدل-های ANFIS، RBF و GRNN به ترتیب ضریب همبستگی مربوط پیش بینی مقادیر SPI1 تا SPI24 از 021/0 تا 925/0، 263/0 تا 953/0 و 210/0 تا 955/0 متغیر بود. درمجموع با مقایسه نتایج مدل های مورد استفاده، ANFIS بهترین عملکرد و بعد از آن GRNN بهترین نتایج را ارائه نموده است.

چکیده در مطالعه حاضر به‌منظور پیش بینی تبخیر و تعرق گیاه مرجع با استفاده از دو مدل SVM و ANFIS در مقیاس زمانی ماهانه، 6 ایستگاه سینوپتیک در منطقه شما ل غرب کشور در دوره آماری 38 ساله (2010-1973) انتخاب شد. در ابتدا مقادیر تبخیر و تعرق مرجع ماهانه برای ایستگاه-های منتخب توسط روش فائو- پنمن- مونتیث محاسبه و به عنوان خروجی مدل های SVM و ANFIS در نظر گرفته شد. سپس یک رابطه رگرسیونی بین متغیرهای اقلیمی مختلف موثر در پدیده تبخیر و تعرق به دست آمده و الگوهای مختلف ورودی برای مدل های مورد استفاده مشخص گردید که بر این اساس رطوبت نسبی با داشتن کمترین اثر از ورودی ها حذف گردید. هم چنین در مطالعه حاضر به منظور بررسی اثر حافظه در پیش بینی تبخیر و تعرق از گام های زمانی (تاخیر) یک، دو، سه و چهار ماهانه نیز به عنوان ورودی برای مدل ها استفاده شد. به‌طور کلی برای هر مدل 9 الگوی ورودی ایجاد گردید. نتایج حاصله نشان دهنده دقت بالا و خطای کم هر دو مدل در پیش بینی تبخیر و تعرق مرجع ماهانه بوده ولی کارایی مدل SVM کمی بهتر از مدل ANFIS بود. هم چنین زمانی که از حافظه سری زمانی تبخیر و تعرق برای ورودی مدل ها استفاده گردید، نسبت به حالتی که از متغیرهای اقلیمی به عنوان ورودی استفاده شد، دقت کمتر بود.

چکیده با توجه به اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب و هیدرولوژی، تغییرات جریان کم آبی به عنوان بخش مهمی از چرخه آب، مورد توجه محققین، مدیران و استفاده کنندگاه از آب در زمینه‌های مختلف می باشد. رشد جمعیت و کاهش سرانه آب، محدودیت منابع آبی تجدیدپذیر، همچنین وقوع خشکسالی‌های پر تکرار در دهه های اخیر در نقاط مختلف جهان، اهمیت پیش بینی وضعیت جریان رودخانه را خصوصاً در فصول خشک سال به منظور مدیریت منابع آبی منطقه ضروری می سازد. شاخص‌های مختلفی به منظور سنجش جریان کم آبی یک منطقه وجود دارند. در این تحقیق اثرات تغییر اقلیم بر سه شاخص Q70، Q90 و Q95 مستخرج از منحنی تداوم جریان در حوزه آبریز رودخانه سزار در دوره آتی 2040-2011 مورد بررسی قرار گرفت. به منظور لحاظ کردن عدم قطعیت مدل‌های AOGCM در تولید سناریوهای اقلیمی از 10 مدل گردش عمومی جو استفاده و تاثیر سناریوهای مذکور در وضعیت جریان رودخانه، پس از ریزمقیاس نمایی توسط مدل LARS-WG، با استفاده از مدل مفهومی بارش-رواناب IHACRES مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به نتایج، تغییرات Q70 از 26- درصد تا 190 درصد، Q90 از 54- درصد تا 221 درصد و Q95 از 64- درصد تا 332 درصد در زیرحوضه‌های مختلف میباشد. نتایج نشان از افزایش نسبی مقادیر شاخص‌های کم آبی در زیرحوضه‌های مورد مطالعه در دوره آتی مورد مطالعه دارد.

چکیده تخمین بارش ناحیه‌ای (روزانه، ماهانه و...) نیاز اساسی بسیاری از پروژه‌های آب و هواشناسی است. روش‌های مختلفی در این خصوص وجود دارد که اجزاء محدود یکی از آن‌ها است. این تحقیق با هدف تخمین بارش ناحیه‌ای در مقیاس روزانه، ماهانه و سالانه در حوضه آبریز دشت مشهد با یک دوره آماری 16ساله (1391-1376) برای 42 ایستگاه باران سنجی با روش گلرکین (یکی از روش‌های اجزاء محدود) صورت پذیرفت. سپس با روش‌های مرسوم دیگر نظیر روش میانگین ریاضی، تیسن، کریجینگ و IDW مقایسه شد. تحلیل روش‌های تیسن،کریجینگ وIDW در محیط نرم افزاری ArcGIS10 و روش اجزا محدود با برنامه نویسی MATLAB انجام گرفت. روش مبنای مقایسه، روش منحنی همباران قرارگرفت. نتایج نشان داد که روش اجزاء محدود (بر اساس RMSE) نسبت به روش میانگین ریاضی از دقت بالایی برخوردار، نسبت به روش کریجینگ و IDW تقریباً دارای دقت یکسان و در مقایسه با روش تیسن دارای مقدار کمی خطا بود.

چکیده در این مطالعه راهکارهای سازگاری گندم با تغییر اقلیم، توسط مدل گیاهی ارزیابی شده CERES-Wheat برای شرایط آب و هوایی شهرستان اهواز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور سناریوهای تغییر اقلیم برای دو دوره آتی 2045-2015 و 20100-2070 با استفاده از 13 مدل GCM تحت دو سناریوی انتشار گازهای گلخانه ای A2 و B1 با ریسک 10/0 تولید شد. نتایج مقایسه عملکرد در شرایط تغییر اقلیم با دوره مبنا (2010-1980) نشان داد، با قبول ریسک 10/0، عملکرد در دوره های 2045-2015 و 2100-2070 به ترتیب حدود 4 و 15 کاهش می یابد. برای سازگاری با تغییر اقلیم، 4 راهکار به زراعی (تغییر تاریخ کشت، تغییر مقدار نیتروژن مصرفی، تغییر رژیم آبیاری و اصلاح واریته گندم) مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه گرفته شد که تاریخ کشت های 30 آبان ماه (تاریخ کشت نرمال دوره مبنا) و 20 آذرماه به ترتیب برای دوره های 2045-2015 و دوره 2100-2070، مناسبترین تاریخ کشت می باشند. ارقام دیررس متحمل به گرما عملکرد بالاتری را نسبت به ارقام میان رس و زودرس داشتند، که نشان می دهد اصلاح واریته گیاهی راهکاری مناسب برای سازگاری با تغییر اقلیم می باشد. همچنین مشخص گردید که در دوره های آتی مقدار مصرف نیتروژن به میزان 20 درصد کاهش خواهد یافت. افزایش و کاهش یک نوبت آبیاری (40 میلی‌متر) نسبت به رژیم آبیاری دوره مبنا، بهترین نتایج عملکرد را به ترتیب برای دوره 2045-2015 و 2100-2070 به همراه داشت. اما از نظر بهره وری مصرف آب (WPI)، کاهش دو نوبت آبیاری نسبت به رژیم آبیاری دوره مبنا، بهترین رژیم آبیاری برای هر دو دوره آتی معرفی شد.

چکیده منابع آبی زمین به بارندگی به عنوان یکی از عناصر متغیر اقلیمی وابسته است. وجود مدل هایی برای پیش بینی بارندگی و به تبع آن مدیریت منابع آب، چه در مناطق پر بارش و چه در مناطق خشک و نیمه خشک، امری مفید است. در این پژوهش با استفاده از آمار درازمدت بارندگی روزانه دو ایستگاه شهرکرد و یزد، مدل‌های ساده رگرسیونی که برای برآورد بارندگی سالانه (Pa) در استان‌های خوزستان، کرمان و استان‌های جنوبی و غربی ارائه شده بود، مورد ارزیابی قرار گرفت. در این مدل ها Pa وابسته به فاصله زمانی وقوع 5/42 و 5/47 میلی متر بارندگی از ابتدای پاییز (t42.5،t47.5 ) و میانگین درازمدت بارندگی (Pm) بود. نتایج نشان داد که روابط معکوس و خطی مرتبط با t42.5و t47.5 قادر به برآورد بارندگی سالانه در شهرکرد نمی باشد، در حالی که مدل ساده رگرسیونی با به‌کارگیری t42.5،t47.5 و میانگین درازمدت بارندگی، در صورت اصلاح ضرایب، با دقت قابل قبولی (با جذر میانگین مربعات خطای نرمال کمتر از 30/0 یا شاخص توافق بیشتر از 90/0) قادر به پیش بینی بارندگی در دو ایستگاه شهرکرد و یزد می باشد.

چکیده انجام مطالعات مربوط به ارزیابی ریسک و مدیریت ریسک منابع آب و خشکسالی نیازمند دسترسی به سری درازمدت داده های هواشناسی است. این در حالی است که در بسیاری از ایستگاه های هواشناسی داده های برداشت شده از طول دوره آماری کافی برخوردار نیستند. برای رفع این مشکل می توان از مدل های تولید داده (مولد وضع هوا) استفاده کرد. در این تحقیق، از دو مولد پرکاربرد LARS-WG و ClimGen برای تولید 500 سری زمانی داده های روزانه بارش و درجه حرارت حداقل و حداکثر در ایستگاه تحقیقات دیم سیساب واقع در خراسان شمالی استفاده شد. کارآیی مدل ها با استفاده از شاخص های خطای مجذور میانگین مربعات خطا RMSE، میانگین خطای مطلق MAE و ضریب تعیین CD ارزیابی شد. همچنین با استفاده از سه آزمون آماریt – استیودنت، F و2X، شباهت 16 مشخصه آماری بین داده های مشاهده شده و شبیه سازی شده توسط دو مدل LARS-WG مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در تولید سری زمانی بارش، مقادیر RMSE و MAE برای مدل LARS-WG کمتر از مدلClimGen بوده و از طرفی مقدار CD در مدل LARS-WG به یک نزدیک تر بوده است. از نظر شبیه سازی درجه حرارت حداقل و حداکثر، نتایج بدست آمده نشان می دهد که مدل ClimGen در مدل سازی میانگین های روزانه و ماهانه درجه حرارت حداقل و حداکثر موفق تر از مدل LARS-WG عمل کرده است. بطوری که در مدل LARS-WG از بین آزمون های آماری انجام شده بر روی میانگین ماهانه درجه حرارت حداقل و حداکثر به ترتیب 2 و 3 آزمون در سطح معنی داری 95% رد شده اند. نتایج همچنین نشان داد که مدل ClimGen در مدل سازی دوره های یخبندان و گرمای شدید موفق تر از مدل LARS-WG بوده است.