آب و خاک

چکیده علی‌رغم توسعه علم و فن‌آوری، شواهد نشان می‌دهند که آسیب‌پذیری نسبت به سیل در مقایسه با گذشته افزایش یافته‌است. فعالیت‌های انسانی، تاثیر به‌سزایی در وقوع سیل و خسارات ناشی از آن دارد. به این منظور نیاز است تاثیرات متقابل سیستم انسانی و هیدرولوژیک به دقت بررسی شود. پژوهش حاضر باهدف بررسی تاثیر عوامل طبیعی و انسانی بر تشدید وقوع سیل و آبگرفتگی در شهر کلات (واقع در استان خراسان رضوی) انجام شده‌است. این شهر هرساله شاهد سیل‌هایی است که خسارات زیادی به ساختمان‎های مسکونی، اداری و بناهای تاریخی شهر وارد می‌کند. برای این منظور تاثیر تغییر شدت بارش و تغییر کاربری اراضی بر دبی اوج رواناب بررسی شد، به‌طوری که تغییرات دبی اوج نسبت به افزایش و کاهش 20 درصدی شدت بارندگی و همچنین افزایش و یا کاهش عدد منحنی (CN) براورد شد. همچنین با ارائه چند سناریو، تاثیر تغییر در رویکردهای مدیریتی به منظور کاهش ضریب‌زبری با مدل‌سازی پهنه سیل و با استفاده از نرم‌افزار HEC-RAS مورد آزمون قرار گرفت. از‌ طرفی به منظور تعیین مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار در تشدید وقوع سیل و آبگرفتگی، پرسشنامه‌هایی تهیه و نظرات کارشناسی و فنی متخصصین و کارشناسان اجرایی مورد تحلیل قرار گرفت. پرسشنامه‌های مذکور بر اساس طیف لیکرت پنج امتیازی طراحی شد، به‌گونه‌ای که عدد 5 نشان‌دهنده بیش‌ترین تاثیر و عدد 1 بیان‌گر کم‌ترین تاثیر می‌باشد. نتایج نشان داد که تاثیر تغییرات عدد منحنی بر میزان دبی اوج حدود 37 برابر بیشتر از تاثیر تغییرات بارش است. همچنین بررسی سناریوهای مختلف به منظور اصلاح ضریب‌زبری نشان می‌دهد که با انجام برنامه‌های مدیریتی مساحت پهنه سیل در بعضی از زیر حوضه‌ها تا 15درصد می‌تواند کاهش یابد. تحلیل نتایج پرسشنامه‌ها نشان می‌دهد که مهم‌ترین عوامل درون‌شهری در تشدید وقوع سیل در داخل شهر کلات عوامل "فعالیت‌های مردم محلی" با میانگین امتیاز 59/3، و در خارج از شهر عوامل "مدیریتی" با میانگین امتیاز 79/3 هستند.

چکیده هدف از تحقیق حاضر توسعه و معرفی یک شاخص جدید کیفیت آب شرب (SDWQI)، با استفاده از پارامترهای کیفی اندازه‌گیری شده در ایستگاه‌های هیدرومتری رودخانه سفیدرود است. به این منظور 12 پارامتر کیفی ماهانه‌ شامل کل مواد جامد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، سختی کل (TH)، اسیدیته (pH)، کلر (Cl^-)، سولفات (SO₄^-2)، کربنات (CO₃^-2)، بی‌کربنات (HCO₃^-)، منیزیم (Mg²⁺)، سدیم (Na⁺)، کلسیم (Ca²⁺) و پتاسیم (K⁺) طی دوره آماری 1366-99 در ایستگاه‌های هیدرومتری رودبار و آستانه واقع در رودخانه سفیدرود استفاده شده است. پس از پردازش‌های اولیه روی داده‌ها مانند تحلیل همبستگی پارامترها، از روش‌های چندمتغیره آماری مانند خوشه‌بندی و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) به منظور انتخاب و وزن‌دهی پارامترهای کیفیت آب با استفاده از بسته‌های “cluster” و “factoextra” در نرم‌افزار R 4.1.1 برای توسعه شاخص جدید کیفیت آب استفاده شده است. نتایج شاخص جدید توسعه داده شده با شاخص کیفیت آب شرب سازمان بهداشت جهانی (WHO) و دسته‌بندی کیفیت آب شرب شولر مقایسه شده است. وزن‌دهی پارامترها با استفاده از روش PCA حاکی از اختصاص بیشترین و کمترین وزن به ترتیب به پارامترهای TDS و K⁺ و برابر 163/0 و 031/0 می‌باشد. همچنین نتایج حاکی از پوشش 3/59 و 6/67 درصدی مولفه‌های اصلی اول و دوم از واریانس تغییرات کل پارامترهای کیفیت آب مورد بررسی به ترتیب در ایستگاه‌های رودبار و آستانه می‌باشد. نتایج دسته‌بندی کیفیت آب بیانگر قرار گرفتن به ترتیب (5/40، 4/16 و 7/23 درصد) و (1/90، 1/73 و 3/57 درصد) داده‌های ایستگاه‌های رودبار و آستانه در رده‌ی خوب و عالی جهت مصارف شرب بر اساس دسته‌بندی شولر، شاخص WHO و شاخص جدید می‌باشد.

چکیده کشاورزان و محصولات کشاورزی با خطرات زیادی از جمله آب‌وهوای نامساعد، آفات، بیماری‌ها و تغییر در قیمت محصولات، قوانین و مقررات مواجه هستند. اولین قدم در مدیریت و به‌حداقل‌رساندن بسیاری از این خطرات اغلب انتخاب محصولات مناسب برای مناطق زیر کشت است؛ بنابراین، دانستن اینکه آیا این اراضی برای یک محصول خاص مناسب است یا خیر، می­تواند موفقیت یا شکست استراتژی‌های کشاورزی را تعیین کند. ارزیابی چندمعیاره (MCE) یکی از روش‌های آنالیز مکانی است که می­تواند به ارزیابی اراضی کمک کند. هدف از این مطالعه بسط دادن روش‌های استاندارد MCE  بر پایه GIS، با استفاده روش امتیازدهی منطقی ترجیحی(LSP)  برای ارزیابی اراضی است تا در کنار بررسی معیارهای متعدد برای ارزیابی اراضی و انطباق آنها، از تلفیق خصوصیات شیمیایی و فیزیکی با مسائل اجتماعی و اقتصادی بتوان به یک ارزیابی اراضی کامل­تر دست‌یافت. در این تحقیق، به دو روش پارامتریک و امتیازدهی منطقی ترجیحی ارزیابی اراضی انجام شد. منطقه موردمطالعه در محدوده کرج- قزوین، شهرستان آبیک قرار گرفته است. در منطقه 60 خاک رخ حفر، نمونه­برداری شد و آزمایش‌های مربوطه انجام شد. بررسی درجه تناسب اراضی برای کشاورزی به‌طوری‌که علاوه بر خصوصیات خاک و اراضی، مسائل اقتصادی و اجتماعی و زیست‌محیطی هم مطرح باشد، برای این منطقه انجام شد. نقشه‌های تناسب اراضی برای هر دو روش پارامتریک و LSP تهیه شد. روش LSP با استفاده از تعداد بیشتری از پارامترها، ارزیابی دقیق‌تری را ارائه داد و 25/31 درصد از اراضی برای کشت گندم، جو، ذرت دارای تناسب عالی بودند. بر اساس روش پارامتریک برای گندم 28%، برای جو 36% و برای ذرت 20% از اراضی برای کشاورزی مناسب بودند.

چکیده پژوهش حاضر با هدف اثر اصلاح کننده­های خاک، بر پاسخ­های فیزیولوژیک (مقاومت روزنه‌ای، دمای برگ، کلروفیل، درصد کلونیزاسیون ریشه، کاروتنوئید، پرولین) درختچه مرتعی کام تیغ (Lycium depressum Stocks) به تنش خشکی بود. آزمایش­ها در شرایط نیمه کنترل شده گلخانه­ای انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی شامل تیمار اصلی آبیاری در 4 سطح (100، 75، 50 و 25 درصد ظرفیت زراعی) و تیمار فرعی اصلاح­کننده‌های خاک بررسی شد. تیمار­های فرعی اصلاح کننده­های خاک شامل هیدروژل و نیتروباکتر، میکوریزا و زئولیت در هر گلدان اضافه شد. در هر تیمار ترکیبی آبیاری و اصلاح کننده خاک 5 تکرار و در مجموع 160 گلدان برای انجام آزمایش مورد استفاده قرار گرفت. مقدار مقاومت روزنه‌ای از 48 متر مربع در ثانیه بر مول در سطح آبیاری 100 درصد به 44 متر مربع در ثانیه بر مول در آبیاری 25 درصد کاهش پیدا کرد. دمای برگ در اصلاح کننده هیدروژل بدون میکوریزا از 26 درجه سانتی‌گراد در آبیاری 100 درصد به 57/21 درجه سانتی‌گراد در سطح آبیاری 25 درصد کاهش یافت. در سطح آبیاری 100 درصد در اصلاح­کننده زئولیت بدون میکوریزا مقدار کلروفیل b+a از 6/0 میلی‌گرم بر گرم به 20/1 میلی‌گرم بر گرم در آبیاری 25 درصد افزایش پیدا کرد. مقدار کاروتنوئید در سطح آبیاری 100 درصد در اصلاح کننده زئولیت با میکوریزا از 1/0 میلی‌گرم بر گرم به 2/0 میلی‌گرم بر گرم در آبیاری 25 درصد افزایش یافته است در تیمار شاهد با میکوریزا در سطح آبیاری 100 درصد در مقایسه با سطح آبیاری 50 درصد، درصد کلونیزاسیون ریشه 5/1 درصد افزایش داشت. مقدار پرولین در تیمار هیدروژل بدون میکوریزا در آبیاری 100 درصد 77/2 میکرومول بر گرم و در سطح آبیاری 50 درصد 66/2 میکرومول بر گرم اندازه‌گیری شد. کاهش پرولین در سطح آبیاری 50 درصد نشان می­دهد اصلاح­کننده هیدروژل باعث افزایش مقاومت گونه  L. depressum به تنش خشکی شده است. نتایج تحقیق نشان داد افزایش خشکی باعث تغییرات در عملکرد فیزیولوژیک گیاه می­شود و کاربرد مواد اصلاح­کننده خاک در شرایط تنش خشکی به دلیل بهبود پارامترهای فیزیولوژیک، باعث افزایش 50 درصدی مقاومت گیاه خواهد شد. تیمارهای نیتروباکتر بدون میکوریزا، هیدروژل و زئولیت با میکوریزا و بدون میکوریزا به دلیل بهبود بیشتر پارامترهای فیزیولوژیک، برای کاشت گیاه در در طبیعت توصیه می‌شود.

چکیده برآورد سطح زیرکشت محصول، گامی اساسی در تعیین میزان تولیدات زراعی و لازمه تصمیم‌گیری در انجام مبادلات اقتصادی است. سنجش از دور، با داشتن داده‌های به‌روز و قابلیت آنالیز تصاویر ماهواره‌ای با دقتی مناسب و نیز امکان مطالعه در محدوده‌های وسیع، ابزاری کلیدی در این قبیل ارزیابی‌ها می‌باشد. هدف این پژوهش، ارزیابی کارایی روش‌های طبقه‌بندی و شاخص‌های طیفی در برآورد سطح زیرکشت محصولات زراعی شهرستان شوش در طول دوره رشد است. ابتدا تصاویر OLI ماهواره لندست ۸ با توجه به تقویم زراعی سال ۹۸-۱۳۹۷ و دوره رویشی محصولات غالب منطقه، انتخاب شدند. برای شناسایی و تفکیک محصولات زراعی در رویکرد اول، از روش‌های طبقه‌بندی شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان و در رویکرد دوم، از شاخص NDVI استفاده شد. برای مقایسه نتایج، از آمار سطح زیرکشت سازمان جهاد کشاورزی در سال ۱۳۹۸ استفاده شد. براساس نتایج بدست آمده، سطح زیرکشت گندم، جو، برنج و ذرت در روش شبکه عصبی مصنوعی، در مقایسه با آمار سازمان جهاد کشاورزی به‌ ترتیب خطای ۱۱.۷، ۱۲.۱، ۶.۱ و ۶.۷ درصد و در روش ماشین بردار پشتیبان به ‌ترتیب خطای ۸.۹، ۶.۶، ۴.۲ و ۵.۱ درصد داشته است. اما شاخص NDVI بهترین روش برآورد سطح زیرکشت منطقه در مقایسه با آمار سازمان جهاد کشاورزی به ‌ترتیب دارای خطای ۴.۲، ۱.۲، ۲.۷ و ۱.۵ درصد بوده که نشان‌دهنده قابلیت بالا و دقت شاخص‌های طیفی در برآورد سطح زیرکشت محصولات زراعی منطقه با توجه به دوره رشد آن‌ها است. لذا پیشنهاد شد تا برای تعیین سطح زیرکشت محصولات شهرستان شوش از پیاده‌سازی شاخص‌های طیفی استفاده شود.

چکیده به‌منظور بررسی اثرگذاری پساب شهری بر غلظت عناصر پرمصرف و فلزات سنگینِ خاک و برخی ویژگی‌های ذرت، آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل با تیمارهای آزمایشی شامل؛ عامل منبع آب آبیاری (پساب (W1) و آب چاه (W2))، و عامل روش آبیاری (زﻳﺮﺳﻄﺤﻲ (S1) و قطره‌ای نوار تیپ (S2))، در طول فصل رشد 99-1398، در لایسیمتر مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری اجرا شد. بر پایه یافته‌ها، تأثیر نوع منبع آبیاری بر قابلیت هدایت الکتریکی خاک، غلظت عناصر پرمصرف خاک و انباشت فلزات سنگین در خاک تفاوت معنی‌دار داشت (P ≤ 0.01). به‌طوری‌که بیشترین میزان قابلیت هدایت الکتریکی خاک با مقدار 8/1 دسی‌زیمنس بر متر، در شرایط استفاده از پساب مشاهده شد. بالاترین میزان نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم به‌ترتیب با مقادیر 086/0، 2/24 و 2/226 میلی‌گرم بر کیلوگرم مربوط به منبع آب پساب بود. نتایج نشان داد که میزان انباشت فلزات سرب (07/0) و کادمیوم (014/0) خاک، در آبیاری با پساب نسبت به منبع آب چاه به ترتیب با 05/0 و 01/0 میلی‌گرم در کیلوگرم، افزایش یافت. همچنین تأثیر روش آبیاری و اثر متقابل منبع و روش آبیاری بر ویژگی‌های شیمیایی، غلظت عناصر پرمصرفِ خاک و انباشت فلزات سنگین در خاک معنی‌دار نبود. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد دانه و بهره‌وری زیست‌توده در آبیاری با منبع پساب به‌ترتیب به میزان 66/918 کیلوگرم در هکتار و 45/1 کیلوگرم در مترمکعب مشاهده شد. بهره‌گیری از آبیاری زیرسطحی افزایش 67 درصدی عملکرد دانه و 28 درصدی بهره‌وری زیست‌توده در مقایسه با روش قطره‌ای نوار تیپ، را در پی داشت. بر پایه یافته‌ها، استفاده از پساب در مقایسه با آب چاه، باعث جذب میزان بیش‌تری از مقادیر سرب و کادمیوم در بخش‌های دانه، برگ و ساقه گیاه ذرت شد در حالیکه غلظت فلزات سنگین زه‌آب حاصل از آبیاری تفاوت معنی‌داری نداشتند. به­طور کلی، استفاده بهینه از پساب برای آبیاری، با بهبود شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک، افزایش عملکرد گیاه را به همراه دارد.

چکیده بارش یکی از مهم‌ترین پارامترهای ورودی در مدل‌های هیدرولوژیکی جهت شبیه‌سازی بارش-رواناب می‌باشد که به علت عدم پراکندگی مناسب ایستگاه‌های بارانسنجی و تازه تأسیس بودن برخی از این ایستگاه‌ها در اکثر حوضه‌های کشور، استفاده از این داده‌های بارش با چالشی جدی روبروست. از این رو استفاده از روش‌های سنجش از دوری می‌تواند یکی از گزینه‌های مورد استفاده در زمینه شبیه‌سازی جریان با استفاده از مدل‌های هیدرولوژیکی باشد. در پژوهش حاضر، داده‌های بارش بازتحلیل‌شده ERA5 برای حوضه آبریز کشف‌رود در گام‌های زمانی روزانه و ماهانه مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس با استفاده از داده‌های بارش ایستگاه زشک و پارامترهای مربوط به حوضه آبخیز زشک در نرم‌افزار HEC-HMS، هیدروگراف جریان آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که داده‌های بارش ERA5 در گام‏های زمانی روزانه و ماهانه دارای کم‌برآوردی می‌باشند و نیز در گام زمانی ماهانه دقت این داده‏های بارش در تشخیص وقایع بارشی (از نظر شاخص‏های FAR، TS و POD) بالاتر از گام زمانی روزانه بود. همچنین داده‌های بارش بازتحلیل‌شده ERA5 در گام زمانی ماهانه، در ماه‌های گرم تابستان دقت پایین‌تری در تشخیص وقایع بارش نسبت به بقیه ماه‌های سال داشتند. هیدروگراف جریان حاصل از داده‌های بارش بازتحلیل ‌شده ERA5 نسبت به هیدروگراف مشاهداتی دارای کم‌برآوردی بود که علت آن کم‌برآورد کردن میزان بارش در موقعیت ایستگاه زشک در محدوده روزهای متناظر با واقعه 23/1/99 توسط ERA5 بود. همچنین هیدروگراف یادشده در مقایسه با هیدروگراف مشاهداتی در محدوده غیر قابل قبول (NSE≤0.5 و PBias≤±25) بود. به طور کلی دقت هیدروگراف جریان حاصل از این محصول نسبت به هیدروگراف جریان حاصل از داده‌های بارش ایستگاه زشک، نمی‌تواند منبع مورد اعتمادی در مدلسازی هیدرولوژیکی باشد.