نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال بیستم شماره 3 (امرداد و شهریور 1392)

یکی از راه کارهایی که امروزه در کشورهای پیشرفته برای حفاظت از سفره های آب زیرزمینی به کار می رود، جلوگیری و پیش گیری آب خوان از آلوده شدن می باشد. در این پژوهش آسیب پذیری آب خوان دشت سلفچگان- نی زار در برابر آلودگی کشاورزی، به کمک مدل دراستیک و سامانه اطلاعات جغرافیایی ارزیابی شد. در این روش، 7 عامل هیدروژئولوژیک موثر بر آلودگی آب های زیرزمینی ترکیب شدند. این 7 عامل عبارتند از: عمق سطح ایستابی، تغذیه خالص آب خوان، محیط آب خوان، محیط خاک، توپوگرافی، منطقه غیراشباع و هدایت هیدرولیکی. نقشه های پهنه بندی آسیب پذیری، برگرفته از نتایج به دست آمد، سپس برای تدقیق پهنه های آسیب پذیری از طریق آلودگی نیترات در محدوده پهنه های آسیب پذیری با همبستگی به نسبت مناسبی تدقیق گردید. با استفاده از تکنیک های GIS و به وسیله تحلیل حساسیت تک پارامتری، میزان تاثیرگذاری پارامترهای به کار رفته در روش های نام برده، بر آسیب پذیری آب خوان دشت سلفچگان- نی زار بررسی شد نتایج مربوط به حریم های مختلف کیفی نشان داد که حریم کیفی محدوده مطالعاتی در 4 رده حریم های خیلی کم، کم، متوسط و بالا قرار دارد که به ترتیب قبل از تصحیح مدل 550، 853، 150 و 498 کیلومترمربع و بعد از تصحیح مدل مقادیر یادشده به ترتیب 351، 486، 401، 425 و 404 کیلومترمربع تغییر یافت. به طور کلی نتایج تحلیل حساسیت تک پارامتری در این روش نشان داد که وزن موثر و تئوریک پارامترهای به کار رفته، کاملا بر هم منطبق نیستند و در بعضی موارد تفاوت های قابل توجهی با هم دارند.

تبخیر و تعرق گیاه مرجع (ETo) در تعیین آب مصرفی کشاورزی، مدل های اکوسیستم، وضعیت های رطوبتی، روابط بارش- رواناب و حفاظت آب و خاک نقش به سزایی دارد. اگرچه درستی روش فائو- پنمن- مانتیث (FPM) برای برآورد ETo در نواحی مختلف تایید شده است، ولی نیاز آن به پارامترهای ورودی متنوع، استفاده گسترده از آن را محدود نموده است. در این پژوهش مقدار ETo ماهانه در 12 ایستگاه سینوپتیک واقع در 4 ناحیه آب و هوایی ایران با استفاده از 6 معادله تجربی و 5 معادله تخمینی، محاسبه شد. با مرجع قرار دادن روش استاندارد FPM، با استفاده از آمار سال های 2003-1990 معادله های مختلف واسنجی شدند. براساس آماره ترکیبی IPE در دوره 2007-2004 بهترین معادله در هر یک از ایستگاه ها در وضعیت های مختلف نبود پارامترهای هواشناسی تعیین گردید. واسنجی با استفاده از معادله های خطی سبب کاهش مقدار خطا در بیش تر معادله ها و در بیش تر ایستگاه ها گردید. برآورد مقدار تابش خورشیدی با استفاده از پارامترهای دمایی در نواحی مرطوب و گرم و نیمه خشک منجر به کاهش و در مناطق خشک و نیمه خشک سبب افزایش دقت معادله های تخمینی گردید. در نواحی مرطوب و گرم و نیمه خشک اهمیت مقدار تابش خورشیدی بر مقدار ETo به وضوح مشخص شد. ضمن آن که در نواحی خشک و نیمه خشک این موضوع برعکس می باشد که نشان دهنده اهمیت بیش تر پارامترهای دمایی در این نواحی می باشد. انتخاب معادله مناسب با توجه به این که کدام یک از آماره های MBE، RMSE، MARE و 2R ملاک قضاوت واقع شوند، منجر به نتایج متفاوتی گردید و در معیار ترکیبی IPE با وزن دادن به هر یک از آماره های یاد شده، شرایط انتخاب معادله مناسب بر مبنای دخالت همه آن ها فراهم گردید.

این پژوهش به منظور بررسی تغییرات نفوذپذیری خاک در اثر پخش سیلاب در سطح 42000 مترمربع از سال 1383 به مدت 4 سال آبی در جنوب دهلران اجرا شد. خاک از رده انتی سول ها بدون تکامل پروفیلی مشخص با میانگین بارندگی 2/235 میلی متر است. پس از انتخاب عرصه ها و محل شاهد، در 9 نقطه (هر کدام با 3 تکرار) در طول هر عرصه (به ابعاد طول 1400 متر و عرض 300 متر) اندازه گیری نفوذپذیری خاک (به روش استوانه های متحدالمرکز) انجام شد. افت سطح آب در استوانه مرکزی در فاصله های زمانی 1، 2، 3، 5، 10، 15، 20، 25 و 30 دقیقه ای با 3 تکرار تا ثابت شدن سرعت نفوذ ثبت و میزان نفوذ نهایی محاسبه شد. داده ها با استفاده از آزمون t و آزمون غیرپارامتری کراسکال والیس با نرم افزارهای SPSS و MSTAT تجزیه آماری شدند. نتایج نشان داد که در سال انتهایی اجرای طرح بین سه عرصه و همچنین شاهد در سطح 5 درصد اختلاف معنی داری وجود داشت. همچنین میانگین نفوذپذیری پایه در محل شاهد و در محل عرصه پخش سیلاب به ترتیب 0/18 و 6/13 سانتی متر در ساعت بود که نشان دهنده کاهشی نفوذپذیری در اثر پخش سیلاب بود. در عرصه های اول، دوم و سوم نسبت به شاهد به ترتیب 21، 1/23 و 4/17 درصد کاهش نفوذپذیری مشاهده شد. ماتریس همبستگی پارامترهای مورد اندازه گیری در برابر مقادیر نفوذپذیری نشان داد که از بین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، می توان روابط منطقی تری بین نفوذپذیری با درصد شن، سیلت و رس برقرار کرد. عواملی مانند نسبت جذبی سدیم (SAR) و قابلیت هدایت الکتریکی که بر پخشیدگی ذرات ریز خاک و در نتیجه کاهش نفوذپذیری دخالت دارند در محل مورد آزمایش با درصد کم رس و مقادیر فراوان شن تاثیری نداشت. در نتیجه کاهش نفوذپذیری خاک ناشی از افزایش درصد سیلت و رس بود.

در هنگام سیلاب، آب وارد دشت های سیلابی شده و هیدرولیک جریان رودخانه را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. در این شرایط، محاسبه دبی سیلاب به کمک روش های معمول، با خطای زیادی (تا 40 درصد) همراه است. مهم ترین روش برای اصلاح روش های معمول، مدل شبه دوبعدی شیونو و نایت است که کاربرد زیادی نیز در مقاطع مرکب آزمایشگاهی و صحرایی داشته است. در این مقاله براساس این مدل، رابطه ها بدون بعد مناسبی برای دخالت اثر جریان ثانویه در حل توزیع عرضی سرعت در مقاطع مرکب آزمایشگاهی و رودخانه ای با مسیر مستقیم ارایه شده است. نتایج سرعت جریان در مقطع اصلی به دست آمده از این روش با روش های شیونو و نایت و نیز اروین و همکاران در چند مقطع مرکب آزمایشگاهی و رودخانه ای مقایسه شده است. این مقایسه نشان داد که روش پیشنهادی و مدل اروین و همکاران به ترتیب با ضرایب تبیین 99/0 و 70/0 و خطای متوسط 8/0 و 8/5 درصد، دارای بیش ترین و کم ترین دقت می باشند. همچنین خطای مدل اروین و همکاران در مقاطع مرکب غیرمتقارن زیاد بوده و کاربرد آن توصیه نمی شود.

با توجه به نقش خاک در تامین غذای جمعیت رو به رشد جهان، شناخت همه خصوصیات کیفیت خاک مانند فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و کانی شناسی دارای اهمیت می باشد. تغییرات مکانی ویژگی های خاک تابع عوامل محیطی مانند اقلیم، خصوصیات زمین نما شامل موقعیت زمین نما، توپوگرافی، درجه شیب، ارتفاع، مواد مادری و پوشش گیاهی می باشد. تغییرات توپوگرافی و به دنبال آن فرآیندهای خاک سازی در امتداد اراضی شیب دار، باعث تفاوت معنی داری در ویژگی های خاک می شود. این پژوهش به منظور ارزیابی برخی شاخص های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی کیفیت خاک در اراضی شیب دار لسی توشن واقع در استان گلستان انجام گرفت. به منظور انجام این مطالعه 135 نمونه به روش سیستماتیک تصادفی از عمق 20-0 سانتی متری در 4 موقعیت شانه شیب، شیب پشتی، پای شیب و پنجه شیب و سه جهت شرقی، شمال شرقی و جنوب شرقی برداشت شد. بافت، وزن مخصوص ظاهری، کربن آلی، اسیدیته، قابلیت هدایت الکتریکی، تنفس میکروبی، کربنات کلسیم معادل و پایداری خاک دانه به منظور مطالعه کیفیت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که قسمت های پایین شیب دارای بیش ترین مقدار رس، کربن آلی، پایداری خاک دانه و کم ترین مقدار کربنات کلسیم معادل می باشند و جهت شمال شرقی خاک های با کیفیت بالاتری از نظر میزان کربن آلی دارند. بنابراین، خصوصیات خاک وابسته به موقعیت زمین نما است و این موقعیت ها ویژگی های خاک و تکامل تدریجی آن را تحت تاثیر قرار می دهند. نتایج این پژوهش نشان داد که در بین شاخص های مورد بررسی، کربن آلی به عنوان شاخصی مناسب برای ارزیابی اثر موقعیت زمین نما بر کیفیت خاک مورد استفاده قرار گیرد.

محاسبه دقیق دبی جریان سیلاب برای بسیاری از طرح های مهندسی رودخانه و کنترل سیل از اولویت خاصی برخوردار است. در شرایط سیلاب به دلیل ورود جریان در دشت های سیلابی، هیدرولیک جریان نسبت به جریان عادی پیچیده تر می شود. مطالعات اخیر نشان داده است که روش های معمول محاسبه دبی جریان رودخانه ها در مواقع سیلاب، بدون دقت لازم می باشند. به این منظور روش های اصلاحی زیادی توسط پژوهش گران ارایه شده است. این روش ها دارای محاسبه های طولانی بوده و گاهی نیاز به حل عددی معادلات دیفرانسیل دارند. در این مقاله به عنوان یک راه حل جدید، روش درخت تصمیم M5 برای محاسبه دقیق دبی جریان در مقاطع مرکب پیشنهاد شده است. متغیرهای بدون بعد عمق نسبی جریان، پارامتر کوهیرنس و نسبت دبی محاسباتی کل به دبی مقطع لبریز رودخانه به عنوان متغیرهای ورودی و نسبت دبی واقعی جریان به دبی مقطع لبریز به عنوان متغیر خروجی انتخاب شد. برای انجام این کار، 400 داده دبی- اشل از 30 مقطع مرکب آزمایشگاهی و رودخانه ای جمع آوری شده و به دو گروه داده های واسنجی و صحت سنجی تقسیم شده اند. با استفاده از مدل درخت تصمیم M5 و براساس تقسیم بندی عمق نسبی جریان، 4 معادله خطی برای محاسبه دبی پیشنهاد شده است. با مقایسه آماری نتایج محاسباتی، ضریب تبیین (2R) و مجذور میانگین مجموع مربعات خطا (RMSE) برای داده های واسنجی حدود 939/0 و 382/0 و برای داده های صحت سنجی 938/0 و 446/0 به دست آمده است. این روش نسبت به روش تجزیه قائم مقطع مرکب، روش اروین و همکاران و نیز روش هایدرا و والنتاین از دقت بیش تری برخوردار است.

با توجه به این که طراحی سامانه های آبی در بسیاری از کشورها از جمله ایران، هنوز بر پایه معیارها و سامانه های 50 سال گذشته صورت می گیرد، این امر مهم در سازگاری با تغییرات جوی، باید مورد توجه ویژه و بازخوانی قرار گیرد. در این پژوهش از الگوریتم توازن انرژی برای زمین با استفاده از تصاویر ماهواره ای مودیس با فاصله زمانی 10 روز و قدرت تفکیک مکانی 250×250 متر، مقدار تبخیر و تعرق فضای سبز پارک ملت مشهد برآورد گردید. تبخیر و تعرق برآوردی پارک ملت مشهد (به ازای هر مترمربع) در پایان فصل رشد به میزان 6/1210 میلی متر می رسد. در مقابل مقادیر تبخیر و تعرق مرجع محاسبه شده توسط روش پنمن مانتیت- فائو 56 در انتهای فصل رشد به 3/1563 میلی متر رسیده است، که دارای 5/22 درصد افزایش نسبت به مقدار برآوردی آن می باشد. ارتباط بین تبخیر و تعرق گیاه مرجع محاسبه شده توسط روش پنمن مانتیت- فائو 56 با روش سبال معنی دار بوده و دارای ضریب همبستگی 7637/0 می باشد. استفاده از رابطه ای براساس شاخص پوشش گیاهی کمک شایانی در ایجاد ارتباط بین تبخیر و تعرق گیاه مرجع محاسبه شده توسط روش پنمن مانتیت- فائو 56 با تبخیر و تعرق برآوردی داشت. به طوری که مقدار پارامترهای RMSE و MAE به ترتیب از 62/2 به 27/1 و از 83/1 به 91/0 کاهش یافتند. در همین راستا مقدار پارامترهای آماری RMSE و MAE برای تبخیر و تعرق برآوردی محاسبه شده توسط حاصل ضرب ضرایب گیاهی مربوط به فضای سبز که توسط شاخص پوشش گیاهی به دست آمده بود، برای کل فصل رشد به ترتیب برابر با 2/1 و 93/0 می باشد.

استفاده از آب های با کیفیت نامناسب یکی از راه کارها و فرصت های مقابله با چالش کم آبی است. کاربرد فاضلاب ها، پساب ها و آب های آلوده (به عنوان بخشی از آب های با کیفیت نامناسب) می تواند در آینده باعث افزایش آلودگی خاک ها شده و عواقب ناگواری در روند توسعه پایدار کشاورزی داشته باشد. به این منظور، در پژوهشی نوع و مقدار برخی عناصر سنگین (روی، مس، کادمیوم، نیکل و سرب) موجود در آب رودخانه زرجوب و شالیزارهای تحت آبیاری آن ها، با کشت گیاه برنج رقم هاشمی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک های شالیزاری مانند بافت، اسیدیته گل اشباع، قابلیت هدایت الکتریکی، آهک، کربن آلی، گنجایش تبادل کاتیونی تعیین و روابط آن ها با غلظت این عناصر در آب، خاک و نمونه های گیاه (کاه و دانه سفید شده برنج) مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج به دست آمده، مقدار این عناصر در تمام نمونه های آب، خاک و گیاه پایین تر از حد بحرانی این عناصر بوده است. روند تغییرات غلظت این عناصر، تحت تاثیر ورود فاضلاب های شهری خانگی و صنعتی بوده و در نقاط قبل از شهر از متوسط پایین تری نسبت به داخل شهر برخوردار بوده و سپس در بعد از شهر به حداکثر مقدار خود می رسد. غلظت این عناصر در خاک در طول مسیر رودخانه ها (قبل، داخل و بعد از شهر رشت) در مورد سرب، مس و کادمیوم با افزایش نسبی همراه و در مورد سایر عناصر تغییرات نامنظم بوده است. غلظت عناصر کادمیوم، روی و مس با مقدار کربن آلی و اسیدیته، سرب با مقدار رس و اسیدیته و نیکل تنها با اسیدیته رابطه معنی داری نشان می دهند. با مقایسه غلظت عناصر سنگین اندازه گیری شده در کاه و دانه برنج می توان نتیجه گرفت که مقدار روی، نیکل و مس در برنج سفید همواره بیش تر از کاه بوده است. این در حالی است که بین غلظت کادمیم و سرب در کاه و دانه تفاوت چندانی وجود ندارد. لازم به ذکر است که بررسی روند تغییرات این عناصر در طول مسیر رودخانه نیز تفاوت معنی داری از خود نشان نمی دهند. همچنین رابطه معنی داری بین مقادیر این عناصر در آب و خاک و گیاه برنج به دست نیامد. اگرچه مقایسه نتایج به دست آمده از این پژوهش با استانداردهای موجود، بیانگر نبود آلودگی در مقیاس نگران کننده است ولی مقایسه نتایج این پژوهش با نتایج به دست آمده از یافته های سایر پژوهش گران، بیانگر روند افزایشی غلظت این عناصر در منابع مورد بررسی را است. این افزایش در طی یک دوره زمانی ده ساله، در اراضی شالیزاری تا 4 برابر و در برنج سفید 3 برابر است که نیازمند عزم جدی برای یافتن راه های کنترل و توقف این روند رو به رشد است.

امروزه ضرورت مدیریت منابع آب و استفاده بهینه از آن بیش از پیش روشن شده است. انسان ها باید به کنترل روند منفی در کیفیت آب رودخانه بپردازند و یا حداقل شدت آن را کاهش دهند. در این پژوهش سناریوهای مختلف بهبود کیفیت آب حوضه آب خیز گرگان رود- استان گلستان مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، 9 پارامتر کیفی آب به عنوان متغیر وابسته و 41 متغیر مستقل سیمای سرزمین انتخاب شدند و رابطه بین متغیرها از طریق تحلیل همبستگی و رگرسیون بررسی گردید. سپس، از آن میان با توجه به دیدگاه ها و اهداف مدیریتی مختلف در میان کارشناسان محیط زیست، 5 فعالیت مدیریتی ممکن پیشنهاد گردید. براساس رابطه رگرسیونی اثبات شده بین فعالیت های مدیریتی و پارامترهای کیفی آب مقادیر پارامترها در سناریوهای تدوین شده مورد ارزیابی قرار گرفت. 5 فعالیت مدیریتی عبارتند از: کاهش چین خوردگی پوشش درختی، افزایش مرتع به ازای کاهش مناطق بایر، کاهش سطح کشاورزی براساس روش MCE (ارزیابی چندمعیاره تناسب سرزمین)، کاهش جاده با الگوریتم COST (فواصل هزینه ای) و افزایش مرتع و افزایش تعداد لکه های درختی. به منظور موازنه نتایج به دست آمده از اجرای سناریوهای تدوین شده و نیز تعیین سناریو یا سناریوهای برتر، فن تصمیم گیری چندمعیاره به کار گرفته شد. به این منظور پس از محاسبه مقدار معیارها در همه سناریوها، معیارهای یاد شده به کمک فرآیند AHP وزن دهی شد. سپس، 32 سناریوی تدوین شده با استفاده از روش TOPSIS، برای تعیین برترین سناریوها، اولویت بندی گشت. با توجه به نتایج برترین سناریو، یعنی سناریوی بیست و یک شامل کاهش جاده با الگوریتم COST و افزایش مرتع، افزایش مرتع به ازای کاهش مناطق بایر و کاهش چین خوردگی پوشش درختی انتخاب شد. با استفاده از سناریوسازی می توان برنامه مدیریتی برای آب خیز موردنظر را با توجه به تغییراتی که ممکن است در آینده ای نزدیک ایجاد شود، ارایه کرد، بنابراین این فعالیت های مدیریتی امکان بهبود کیفیت آب در آینده را پیش بینی می کنند.

قارچ ریشه های آربوسکولار (AMF) و باکتری های افزاینده رشد گیاه (PGPR) با راه کارهای مختلف در بهبود رشد و بردباری گیاهان در خاک های آلوده به فلزات سنگین موثر شناخته شده اند. هدف این مطالعه بررسی افزایش استخراج سرب خاک به وسیله تلخه در اثر مایه زنی با برخی از گونه های AMF (ترکیبی از گونه های Glomus شامل G. intraradices، G. mosseae و G. fasciculatum) و PGPR (ترکیبی از گونه های Pseudomonas شامل P. putida، P. fluorescens و P. aeruginosa) بود. این پژوهش در شرایط گلخانه ای به صورت فاکتوریل با دو فاکتور غلظت سرب (در 4 سطح) و تیمار میکروبی (در 2 سطح) در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی و در 3 تکرار انجام شد. به همین منظور، یک نمونه خاک انتخاب و به طور یکنواختی با غلظت های مختلف سرب (صفر، 250، 500 و 1000 میلی گرم بر کیلوگرم) آلوده شد. خاک آلوده شده استریل شد و سپس با AMF و PGPR مایه زنی شد. نتایج نشان داد با افزایش غلظت سرب در خاک مقادیر عملکرد شاخساره، غلظت آهن و روی در شاخساره کاهش یافت و مقادیر سرب زیست فراهم، غلظت سرب در شاخساره و کل سرب استخراج شده توسط تلخه افزایش یافت. مایه زنی با AMF و PGPR عملکرد شاخساره تلخه را به طور میانگین به ترتیب بیش از 7/2 و 4/1 برابر نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. مقدار کل سرب استخراج شده توسط شاخساره به طور میانگین در تیمارهای AMF و PGPR به ترتیب بیش از 2/3 و 2/2 برابر نسبت به تیمار شاهد بیش تر بود. بنابراین می توان چنین نتیجه گیری کرد که استخراج سرب خاک به وسیله تلخه در اثر مایه زنی با گونه های AMF و PGPR به طور چشم گیری افزایش می یابد.

روند تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب همواره یکی از چالش های مدیران و تصمیم گیرندگان در حوزه منابع آب بوده است. در این پژوهش با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و منطق بولین، آب دشت مشهد براساس پارامترهای کیفی موثر در طبقه بندی های شرب و کشاورزی پهنه بندی شد و سپس روند تغییرات زمانی و مکانی آن ها بررسی و دلایل آن تجزیه و تحلیل گردید. سری های زمانی تشکیل شده برای 3 پارامتر TDS، pH و EC ارزیابی گردید و تاثیر عوامل مختلف، به ویژه نوسانات آب و هوایی در دوره های زمانی 3 ساله، مدنظر قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که افزایش فعالیت های انسانی، نوسانات آب و هوایی، دمای آب و آلودگی های انتقال یافته از خارج محدوده مطالعاتی به ترتیب از عوامل موثر بر کیفیت آب دشت مشهد می باشند.

آلاینده های نفتی با دارا بودن اثرات منفی زیست محیطی گوناگون و تاثیر بر روی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و آب، کیفیت آن ها را به مخاطره انداخته و سلامت بشر را تهدید می کند. در این راستا، هدف از این پژوهش بررسی رفتار دو خاک با بافت شنی لومی و رسی سیلتی با عبور آلاینده های گازوئیل و نفت سفید در شرایط پایلوت و حالت ضربه بود. به این منظور استوانه های شیشه ای طراحی و خاک ها براساس وزن مخصوص ظاهری، به صورت همگن در این استوانه ها پر شدند. سپس تخلخل خاک محاسبه و پس از اشباع خاک ها، مقادیر معادل نیم و یک حجم تخلخل آلاینده هیدروکربوری بر روی آن ها اعمال شد و در نهایت بده خروجی گازوئیل و نفت سفید و آب، با زمان به دست آمد. مقایسه نتایج منحنی رخنه گازوئیل و نفت سفید در ستون های خاک اشباع سبک و سنگین نشان داد که خاک شنی لومی این آلاینده ها را در مقایسه با خاک رسی سیلتی با سرعت بیش تر و نگهداشت کم تر انتقال داد و همچنین در هر دو خاک رسی سیلتی و شنی لومی، نگهداشت گازوئیل در خاک بیش تر از نفت بوده و نفت با شیب بیش تر و تاخیر کم تری از خاک سبک و سنگین خارج شد. با این تفاوت که این اختلاف در نرخ خروجی آلاینده ها از خاک سبک و در کاربرد یک حجم از آلاینده ها، نسبت به خاک سنگین فاحش تر است. نتایج این پژوهش می تواند در تخمین نشر آلودگی در هر نقطه به هنگام آلودگی ضربه ای (به خصوص در مواقعی که آلودگی ناگهانی رخ می دهد) و چگونگی عکس العمل خاک در برابر این آلاینده ها به کار رود.

مساله مهم در توسعه پایدار منابع آب زیرزمینی، مدیریت علمی آن است. بنابراین در این پژوهش با استفاده از نرم افزار MODFLOW، تاثیر افزایش راندمان آبیاری بر روی منابع آب زیرزمینی دشت ارومیه بررسی گردید. مدل آب زیرزمینی دشت ارومیه برای سال های آبی 72-1371 و 80-1379 مورد واسنجی و ارزیابی قرار گرفته بود، در این مطالعه این مدل بار دیگر با استفاده از سناریوهای مختلف مدیریتی آبیاری و 28 چاه مشاهداتی برای سال های 88-1387 مورد ارزیابی قرار گرفت. تاثیر افزایش راندمان آبیاری با کاهش نرخ تغذیه به میزان 20، 40 و 60 درصد در مدل دشت ارومیه مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که سطح آب با کاهش نرخ تغذیه به میزان 20، 40 و 60 درصد به ترتیب 25، 50 و 75 سانتی متر پایین می آید. هم چنین نتایج نشان داد که مناطقی از شرق و قسمت هایی از مناطق میانی دشت با مشکل زه کشی مواجه خواهند شد. مدل نشان داد که بسیاری از مشکلات ناخواسته می تواند با اعمال روش های نوین آبیاری به جای روش های سنتی و افزایش راندمان آبیاری برطرف گردد.

در این پژوهش، جریان روزانه رودخانه چهل چای استان گلستان با استفاده از مدل ابزار ارزیابی آب و خاک (SWAT) شبیه سازی شده است. برای واسنجی موفق مدل، ابتدا یک مرحله تحلیل حساسیت انجام و سپس با کمک نتایج این مرحله واسنجی و اعتبارسنجی مدل به صورت دستی و براساس آمار هیدرولوژیکی سال های 2007-2001 انجام شد که 4 سال ابتدایی آن برای واسنجی و 3 سال بعد برای اعتبارسنجی مدل استفاده شد. طبق نتایج تحلیل حساسیت، پارامترهای ضریب تبخیر از لایه های خاک، شماره منحنی، ظرفیت آب قابل دسترس خاک، نسبت نفوذ به سفره عمیق و چگالی توده خاک در بخش های مختلف بیش ترین حساسیت را داشتند. دقت شبیه سازی روزانه با استفاده از شاخص نش- ساتکلیف در دوره واسنجی 57/0 و با شاخص 2R برابر 62/0 و در دوره اعتبارسنجی به ترتیب 32/0 و 42/0 به دست آمد. شبیه سازی ها در پایه زمانی ماهانه دقت بالاتری را نشان دادند.

یکی از مشکلات امروزه بشر به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک، شور و سدیمی شدن اراضی کشاورزی است. با توجه به این که خاک های مبتلا به نمک گستره وسیعی از کشور ایران را در بر گرفته اند، این مطالعه با هدف اصلاح خاک های سدیمی صورت گرفت. به منظور بررسی تاثیر گچ و سولفات آلومینیوم به تنهایی و یا همراه با یک پلیمر محلول در آب، نشاسته بهینه شده، رس نانو و مخلوط آن ها بر میزان رس قابل انتشار در یک خاک سدیمی، آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 18 تیمار و 3 تکرار در دانشگاه زنجان به اجرا درآمد. پس از اعمال تیمارها و خوابانیدن نمونه ها به مدت 4 ماه درصد رس قابل انتشار اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان داد که اثر مواد اصلاحی معدنی و آلی بر میزان رس قابل انتشار در سطح آماری 1 درصد معنی دار بود. موثرترین تیمار در کاهش درصد رس قابل انتشار تیمار 75 کیلوگرم در هکتار رزین 58 + 75 کیلوگرم در هکتار نشاسته بهینه شده + رس نانو به میزان 2 درصد وزنی هم زمان با سولفات آلومینیوم به اندازه نیاز گچی بود که رس قابل انتشار را از 95 درصد در تیمار شاهد به 4/3 درصد در این تیمار کاهش داد و کم ترین میزان کاهش در تیمار شاهد (بدون ماده اصلاحی معدنی و آلی) اندازه گیری شد.