فهرست مطالب

حفاظت منابع آب و خاک - سال پنجم شماره 3 (پیاپی 19، بهار 1395)

فصلنامه حفاظت منابع آب و خاک
سال پنجم شماره 3 (پیاپی 19، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/02/07
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سید احسان شیرنگی، سمیرا خالقی، فهیمه بقایی، عباس منصوری، احسان پورمند صفحات 1-11
    در بهره برداری بهینه کمی و کیفی از مخزن سدهابه دلیلوجود تصمیم گیران و ذینفعان متعدد با اهداف و مطلوبیت های متفاوت و همچنین تعداد زیاد متغیرهای حالت و تصمیم، مساله تصمیم گیری بسیار پیچیده و امری ضروری محسوب می شود. در این مقاله با هدف رفع اختلاف بین تصمیم گیران در بهره برداری از مخزن سد، کاربرد یک مدل رفع اختلاف گروهی چند نفره جهت تعیین نقطه بهینه بر روی منحنی تبادل بدست آمده از تلفیق مدل شبیه سازی کیفی یک بعدی مخزن و مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک حاصل از تحقیقات پیشین به نحوی که مطلوبیت همه تصمیم گیران از لحاظ کمی و کیفی تامین شود، ارائه می گردد. برای تدوین قوانین و سیاست های بهره برداری به هنگام کمی - کیفی از مخزن سد، استفاده از مدل شبیه سازی هوشمند شبکه های بیزی که دارای قابلیت خروجی احتمالاتی می باشد پیشنهاد می شود. مطالعه موردی، سد پانزده خرداد ایران است که مخزن آن دارای مشکل قابل توجه کیفی است. نتایج حاصل نشان دهنده کارایی مناسب مدل های ارائه شده در حل اختلاف بین سازمان های تصمیم گیرنده و تعیین سیاست های بهینه و به هنگام بهره برداری کمی - کیفی از مخزن می باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، بهره برداری مخزن، رفع اختلاف گروهی، شبکه های بیزی
  • لیلا غلامی، مسعود داوری، کمال نبی اللهی، حامد جنیدی جعفری صفحات 13-27
    تغییرات غیر علمی و نا آگاهانه کاربری اراضی دارای اثراتی منفی بر ویژگی های مطلوب فیزیکی و شیمیایی خاک می باشد. در این پژوهش تاثیر تغییر کاربری اراضی بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک ارزیابی شده است. بدین منظور در سه کاربری مرتع، جنگل و اراضی زراعی در منطقه بانه استان کردستان سه ایستگاه به طور تصادفی انتخاب شد. در هر ایستگاه با کاربری معین، از دو عمق 15-0 و 30-15 سانتی متری خاک نمونه هایی دست خورده و دست نخورده در سه تکرار برداشت شده و در آزمایشگاه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که تاثیر تغییر کاربری اراضی بر درصد شن، سیلت و رس چندان مشخص و معنی داری نمی باشد. این در حالی است که تغییر کاربری اراضی سبب افزایش جرم مخصوص ظاهری، کاهش تخلخل، کاهش هدایت هیدرولیکی خاک و کاهش پایداری خاکدانه ها شده است. بیشترین درصد خاکدانه های درشت (8-0.25 میلی متر) در جنگل و بیشترین درصد خاکدانه های ریز (0.25-0.053 میلی متر) نیز در اراضی زراعی مشاهده گردید. تغییر کاربری اراضی همچنین موجب افزایش هدایت الکتریکی و واکنش خاک شده و با افزایش عمق مقدار آنها نیز افزایش یافته است. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد که تغییر کاربری اراضی دارای تاثیر معنی دار و کاهشی بر مقدار کربن آلی خاک می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده متوسط کربن آلی در کاربری جنگل معادل 4.99 درصد و در اراضی زراعی و مراتع به ترتیب معادل 2.26 و 1.79 درصد می باشد. در مجموع نتایج کلی بیان گر آن است تغییر کاربری اراضی می تواند با تغییر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک موجب کاهش کیفیت خاک و افزایش تخریب آن گردد.
    کلیدواژگان: تغییر کاربری اراضی، خصوصیات شیمیایی خاک، خصوصیات فیزیکی خاک
  • محمد علی غلامی سفیدکوهی، میثم رمضانی، میر خالق ضیاء تبار احمدی صفحات 29-41
    شوری آب و خاک موضوعی است که به دلیل اهمیت آن در بسیاری از کشورها از آن به عنوان«مرگ سفید »یاد می شود. الکتروکینتیک یک روش فیزیکی برای استخراج نمک ها اعم از ترکیبات شیمیایی آلی و معدنی از خاک می باشد. در این مطالعه الکترودها به صورت افقی و به همراه فرآیند آبشویی در اصلاح الکتروکینتیکی یک خاک شور-سدیمی استفاده شدند. بدین منظور الکترودهایی از جنس آلومینیوم مشبک شده و به عنوان آند و کاتد به ترتیب در بالا و پایین ستون های خاک با چهار ارتفاع 10، 20، 30 و 45 سانتی متر قرار گرفتند. سپس آبی معادل چهار برابر آب منفذی و با تناوب 30 میلی متر از بالای نمونه ها وارد خاک شده و خصوصیات زه آب خروجی اندازه گیری و مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. همچنین فرآیند آبشویی در هر یک از ارتفاع ها به عنوان شاهد و بدون اعمال روش الکتروکینتیک انجام شد. نتایج نشان داد که در تیمارهای الکتروکینتیک هدایت الکتریکی لحظه ای زه آب و شدت جریان الکتریکی عبور کرده از خاک به صورت افزایشی-کاهشی تغییر کرده اند. همچنین اسیدیته زه آب خروجی نسبت به شاهد افزایش داشته و بین 8/6 تا 9 متغیر بوده و دمای آن بین 23 تا 35 درجه سانتی گراد تغییر کرده است. اعمال جریان الکتریکی خروج کاتیون ها را به طور معنی داری (05/0p<) افزایش داده است (25 درصد) و خروج آنیون ها را به مقدار کمی (2 درصد) کاهش داده است. همچنین فرایند الکتروکینتیک، نسبت خروج یون سدیم را به دو یون کلسیم و منیزیم به طور متوسط 5/8 درصد در مقایسه با تیمارهای شاهد افزایش داده است.
    کلیدواژگان: اصلاح خاک شور، سدیمی، الکترود افقی، الکترود آلومینیوم، جریان الکتریکی
  • محمدرضا خزایی صفحات 43-54
    در این مقاله اثر تغییر اقلیم بر رژیم هیدرولوژیکی یک حوضه کوهستانی ارزیابی شده است. به این منظور سناریوهای مدل-های گردش عمومی به روش عامل تغییر ریزمقیاس شده اند. سناریوهای اقلیمی به مدل بارش-رواناب روزانه که از پیش برای حوضه به خوبی واسنجی و اعتبارسنجی شده است وارد شده و جریان روزانه رودخانه برای دوره مشاهداتی و سناریوهای اقلیم تغییر یافته آینده (93-2067) شبیه سازی شده است. با مقایسه ویژگی های جریان شبیه سازی شده سناریوهای آینده با دوره فعلی، اثر تغییر اقلیم بر رژیم هیدرولوژیکی رودخانه ارزیابی شده است. به منظور تحلیل عدم قطعیت سناریوهای انتشار، از سه سناریوی A2، A1B، و B1 که به ترتیب بیانگر حالات غلظت زیاد، متوسط، و کم گازهای گلخانه ای هستند، استفاده شده است. نتایج حاکی از افزایش میانگین دمای حوضه بین 3 تا 5 درجه و افزایش تبخیر و تعرق در همه ماهای سال است. با وجود عدم قطعیت سناریوهای انتشار، تحت همه سناریوها بارش و جریان سالانه افزایش می یابد، اما توزیع فصلی نیز تغییر می کند؛ به گونه ای که جریان در پائیز و زمستان افزایش و در بهار و تابستان کاهش می یابد. کاهش جریان رودخانه در نیمه دوم سال آبی مبین لزوم توجه به اثرات تغییر اقلیم در طراحی مخازن سدها است.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، رژیم هیدرولوژیکی، شبیه سازی جریان روزانه، عامل تغییر، حوضه رودخانه بشار
  • پروانه محقق، مهدی نادری، جهانگرد محمدی صفحات 55-71
    برای بررسی کیفیت خاک، استفاده از شاخص های حساس خاک به مدیریت کاربری اراضی ضروری می باشد. از آن جائیکه رصد کلیه خصوصیات خاک، پرهزینه و طاقت فرسا است بنابراین تعداد محدودی از خصوصیات خاک توصیه می شود. این مطالعه با هدف مقایسه برخی خصوصیات خاک در کاربری های مختلف و تعیین حداقل ویژگی های موثر بر کیفیت خاک در حوضه آبخیز دریاچه چغاخور در استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. بدین منظور با استفاده از روش ابر مکعب لاتین و با بهره گیری از نقشه های شیب، کاربری و خاک، مکان 125 نمونه سطحی (20-0 سانتیمتر) تعیین شد. پس از تیمارهای اولیه نمونه های خاک، 29 خصوصیت فیزیکی و شیمیایی خاک ها به روش های استاندارد اندازه گیری شدند. نتایج مقایسه میانگینها در کاربری های مختلف نشان داد که ویژگی هایی شامل میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، آب قابل استفاده، گنجایش هوایی، شاخص دکستر، کربن آلی، کربن آلی ذره ای در خاکدانه های بزرگ، نسبت کربن آلی ذره ای در خاکدانه های بزرگ به کوچک، غلظت فسفر، آهن و مس به ترتیب در کاربری باغ، زمینهای زراعی، مراتع خوب، دیمزارها و مراتع ضعیف سیر نزولی داشتند. جهت تعیین شاخصهای مرثر بر ارزیابی کیفیت خاک در کاربری ها تجزیه داده ها به مولفه های اصلی و تجزیه تشخیص گام به گام انجام شد و ویژگی هایی همانند پایداری خاکدانه ها در آب، اجزای بافت خاک، نسبت کربن آلی ذره ای در خاکدانه های درشت به خاکدانه های کوچک و غلظت عناصر سنگین مس و روی به عنوان حداقل مجموعه داده های حساس به کیفیت خاک گزینش شدند.
    کلیدواژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، تجزیه تشخیص گام به گام، شاخص کیفیت خاک
  • زهرا سعادتی، معصومه دلبری، ابراهیم امیری، مهدی پناهی، محمدحسین رحیمیان، مسعود قدسی صفحات 73-85
    مدلهای شبیه ساز که اثرات مقادیر مختلف آب بر روی عملکرد محصول را به صورت کمی شبیه سازی میکنند، ابزارهایی مفید در مدیریت آب در سطح مزرعه و بهینه سازی کارآیی مصرف آب میباشند.در این تحقیق از مدل CERES-Wheat جهت شبیه سازی پاسخ عملکرد گندم تحت تیمارهای مختلف آبیاری-رقم با 3 تیمار آبیاری در کرتهای اصلی و 5 رقم گندم در کرتهای فرعی شامل C-73-5، C-78-4، C-78-8، C-79-6 و C-79-16 در مشهد در طی دو سال زراعی 82-1381 و 83-1382 استفاده شد.با توجه به نتایج،بر اساس شاخص آماری ریشه میانگین مربعات خطای نسبی، مدل CERES-Wheat عملکرد دانه در سال زراعی 82-1381 را با 7 درصد و در سال زراعی 83-1382 با 10 درصد نسبت به عملکرد دانه مشاهده شده، شبیه سازی کرد. چون مقدار ریشه میانگین مربعات خطای نسبی کمتر از 10 درصد بوده،بنابراین شبیه سازی به خوبی انجام گرفته است.همچنین، مقدار ریشه میانگین مربعات خطای محاسبه شده برای عملکرد دانه در هر دو سال زراعی کمتر از 10 درصد مقدار میانگین مشاهده شده بدست آمد.این نتایج مبین مطابقت خوب نتایج شبیه سازی مدل میباشد.همچنین، مقادیر بهره وری آب بر اساس میزان تبخیر و تعرق و بهره وری آب بر اساس میزان آب آبیاری برای هر دو سال زراعی 82-1381 و 83-1382 در تیمار I3-C-79-6 بیشترین مقدار را دارا هستند، لذا مدیریت آبیاری مذکور و رقم گندم C-79-6 میتواند در منطقه مورد مطالعه توصیه شود.بطور کلی یافته های تحقیق، کارایی مطلوب مدل CERES-Wheat در شبیه سازی فرآیند رشد و تاثیر آب بر عملکرد گندم در منطقه مورد مطالعه را تایید مینماید.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، عملکرد گندم، مدل شبیه سازی، مدیریت آبیاری
|
  • Seyed Ehsan Shirangi, Samira Khaleghi, Fahimeh Baghaei, Abbas Mansoori, Ehsan Pourmand Pages 1-11
    In reservoir operation, there are various decision makers and stakeholders with different and varied utilities. In this paper, investigates the conflicts among decision makers and stakeholders and water quality simulation model and Genetic Algorithm (GA) optimization model combined to find the trade-off curve between qualitative and quantitative issues. The group n person conflict resolution theory is used for selecting the best point on trade-off curve. The Bayesian networks as a novel type of learning model is used to develop real-time operating rules. To evaluate the efficiency of the proposed methodology, it is applied to the 15-Khordad dam located in the central part of Iran. The 15-Khordad dam supplies the water demands of three main sectors: domestic, agriculture and environment. These sectors have conflicting interests about the quantity and quality of the allocated water to their demands the test results show that the both conflict resolution model and Bayesian network model can significantly calculate real-time reservoir operating policies.
    Keywords: Bayesian networks, genetic algorithm, group bargaining, reservoir operation
  • Leila Gholami, Masoud Davari, Kamal Nabiollahi, Hamedjoneidi Jafari Pages 13-27
    Non-scientific and unconscious changes in land use have negative impacts on ýthe soil physical and chemical properties. In this research, the effect of land use ýchanges on some soil physical and chemical properties was investigated. For this propose, three sites in three ýýýadjacent land use ýtypes including pasture, forest andþ þagriculturalþ þlands were randomly selected in region of Baneh, ýýýýýKurdistan ýprovince. Disturbed and undisturbed soil samples were collected from three sites at each of the different land use types from depths of 0–15 and 15–30 cm ýand were analysed in the laboratoryý. The results indicated that land use changes have no significant effects on the percentage of sand, silt and clay. Change in the land use type caused increase in bulk density and decrease in total porosity, soil hydraulic conductivity and aggregate stability. The ýmost percentage of coarse aggregates (0.25-8 mm) and fine aggregates (0.053-0.25 mm) was found in forest ýand ýagricultural land, respectively. Land use change caused increase in electrical conductivity and ýsoil reaction which increases with depth too. The results also indicated that land use change significantly decreases the amount of soil organic carbon. The average of soil organic carbon in forest, agricultural land and pastures were 4.99, 2.26 and 1.79%, respectively. In general, the results of this research showed that changes in land use has adverse effects on the soil physical and chemical properties that can result in reducing soil quality and increasing its degradation.
    Keywords: Land use change, Soil chemical properties, Soil physical properties
  • Meysam Ramezani, Mohammad Ali Gholami Sefidkouhi, Mirkhalegh Ziatabar Ahmadi Pages 29-41
    The salinity of water and soil is called white death in many countries, because of its importance. Generally, the quantity of leaching water, energy consumption and time usage of soil remediation procedure are important factors which affect suitable method of soil reclamation. Electrokinetic (EK) is a physical method for salt extraction such as chemical, Organic and inorganic compounds. In this study, the horizontal placement of electrodes along with leaching procedure was used in Electrokinetic remediation of a saline-alkaline soil. For this purpose, two aluminum and reticular electrodes was placed above and under the soil column as anode and cathode, respectively. The soil columns heights were 10, 20, 30 and 45 cm. Then leaching water (30 mm) every day and totally Equivalent to Four times pore water was entered to soil and properties of drain water was measured. Although, leaching procedure without applying electrokinetic technique was done as control treatment. The results showed that Electrical Conductivity (EC) of drain water and current rate was changed sinusoidal in EK. Although, PH and temperature of drain water was changed between 6.8 to 9 and 23 to 35 centigrade, respectively. Leaching of cations increased in EK technique significantly (p
    Keywords: Aluminum Electrodes, Electrical Current, Horizontal Electrokinetic, Saline, alkaline Soil Remediation
  • Mohammad Reza Khazaei Pages 43-54
    In this paper climate change impacts on hydrological regime of a mountainous river basin is assessed. In order to do that, scenarios of global climate models are downscaled by using change factor method. The climate scenarios are used as inputs of a rainfall-runoff model, which is well calibrated for the basin, and daily stream-flow series for present condition and future scenarios (2067-93) are simulated. By comparison of river-flow characteristics for present condition and future scenarios, the climate change impacts on hydrologic regime of the basin are assessed. for analysis of the emission scenarios uncertainty, scenarios of A2, A1B, and B1, which relevant to high, medium, and low emission scenarios, respectively. Based on the results, basin temperature will increase between 3 to 5 Celsius degrees and potential evapotranspiration will increase for all month of the year. Despite uncertainty of emission scenarios, under all emission scenarios, annual average of rainfall and stream flow will raise; however, seasonal cycle of rainfall and river flow will change, too. Average river flow in the autumn and winter will increase, while the average river flow in spring and summer will decrease. Decreasing of the river flow in the second half of the water year, Implies the importance of considering of the climate change impacts on the river-flow for designing of dam’s reservoir.
    Keywords: Bashar River basin, daily stream, flow simulation, change factor, climate change, hydrological regime
  • Parvaneh Mohaghegh, Mehdi Naderi Khorasgani, Jahangard Mohammadi Pages 55-71
    For assessing of soil quality, the sensitive indicators can be used in land use managements. Monitoring all soil characteristics is costly and laborious therefore, limited soil characteristics for this mean are recommended. The purposes of this study were comparing several soil attributes of different land use types and determination of minimum effective soil characteristics on soil quality in Chughakhor Basin, Chaharmahal va Bakhtiari Province, Iran. To fulfill the objectives slope, land use and soil maps and Latin Hypercube strategy were used and locations of 125 composite and surficial soil samples were determined. After pretreatment of soil samples, 29 soil physical and chemical characteristics were measured using appropriate methods. The mean comparison of different land uses showed that mean weighted aggregate diameter, available water content, air content, Dexter index, organic carbon, particle organic carbon in macro aggregate, the proportion of particle organic carbon in macro to in micro aggregates, P, Fe and Cu contents values of land use types were in the order Orchards>cultivated areas>Good rangelands>Dry land areas>Weak rangelands. For determination of effective indicators in soil quality assessing, the principle component analysis and stepwise discriminant analysis are used. The soil characters like water stable aggregates, soil texture elements, proportion of particle organic carbon in macro to in micro aggregates and soil Cu and Zn concentrations as minimum data set for soil quality assessment.
    Keywords: Principle component analysis, Stepwise disriminant analysis, Soil quality indicator
  • Zahra Saadati, Masomeh Delbari, Ebrahim Amiri*, Mahdi Panahi, Mohammad Hosein Rahimian, Masoud Ghodsi Pages 73-85
    The simulation models of yield response to water are expected to play an increasingly important role in the optimization of water productivity (WP) in agriculture. In this study, the CERES-Wheat model was used to simulate of wheat yield response under different irrigation-cultivar treatments with three irrigation treatments in main plots and Five wheat cultivars in sub plots consisted of C1:C-75-5, C2: C-78-4, C3:C-78-8, C4: C-79-6 and C5: C-79-16 in Mashhad region during the years of 2002-2003 and 2003-2004. According to the results, the relative root mean square error of grain yield simulation by CERES-Wheat model was 7 and 10 % for 2002-2003 and 2003-2004 years, respectively. Because, the relative root mean square error was less than 10 percent, so done well simulation. Also, the root mean square error calculated for grain yield for both years was less than 10 percent of the observed mean. The results are indicating a good match to the simulation results of the model. The value water productivity based on crop evapotranspiration and irrigation water value in I3-C-79-6 treatment has the value highest for both years of 2002-2003 and 2003-2004. Therefore, the noted irrigation management (I3) and wheat cultivar (C-79-6) can be recommended in the study area. The overall findings of this study to confirm the optimal performance of the model CERES-Wheat in the growth process simulation and the water impact on yield in the study area.
    Keywords: Irrigation Management, Simulation Model, Water Productivity, Wheat Yield