تنش خشکی و نیاز روزافزون به تولید مواد غذایی باعث نگرانی جدی در مورد پایداری منابع آبی و سیستمهای کشاورزی در مناطق خشک خاورمیانه بهویژه ایران شده است. آزمایشهای مزرعهای در چهار تکرار و در چهار سطح به مقدار ۱۲۰، ۱۰۰، ۸۰ و ۶۰ درصد نیاز آبیاری کامل برای محصول ذرت شیرین، انجام شد. واسنجی و اعتباریابی مدل سیستم پشتیبانی تصمیم برای انتقال فناوری کشاورزی (DSSAT) برای ارزیابی استراتژیهای مدیریتی مختلف برای برنامهریزی آبیاری بر عملکرد، شاخص سطح برگ و زیستتوده ذرت شیرین موردبررسی قرار گرفت. این مطالعه نشان داد که مدل از نظر شبیهسازی اثر تنش شدید آبیاری بر رشدونمو ذرت شیرین در محدوده متوسط (NRMSE بین ۲۰ تا ۳۰ درصد) قرار دارد. نتایج ارزیابی مدل Ceres-Maize برای بررسی روند رشد پویا شاخص سطح برگ، ارتفاع و زیستتوده قسمت هوایی ذرت شیرین نشان داد که مدل فرایند رشد زیستتوده را شبیهسازی میکند. بر این اساس، مدل در مرحله واسنجی و اعتباریابی تیمار ۲۰ درصد کمآبیاری، شاخص سطح برگ حداکثر را ۵۲/۰ و ۷۱/۰ کاهش داد. مدل در مراحل واسنجی و اعتباریابی، زمانی که گیاه در مرحله اولیه رشد قرار داشت با اعمال تنش خشکی شدیدتر، خطای زیادی نشان داد. نتایج نشان داد در تیمارهای کمآبیاری، مقادیر اندازهگیریشده سریعتر به مقادیر نهایی خود نزدیک میشوند. در رژیم ۴۰ درصد کمآبیاری مدل با خطای زیادی شبیهسازی عملکرد دانه را انجام داد، بهطوریکه مقادیر NRMSE در مرحله اعتباریابی ۰۳/۲۷ بهدست آمد. بهطورکلی این تحقیق نشان داد که مدل Ceres_Maize برای شبیهسازی عملکرد و زیستتوده محصول ذرت شیرین عملکرد قابلقبولی دارد.
بیوچار بهعنوان اصلاحکننده خاک، سبب بهبود ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک میشود. تنش رطوبتی نیز یکی از عوامل محدودکننده رشد گیاهان است این پژوهش بهمنظور بررسی اثر کمآبیاری و بیوچار بر روی خصوصیات مرفولوژیک گیاه گشنیز در یک خاک ریز دانه بر پایه فاکتوریل بهصورت کاملاً تصادفی در گلخانه تحقیقاتی و پژوهشی دانشگاه ارومیه انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل سه سطح آبیاری کامل، 75 و 50 درصد نیاز آبی گشنیز (a1، a2، a3) و سه سطح کاربرد بیوچار صفر (بدون کاربرد بیوچار) 5/2 و 5 درصد وزنی هر گلدان (b1، b2، b3) بودند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس و مقایسه میانگین صفات موروفولوژیکی اندازهگیریشده (وزن تر وخشک گیاه، برگ، ساقه و ریشه) نشان داد که این صفات تحت تأثیر سطوح مختلف آبیاری و کاربرد بیوچار اختلاف معنیداری داشتند، بهطوریکه بیشترین مقدار هر یک از این صفات در تیمار آبیاری کامل و کاربرد 5/2 درصد وزنی بیوچار (a1b2) و کمترین مقدار آن در تیمار آبیاری 50 درصد نیاز آبی و بدون بیوچار (a3b1) مشاهده شد. بیشترین مقدار بهرهوری آب براساس وزن تر (26/3 کیلوگرم بر مترمعکب) و خشک (49/0 کیلوگرم بر مترمعکب) گیاه از تیمار a2b2 بهدست آمد. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که کاربرد مقدار مناسب بیوچار سبب کاهش اثرات منفی تنش رطوبتی و بهبود شاخصهای رشدونمو گیاه در مقایسه با تیمار شاهد میشود. بنابراین کاربرد آن برای گیاه در شرایطی که گیاه تحت تنش خشکی است و یا گلخانهها بهمنظور کاهش میزان آب مصرفی و بهبود رشد و عملکرد گیاه توصیه میشود.
یکی از روشهای نوین صرفهجویی در مصرف آب و کاهش هزینههای آبیاری استفاده از سوپرجاذبها میباشد. ازآنجاکه نانوذره زئولیت سطح ویژه بزرگتری دارد، لذا میتواند آب و عناصر غذایی را جذب کرده و در زمان نیاز گیاه آزاد نماید. آزمایشی گلخانهای دو ساله برای بررسی تأثیر سطوح مختلف آبیاری و نانوزئولیت بر شاخصهای رشدی، محتوای نسبی آب و نشت یونی در گیاه ریحان اجرا شد. آزمایش بهصورت کرتهای خردشده در قالب بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سطوح آبیاری در سه سطح ( FC75/0I1= یا کمآبیاری، FC I2= یا آبیاری نرمال و FC 25/1 I3= یا بیشآبیاری) و سطوح سوپرجاذب نانوزئولیت در چهار سطح (Z0 بدون سوپرجاذب، Z5 پنج گرم سوپرجاذب در هر کیلوگرم خاک، Z10 10 گرم سوپرجاذب در هر کیلوگرم خاک و Z15 15 گرم سوپرجاذب در هر کیلوگرم خاک) بود. نتایج نشان داد با افزایش شدت خشکی، رشد قطری و ارتفاعی و سایر صفات مانند تعداد برگ، سطح برگ، وزن ماده خشک (زیستتوده) ریحان بهصورت معنیداری کاهش یافت سطح آبیاری 75 درصد منجر به کاهش صفات رویشی، کاهش محتوای نسبی آب برگ و افزایش نشت یونی گردید، همچنین نتایج نشان داد استفاده از نانوزئولیت اثر معنیداری در سطح یک درصد بر پارامترهای موردبررسی دارد، بهطوریکه کاربرد این سوپرجاذب به مقدار پنج و 10 گرم در هر کیلوگرم خاک در تمام تیمارهای آبیاری (I1، I2 و I3) بهترتیب موجب افزایش 22 و 30 درصدی ارتفاع ساقه گیاه در دو سال متوالی، همچنین افزایش قطر ساقه ریحان بهترتیب به میزان 33 و 29 درصد، بالارفتن تعداد شاخههای جانبی ریحان نیز در دو سال بهترتیب به مقدار 90 و 89 درصد، ازدیاد تعداد برگهای ریحان نیز بهترتیب برابر با 49 و 76 درصد، رشد سطح برگ نیز بهترتیب با افزایش 25 و 19 درصدی مواجه شد. وزن خشک گیاه نیز افزایش 40 و 30 درصدی را بهترتیب داشتند، محتوای نسبی آب برگ نیز با افزایش 14 و هفت درصدی در دو سال متوالی روبهرو شد. در نشت الکترولیت برعکس پارامترهای قبلی، کاربرد سوپرجاذب باعث کاهش نشت یونی ریحان شد، اما با اعمال کمآبیاری شاهد افزایش این پارامتر بودیم. این مطالعه نشان داد که از نظر آماری تفاوت معنیداری (05/P>) در عملکرد محصول در بین تیمارهای Z5 و Z10 وجود ندارد.
چکیدهسابقه و هدف: کمبود آب مهمترین عامل کاهش عملکرد محصولات کشاورزی در سراسر جهان است و این عامل در مناطق خشک و نیمهخشک تأثیرگذارتر است. ایران کشوری است که متوسط بارندگی آن حدود یکسوم متوسط بارش جهانی است و از نظر منابع آب بهشدت در تنگنا میباشد؛ بنابراین ضرورت دارد که با استفاده بهینه، صرفهجویی و افزایش راندمان آبیاری به حفظ منابع محدود آب کمک نمود. این تحقیق باتوجهبه مصرف محصول استراتژیک ذرت و اهمیت مدیریت منابع محدود آب تجدیدپذیر کشور، در رأس آن استفاده از سیستمهای آبیاری تحتفشار در منطقه و در شرایط آبوهوایی ارومیه تعریف شد.مواد و روش ها: بهمنظور بررسی سطوح مختلف آبیاری بر شاخصهای عملکردی و صفات گیاهی ذرت شیرین، تحت سیستم آبیاری قطرهای زیرسطحی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با چهار تیمار 20 درصد بیشآبیاری، برابر با نیاز آبی، 20 و 40 درصد کمآبیاری در چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه انجام گردید.مقادیر شاخص های گیاهی قطر ساقه، سطح برگ، عملکرد دانه، تعداد برگ در هر ساقه، عملکرد بیولوژیک (تر)، ماده خشک گیاه و عملکرد بلال در طول فصل کشت در تاریخ های مشخص و همچنین روز برداشت اندازه گیری و مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته ها: نتایج نشان داد در حالت کلی اثرات کم آبیاری و بیشآبیاری بر عملکرد بیولوژیک، ماده خشک، عملکرد بلال بدون پوشش، وزن سیصد دانه، تعداد برگ و قطر ساقه معنیدار بود. همچنین بر اساس نتایج میتوان بیان کرد که با کاهش مقدار مصرف آب، مقدار عملکرد بلال بهصورت خطی کاهش مییابد. بیشترین و کمترین عملکرد بلال در تیمارهای بیشآبیاری و 60 درصد نیاز آبی به ترتیب با میانگین 83/1 و 13/1 کیلوگرم بر مترمربع به دست آمد.نتیجه گیری: در حالت کلی اثرات کم آبیاری و بیشآبیاری بر عملکرد بیولوژیک، ماده خشک، عملکرد بلال بدون پوشش، وزن سیصد دانه، تعداد برگ و قطر ساقه معنیدار بود. همچنین بر اساس نتایج میتوان بیان کرد که با کاهش مقدار مصرف آب، مقدار عملکرد بلال بهصورت خطی کاهش مییابد. بیشترین و کمترین عملکرد بلال در تیمارهای بیشآبیاری و 60 درصد نیاز آبی به ترتیب با میانگین 83/1 و 13/1 کیلوگرم بر مترمربع به دست آمد. بر اساس نتایج تحقیق، با کاهش ۲۰ درصدی مصرف آب نسبت به آبیاری کامل، به طور غیر معنیداری فقط 02/5 درصد وزن زیستتوده کاهش پیدا میکند. بین تیمار شاهد (برابر نیاز آبی) و ۲۰ درصد کم آبیاری در صفات ماده خشک، عملکرد بلال بدون پوشش، وزن سیصد دانه، تعداد برگ و قطر ساقه، اختلاف معنیداری مشاهده نشد. روند تغییرات میزان تجمع عملکرد تر (بیولوژیک) ذرت شیرین از 21 روز پس از کاشت به طور تدریجی شروع و بعد از گذشت 9-6 روز وارد مرحله رشد خطی شد و سپس به طور ثابت ادامه یافت. بیشترین وزن عملکرد بیولوژیک ذرت شیرین در تیمارهای مختلف در 87 روز پس از کاشت مشاهده شد.
برنامهریزی برای استفاده بهتر از منابع آب در کشاورزی امری اجتنابناپذیر و روش آبیاری قطرهای زیرسطحی میتواند علاوه بر کاهش در میزان آب آبیاری، افزایش عملکرد محصول را به دنبال داشته باشد. این تحقیق بهمنظور بررسی سطوح مختلف آبیاری بر شاخصهای عملکردی و صفات گیاهی ذرت شیرین، تحت آبیاری قطرهای زیرسطحی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با چهار تیمار 20 درصد بیشآبیاری، برابر با نیاز آبی، 20 و 40 درصد کمآبیاری در چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه انجام گردید. نتایج نشان داد که اثرات کم آبیاری و بیشآبیاری بر عملکرد بلال، وزن هزار دانه، قطر بلال بدون پوشش، طول بلال بدون غلاف، تعداد ردیف بلال و تعداد دانه معنیدار بود. همچنین بر اساس نتایج میتوان بیان کرد که با کاهش مقدار مصرف آب مقدار عملکرد محصول بهصورت خطی کاهش مییابد. بیشترین و کمترین عملکرد دانه بلال در تیمارهای بیشآبیاری و 60 درصد نیاز آبی به ترتیب با میانگین 4/30 و 9/19 تن در هکتار به دست آمد. بر اساس نتایج تحقیق، با کاهش ۲۰ درصدی مصرف آب نسبت به آبیاری کامل، به طور غیر معنیداری فقط 72/4 درصد عملکرد دانه کاهش پیدا میکند. این در حالی است که با افزایش 20 درصدی آب آبیاری 54/10 درصد عملکرد دانه بلال افزایش مییابد. بین تیمار بیش آبیاری و ۲۰ درصد کم آبیاری در صفات وزن هزار دانه و قطر بلال، اختلاف معنیداری مشاهده نشد. اختلاف بین میانگینهای شاخصهای عملکرد دانه بلال، طول و تعداد دانه در ردیف بلال در تمام تیمارهای آبیاری معنیداری به دست آمد.
تابش خورشیدی، از پارامترهای مهم اقلیمی است که با بسیاری از فرایندهای هیدرولوژیک و هواشناسی ارتباط مستقیم دارد. به علت فقدان دادههای واقعی ثبت شده این پارامتر در ایستگاههای هواشناسی، معمولا مدلهای تخمین تابش خورشیدی بر پایه پارامترهای هواشناسی در کارهای عملی به کار گرفته میشوند. معادله آنگستروم-پرسکات که بر اساس ساعات آفتابی عمل میکند، به طور گستردهای به علت سادگی و قابل قبول بودن آن در محاسبات مربوط به مقادیر تابش خورشیدی به کار گرفته شده است. تاکنون مطالعات زیادی در خصوص واسنجی ضرایب این رابطه برمبنای پارامترهای هواشناسی صورت گرفته است. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی اثر آلاینده-های اتمسفری بر تابش خورشیدی دریافت شده توسط زمین با استفاده از مدل آنگستروم-پرسکات میباشد. برای این منظور با استفاده از دادههای روزانه تابشسنجی ایستگاه ارومیه و تبریز در دورهی 3 ساله (1393-1395)، واسنجی ضرایب رابطه آنگستروم-پرسکات با درنظر گرفتن شاخص آلودگی هوا (API) انجام گرفت. همچنین برای مقایسه نتایج مدلهای اصلاحی با معادله کلی، مدلهای مختلف خطی، نمایی و لگاریتمی توسعه داده شد. به منظور ارزیابی دقت مدلها از شاخصهای آماری RMSE، MABE، NSE وR^2 استفاده گردید. نتایج آنالیز آماری مدلها نشان داد که مدلهای واسنجی شده ایستگاه ارومیه و تبریز بر مبنای شاخص آلودگی هوا و با ساختار لگاریتمی، دارای بهترین عملکرد نسبت به معادله کلی آنگستروم-پرسکات بودند. متوسط مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا برای مدل اصلاحی لگاریتمی به ترتیب برای ارومیه و تبریز برابر 1263/0 و1050/0 ژول بر سانتیمترمربع بر روز بهدست آمد.
تخمین صحیح و دقیق جریان رودخانه میتواند نقش مهمی در کاهش اثرات ناشی از خسارات سیلاب ایفا کند. در این تحقیق، از مدل برنامهریزی بیانژن (GEP) و شبکه بیزین (BN) برای پیشبینی جریان روزانه رودخانه مهاباد واقع در حوزه آبخیز دریاچه ارومیه استفاده شد. بر این اساس، از چهار الگوی ورودی با تأخیرهای یک تا چهار روزه برای پیشبینی مقادیر جریان روزانه در زمان t+1 در یک دوره 23 ساله استفاده و از 75 درصد دادهها بهمنظور آموزش مدلها و از 25 درصد باقیمانده برای مرحله آزمون استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوی برتر در هر دو روش، مدل با مقادیر ورودی تا سه گام زمانی تأخیر میباشد. همچنین، بر اساس سه شاخص ارزیابی ضریب همبستگی (R)، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب نش-ساتکلیف (E) در مرحله آزمون، روش برنامهریزی بیان ژن با آمارههای ارزیابی 2.71=R=0.902 ،RMSE و 0.812=E نسبت به روش شبکه بیزین با آمارههای ارزیابی 2.679=R=0.905 ،RMSE و 0.817=E دارای دقت بالاتری میباشد. در حالت کلی، هر دو روش دارای دقت قابل قبول و نسبتا یکسان هستند، ولی بهدلیل مدلسازی آسانتر روش شبکه بیزین این مدل میتواند بهعنوان یک روش کارآمد در پیشبینی جریان رودخانهها مورد استفاده قرار گیرد.
اهمیت ریشه و الگوی جذب آب از خاک توسط آن یکی از عوامل مؤثر در رشد و نمو گیاهان زراعی است. نحوه توزیع ریشه در خاک تحت شرایط مختلف زراعی متفاوت بوده و اعمال مدیریتهای مناسب منجر به افزایش جذب آب توسط ریشه و افزایش کارایی مصرف آب و در نهایت عملکرد محصول خواهد شد. بدین منظور مطالعهای با هدف بررسی تأثیر روشهای آبیاری قطرهای زیر سطحی (Sb)، آبیاری قطرهای سطحی (S) و آبیاری قطرهای سطحی همراه با مالچ پلاستیکی (Sm)، که در مطالعات محدودی مورد توجه قرار گرفته است، بر روی عملکرد و کارایی مصرف آب و شبیهسازی حرکت آب و جذب ریشه با مدل HYDRUS-2D و خصوصیات آن در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در سال 98-1397 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه انجام شد. بر اساس نتایج به دست آمده مشخص شد که تیمار (Sm) و (S) به ترتیب دارای بیشترین میزان عملکرد و کارایی مصرف آب به ترتیب به میزان 6/36 تن بر هکتار و 1/2 کیلوگرم بر مترمکعب بودند. همچنین بیشترین میزان حجم و وزن ریشه مربوط به تیمار (S) به ترتیب به میزان 6/325 گرم و 8/251 میلیلیتر بود. بر اساس شبیهسازیهای صورت گرفته مشخص شد که تغییرات رطوبت در تیمار (S) بیشتر در سطح خاک اتفاق افتاده است ولی در تیمار (Sb) این تغییرات در عمق خاک و در تیمار (Sm) در یک عمق مشخص که فاصله کمی از سطح خاک دارد، دیده میشود.
نیتروژن یکی از مهمترین عناصر غذایی در دستیابی به عملکرد مطلوب در محصولات زراعی میباشد. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر زئولیت کلینوپتیلولایت در جذب و نگهداری یون نیترات، شاخصهای رشد و پارامترهای رشدی محصول خیار گلخانهای شامل تعداد، وزن، طول و قطر خیار اجرا گردید. این تحقیق در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه و در قالب طرح کاملا تصادفی با تیمار زئولیت در چهار سطح صفر، 5، 10 و 15 گرم در هر کیلوگرم خاک لوم شنی در سه تکرار با آبیاری قطرهای انجام گرفت. نتایج تجزیه واریانس دادهها، تأثیر مثبت کارایی زئولیت را در کاهش آبشویی نیترات در سطح احتمال یک درصد نشان داد. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بین تیمار شاهد و تیمار 15 گرم زئولیت در هر کیلوگرم خاک، از نظر آماری تفاوت معناداری حاصل شد. نتایج نشان داد اثر کاربرد زئولیت بر تعداد میوه، سطح برگ، قطر بوته و عملکرد محصول در سطح احتمال یک درصد و بر وزن میوه، قطر میوه، طول میوه و ارتفاع بوته در سطح احتمال پنج درصد، معنیدار بود ولی تأثیر معنیداری بر تعداد برگ نداشته است. با افزایش مقدار زئولیت، میزان عملکرد محصول با افزایش 6/2 برابری همراه بوده است.
در این تحقیق، اثر تغییر اقلیم بر منابع آب زیرزمینی دشت میاندوآب در استان آذربایجان غربی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، سناریوهای A1B، A2 و B1 از طریق مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG و با بهکار بردن مدل گردش عمومی جو HadCM3 و مدل شبکه عصبی مصنوعی در دو دوره زمانی مختلف (2065-2046، 2099-2080) مورد مطالعه قرار گرفتند. بدین منظور از دادههای ماهانه عمق سطح آب زیرزمینی 25 چاه پیزومتری در دشت میاندوآب با دوره آماری 10 ساله (2005-2014) و دادههای روزانه و ماهانه بارش، دماهای کمینه و بیشینه و ساعت آفتابی ایستگاه سینوپتیک میاندوآب در یک دوره آماری 20 ساله (1995-2014 ) استفاده گردید. نتایج ارزیابی دادههای مشاهداتی و شبیهسازی شده توسط مدل LARS-WG با استفاده از شاخصهای آماری مختلف بیانگر این است که اختلافهای معنیداری بین مقادیر شبیهسازی شده و مشاهداتی وجود ندارد. تحلیل عملکرد مدل شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که مدل مذکور از دقت خوب و مناسبی در شبیهسازی تغییرات عمق سطح آب زیرزمینی در دشت مورد بررسی برخوردار است. نتایج نشان داد که متوسط عمق سطح آب زیرزمینی بطور میانگین در دوره اول (2065-2046) و دوره دوم (2099- 2080) به ترتیب 87/2 و 3/9 درصد افزایش مییابد. در حقیقت، افزایش قابل توجه دما و به تبع آن افزایش مصرف آب زیرزمینی باعث عمق عمیقتر آب زیرزمینی میشود.
عملکرد گسیلندههای موجود در سیستمهای آبیاری میکرو بر اساس استهلاک فشار بوده و عدم کارآیی آنها در تنظیم فشار و آبدهی یکنواخت توسط محققان گزارش شده است. در این پژوهش، با هدف ارتقای کارآیی گسیلندهها در سیستم آبیاری میکرو، گسیلندههای جدیدی به نام گسیلنده کنترل کننده حجم آب، طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفت. 100 عدد گسیلنده در شرایط مزرعه در یک سیستم آبیاری میکرو نصب و حجم آب خروجی تا زمان قطع جریان اندازه گیری شد. زمان قطع جریان گسیلندهها در فشارهای 5/0، 1، 5/1، 2 و 5/2 اتمسفر در پنج موقعیت شامل ابتدا، یک سوم، وسط، دو سوم و انتهای لوله لترال با سه مرتبه تکرار اندازهگیری شد. در نهایت، نتایج بدست آمده براساس استاندارد ASAE ارزیابی گردید. در آزمایشهای میدانی در فشار 5/0 اتمسفر، حداکثر مقدار ضریب تغییرات برابر 3/3 درصد بهدست آمد که در همه فشارهای مورد آزمایش در رده عالی ارزیابی گردید. همچنین ضرائب یکنواختی توزیع و یکنواختی پخش در حداقل فشار به ترتیب برابر 6/97% و 91% به دست آمدند، بطوریکه ضرایب مذکور کمترین مقادیر آزمونهای میدانی را داشتند. در تمامی روابط دبی- فشار، نمای فشار تقریبا برابر 55/0 برآورد گردید. نوع جریان در گسیلندهها آشفته بود. عملکرد مطلوب گسیلنده مذکور در ایجاد یکنواختی توزیع آب موید این مطلب است که تغییر نگرش در مورد مکانیسم کار گسیلندهها و توسعه گسیلندههای جدید با مکانیسم کارآمد می تواند کارآیی سیستم های آبیاری میکرو را ارتقاء دهد.
بهطور متداول برآورد پارامترهای سری زمانی خطی بر اساس روشهای گرافیکی و تقریبی است. بنابراین استفاده از رویکردی جدید جهت افزایش سرعت و سهولت در دسترسی به بهترین مدل سری زمانی میتواند نقش مهمی در استفاده از این روش در پیشبینی وقایع هیدرولوژیک داشته باشد. در این تحقیق جهت تخمین پارامترهای سری زمانی آرما از رویکرد بهینهسازی بر مبنای الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. در این مطالعه با استفاده از روش ترکیبی الگوریتم ژنتیک – آرما پیشبینی خشکسالی در سه ایستگاه منتخب حوضه آبریز دریاچه ارومیه شامل تبریز، سقز و ارومیه بر اساس شاخص خشکسالی SPEI مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بر اساس آزمون BDS در هر سه ایستگاه و در همه مقیاسهای زمانی سری قابلیت پیشبینی پذیری را دارد. همچنین به منظور بررسی میزان قابلیت اطمینان به مدل پیشبینی، از آماره Ljung-Box استفاده شد که مقادیر p-value آن در همه ایستگاهها و مقیاسهای زمانی بزرگتر از 05/0 میباشد که نشانگر تصادفی بودن باقیماندههای مدل و قابل اطمینان بودن آن است. همچنین بهترین مدل سری زمانی در مقیاسهای زمانی مختلف محاسبه و بر اساس آن پیشبینی شاخص SPEI انجام گرفت. نتایج بخش پیشبینی نشان داد که روش ترکیبی الگوریتم ژنتیک – آرما در مقیاسهای زمانی بلندمدت شاخص SPEI در همه ایستگاهها از دقت مناسب برخوردار است، ولی در مقیاسهای زمانی کوتاهمدت عملکرد آن مناسب نمیباشد.
آگاهی از وضعیت خشکسالی و پیشبینی شرایط آتی آن نقش مهمی در برنامههای مدیریت منابع آب برعهده دارد و در این راستا متغیرهای بارش و دما تأثیر بهسزایی در شدت و مدت وقوع این پدیده ایفا میکنند. با توجه به وضعیت حاکم بر دریاچه ارومیه در سالهای اخیر و تنش آبی موجود در حوزه آبخیز آن، در این پژوهش، وضعیت خشکسالی در ایستگاه سینوپتیک سقز بهعنوان یکی از ایستگاههای مهم جنوبی حوزه آبخیز این دریاچه در مقیاسهای زمانی مختلف با استفاده از شاخص بارش-تبخیر و تعرق استاندارد شده (SPEI) و مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) با سه تابع هستهای خطی، چند جملهای و پایه شعاعی و شبکه بیزین (BN) مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از شاخص SPEI در مقیاسهای زمانی کوتاهمدت یک و سه ماهه، میانمدت شش و 12 ماهه و بلندمدت 24 و 48 ماهه در طی دوره آماری 49 ساله برای پایش وضعیت خشکسالی در این ایستگاه استفاده شد. نتایج نشان داد، هشت دوره طولانی مدت خشکسالی مربوط به سالهای 1968-1962، 1974-1972، 1979-1978، 1982-1980، 1984-1983، 1987-1986، 2003-1999 و 2009-2007 در طول دوره آماری وجود دارد. سپس، با استفاده از سری زمانی مقادیر SPEI در پنج مدل ورودی با تأخیرهای یک تا پنج ماهه و مدلهای SVM و BN نسبت به پیشبینی خشکسالی اقدام شد. نتایج نشان داد که در هر دو روش، مدل با پنج تأخیر زمانی عملکرد بهتری داشته و تابع هستهای خطی در روش SVM نسبت به دو تابع دیگر دقت بیشتری داشته است. همچنین، دقت پیشبینی این مدلها با افزایش مقیاس محاسبه SPEI رابطه مستقیم دارد، بهنحوی که ضریب همبستگی در روش شبکه بیزین در مرحله آزمون از 0.174 در مقیاس یک ماهه به 0.985 در مقیاس 48 ماهه و در روش SVM با تابع هستهای خطی نیز از 0.149 به 0.983 رسیده است.
محدودیت منابع آب از یک سو و لزوم حفظ تولید در اراضی فاریاب از سوی دیگر، امروزه باعث جذب نگرش به بهرهوری آب شده است. در این راستا، تحلیل، برآورد و تهیه نقشه بهرهوری آب به عنوان یکی از عوامل مؤثر در شناسایی پتانسیل زراعی اراضی کشاورزی، ضروری است. هدف از انجام این پژوهش، انتخاب روش مناسب میانیابی برای برآورد بهرهوری آب و بررسی تغییرات مکانی آن در قطبهای تولید گندم است. در این پژوهش، از دادههای میدانی 241 مزرعه در قطبهای تولید گندم ایران در سال زراعی 96-1395 استفاده شد که دامنه دادههای بهرهوری آب (آب آبیاری+ بارش مؤثر) بین 30/0 تا 58/2 کیلوگرم بر مترمکعب با میانگین 79/0 کیلوگرم بر مترمکعب برآورد شد. روشهای میانیابی استفاده شده شامل کریجینگ معمولی ، درونیابی عکس فاصله وزندار (IDW) و تابع پایه شعاعی (RBF) بود. برای ارزیابی روشها، از فن ارزیابی متقاطع با معیارهای آماری مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین انحراف خطا (MBE) و خطای نسبی (MARE)، استفاده شد. بررسی روشهای درونیابی نشان داد که در بین روشهای بکار گرفته شده، روش کریجینگ معمولی با مدل نیمتغییرنمای نمایی، شرایطمناسبی را برای تهیه نقشه پهنهبندی بهرهوری آب گندم داشت. برآیند ارزیابی تحلیل مکانی شاخص بهرهوری آب گندم مؤید این مطلب بود که زمینآمار توانسته بود با دقت قابل قبولی (005/0 = MBE) در تهیه نقشه پهنهبندی شاخص بهرهوری آب گندم مورد استفاده قرار گیرد. بر پایه نتایج تجزیه خوشه ای (کلاستر) عوامل تأثیرگذار (شوری آب آبیاری، شوری خاک و نوع رقم) در شاخص بهرهوری آب گندم، مناطق مستعد کشت گندم به 13 گروه مستقل در سطح پنج درصد در محدوده مطالعاتی تفکیک شد به نحوی که بیشترین و کمترین میانگین بهرهوری آب گندم به ترتیب در گروه 5 (کیلوگرم بر مترمکعب 84/0 = میانگین) و گروه 10 (کیلوگرم بر مترمکعب 41/0 = میانگین) مشاهده شد.
مدل مفهومی هیدروگراف واحد لحظهای Nashیکی از مدلهای کارآمد در شبیهسازی فرآیندهای هیدرولوژیک نظیر پدیده بارش روانآب میباشد. دو پارامتر مدل Nashشامل n و K میباشند. روشهای مختلفی برای تخمین پارامترهای مذکور ارایه شدهاند. عدم دقت در تخمین پارامترهای مدل (n و K) باعث بروز خطا در هیدروگراف شبیهسازی شده میشود. در این تحقیق، روشهای مختلف تخمین پارامترهای مدل Nashبرای شبیهسازی سیلاب در پنج ایستگاه هیدرومتری شامل بیطاس، کوتر، ملهذان، بدلان و گرژال واقع در آذربایجان غربی مورد مقایسه قرار گرفتند. از هر ایستگاه پنج رویداد انتخاب و سپس پارامترهای مدل Nashتوسط روشهای بهکارگرفتهشده برای تمامی رویدادهای سیل محاسبه گردید. یک رویداد سیل ثبت شده در هر ایستگاه بهصورت تصادفی انتخاب و سپس با استفاده از مقادیر متوسط پارامترهای Nashبرای چهار رویداد باقیمانده، هیدروگراف سیل منتخب شبیهسازی شد. نتایج شاخصهای آماری بهکاررفته در مرحله صحتسنجی مناسبترین روش برای هر ایستگاه مورد مطالعه را معرفی نمود. نتایج نشان داد که آن دسته از روشهایی که از ویژگیهای هیدروگراف سیلهای موجود جهت برآورد پارامترهایمدل Nashبرای شبیهسازی رویداد سیل استفاده میکنند، نسبت به روشهای مبتنی بر خصوصیات فیزیکی حوضه و توزیعات آماری کارایی بهتری دارند. بنابراین، با توجه به نتایج شاخصهای آماری، سه روش مبتنی بر هیدروگراف جریان، برای همه ایستگاههای مورد مطالعه (گرژال (m3/s 99/12
آب نقشی مهم برای رفاه انسانها و محیطزیست دارد. مردم برای مصارف کشاورزی، صنعتی و خانگی از آب رودخانه استفاده میکنند. علاوه بر این، برآورده شدن نیاز زیستمحیطی اکوسیستم رودخانه بسیار مهم خواهد بود. کمبود آب یک محدودیت اصلی و جدی برای توسعه اقتصادی-اجتماعی در کشورهای در حال توسعه و یک خطر برای معیشت مردم در نقاط مختلفی از جهان شده است. در سالهای اخیر دریاچه ارومیه که در شمال غرب ایران واقع شده است با کمبود جدی آب مواجه شدهاست. زرینهرود یکی از مهمترین رودخانههایی است که آب دریاچه را تامین میکند. در این مطالعه براساس دادههای ماهانه کمیت آب از سال 1365تا 1395 ایستگاه نظامآباد رودخانه زرینهرود، نیاز جریان زیستمحیطی با روش تنانت محاسبه شد. همچنین دادههای کیفی و کمی آب و نیاز جریان زیستمحیطی برای ارزیابی کمبود آب به وسیله شاخص SQQE مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که متوسط نیاز جریان زیستمحیطی برابر 106× 400 مترمکعبدرسال و برابر با % 11/33 متوسط جریان سالانه جهت مدیریت اکولوژیکی و حفظ اکوسیستم رودخانه در سطح خوب میباشد. شاخصهای کمی و کیفی به ترتیب 02/1 و 08/1 محاسبه شدند. محاسبات نشان میدهند، شاخص کمی، همان شاخص اسمختین، میباشد. این مقادیر نشان میدهند که هر دو شاخص کمی و کیفی بالای حد 1 هستند و در نتیجه این ایستگاه در حال تحمل کمبود آب مربوط به کمیت و کیفیت برای مقدار معین نیاز جریان زیستمحیطی میباشد. بنابراین چارهاندیشی مدیریتی مناسب، ضروری به نظر میرسد.
تبخیر- تعرق به عنوان یکی از اجزاء مهم چرخه هیدرولوژیک نقش بسیار مهمی در بررسی بیلان آبی حوضههای آبریز دارد. در محاسبه نیاز آبی گیاهان، ابتدا مقدار تبخیر- تعرق مرجع محاسبه و سپس با استفاده از آن، تبخیر-تعرق گیاهی محاسبه میشود. در این تحقیق جهت برآوردی دقیق از مقدار تبخیر- تعرق مرجع روزانه حوضه آبریز دریاچه ارومیه، ابتدا براساس روش استاندارد فائو- پنمن- مونتیث و دادههای هواشناسی سه ایستگاه ارومیه، مهاباد و خوی، مقدار تبخیر- تعرق مرجع) (ET0 محاسبه شد. سپس با استفاده از آنالیز ضریب مالو، موثرترین پارامترها جهت استفاده در مدلهای مورد استفاده مشخص گردید. در این تحقیق از مدل درخت MT که بر اساس الگوریتم استنتاجی کلاسبندی توسعه پیدا کرده است، استفاده گردید. برای مقابله با پیچیدگی و ناپایداری دادههای سری زمانی تبخیر-تعرق از الگوریتم پیشپردازشکننده تجزیه مد تجربی (EMD) استفاده و نتایج به دست آمده با روابط تجربی تعیین تبخیر-تعرق مرجع شامل روشهای Romanenko و Schendel مقایسه گردید. نتایج تحقیق نشان داد که عملکرد مدل درخت به شکل منفرد MT، مشابه و گاهی کمتر از عملکرد شبکه عصبی مصنوعی بود. با این حال ترکیب مدل درخت با تکنیک EMD باعث افزایش دقت مدل و کاهش خطا در شبیهسازی روزانه در ایستگاه های ارومیه، مهاباد و خوی گردید. نتایج نشان داد که در مرحله آزمون ترکیب روش MT با EMD باعث ارتقا شاخص همبستگی به میزان 02/1% ، 39/4% و 04/2% به ترتیب برای ایستگاههای ارومیه، مهاباد و خوی گردید. همچنین میان روابط تجربی، رابطه Romanenko نسبت به رابطه تجربی Schendel دارای دقت بالاتری بوده و میتوان رابطه Romanenko را برای مدل سازی تبخیر-تعرق مرجع برای منطقه مورد مطالعه توصیه نمود.