چرخه نیتروژن در خاک بخش مهم چرخه نیتروژن در جهان است که حد زیادی تحت تاثیر تغییر اقلیم می‌باشد. در این تحقیق، مدل توسعه‌یافته با روش پویایی سیستم برای شبیه‌سازی رفتار نیتروژن در خاک در کشت و صنعت نیشکر امیرکبیر واسنجی و ارزیابی گردید. داده‌های تیمار آبیاری و کوددهی کامل (120 میلی‌متر در هر دور آبیاری و کوددهی چهار تقسیطی برابر 400 کیلوگرم بر هکتار) برای واسنجی مدل استفاده شد. همچنین داده‌های تیمار 150، 250 و 350 کیلوگرم بر هکتار برای ارزیابی مدل به کار برده شد. به منظور بررسی اثر تغییر اقلیم بر چرخه نیتروژن در خاک، خروجی سه مدل BNU-ESM، CESM-CAM و EC-EARTH با دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 به‌کار گرفته شد. نتایج نشان داد تغییر اقلیم سبب افزایش فرایندهای تلفات نیترات، معدنی‌شدن و تصعید آمونیوم می‌گردد. مقدار تلفات نیترات برای دوره آتی (2035-2016) در الگوی اقلیمی EC-EARTH2.6 نسبت به دوره پایه (2000-1971)، افزایشی معادل 5 درصد نشان داد. معدنی‌‌شدن در دوره پایه برابر با 75/93 کیلوگرم‌‌درهکتار بدست آمد که این مقدار از مقادیر بدست آمده با مدل‌‌های تغییراقلیم کمتر می‌‌باشد. همچنین این پدیده سبب کاهش فرایند نیترات‌زدایی از 65/29 در دوره پایه تا 1/20 کیلوگرم درهکتار برای دوره آتی می‌شود. تغییر از سناریوی RCP2.6 به RCP8.5 سبب افزایش تلفات نیترات، معدنی‌شدن و تصعید آمونیوم شد که نشان دهنده اثر افزایش غلظت گاز دی‌اکسیدکربن بر این فرایندها است.

کاربرد زهاب با مدیریت مناسب برای اصلاح خاک‌های شور، یکی از روش‌های قابل پیشنهاد در استفاده مجدد از آن است. این پژوهش با هدف بررسی اثر نحوه به‌کارگیری آب و زهاب (اختلاط قبل از اعمال و یا به‌کارگیری به صورت نوبتی) و همچنین بررسی اثر روش آبشویی (متناوب و یا پیوسته) بر شوری‌زدایی و سدیم‌زدایی خاک‌های با بافت سنگین جنوب استان خوزستان انجام شد. آزمایش‌های آبشویی با اعمال 120 سانتی‌متر آب در کرت‌هایی به ابعاد 5/1× 5/1 متر انجام شد. پنج تیمار آبشویی مورد بررسی شامل تیمارهای D1F1 و D2F2 است که در آن‌ها به‌ترتیب یک و دو نوبت زهاب کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی با شوری 0/9 دسی­زیمنس بر متر و سپس به همان شیوه، آب کارون با شوری 61/2 دسی­زیمنس بر متر به زمین اعمال شد. همچنین، تیمارهای M1، M2 و M4 که در آن‌ها مخلوط آب و زهاب با شوری 0/6 دسی­زیمنس بر متر، به‌ترتیب به روش‌های آبشویی پیوسته، آبشویی متناوب با دو انقطاع و آبشویی متناوب با چهار انقطاع به زمین اعمال شد. نتایج نشان داد که استفاده نوبتی و یا ترتیبی آب‌هایی با کیفیت متفاوت، بر آبشویی املاح اثر بیشتری دارد، تا اختلاط آن‌ها قبل از اعمال در آبشویی؛ املاح باقی‌مانده در خاک در لایه 30-0 سانتی­متر در تیمار M4، به میزان 43 درصد بیشتر از تیمار D2F2 بوده است. املاح باقی‌مانده در خاک در تیمارهای M1 و M2 در همین لایه به‌ترتیب 17 و 24 درصد و نسبت جذب سدیم در این تیمارها به‌ترتیب 5/57 و 7/24 درصد بیش از تیمار M4 بود که نمایانگر اثر مثبت افزایش تعداد انقطاع در روند شوری‌زدایی و سدیم‌زدایی است.

هدف از این پژوهش واسنجی مدل CANEGRO/ DSSATبا استفاده از داده­های دو کشت از رقم CP57-614 در کشت و صنعت نیشکر امیرکبیر خوزستان و ارزیابی آن برای سطوح مختلف آبیاری است. طرح آزمایشی اجرا شده در سال­­های زراعی 85-86 و 94-95 در سه سطح آبیاری شامل دو سطح تنش آبی و یک سطح آبیاری کامل در سه تکرار در قالب طرح­ بلوک­های کامل تصادفی اجرا گردیده است. به­منظور دست­یابی به برخی ضرایب ورودی، ابتدا واسنجی مدل با روش GLUE انجام شد. مدل CANEGRO دارای 20 پارامتر ژنتیکی می­باشد که به­منظور کاهش تعداد آن­ها، پارامتریابی انجام شد. مقایسه پیش­بینی­ها و شبیه­سازی­های مدل نشان داد که راندمان مدل برای وزن خشک هوایی برابر با 69/0 تا 75/0، وزن خشک ساقه برابر با 67/0 تا 7/0 و ساکارز برابر با 18/0 تا 25/0 است. دقت مدل در پیش­بینی ساکارز نسبت به بقیه متغیرها کمتر بود که به سبب اندازه­گیری­های ساکارز در اواخر فصل است.

این مطالعه با هدف ارزیابی تغییرات اقلیمی آینده جنوب اهواز با استفاده از مدل‌های گردش عمومی براساس رویکرد جدید IPCC-AR5 انجام شده است. بدین منظور، داده‌های دمای متوسط و بارش شش مدل اقلیمی گزارش پنجم استخراج گردید. بعد از بررسی عملکرد آن‌ها برای منطقه مورد مطالعه، از دو مدل EC-EARTH و CESM1-CAM5 به‌منظور بررسی تغییرات اقلیمی دما و دو مدل EC-EARTHو BNU-ESM برای پارامتر بارش در محدوده مورد مطالعه تحت دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 استفاده شد و تحت ﺳﻨﺎرﯾﻮﻫﺎی واداﺷﺖ ﺗﺎبشی RCP2.6وRCP8.5 با بهره‌گیری از LARS-WG ریزمقیاس-سازی شدند. نتایج نشان داد دما در دوره 2035-2016 بین 5/0 تا 4 درجه سانتی‌گراد نسبت به دوره پایه 2000-1970 افزایش می‌یابد. این در حالی است که منطقه مورد مطالعه شاهد کاهش بارش در اکثر ماه‌ها خواهد بود. روند تغییرات فصلی بارش با استفاده از آزمون من-کندال نشان داد که پارامتر بارش در اکثر مدل‌ها و سناریوها از روند معنی‌داری پیروی نمی‌کند و تنها در الگوی اقلیمی RCP2.6-EC-EARTH برای فصل تابستان در سطح اطمینان 90 درصد روند افزایشی دارد. روند تغییرات دما، در الگوی اقلیمی EC-EARTH- RCP8.5 برای فصل بهار در سطح 95 درصد و تابستان در سطح 99 درصد افزایشی می‌باشد و در الگوی اقلیمی CESM1-CAM5-RCP2.6 در فصل تابستان روند افزایشی در سطح 95 درصد را نشان می‌دهد. در الگوی اقلیمی CESM1-CAM5-RCP8.5، روند دما در فصول پاییز و زمستان در سطح 95 درصد دارای روندی معنی‌دار افزایشی می‌باشد.

بررسی و مقایسه مدل‌های ریاضی فرید–کامبرنوس و بریگهام برای محاسبه انتشارپذیری نیترات در شرایط اشباع چکیده سابقه و هدف: در طول چند دهه گذشته، مطالعه حرکت آلاینده‌ها در منطقه اشباع با توجه به اثرات فیزیکی و شیمیایی زیادی که بر کیفیت آب‌های زیرسطحی دارد تبدیل به یک موضوع پراهمیت شده است. از طرفی افزایش استفاده از کودهای ازته به دلیل پویایی زیاد نیترات در خاک تهدیدی جدی برای آب‌های زیرزمینی و در نتیجه سلامت انسان است. از مدل‌های مهم انتقال آلاینده پایدار در محیط‌های متخلخل همگن در حالت اشباع تحت شرایط جریان دائمی، مدل بریگهام و مدل فرید–کامبرنوس می‌باشند که به-ترتیب برای محاسبه انتشارپذیری در فواصل انتقال کوتاه و طولانی پیشنهاد شده‌اند. هدف از این پژوهش بررسی و مقایسه مدل‌های ریاضی فرید–کامبرنوس و بریگهام برای محاسبه انتشارپذیری نیترات در شرایط اشباع در خاک‌های ماسه‌ای همگن در شرایط آزمایشگاهی بود. مواد و روش ها: برای بررسی انتشارپذیری با دو مدل ریاضی فرید – کامبرنوس و بریگهام، محلول نمک خالص نیترات پتاسیم به عنوان آلاینده پایدار تحت رژیم ماندگار با غلظت 160 میلی گرم بر لیتر به ستون‌های خاک ماسه‌ای (در سه اندازه درشت، متوسط، ریز و در فواصل انتقال 20، 40 و 80 سانتی‌متری) اضافه شد، سپس به‌منظور استخراج پارامترهای مورد نیاز دو مدل مذکور غلظت نیترات خروجی در حجم‌های تخلخل متفاوت اندازه‌گیری و منحنی رخنه برای هر ستون رسم و پارامترهای مورد نیاز مدل‌های ریاضی فرید–کامبرنوس و بریگهام از آن استخراج گردید. یافته‌ها: تحلیل داده‌های آزمایشگاهی توسط مدل‌های تحلیلی بریگهام و فرید–کامبرنوس نشان داد روند تغییرات انتشارپذیری در خاک ماسه‌ای ریز در هر دو مدل فرید–کامبرنوس و بریگهام تفاوت معناداری با انتشارپذیری به‌دست آمده برای خاک ماسه‌ای درشت و متوسط دارد. به طوری که با افزایش متوسط فاصله انتقال در ماسه درشت و متوسط، مقدار انتشارپذیری نیترات بیش‌تر شد. بررسی مقادیر محاسبه شده پارامتر β برای ماسه ریز در پژوهش نشان داد که مقدار این پارامتر با افزایش فاصله انتقال شدیدا افزایش می‌یابد که این بیان کننده بیشتر بودن سرعت انتقال آلاینده نسبت به سرعت حرکت آب در خلل و فرج در فواصل کوتاه‌تر ماسه ریز، و در نتیجه افزایش انتشارپذیری آن با افزایش فاصله انتقال می‌باشد. نتیجه‌گیری: بررسی نتایج به‌دست آمده نشان داد که در فواصل انتقال کوتاه بر خلاف فواصل انتقال طولانی، نتایج دو مدل فرید-کامبرنوس و بریگهام متفاوت می‌باشد و نمی‌توان آن را برای فواصل انتقال طولانی نیز تعمیم داد. لذا مدل فرید–کامبرنوس برای فواصل انتقال کوتاه از کارایی لازم برخوردار نبود. واژه‌های کلیدی: مدل بریگهام، مدل فرید–کامبرنوس، منحنی رخنه، انتشارپذیری

سطح اراضی شور تحت آبیاری در ایران در حال گسترش است. در جنوب استان خوزستان و حتی در اراضی واقع در طرح­های توسعه شبکه­های آبیاری و زهکشی در نواحی مختلف کشور نیز چنین شرایطی به چشم می­خورد. روش­های معمول آبشویی خاک­های شور در مناطق خشک و نیمه­خشک جهان، روش­های آبشویی متناوب و پیوسته با آبیاری سطحی است. با آبشویی متناوب، به صورتی که فرصت زهکشی نیمرخ خاک ایجاد شود، املاح می­توانند به سطح خارجی خاکدانه­ها پخشیده شوند. حتی اگر جریان در خلل و فرج درشت وجود نداشته باشد، طی دور بعدی آبشویی، این املاح به‌راحتی به جریان بین خاکدانه­ای پخشیده شده و به سهولت آبشویی می­گردند. آنچه در قسمت اول این مقاله ارائه شد4، مروری بود بر مفاهیم نظری و ریاضی انتقال املاح در خاک. در این بخش، جنبه کاربردی آبشویی املاح، با توجه ویژه به اثر انقطاع جریان و کیفیت آب مورد بررسی قرار می­گیرد. در استفاده از روش­های آبیاری بارانی و قطره­ای برای آبشویی نمک­ها، هرچند جریان غیراشباع در خاک ایجاد شده و هدر رفت آب از میان خلل و فرج درشت خاک به حداقل می­رسد، لیکن آبشویی با آبیاری قطره­ای به دلیل پخش موضعی آب در خاک، منجر به تشکیل پهنه­های نامنظم شوری می­شود. انباشتن آب بر سطح خاک با آبیاری سطحی، عملیات معمول در آبشویی خاک­های شور است که بر اساس نتایج تحقیقات، با آبشویی متناوب می­توان راندمان آن را افزایش داد. البته عوامل متفاوتی بر کارایی آبشویی متناوب در مقایسه با آبشویی پیوسته مؤثر است، ازجمله: تبخیر، هدایت هیدرولیکی و وجود گیاه بر سطح خاک که در مقاله به بررسی اثر این عوامل بر فرآیند آبشویی پرداخته خواهد شد. همچنین، مروری بر نتایج برخی پژوهش­های انجام شده در جهان و ایران نیز ارائه می­شود.

بررسی مطالعات انجام‌شده در زمان­های متفاوت در خصوص اراضی شور تحت آبیاری در ایران، نشان می­دهد که سطح این اراضی در حال گسترش است. با تداوم ایجاد شبکه­های آبیاری و زهکشی در بخش­هایی از اراضی مسطح استان خوزستان، مقدار این اراضی بیشتر نیز خواهد شد. آبشویی تنها راه عملی شناخته‌شده برای احیاء اراضی شور می­باشد و انجام آن نیازمند مصرف مقادیر بسیار زیاد آب است. شناخت مفاهیم نظری و روابط حاکم بر پدیده، به درک بهتر فرآیند کمک می­کند و از اشتباهات و برداشت­های غلطی که در این زمینه وجود دارد جلوگیری خواهد کرد که نتیجه آن کاهش هزینه، زمان و بهبود عملیات آبشویی و البته صرفه­جویی در آب مصرفی خواهد بود. آبشویی نمک­ها از خاک نمونه­ای از جابه­جایی اختلاط­پذیر (جایگزینی سیال موجود در خلل و فرج با یک سیال دیگر) در محیط متخلخل است. ولی انتقال املاح در خاک به دلیل داشتن ساختمان و وجود منافذ ریز (درون خاکدانه‌ای) و درشت (بین خاکدانه‌ای)، با یک محیط متخلخل ساده متفاوت است. برای توصیف پدیده انتقال املاح در خاک ساختمان­دار و آگاهی از جزئیات آن در راستای جهت‌دهی بهتر عملیات آبشویی و حصول نتیجه مناسب، باید از راهبردی استفاده نمود که در آن تخلخل شامل دو ناحیه آب ساکن (منافذ درون خاکدانه‌ای) و آب متحرک (منافذ بین خاکدانه‌ای) فرض شود که انتقال املاح در آن‌ها به ترتیب توسط پخشیدگی و جریان روان و انتشار صورت می­گیرد. در این مقاله، پس از ارائه مفاهیم نظری مرتبط، معادلات ریاضی حاکم بر انتقال املاح در محیط­های متخلخل (در شکل عمومی)، به‌صورت مختصر معرفی‌شده و سپس مدل­های انتقال املاح در خاک (به­صورت اختصاصی) ارائه می­گردد. این معادلات شامل: معادله کلی انتقال املاح، انتقال املاح توسط پخشیدگی، انتقال املاح با جابه­جایی، مدل­های شبیه­سازی انتقال املاح در خاک به‌عنوان محیطی دارای پیوستاری دوگانه و مدل­سازی انتقال املاح بین نواحی آب ساکن و متحرک می­باشد. در قسمت دوم این سری مقالات، از دریچه مفاهیمی که در قسمت اول معرفی می­شوند، به مزایا و معایب روش­های مختلف آبشویی پرداخته خواهد شد و همچنین اثر عوامل محیطی و سیستمی با کمک همین مفاهیم بررسی می­شود. شناخت مفاهیم معرفی‌شده در این مقاله نه‌تنها برای انجام عملیات آبشویی اولیه، بلکه برای درک بهتر از مدیریت شوری در مزرعه در زمان بهره­برداری نیز مفید خواهد بود.

افزایش استفاده از کودهای ازته به دلیل پویایی زیاد نیترات در خاک تهدیدی جدی برای آب­های زیرزمینی و درنتیجه سلامت انسان است. هدف از این پژوهش بررسی مقادیر انتشارپذیری نیترات در خاک­های ماسه­ای درشت، متوسط و ریز در فواصل انتقال 20، 40 و 80 سانتی­متری در شرایط آزمایشگاهی با مدل HYDRUS-1D می­باشد. بدین منظور محلول نمک خالص نیترات پتاسیم به‌عنوان آلاینده پایدار تحت رژیم ماندگار با غلظت 160 میلی­گرم بر لیتر به ستون­های خاک اضافه شد، سپس به‌منظور استخراج پارامترهای موردنیاز برای رسم منحنی رخنه غلظت نیترات خروجی در حجم­های تخلخل متفاوت اندازه­گیری و منحنی رخنه برای هر ستون رسم گردید. نتایج نشان داد با افزایش اندازه ذرات خاک انتشارپذیری افزایش می­یابد. همچنین با افزایش متوسط فاصله انتقال در ماسه درشت و متوسط، مقدار انتشارپذیری نیترات بیش­تر شد. اما در ماسه ریز مقدار انتشارپذیری با افزایش فاصله انتقال کاهش یافت. مقادیر انتشارپذیری برای ماسه ریز از 50/30 تا 55/42 سانتی­متر، ماسه متوسط 06/57 تا 51/68 سانتی­متر و ماسه درشت 08/68 تا 26/97 سانتی­متر، محاسبه شد. درصد متوسط خطای مدل (Er) در تخمین پارامتر ضریب انتشارپذیری برای خاک ماسه­ای ریز کم­تر و مقدار ضریب تعیین (R2) در آن نسبتا بیش­تر از خاک­های ماسه­ای درشت و متوسط به­دست آمد که به معنای پایین­تر بودن روند کلی مقدار خطا و بالاتر بودن دقت در شبیه­سازی انتقال نیترات در این مدل برای خاک ماسه­ای ریز می­باشد.

این تحقیق با هدف ارزیابی عملکرد روشهای مرسوم برآورد رطوبت ظرفیت زراعی جهت معرفی تابع انتقالی مناسب خاکهای منطقه استان خوزستان در شرایط آزمایشگاهی و مزرعه انجام پذیرفت. به منظور رصد وضعیت رطوبتی خاکها در هر دو مدل فیزیکی و مزرعه آزمایشی اقدام به کارگذاری حسگرهای دفنی دستگاه انعکاس سنجی حوزه زمانی (TDR) در اعماق مختلف و انجام آبیاری قطره ای از یک منبع نقطه ای- سطحی با دبی 4 لیتر در ساعت گردید. سپس، ویژگی های فیزیکی خاک همراه با مقادیر رطوبت در مکش های معین برای تعیین پارامترهای هیدرولیکی مدل رطوبتی ون گنوختن- معلم به کمک نرم افزارRETC اندازه گیری شد. نتایج این پژوهش در ارزیابی عملکرد چندین تابع انتقالی نقطه ای معروف نشان داد که مدلهای نیمه تجربی متکی بر اصول فیزیکی که در سطح مزرعه مورد آزمایش قرار گرفته اند می تواند جایگزین مناسبی برای روشهای سنتی تخمین میزان رطوبت ظرفیت نگهداری آب در خاک باشد. به طوری که، تابع انتقالی Twarakavi et al. (2009) با آماره های (1/3%) NRMSE و (51/0%) SE توانست رطوبت ظرفیت زراعی را با دقت خوبی نسبت به روش شبکه عصبی Rosetta (2001) با مقادیر (2/5%) NRMSE و (71/0%) SE یا معادله Dexter (2004) با مقادیر (7/9%) NRMSE و (75/1%) SE برآورد نماید. هر چند، تفاوتی در کارایی مدل (ME) برای هر سه تابع انتقالی ملاحظه نگردید. بر اساس نتایج ارزیابی این توابع انتقالی با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه در سطح معنی داری 5 درصد به وضوح مشاهده گردید اثرات منفی میزان شن و تراکم خاک بر مقادیر رطوبت ظرفیت زراعی قابل توجه است. بر عکس، میزان رس و سیلت در سطح معنی داری 5 درصد دارای تأثیر مثبتی بر مقادیر رطوبت ظرفیت زراعی داشت.

تحقیق حاضر، بر عملکرد روش پنمن-مانتیث فائو در برآورد تبخیر- تعرق بادنجان، ضرایب گیاهی و تنش آبی تحت سطوح مختلف کمبود آب و شوری، در گلخانه و مزرعه متمرکز شده است. مقادیر روزانه تبخیر- تعرق گیاه مرجع چمن و بادنجان از طریق توزین روزانه میکرولایسیمترها در طول فصل رشد تعیین گردید. روند تغییرات روزانه تبخیر-تعرق گیاه مرجع به خوبی در هر دو محیط برآورد گردید، هرچند در گلخانه برآوردها 12 درصد کمتر از مقدار واقعی بودند. بهترین برآوردهای مقادیر روزانه و میانگین 10 روزه تبخیر-تعرق بادنجاندر گلخانه و مزرعه، مربوط به تیمارهای آبیاری روزانه (I1) بوده‌اند. با توجه به ملایم شدن تغییرات روزانه داده‌های هواشناسی و رطوبت خاک،همبستگی بهتری میان مقادیر میانگین 10 روزه تبخیر-تعرق بادنجاناندازه‌گیری شده و محاسبه شده مشاهده گردید. در هر دو محیط، مقادیر ضریب تنشو دقت برآورد آنها با افزایش شدت تنش کاهش یافت. الگوی تغییرات روزانه ضریب گیاهی مشابه تبخیر-تعرق بادنجانبه‌دست آمد. برآوردهای مزرعه‌ای در تمامی تیمارها از دقت بالاتری برخوردار بودند.

چکیدهسابقه و هدف: امروزه مشکل آلودگی آب و خاک یکی از عوامل تهدیدکننده پایداری تولیدات کشاورزی و حیات انسان و سایر موجودات زنده است. همچنین جریان ترجیحی آب و املاح، یکی از فرآیند‌های معمولی در خاک‌های اشباع و غیراشباع می باشد که به طور معمول سبب حرکت سریع آلاینده‌ها و در نتیجه آلودگی آب‌های زیرزمینی می شود. از این روی مدل‌های ریاضی به طور گسترده‌ای در فیزیک خاک و هیدرولوژی برای پیش بینی حرکت جریان‌های ترجیحی آب و آلاینده‌ها در نواحی غیراشباع خاک استفاده می‌شوند. جریان‌های ترجیحی حاصل حرکت آب از خلل و فرج درشت خاک، مانند سوراخ و کانال‌های زیرزمینی هستند که با فعالیت کرم‌ها و یا رشد ریشه گیاهان به وجود می‌آیند و سبب انتقال سریع آب و آلاینده‌ها به آب‌های زیر زمینی و درنتیجه آلودگی آنها می شوند. برای پیش‌بینی روند و توضیح این نوع جریان‌ها در خاک، در اینجا مدل ریاضی توسعه یافته موج کینماتیک، انتشار- وان‌گنوختن (KDW-VG) که حاصل نوآوری این پژوهش می‌باشد، معرفی می‌شود. مواد و روش‌ها: در این پژوهش آزمایش‌ها به صورت چهار بارندگی با شدت‌های 97/56، 64/107، 01/133 و 71/161 میلی‌متر بر ساعت که بر یک ستون خاک می بارید انجام شد و شدت آب خروجی از انتهای ستون خاک در مقابل رطوبت متحرک کل ستون ثبت می‌شد. ضرایب مدل با کمینه کردن تابع خطای بین مقادیر مشاهداتی آزمایش و معادله پیش بینی شدت جریان با روش بهینه‌سازی سراسری تراکم ذرات (PSO) تعیین شدند. برای رسیدن به بهترین نتایج و کمینه‌ترین مقادیر تابع خطا، راهکارهای زیادی آزمون شد و مقادیر مختلفی برای c1 و c2 که به ترتیب ضرایب فردی و اجتماعی الگوریتم بهینه‌سازی هستند و در ایجاد نسل‌های بعدی پاسخ‌های پیشنهادی الگوریتم دخالت دارند، انتخاب و امتحان شد و همچنین معادله‌های مختلفی به عنوان وزن اینرسی، wکه برای کنترل سرعت حرکت ذرات یا پاسخ‌ها در فضای جستجو به کار می رود، امتحان شد.یافته‌ها: پس از به کار بردن مقادیر مختلفی برای c1 و c2، سرانجام مقادیر 2/1 و4/2 به ترتیب برای c1 و c2 منجر به بهترین پاسخ‌ها یعنی کمترین مقدار تابع خطا شدند. همچنین برای بهینه‌سازی، پس از بررسی نتایج معادله‌های مختلف، سرانجام از رابطه وزن اینرسی کاهش یابنده خطی برای تعیین وزن اینرسی که توسط زین و همکاران در سال 2009 ارائه شد، استفاده گردید (31). همچنین با توجه به نتایج، در همه شدت‌های بارندگی، الگوریتم بهینه‌سازی پس از حدود 3500 تلاش و ایجاد نسل‌های متوالی به بهترین پاسخ دست یافت.نتیجه گیری: به طور کلی نتایج نشان داد که الگوریتم به کار رفته توانسته‌است در مدت زمان کوتاه و با دقت قابل قبولی ضرایب مدل عددی کینماتیک، انتشار- وان‌گنوختن را تعیین نماید.

Introduction: Groundwater is the largest resource of water supplement and shortages of surface water supplies in drought conditions that requires an increase in groundwater discharge. Groundwater flow dependson the subsurface properties such as hydraulic gradient (water table gradient or head loss in artesian condition) and hydrodynamic coefficients. The flow treatment is analyzed with an accurate estimation of effective parameters in groundwater equation. This function is obtained using the continuous equation. Inlet and outlet flows of a cell are equal to storage amounts in the continuous equation. Analytical solution of this equation is complex, so numerical methods are developed including finite element and finite difference methods. For example, Feflow is a groundwater modeling tool that makesuse of finite element method (Reynolds and Marimuthu, 2007). Modflow as a finite difference three-dimensional model simulated underground flow under steady and unsteady conditions in anisotropic and non-homogeneous porous media. Modflow is designed to simulate aquifer systems in which saturated-flow conditions exist, Darcy’s Law applies, the density of groundwater is constant, and the principal directions of horizontal hydraulic conductivity or transmissivity do not vary within the system. In Modflow, an aquifer system is replaced by a discretized domain consisting of an array of nodes and the associated finite difference blocks. Groundwater modeling and water table prediction by this model have the acceptable results, because many different informations of water resource system are applied. Many people and organizations have contributed to the development of an effective groundwater monitoring system, as well as experimental and modeling studies (Lalehzari et al., 2013). The objective of this paper is investigation of hydraulic and physical conditions. So, a numerical model has to be developed by PMWIN software for Bagh-i Malek aquifer to calculate hydrodynamic coefficients and predict water table in the future. Materials and Methods: Bagh-i Malek aquifer located in Khuzestan province is mainly recharged by inflow at the boundaries, precipitation, local rivers and return flows from domestic, industrial and agricultural sectors. The discharge from the aquifer is through water extraction from wells, springs, and qanats as well as groundwater outflow and evapotranspiration. In this study, conceptual model of Bagh-i Malek aquifer on the framework of finite difference numerical approach has been used in simulating groundwater flow treatment. Water table data of 8 piezometers was collected for the 10 year duration from 2002 to 2012. The study years are divided into 40 seasonal stress periods with daily time step. Hydraulic conductivity, specific yield and recharge were calibrated in these periods. Verification was made between the simulated and measured hydraulic heads in the next calibration year. To simulate the groundwater table elevation in this study area, the PMWIN model is used. Bagh-i Malek aquifer is considered as a single layered aquifer, and therefore only the horizontal hydraulic conductivity is estimated. Modflow was used to simulate both steady state and transient flow systems. In steady conditions it is assumed that the total of time simulation is a time period and it does not change inlet data in the modeling duration. In unsteady conditions,the duration of study is divided into some stress periods that data is changed in every period. Results and Discussion: Estimation of hydraulic conductivity is the first step of calibration process at steady state conditions. The correct assignment of hydraulic conductivity has a main effect on other parameters accuracy. Hydraulic conductivity mapping indicated that the maximum values are in the Eastern North (6-7 m/day) of the aquifer. The twice calibrated parameter is specific yield in unsteady conditions. Specific yield mapping indicated that the values vary from 0.03 to 0.08 and are maximum in the Southern regions of the plain similar to hydraulic conductivity. The results confirm that the flow model has the tolerable simulation accuracy by variances of 3.1 and 3.84 in calibration and verification processes, respectively. The sensitivity of the flow model to decreasing the hydraulic conductivity is more than increasing it. 50 percentage declined into the hydraulic conductivity causes the increase of the variance from 3.1 of initial value to 44. Conclusions: Mapping of calibrated hydraulic conductivity showed that the Eastern North of aquifer has the higher transmissivity and discharge capability in comparison to Southern parts. At last, the result show that the Bagh-i Malek aquifer model is sensitive to recharge, hydraulic conductivity and specific yield, respectively.

حجم قابل توجهی زهاب در شبکه‏های آبیاری و زهکشی خوزستان تولید می‏شود که مدیریت و استفادة مجدد از آن‌ها ضروری است. یکی از راه‏های استفادة مجدد از زهاب‏ها استفاده از آن‏ها در آبشویی اراضی است. با هدف بررسی قابلیت کاربرد زهاب بر سدیم‏‏زدایی از خاک‏های رسی این منطقه، آزمایش‏های آبشویی در کرت‏هایی با ابعاد 5/1×5/1 متر در اراضی کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی انجام شد. سه کیفیت آب با هدایت‏ الکتریکی 61/2 (آب تازة رودخانة کارون)، 0/6، و 0/9 دسی‏زیمنس بر متر (مخلوط زهاب این کشت و صنعت با آب رودخانة کارون) به صورت سه تیمار به نام‏های، به ترتیب، T1، T2، و T3 با روش آبشویی پیوسته (کاربرد 30، 60، 120 سانتی‏متر آب) با شش تکرار به روش بلوک‏های کامل تصادفی در این پژوهش بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش شوری آب آبشویی روند سدیم‏زدایی کندتر می‌شود. ولی استفاده از زهاب‏های شور تا حد 6 دسی‏زیمنس بر متر موجب افزایش مقدار کلسیم و منیزیم خاک پس از آبشویی می‌شود. نسبت جذب سدیم در لایة 0 تا 30 سانتی‏متری خاک، که قبل از آبشویی 84 میلی‏اکی والان در لیتر به توان یک‌دوم بود، پس از اعمال تیمارهای T1 تا T3 به ترتیب به 9، 10، و 18 میلی‏اکی والان در لیتر به توان یک‌دوم رسید. بنابراین، مشکل سدیمی در این لایه با آبشویی با زهاب دارای شوری 6 دسی‏زیمنس بر متر برطرف می‏شود و برای این کار به استفاده از آب شیرین نیازی نیست. واکنش خاک بررسی‌شده، چه قبل از آبشویی و چه بعد از آن، در محدودة قلیایی قرار نگرفت.

حجم قابل توجهی زهاب درشبکه­های آبیاری و زهکشی خوزستان تولید می­شود که مدیریتو استفاده مجدد از آنهاضروریاست. یکی از راه­های استفاده مجدد از زهاب­ها، استفاده از آنها در آبشویی اراضی است. با هدف بررسی قابلیت کیفیت­های متفاوت آب و تأثیر روش­های آبشویی متناوب و پیوسته بر شوری­­زدایی از خاک­های رسی این منطقه، آزمایش­های آبشویی در کرت­هایی با ابعاد 5/1×5/1 متر در اراضی کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی انجام گرفت. ترکیب کامل سه کیفیت آب با هدایت­های الکتریکی 7/2 (آب تازه رودخانه کارون)، 0/6 و 0/9 دسی­زیمنس بر متر (از اختلاط زهاب این کشت و صنعت با آب رودخانه کارون) و دو روش آبشویی پیوسته (کاربرد 120 سانتی متر آب) و متناوب (کاربرد چهار دور 30 سانتی­متری آب با فواصل پنج روزه) به صورت شش تیمار با سه تکرار به روش بلوک­های کامل تصادفی در این پژوهش بررسی شد. نتایج نشان داد که می­توان با استفاده از زهاب­هایی با کیفیت 0/6 و 0/9 دسی زیمنس بر متر و سپس آب تازه رودخانه کارون برای آبشویی متناوب، مقدار مصرف آب شیرین را به ترتیب تا 72 و 51 درصد کاهش داد. همین­طور اختلاف شوری عصاره اشباع خاک در اثر به­کارگیری کیفیت­های مختلف آب برای آبشویی در اکثر تیمارها در لایه­های پایین­تر خاک بیشتر بود. تفاوت مقادیر شوری عصاره اشباع خاک پس از آبشویی، بین تیمارهای متناوب و پیوسته، با افزایش شوری آب آبشویی افزایش یافت. همچنین استنباط می­شود که در خاک­های سنگین، امتیاز روش­های آبشویی متناوب به پیوسته محدود به شرایط تبخیر پایین است.

به منظور بررسی کارآیی تالاب مصنوعی در حذف فسفات فاضلاب کشاورزی، از تالاب مصنوعی‌ جریان ‌سطحی استفاده ‌شد. در این تحقیق، نه عدد حوضچة مستطیلی ساخته ‌‌شد و جریان ‌‌فاضلاب، به ‌صورت پیوسته، از آذر 1392 تا خرداد 1393 برقرار شد. سه سامانه به ‌صورت کشت ریشة گیاه در خاک (S)، سه سامانه به ‌صورت کشت گیاه روی صفحات شناور (F)، و سه سامانه بدون گیاه و بستر متخلل به منزلة شاهد (C) در نظر گرفته ‌شد. زمان‌‌ماندهای هیدرولیکی انتخاب‌شده 3، 5، و 7 روز بود و برای هر زمان‌ماند این آزمایش در شش مرحله، به ‌مدت شش ماه، تکرار شد. غلظت فسفات ورودی به سامانه‌ها و خروجی از آن‌ها اندازه‌گیری و میانگین بازده تصفیه، با استفاده از نرم‌افزار آماری SAS، مقایسه شد. متوسط غلظت فسفات فاضلاب ورودی به حوضچه‌ها در محدودة 99/5 تا 58/8 میلی‌گرم ‌بر لیتر در نوسان بود. نتایج مقایسة میانگین شیوة کشت گیاه، زمان‌ماند، تغییرات دما (ماه)، و اثر متقابل آن‌ها در کارآیی حذف فسفات در سطح اطمینان 95 درصد معنادار مشاهده ‌شد. در نتیجه، حوضچه‌های حاوی گیاه و بستر متخلخل دارای بهترین بازده حذف در محدودة 46/9 تا 48/35 درصد بودند. همچنین، بازده حذف فسفات به طور معنادار به زمان‌ماند وابسته بود. از این ‌رو بهترین زمان‌ماند با بیشترین بازده حذف در محدودة 88/8 تا 48/35 درصد به زمان 7 روز اختصاص‌ داشت. نتایج مقایسة میانگین تأثیر دما در حذف فسفات نشان ‌داد در سطح اطمینان 95 درصد اختلاف معنادار بین کارآیی حذف فسفات در بعضی ماه‌ها وجود دارد. نتایج اثر متقابل ماه، سامانه، و زمان‌ماند نشان داد بیشترین کارآیی حذف فسفات به مقدار 48/35 درصد در ماه خرداد با زمان‌ماند 7 روز در سامانه دارای بستر متخلخل به دست می‌آید.

آلودگی آب با فلزات سنگین مسئلۀ محیط‌زیستی جهانی است که به واسطۀ فعالیت‌های روزافزون بهره‌برداری از معادن، صنعتی‌شدن و شهرنشینی در سراسر کرۀ زمین افزایش یافته است. سرب از مهم‌ترین آلاینده‌های زیست‌محیطی محسوب می‌شود که از راه‌ها‌ی مختلف منابع آب و خاک را آلوده می‌کند.تالاب‌های مصنوعی با استفاده از گیاهان آبزی می‌توانند عملیات تصفیة فاضلاب‌های حاوی فلزات سنگین را به طور مؤثرتر و با هزینه‌ها‌ی کمتری در مقایسه با سایر روش‌ها‌ انجام دهند. در این تحقیق اثر گیاه نی و زمان ماند هیدرولیکی بر بازده حذف سرب در تالاب مصنوعی افقی زیرسطحی در دانشگاه آزاد واحد دزفول از تیر تا مهر 1392 بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش زمان ماند، بازده حذف افزایش می‌یابد، به طوری که بازده حذف سرب در زمان ماند یک‌روزه معادل 1/84 درصد و در بهترین شرایط در زمان ماند پنج‌روزه معادل 1/88 درصد اندازه‌گیری شد و بین متوسط بازده حذف سرب در زمان‌های ماند 1، 3 و 5 روز اختلاف معنی‌دار (p<0.05) وجود داشت، در صورتی که بین زمان 5 و 10 روز اختلاف معنی‌دار مشاهده نشد. بنابراین، با توجه به شرایط این تحقیق، زمان ماند پنج‌روزه برای حذف سرب پیشنهاد می‌شود. همچنین، نتایج نشان داد با کاهش بار هیدرولیکی جریان از 8/19 تا 5/3 سانتی‌متر بر روز، نسبت غلظت فاضلاب خروجی به ورودی به طور معنی‌دار و به صورت رابطۀ خطی کاهش یافت. بنابراین، با افزایش زمان ماند و کاهش بار سطحی، فرصت بیشتری برای فرایندهای مؤثر در حذف سرب در تالاب فراهم می‌شد و نتایج تجمع سرب در ریشۀ گیاه نی نیز نشان‌دهندۀ توان بالای این گیاه در جذب عنصر سنگین سرب بود.

اقداماتی که در راستای مدیریت سطح ایستابی به منظور کاهش حجم زه­آب­ها و تلفات نیترات طی دهه اخیر انجام شده است، منجر به تضمین پایداری سیستم­های آبیاری و زهکشی و نیز حفاظت اکوسیستم­ها گردیده است. در این پژوهش دو روش مدیریت سطح ایستابی شامل زهکشی زیرزمینی آزاد و زهکشی کنترل شده در سطح 41/63 هکتار در مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) واقع در استان خوزستان، به کار برده شد. تیمار­های مورد آزمایش شامل یک تیمار زهکشی آزاد (FD)، و دو تیمار زهکشی کنترل شده با کنترل سطح ایستابی در اعماق 90 سانتی­متری (CD90) و 70 سانتی­متری از سطح خاک (CD70) بود. ...