تغییرات آب‌وهوایی و افزایش جمعیت و به‌دنبال آن نیاز به غذا و محصولات کشاورزی بیش‌تر، موجب تقاضای بیش‌تر آب در بخش کشاورزی شده است. یکی از راه‌کارهای مدیریتی برای غلبه بر این مشکل، کم‌آبیاری کنترل‌شده با توجه به عملکرد اقتصادی و معقول است. آبیاری قطره­ای سطحی و آبیاری بخشی ریشه از جمله این راه‌کارها محسوب می­شود. لذا، یک طرح تحقیقاتی در یک منطقه نیمه‌خشک ایران (مزرعه تحقیقات گیاهان داروئی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر قدس) برای ارزیابی اثرات دو سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی متعارف و روش آبیاری بخشی ریشه و سه سطح آبیاری (100 درصد نیاز آبی (I100)، 75 درصد نیاز آبی (I75) و 55 درصد نیاز آبی (I55)) بر ویژگی­های رشد، عملکرد و بهره‌وری آب آبیاری در دو سال زراعی 1401 و 1402 انجام شد. نتایج نشان داد رطوبت خاک در سیستم آبیاری قطره‌ای نسبت به روش آبیاری بخشی ریشه کم‌تر بود. عملکرد تر و خشک سیب‌زمینی در روش آبیاری بخشی ریشه نسبت به سیستم آبیاری قطره‌ای بالاتر بود. در مقابل راندمان مصرف آب آبیاری در تیمار I55 بیش‌ترین مقدار (60/6 و 55/7 کیلوگرم بر مترمکعب) و در تیمار I100 کم‌ترین مقدار (53/5 و 23/6 کیلوگرم بر مترمکعب) را به‌ترتیب در‌ سیستم آبیاری قطره‌ای و روش آبیاری بخشی ریشه داشت. این نتایج نشان می­دهد که با آبیاری کامل (I100) و روش آبیاری بخشی ریشه حداکثر عملکرد سیب‌زمینی حاصل شده اما راندمان مصرف آب آبیاری کاهش می­یابد، درحالی‌که ادغام روش آبیاری بخشی ریشه با کم‌آبیاری به‌دلیل مصرف آب کم‌تر در بهره‌وری آب موثر بوده و اجازه می‌دهد از این شیوه‌ها در شرایط کم‌آبی استفاده شود.

استفاده از سامانههای آبیاری قطرهای در کشاورزی با مزایای متعددی همراه است، انسداد فیلترها و قطره‌چکانها و در نتیجه کاهش یکنواختی پخش آب مسئله‏ای است که طرح و ساخت مناسب فیلتر می‏تواند یکی از این راهکارهای حل مناسب آن مسئله باشد. در این مطالعه از یک مدل فیزیکی شامل یک مخزن فیلتر به ارتفاع یک متر و قطر 60 سانتی‏متر جهت جایگذاری شن و ماسه با دانه‏بندی مختلف و ضخامت لایه متفاوت به‏همراه یک پمپ با توان 0.5 اسب بخار به‏منظور تامین فشار، دو عدد فشارسنج برای تعیین افت بار هیدرولیکی در فیلتر شنی، آب خام با کیفیت مشخص استفاده شد. از 9 تیمار دانهبندی و لایهبندی و دو تیمار کیفیت آب حاوی مقادیر مواد معلق در آن استفاده شد. دانه ‏بندی این تیمارها به ترتیب 1.77، 0.89 و 0.45 میلی‏متر بود. نتایج نشان داد تغییرات افت بار در بازه‌ دانه ‏بندی 1.77– 0.89 کمتر از بازه ی 0.89– 0.45 است و با ریزتر شدن اندازه ذرات شن افت بار افزایش یافت. نتایج نشان داد تغییرات درصد تصفیه در بازه ی دانه بندی 1.77– 0.89 کمتر از بازه ی 0.89– 0.45 می باشد و با افزایش ارتفاع لایه وسط درصد تصفیه فیلترها افزایش یافت. اما تغییرات درصد تصفیه به ازای تغییر ارتفاع از 12 تا 17 سانتی‏متر بیشتر از تغییرات درصد تصفیه از 17 تا 22 سانتی‏متر بود. ذرات رس، بقایای گیاهی، حشرات جزء مواد معلق در آب می‏باشند که بایستی برای آبیاری قطره‏ای توسط فیلترها تصفیه شوند.

در این تحقیق به ارزیابی پتانسیل توسعه سیستم آبیاری تحت‌فشار در شبکه آبیاری و زهکشی دشت قزوین با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) پرداخته شد. ساختار سلسله مراتبی با توجه به هدف مورد مطالعه، شامل پنج بعد فنی، اقتصادی، اجتماعی-سیاسی، زیست‌محیطی و مدیریتی بود که هرکدام از بعدها دارای چند زیرمعیار هستند. تعدادی پرسشنامه توسط کارشناسان خبره تکمیل شد و بعد از تکمیل پرسشنامه‌ها، با استفاده از نرم‌افزار Expert Choice وزن معیارها و زیرمعیارها تعیین شد. در ادامه نرخ ناسازگاری برابر 0/084 به دست آمد که از مقدار (0/1) کمتر بود. بررسی وزن‏دهی نهایی هرکدام از زیرمعیارها نشان داد که اولا بعد فنی مهم‌ترین عامل تأثیرگذار در توسعه سیستم‏های آبیاری تحت‌فشار بوده و ثانیا زیرمعیار تأمین نیاز آبی گیاه با وزن 0/129، امکان تحویل آب با وزن 0/099 و الگوی کشت با وزن 0/088 همگی از بعد فنی از مهم‏ترین عواملی هستند که مورد توجه ویژه کارشناسان و متخصصان بوده است. به عبارتی از شش زیرمعیار برتر، پنج مورد از بعد فنی و تنها یک مورد از بعد اقتصادی بود. نتایج آنالیز حساسیت نیز وزن کلی معیارهای فنی، اقتصادی، اجتماعی-سیاسی، مدیریتی و زیست‌محیطی را به ترتیب برابر با 0/43، 0/2، 0/18، 0/11 و 0/08 نشان داد که حاکی از تأثیرگذاری بیشتر معیار فنی و اتفاق نظر پژوهشگران مختلف است. همچنین تأثیر سناریوهای مختلف تأمین آب شبکه بر الگوی کشت توسط الگوریتم‌های بهینه‌سازی کلونی مورچه‌ها (ACO)، نتایج AHP را تأیید کرد.

ضرورت وجود الگوئی برای برنامه­ریزی مناسب در راستای مدیریت منابع آب به ویژه آب­های زیرزمینی و با توجه به شرایط کم آبی و افت آبخوان­ها از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از قوانین انجمنی، وابستگی بین تغییرات عمق آبخوان در محدوده شبکه آبیاری شهرستان قزوین و عوامل مختلف انسانی و طبیعی تأثیرگذار بر آن از سال 1380 تا 1394 توسط الگوریتم Apriori بررسی شد. جهت بررسی دقت قوانین از سه شاخص بهبود و درصد پشتیبان و اطمینان استفاده شد .نتایج نشان می­دهند که، بیشترین مقدار همبستگی مثبت بین دو مجموعه مقادیر پیشین ( شامل درصد زیاد رطوبت هوا، حجم کم آب در شبکه آبیاری و برداشتی از چاه کشاورزی) و پی­آیند (بالاآمدگی عمق آبخوان بیشتر از یک متر) بوده است. با مقدار پشتیبان 8/4 درصد می­توان بیان کرد که از مجموعه عوامل تأثیرگذار بر تغییرات عمق آبخوان، مقادیر حجم کم بارندگی، حجم زیاد آب در شبکه آبیاری و حجم زیاد نیاز آبی گیاهان با افت بین 3/0 تا 1 متر به طور همزمان رخ داده است. در مواردی که مقادیر دمای هوا زیاد، درصد رطوبت هوا و حجم بارندگی کم بوده، مقدار افت بین 3/0 تا 1 متر با مقدار اطمینان 66 درصد شده است. همچنین با توجه به نتایج حاصل از استخراج قوانین انجمنی، با افزایش مقدار حجم آب برداشتی از چاه کشاورزی، دمای هوا، حجم آب در شبکه آبیاری و نیاز آبی گیاهان باعث افزایش افت عمق آبخوان و افزایش مقدار رطوبت هوا و بارندگی، باعث کاهش افت عمق آبخوان می­شود.

سابقه و هدف: در دهه‌های اخیر آبیاری قطره‌ای به جهت کاهش آب کاربردی، افزایش در عملکرد گیاه و توزیع بهتر کود مورد توجه قرارگرفته است. کاهش آب کاربردی به این دلیل است که در آبیاری قطره‌ای به‌جای همه سطح زمین فقط خاک محدوده ریشه گیاه مرطوب می‌شود. آبیاری پالسی مجموعه‌ای از چرخه‌ها است که هر کدام از چرخه‌ها از یک فاز آبیاری و یک فاز استراحت تشکیل می‌شود (12). کاربرد متناوب آب در آبیاری قطره‌ای باعث می‌شود که جبهه پیشروی با آب کمتری نسبت به جریان مداوم تکمیل گردد. آبیاری قطره‌ای پالسی با مدیریت خوب، پتانسیل زیادی در بهبود توزیع یکنواختی آب در خاک و در نهایت افزایش جذب به وسیله ریشه گیاه را به صورت توامان به همراه دارد. مواد و روش‌ها: در این تحقیق از یک مدل فیزیکی برای شبیه سازی حالت آبیاری قطره‌ای در مزرعه استفاده شد. سه تیمار بافت خاک سنگین، متوسط و سبک، دو تیمار دبی قطره‌چکان 4/2 و 8 لیتر بر ساعت (به ترتیب Q1 و Q2) و دو روش آبیاری قطره‌ای پالسی و پیوسته بکار گرفته شد. در ادامه با استفاده از یکی از روش های مطرح در شبیه سازی حرکت آب در خاک، یعنی آنالیز ابعادی و با استفاده از قضیه π باکینگهام و به‌دست آوردن تعدادی اعداد بی بعد و ارتباط بین اعداد بی بعد یک سری معادلاتی حاصل می‌شود که این معادلات امکان برآورد توزیع رطوبت و الگوی جبهه پیشروی و چگونگی توزیع آنها در محدوده مرطوب شده خاک را فراهم می‌کنند. در آخر هم به منظور مقایسه مقادیر شبیه سازی شده و اندازه گیری شده از شاخص‌های آماری حداکثر خطا (ME) و میانگین ریشه دوم خطا (RMSE) استفاده گردید. یافته‌ها: نتایج نشان داد مؤلفه افقی رطوبت در دبی 4/2 لیتر بر ساعت در حالت پالسی برای خاک‌های رسی، لومی و شنی به ترتیب 33، 30 و 5/20 می‌باشد که بیشتر از توزیع افقی رطوبت در حالت پیوسته ( به ترتیب 28، 26 و 6/18) است. مؤلفه عمودی رطوبت در دبی 4/2 لیتر بر ساعت در حالت پالسی (به ترتیب برای رس، لوم و شن 2/21، 27 و 50) برای همه خاک‌ها بیشتر از حالت پیوسته ( به ترتیب 19، 22 و 43) است. با مقایسه توزیع رطوبت در جهت افقی نشان می‌دهد که مؤلفه افقی خاک مرطوب شده هم برای پالسی و هم برای پیوسته در دبی 8 لیتر بیشتر از دبی 4/2 لیتر است. افزایش مؤلفه‌های افقی و عمودی رطوبت در آبیاری پالسی را می‌توان این‌طور استدلال کرد که کاربرد متناوب آب در آبیاری قطره‌ای باعث می‌شود که جبهه پیشروی با آب کمتری نسبت به جریان مداوم تکمیل گردد همچنین با استفاده از روش آنالیز ابعادی معادلاتی برای شبیه سازی توزیع رطوبت در اطراف قطره‌چکان برای دو حالت آبیاری پالسی و پیوسته به دست آمد. نتیجه گیری: با ارزیابی توسط شاخص‌های آماری مشخص شد که عملکرد معادله‌های پیشنهادی در سطح مطلوب قرار داشته و نتایج آن‌ها از اعتبار قابل ملاحظه‌ای برخوردار می‌باشند.

آلودگی محیط‌زیست توسط فلزات سنگین، به­ویژه آلودگی خاک با کادمیوم، یکی از چالش­های محیط‌زیست محسوب می­شود. در این پژوهش از روش گیاه­پالایی جهت اصلاح یک خاک آلوده به کادمیوم همراه با شوری استفاده شد. این مطالعه در دو سطح شوری آب آبیاری (0 و 3 دسی­زیمنس بر متر) و سه سطح آلودگی خاک (0 و 20 میلی­گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک و نسبت یک به یک خاک و خاک آلوده به فاضلاب) اجرا شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. گیاه ذرت به‌عنوان جاذب کادمیوم انتخاب گردید. گیاهان قبل از رسیدن به مرحله زایشی برداشت شدند. شاخص­های عملکرد، غلظت و جذب کادمیوم به عنوان پاسخ­های گیاهی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که شوری آب آبیاری بر غلظت و جذب کادمیوم در گیاه ذرت اثر معنی­داری داشته و باعث افزایش غلظت کادمیوم در اندام هوایی و ریشه گیاه ذرت به میزان 52 درصد شد؛ اما در تیمار شوری علی‌رغم افزایش غلظت کادمیوم در گیاه، میزان جذب کادمیوم کاهش یافت که ناشی از کاهش وزن خشک گیاه نسبت به تیمار شاهد بود. تیمار خاک آلوده به فاضلاب نیز موجب کاهش عملکرد گیاه شد، اما در این تیمار به علت افزایش شوری و کاهش اسیدیته خاک، حلالیت کادمیوم در خاک افزایش پیدا کرد، در نتیجه غلظت کادمیوم در ریشه به میزان 15 درصد نسبت به تیمار آلوده به کادمیوم افزایش نشان داد و این افزایش در اندام هوایی حدود 12 درصد بود. بر این اساس شوری آب آبیاری می­تواند میزان جذب آلاینده کادمیوم توسط گیاه را افزایش دهد.

راهکارهای مقابله با تراکم خاک شامل کنترل رطوبت خاک در موقع خاک‌ورزی، کنترل تردد وسایط نقلیه بر روی خاک، کاهش وزن و فشار تماسی وسایط نقلیه با خاک و بهبود ساختمان خاک با اضافه کردن ماده آلی می‌باشد. به‌منظور بررسی اثر بقایای گیاهی و زئولیت و اثر متقابل آنها در مراحل مختلف تشکیل ترک بر مقاومت فروروی خاک، فاکتور بقایای گیاهی در چهار سطح (صفر، 5/0، 1 و 5/1 درصد)، فاکتور زئولیت در چهار سطح (صفر، 8، 16 و 24 تن در هکتار)، همچنین فاکتور ترک در پنج سطح (اشباع، ظهور ترک موئین، ترک نهایی، بازگشت ترک نهایی به ترک موئین و از بین رفتن ترک) در قالب آزمایشی با سه تکرار به صورت فاکتوریل بر پایه طرح‌بلوک‌های کامل تصادفی در ﻣﺆسسه تحقیقات برنج کشور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن بقایای گیاهی برنج سبب افزایش مقاومت فروروی خاک به‌میزان 37 درصد شده است، دلیل افزایش مقاومت فروروی خاک در تیمارهای حاوی بقایای گیاهی برنج، سطوح تجزیه نشده بقایای گیاهی می‌باشد. در حالی‌که افزودن بقایای گیاهی باعث گردید کاهش مقاومت فروروی خاک در روند خیس شدن، تسریع یابد. همچنین ﺗﺄثیر زئولیت بر مقاومت فروروی خاک معنی‌دار نشد. روابط حاکم بین مقاومت فروروی خاک با ویژگی‌هایی نظیر نشست خاک، حجم انقباض، جرم مخصوص ظاهری، رطوبت وزنی از همبستگی بالایی (9916/0- 7811/0) برخوردار بود. در نهایت توصیه می‌شود جهت کاهش مقاومت فروروی خاک، بقایای گیاهی به‌طور طولانی‌مدت به خاک اضافه گردد.

بهره‌برداری بهینه از منابع محلی می‌تواند در حفظ منابع آب اراضی شالیزلری و توزیع عادلانه آب مؤثر باشد. در این تحقیق برای بررسی نقش آب­‌بندان­‌ها در ذخیره آب محلی و استفاده بهینه از آن برای تأمین نیاز آبیاری اراضی شالیزاری، مدل شبیه­‌سازی-بهینه­‌سازی بهره‌برداری از آب­‌بندان توسعه داده شده است. تبخیرتعرق، نیاز آبیاری، دور آبیاری و بیلان آب­‌بندان توسط مدل شبیه­‌سازی می­‌شود و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک باینری تعداد روزهای پمپاژ از کانال به آب­‌بندان با توجه به حجم آب درون آب­بندان در هر روز و حجم آب سرریز شده از آن بهینه می­‌شود. مدل توسعه داده شده برای آب­‌بندان فشتام در شهرستان سنگر استان گیلان و اراضی شالیزاری آبخور آن اجرا شده است. نتایج اجرای مدل نشان داد که در سال­ آبی نرمال مورد بررسی 54 درصد از نیاز آبیاری اراضی شالیزاری مورد مطالعه از آب ذخیره شده باران و رواناب در آب­‌بندان فشتام تأمین شده است و نسبت آب سرریز شده از آب­‌بندان به حجم بیشینه آن 74 درصد است. اجرای مدل برای سناریوی توسعه آب­‌بندان به اندازه دو برابر حجم موجود نشان داد سهم آب­‌بندان در تأمین نیاز آبیاری اراضی شالیزاری مورد مطالعه می­تواند به 91 درصد افزایش ­یابد.

مدل‌سازی الگوی توزیع مجدد رطوبت بعد از زمان آبیاری و در نظر گرفتن این پارامتر در طراحی می‌تواند به عنوان یکی از معیارهای افزایش بهره‌وری مصرف آب در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی محسوب گردد. در این مطالعه، آزمایش‌ها در یک مدل پلکسی‌گلاس شفاف با ابعاد m5/0×m22/1×m3 و برروی سه نوع بافت (متوسط، سنگین و سبک) به انجام رسید. قطره‌چکان‌ها در چهار عمق صفر (سطحی)، cm15 (H1)، cm30 (H2) و cm45 (H3) مورد ارزیابی قرار گرفتند. دبی‌ قطره‌چکان‌ها با زمان آبیاری 6 ساعت و با مقادیر 4/2 (Q1) و 4 (Q2) لیتر در ساعت اعمال گردید. سپس، به کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از آنالیز ابعادی روابطی به منظور تخمین الگوی توزیع مجدد رطوبت بعد از زمان آبیاری در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی ارائه گردید که تابعی از حجم آب کاربردی در زمان آبیاری، هدایت هیدرولیکی خاک و مدت زمان سپری‌شده بعد از پایان آبیاری می‌باشد. نتایج مقایسه بین مقادیر اندازه‌گیری‌شده و شبیه‌سازی‌شده نشان داد که این مدل‌ها با دقت بالایی الگوی توزیع مجدد را پس از پایان آبیاری پیش‌بینی می‌کنند. با بکارگیری این روابط در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی، می‌توان عملکرد این سیستم‌ها را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید.

یکی از پارامترهای مهم در طراحی و برنامه‌ریزی سیستم­های آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی که تأثیر قابل توجهی در عملکرد بهینه سیستم و افزایش کارایی مصرف آب دارد، تخمین سرعت پیشروی جبهه حرکت آب در خاک می‌باشد. در این مطالعه، به کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از آنالیز ابعادی، روابطی به منظور تخمین سرعت پیشروی جبهه حرکت آب در سه جهت افقی، عمودی(رو به پائین) و عمودی (رو به بالا) ارائه گردید.آزمایش‌ها در یک مدل پلکسی‌گلاس شفاف با ابعاد m5/0×m22/1×m3 و برروی سه نوع بافت (متوسط، سنگین و سبک) به انجام رسید. قطره­چکان‌ها در چهار عمق صفر (سطحی)، cm15 (H1)، cm30 (H2) و cm45 (H3) مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این تحقیق تیمارهای دبی­ قطره­چکان‌ها با مقادیر 4/2 (Q1)، 4 (Q2) و 6 (Q3) لیتر در ساعت اعمال گردید و زمان آبیاری 6 ساعت در نظر گرفته شدند. نتایج مقایسه بین مقادیر شبیه­سازی شده و اندازه­گیری‌شده نشان دادند که این مدل‌ها با دقت بالایی سرعت پیشروی جبهه حرکت آب در خاک را در جهات مختلف پیش­بینی می­کنند. متوسط مقادیر شاخص خطای استاندارد (SE) در تمامی عمق‌ها و تمامی جهات (افقی و عمودی) برای بافت‌های رسی، لومی و شنی به ترتیب برابر با 18/0، 21/0 و 23/0 برآورد گردید که نشان از برتری نسبی معادلات در شبیه‌سازی سرعت حرکت جبهة رطوبتی در خاک‌های رسی می‌باشد. همچنین، متوسط مقادیر این شاخص در عمق‌های مختلف (به ترتیب، 28/0، 20/0، 23/0 و 15/0) نشان از افزایش نسبی دقت معادلات همزمان با افزایش عمق می‌باشد. استفاده از این معادلات در طراحی سیستم‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی می‌تواند به بهبود عملکرد سیستم‌ها منجر گردد.

از پارامترهای مهم در طراحی سامانه­های آبیاری قطره­ای سطحی و زیر سطحی در نظر گرفتن الگوی سطح خیس شده خاک بالا و پائین قطره­چکان می­باشد. در این مطالعه، به­کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از تحلیل ابعادی، روابطی به­منظور تخمین سطح خیس شده جبهه حرکت آب در خاک بالا و پائین موقعیت نصب قطره­چکان ارائه گردید. آزمایش­ها در یک مدل فیزیکی پلکسی گلاس شفاف با ابعاد (3m×1.22m×0.5m) به انجام رسید. در این تحقیق از سه نوع بافت (بافت متوسط، سنگین و سبک) مجزا استفاده گردید. در این تحقیق قطره­چکان­ها در چهار عمق نصب (عمق­های صفر (سطحی)، 15 (H1)، 30 (H2) و 45 (H3)سانتی­متری) مورد ارزیابی قرار گرفتند و همچنین دبی­های قطره­چکان­ها با زمان آبیاری 6 ساعت و با مقادیر 4/2 (Q1)، 4 (Q2)، 6 (Q3)، لیتر بر ساعت اعمال گردید. در این تحقیق به­کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از تحلیل ابعادی روابطی به منظور تخمین سطح خیس شده بالا و پائین قطره­چکان­ها در سامانه­های آبیاری قطره­ای سطحی و زیر سطحی ارائه گردید. نتایج ارزیابی بین مقادیر شبیه­سازی شده و اندازه­گیری شده (با ضریب همبستگی بیش از 90 درصد) نشان داد که این مدل­ها با دقت بالایی سطح خیس شده را پیش­بینی می­کنند. متوسط مقادیر شاخص میانگین ریشه دوم خطا (RMSE) در تخمین سطح خیس شده پائین (در تمامی عمق‌ها) و برای بافت‌های رسی، لومی و شنی به­ترتیب برابر با 015/0، 019/0 و 033/0 برآورد گردید که نشان از برتری نسبی معادلات در شبیه‌سازی سطح خیس شده جبهة رطوبتی در خاک‌های رسی می‌باشد. همچنین، متوسط مقادیر این شاخص در سطح خیس شده بالا برای بافت­های مورد بررسی (به ترتیب، 02/0، 034/0 و 053/0) نشان­دهنده دقت معادلات می‌باشد. در نظر گرفتن این روابط در طراحی سامانه­های آبیاری قطره­ای سطحی و زیر سطحی می­تواند باعث بهبود عملکرد این سامانه­ها گردد.

با توجه به اهمیت حفظ همبستگی مکانی بین ایستگاه‌های مجاور در بسیاری از مطالعات حوزة منابع آب و کشاورزی در مقیاس زمانی روزانه، در این مطالعه، یک مدل مولد اقلیم با هدف شبیه­سازی متغیرهای هواشناسی در ایستگاه­های مجاور با حفظ همبستگی مکانی بین ایستگاه­ها توسعه یافت. این مدل، برای بازتولید سری وقوع بارش، از یک مدل مارکوف توسعه یافته استفاده می­کند که می­تواند با دقت قابل قبول، همبستگی مکانی بین ایستگاه­های مجاور را بازسازی نماید. برای شبیه­سازی مقدار بارش در روزهای مرطوب و همچنین شبیه­سازی سایر متغیرهای هواشناسی، یک الگوریتم ناپارامتری پیشنهاد داده شد. عملکرد این الگوریتم در بازتولید میانگین و انحراف استاندارد متغیرهای هواشناسی، همبستگی و خودهمبستگی مرتبة یک روزانه و همبستگی مکانی بین ایستگاه­های مجاور با استفاده از شاخص­های آماری ضریب تعیین (R2)، مقادیر استانداردشدة ریشة میانگین مربع خطاها (SAME) و میانگین خطای مطلق (SMAE) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این مدل، قادر است با دقت قابل قبول، ویژگی­های آماری متغیرهای هواشناسی تاریخی ایستگاه­های مورد مطالعه را شبیه­سازی نماید. با این حال، برآورد مدل از مقادیر خودهمبستگی مرتبة یک متغیرها در اکثر موارد، نسبت به مقادیر مشاهداتی، کمتر است. ضمنا، با تغییر پارامترهای این مدل، امکان شبیه‌سازی سناریوهای تغییراقلیم همزمان با حفظ همبستگی بین ایستگاه‌های مجاور فراهم خواهد بود

افزایش جمعیت می­تواند اثر قابل توجهی بر الگوی انتشار گازهای گلخانه­ای در آینده داشته باشد. با­توجه­به اهمیت نقش افزایش جمعیت در مطالعات تغییر اقلیم، در این تحقیق، افزایش جمعیت منطقه­ی خاورمیانه تا انتهای قرن بیست‌ویکم میلادی، براساس سناریوهای جمعیتی IIASA مورد بررسی قرار گرفت. تحت سناریوی A2-B1، جمعیت جهان تا سال 2055 به 7/8 میلیارد نفر، و تحت سناریوی A2 به 8/11 میلیارد نفر بالغ می‌گردد. بررسی­ها نشان داد که تحت سناریوهای A1-B1 و A2 (به­عنوان مبانی سناریوهای تغییر اقلیم مورد استفاده قرار گرفته‌اند)، جمعیت منطقة خاورمیانه از حدود 312 میلیون نفر در سال 1995، به ترتیب به بیش از 809 میلیون و 2 میلیارد نفر در سال 2100 میلادی خواهد رسید. براساس نرخ جمعیت مفروض در این سناریوها، نیاز آب شرب سد مخزنی طالقان برای دوره­های 2055 و 2100 میلادی برآورد گردید. نتایج نشان داد که تحت این دو سناریو، متوسط ماهانه­ی نیاز آب شرب سد طالقان تا سال 2055 میلادی (معرف دوره­ی 2069-2040) در مقایسه با سال 2010، به ترتیب 80 درصد و 161 درصد افزایش پیدا خواهد کرد. همچنین، با تحلیل آمار سال­های 1385 تا 1390 (2006 تا 2011 میلادی) مشخص گردید در تمام سال­ها و در ماه­های خشک سال (جولای تا نوامبر) مجموع متوسط دبی مصارف آب شرب و کشاورزی از متوسط دبی ورودی به مخزن بیشتر بوده و حجم ذخیره­ی مخزن در این دوره­ها کاهش می‌یابد. لذا با توجه به تشدید مشکل کم‌آبی به دلیل تغییرات اقلیمی، به ویژه در این ماه‌ها، نیاز به ارزیابی دوباره­ی شیوه‌های کنونی مدیریت مخزن و تدوین یک برنامه­ی سازگاری، ضروری به نظر می‌رسد.

در سیاستگذاری، اولین گام تشریح اهداف و انتخاب ابزارهای سیاستی و راهکارهای مدیریتی، و پس از آن، ارزیابی و تحلیل اثر هر یک از آنها است. در این مطالعه، واکنش کشاورزان به ابزارهای سیاستی و راهکارهای مدیریتی مختلف با استفاده از یک مدل نیمه‌گستردة برنامه‌ریزی در محدودة مطالعاتی شبکة آبیاری و زهکشی دشت قزوین بررسی شد. این مدل، انتخاب ترکیب‌های مختلف محصول، تیمار آبیاری و تاریخ کشت را برای هر یک از واحدهای اراضی شبیه‌سازی می‌کند. تکنیک ارزیابی چندمعیاره از دیدگاه‌های اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی، برای ارزیابی کلی هر یک از سناریوهای مدیریتی به‌کار گرفته شد. ارزیابی تأثیر سناریوهای مختلف مدیریتی در قالب یک مدل پشتیبان برنامه‌ریزی نشان داد که دو سناریوی مدیریتی S2 (کاهش سود بانکی برای حمایت از توسعة سامانه‌های آبیاری تحت فشار) و S3 (دونرخی شدن آب و افزایش قیمت فروش آب برای سامانه‌های آبیاری سطحی) را می‌توان سناریوهای برتر پس از سناریوی S5 (تلفیق همۀ ابزارها) در نظر گرفت. تحلیل عدم قطعیت در انتخاب وزن شاخص‌های ارزیابی (30 درصد ± خطا در انتخاب وزن‌ها) نشان داد که طبقه‌بندی سناریوهای مدیریتی مختلف، حساسیت زیادی به وزن تعیین‌شده برای شاخص‌های تحت مطالعه ندارد و این دو سناریو از دیدگاه اقتصادی به‌ترتیب با احتمال 100 و 61 درصد، دومین و سومین سناریوی مدیریتی برتر به‌شمار می‌روند. نتایج این مطالعه نشان داد که ابزارهای سیاستی و راهکارهای مدیریتی مختلف ممکن است آثار متقابل بر یکدیگر داشته باشند و شاید از برخی جهات (مثل اهداف اجتماعی و زیست‌محیطی) تلفیق این ابزارها در قالب یک سناریوی مدیریتی بهترین گزینة ممکن نباشد.

مدل های شبیه ساز رشد محصولات کشاورزی با هدف درک واکنش گیاهان به تغییر شرایط محیطی و ارزیابی صفات فیزیولوژیک و مرفولوژیک گیاه در جهت بهبود عملکرد محصول و کمک به استفاده بهینه از منابع آب و خاک مورد استفاده قرار می گیرند. ارزیابی عملکرد این مدل ها پیش نیاز کاربرد آنها در ارزیابی راه کارهای مدیریتی مختلف می باشد. در این مطالعه، مدل گیاهی CERES-Barley از مدل های موجود در بسته نرم افزاری DSSAT (نسخه 4) با استفاده از روش مدل سازی معکوس و مدل PEST واسنجی گردید. این مطالعه، شامل 11 تیمار با سه تکرار در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. تیمارهای آبی شامل 100 (T100)، 90 (T90)، 80 (T80)، 70 (T70)، 60 (T60)، 50 (T50)، 40 (T40)، 30 (T30)، 20 (T20) و 10 (T10) درصد نیاز آبی گیاه بود. تیمار دیم نیز با دو آبیاری در زمان کاشت (11 آبان) و اولین آبیاری بهاره (20 فروردین) پیش از اعمال تنش (T0) بود. نتایج نشان داد که مدل CERES-Barley می تواند تا تیمار T50 این مقادیر را با دقتی مناسب شبیه سازی نماید. مقدار آماره SRMSE در تیمارهای بین T100 تا T50 برای شبیه سازی عملکردهای دانه، کاه و کل به ترتیب برابر با 5/5%، 9/10% و 6/3% بدست آمد. همچنین مقادیر R2های مربوطه به ترتیب برابر با 95%، 69% و 93% محاسبه شد.

یکی از راهکارهای بهبود مدیریت در سیستم­های آبیاری قطره­ای در نظر گرفتن توزیع مجدد آب در جهات مختلف (افقی، عمودی، شعاعی و خیز به سمت بالا) می­باشد که به نوبه خود قابل بررسی است. در این تحقیق جبهه توزیع مجدد پیشروی آب برای سه نوع خاک با بافت مختلف (بافت سبک، متوسط و سنگین) بعد از 6 ساعت از زمان آبیاری مورد ارزیابی قرار گرفت و تا 68 ساعت پس از آبیاری مقادیر جبهه پیشروی توزیع مجدد اندازه­گیری شد. این آزمایشات در یک محفظه پلکسی گلاس به ابعاد مشخص و با دیواره شفاف به انجام رسید. در این تحقیق قطره‌چکان‌ها در 4 عمق نصب مختلف (صفر، 15، 30 و 45 سانتیمتری) قرار گرفتند و مقدار دبی خروجی از قطره‌چکان‌ها (در دو تیمار 4/2 و 4 لیتر در ساعت) نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که در سیستم آبیاری قطره­ای سطحی و برای سه نوع خاک مورد بررسی مقادیر توزیع مجدد در جهت افقی و عمودی برای دبی­های کم بیشتر از دبی­های زیاد می‌باشد. اما در سیستم آبیاری قطره­ای زیر سطحی مقادیر توزیع مجدد آب در جهت افقی و عمودی برای دبی­های زیاد بیشتر از دبی­های کم می­باشد. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که در سیستم آبیاری قطره­ای زیر سطحی و برای یک دبی یکسان، توزیع مجدد آب در جهت افقی برای قطره­چکانهایی با عمق کم بیشتر از قطره­چکانهایی با عمق زیاد می­باشد. دلیل آن بدین صورت می­باشد که در قطره­چگانهای عمیق آب بیشتری صرف خیس شدن جبهه خشک بالای قطره­چکان می­شود.