شناخت تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی در بسیاری از فرآیندها از جمله طراحی پروژه های زهکشی ضروری می باشد. این مطالعه به منظور بررسی تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی در زمینی به مساحت 5000 مترمربع انجام گرفت. داده ها در دو نوع خاک شخم نخورده و شخم خورده و در دو مقیاس مختلف برداشت گردید. در مقیاس بزرگ در خاک شخم نخورده و شخم خورده به ترتیب 47 و 111 نقطه و در مقیاس کوچک در هر دو نوع خاک به طور جداگانه 66 نقطه برداشت گردید. سه روش کریجینگ، لوگ کریجینگ و وزن دهی معکوس فاصله (idw) برای تخمین و میان یابی مورد استفاده و مقایسه قرار گرفت. برای مقایسه ی روش ها از تکنیک اعتبارسنجی متقابل (cross-validation) با معیارهای ارزیابی میانگین قدر مطلق خطا (mae)، میانگین انحراف خطا (mbe) و جذر میانگین مربعات خطا (rmse) استفاده گردید. نتایج نشان داد که نیم تغییرنمای هدایت هیدرولیکی در مقیاس بزرگ در خاک شخم نخورده در در هر دو حالت لگاریتمی و غیرلگاریتمی از مدل کروی پیروی می کند. همبستگی مکانی نیز ضعیف می باشد. درخاک شخم خورده در مقیاس بزرگ نیم تغییرنما در هردو حالت از مدل گوسی تبعیت می کند. در این حالت نیز همبستگی مکانی قوی می باشد. نیم تغییرنمای هدایت هیدرولیکی در مقیاس کوچک در خاک شخم نخورده در هردو حالت لگاریتمی و غیرلگاریتمی از مدل خطی پیروی می کند در این حالت همبستگی مکانی ضعیف می باشد. با شخم زدن زمین در مقیاس کوچک نیم تغییرنما در حالت لگاریتمی از مدل نمایی و در حالت غیرلگاریتمی از مدل کروی پیروی می کند و همبستگی مکانی ضعیف می باشد. نتایج حاصل از اعتبار سنجی متقابل نیز حاکی از این است که در بین روش های استفاده شده روش کریجینگ تخمین دقیق تری از هدایت هیدرولیکی را فراهم می نماید.

پلی اکریل آمید (pam) یک ماده افزودنی به خاک بوده که باعث افزایش جذب آب و مواد غذایی در خاک می شود و به رشد مطلوب گیاه، کاهش اتلاف آب و کاهش هزینه های آبیاری کمک می نماید. در این تحقیق تاثیر میزان مختلف پلی اکریل آمید با دو آبیاری متوالی در کنترل رواناب، فرسایش و نفوذپذیری در اراضی شیب دار مورد ارزیابی قرار گرفت. پلی اکریل آمید با غلظت های 0، 3، 6و 9 گرم در کیلوگرم را در خاکی با بافت لومی رسی مخلوط کرده و با دستگاه شبیه ساز باران آبیاری گردید. این مطالعه در سه شیب 5/2، 5و 10 درصد صورت گرفت. با افزایش غلظت پلی اکریل آمید در شیب های مختلف رواناب و فرسایش خاک کاهش می یابد و این کاهش رواناب و فرسایش خاک در آبیاری دوم بمراتب بیشتر از آبیاری اول مشاهده شده است. در شیب 5 درصد بیشترین کاهش رواناب در آبیاری دوم مربوط به غلظت 6و 9 گرم در کیلوگرم بمیزان 74 درصد می باشد. در آبیاری اول و دوم بیشترین کاهش فرسایش در غلظت 9 گرم در کیلوگرم صورت گرفته که مقدار آنها بترتیب 6/63و 3/84 درصد نسبت به تیمار شاهد مشاهده شده است. سرعت نفوذ نهایی با افزایش غلظت پلی اکریل آمید در هر دو آبیاری افزایش یافته است.

در مناطق خشک که دارای بارندگی کم و تبخیر زیاد می باشند، تجمع املاح در سطح خاک، امری اجتناب ناپذیر خواهد بود. بنابراین ارائه یک روش عملی برای برآورد آب مورد نیاز به منظور کنترل شوری خاک برای کشاورزی امری ضروری است. انجام آزمایش های مزرعه ای به منظور تعیین مقدار بهینه آب مصرفی برای اصلاح شوری خاک، وقت گیر و پر هزینه می باشد. بنابر این استفاده از مدل های ریاضی آبشوئی در مقایسه با آزمایش های مزرعه ای ارجحیت دارد. البته قبل از به کارگیری چنین مدل هائی، درستی نتایج آن ها باید در مقایسه با نتایج آزمایش های مزرعه ای ارزیابی شود.منطقه سیستان با اقلیم خشک و نیمه خشک به طور فزاینده ای با مشکل شوری مواجه است. بنابراین، انجام آزمایش های صحرایی به همراه استفاده از مدل های رایانه ای جهت پیدا کردن راه حلی مناسب برای رفع این مشکل ضروری به نظر می رسد. این تحقیق در مزرعه پردیس دانشگاه زابل به منظور استفاده از مدل هایswap و hydrus_1d برای تخمین میزان رطوبت و شوری نیم رخ خاک و همچنین بدست آوردن بهترین نحوه آبشوئی برای اصلاح خاک منطقه سیستان با استفاده از مدل های swapو hydrus_1dدر طول مدت آبشوئیانجام گردید. آزمایش های مزرعه ای در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 4 تیمار و در 5 تکرار انجام گرفت. تیمارها شامل آبیاری با مقادیر آب 100، 150، 200 و 250 میلی متر و به ترتیب با فواصل زمانی 3، 4، 6 و 7 روزه بود. از هر بلوک از اعماق 0-20، 20-40، 40-6-، 60-80 و 80-100 نمونه برداری شد و مقدار رطوبت و خواص شیمیایی خاک (ec، tds، ph و na، k، ca و mg) اندازه گیری شد.آزمایش های آبشویی در4 تیمار و 5 تکرار به صورت طرح بلوک کامل تصادفی اجرا شده، سپس با استفاده از دو مدل -1dhydrus و swapنیز مقدار رطوبت و غلظت املاح در اعماق و زمان های مختلف پیش بینی شد. در پایان به منظور ارزیابی مدل ها نتایج آنها با آزمایش های مزرعه ای مقایسه شده و همچنین نحوه آبشویی مناسب تعیین گردید. به استناد تحلیل-های آماری بین تیمارها، بهترین نحوه آبشویی را تیمارهایی با دور آبیاری بیشتر ومقدار آب بیشتر دارند. بر اساس شاخص های آماری دیده شد که مدل-1dhydrus در پیش بینی حرکت آب و املاح نسبت به مدل swapاز کارایی بالاتری برخوردار است و می تواند در مدیریت آبیاری مورد استفاده قرار گیرد. پیشنهاد می شود که در تحقیق های بعدی دو مدل یاد شده در سایر شرایط شوری و نیز همراه با کشت مورد ارزیابی قرار گیرند.

استفاده از دستگاه tdr و تتاپروب، روش هایی نسبتا جدید و کاربردی برای اندازه گیری رطوبت خاک بوده و این روش ها مبتنی بر خصوصیت غیر عادی آب یعنی ثابت دی الکتریک آن می باشند. دستگاه tdr، بر اساس سرعت حرکت امواج الکترومغناطیسی در خاک مقدار رطوبت حجمی را تخمین می زند. اساس کار دستگاه تتاپروب نیز همانند tdr بر پایه تغییرات دی الکتریک استوار است و این تغییرات قابل تبدیل به ولتاژ و رطوبت حجمی می باشند. با توجه به تحقیقاتی که در اکثر نقاط جهان صورت گرفته است، علی رغم مزایای بسیار این دستگاه ها، از جمله اندازه گیری سریع، دقت نسبتاً زیاد، بی خطر بودن کاربرد این روش ها، اندازه گیری مستقیم رطوبت حجمی، مشخص شده است که از میان خصوصیات خاک، نوع بافت، میزان رس موجود در خاک و شوری سه عامل اصلی و تاثیرگذار روی کالیبراسیون دستگاهtdr و تتاپروب می باشند. بنابراین با توجه به اینکه بافت خاک های سیستان اکثراً متوسط تا سنگین می باشد، بررسی تأثیر بافت خاک و میزان رس موجود در آن روی کالیبراسیون tdr و تتاپروب ضروریست. برای دستیابی به اهداف تحقیق در شرایط آزمایشگاهی از 6 بافت شنی، لوم شنی، لوم، لوم رس شنی، لوم رسی و رسی استفاده گردید. این 6 بافت در سه تکرار در درون استوانه هایی از جنس پلی اتیلن به ارتفاع 50 و قطر 30 میلی متر ریخته شدند. سپس بطور هم زمان، میزان رطوبت، به روش وزنی، با استفاده از دستگاه tdr و تتاپروب اندازه گیری شدند.

هدایت هیدرولیکی اشباع یکی از مهمترین خصوصیات هیدرولیکی خاک است که بر جریان آب در داخل خاک موثر است. با توجه به کاربرد گسترده ی این پارامتر، به دست آوردن نتایج نزدیکتر نسبت به مقدار واقعی آن از اهمیت زیادی برخوردار است اما به دلیل نبودن یک روش معیار برای مقایسه ی مقادیر به دست آمده نسبت به آن، تنها سعی می شود عواملی که باعث کاهش جریان آب در خاک می شوند برطرف گردند. در این مطالعه هدایت هیدرولیکی با پنج روش بار ثابت، بار افتان، استوانه های مضاعف، نفوذسنج دیسک مکشی و پرمامتر گلف به دست آمده است. در روش بار افتان، هدایت هیدرولیکی اشباع با نمونه ای که برای برداشت آن از سیلندر آغشته به گریس سیلیکون استفاده شده بود به دست آمد و با مقدار به دست آمده از نمونه برداری بدون گریس سیلیکون مقایسه شد. در روش بار ثابت نیز مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع به دست آمده از نمونه برداری به دو صورت با استفاده از گریس سیلیکون و بدون استفاده از گریس سیلیکون نسبت به هم مورد مقایسه قرار گرفت. در روش استوانه های مضاعف مقادیر به دست آمده از چهار فرمول فیلیپ، کوتیلک-کرجگا، هورتن و میزنسو با هم مقایسه شدند. دستگاه دیگر نفوذسنج دیسک مکشی است که یک لایه ی شن ریز در زیر دیسک دستگاه قرار داده شد و مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع نسبت به حالت بدون شن مورد مقایسه قرار گرفت. پنجمین دستگاه، پرمامتر گلف است که مقادیر به دست آمده از چاهک با دیواره ی آغشته به گریس سیلیکون نسبت به چاهک بدون گریس مقایسه شد همچنین سه فرمول تک عمقی، لاپلاس و دو عمقی نسبت به هم مورد مقایسه قرار گرفتند. در روش های بار ثابت و بار افتان استفاده از گریس سبب افزایش مقدار هدایت هیدرولیکی به ویژه در خاک رسی شد. از مقایسه ی فرمول های روش استوانه های مضاعف تنها می توان این نتیجه را گرفت که اعداد به دست آمده از معادله ی فیلیپ نسبت به سایر فرمول ها بیشتر است که می تواند ناشی از استفاده از اعداد دقایق اولیه ی آزمایش برای تخمین مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع باشد. استفاده از شن در زیر دیسک مکشی نیز سبب افزایش ارتباط دیسک با سطح خاک همچنین جلوگیری از تشکیل لایه ی رسی در زیر دیسک می-شود که موجب افزایش مقدار هدایت هیدرولیکی شد. در روش پرمامتر گلف مقادیر به دست آمده از چاهک-هایی که گریس سیلیکون در آن ها استفاده شده بود از چاهک هایی که از گریس سیلیکون استفاده نشده بود بیشتر شد زیرا گریس از ریزش دیواره ی چاهک جلوگیری می کرد و در مقایسه ی فرمول ها نتایج دو فرمول تک عمقی و لاپلاس تقریبا یکسان شد اما از فرمول دو عمقی در خاک رسی و لوم رسی سیلتی مقادیر کمتر و در خاک لوم رسی شنی مقادیر هدایت هیدرولیکی بیشتر ی به دست آمد.

فرسایش خاک و به دنبال آن رواناب و رسوب یک چالش زیست محیطی است که محققان درصدد کنترل و کاهش آن، مطالعات بسیاری در این زمینه انجام دادند. رژیم های مختلف رطوبت خاک یکی از پارامترهایی است که فرایند رواناب و رسوب را تحت تأثیر قرار می دهد. در همین راستا در مطالعه حاضر نقش اثر بافت خاک، رطوبت خاک، شیب، شدت بارش در برآورد رواناب و رسوب با استفاده از دستگاه شبیه ساز باران مورد بررسی قرار گرفته است. این تحقیق در سه بافت شنی لوم، سیلتی کلی لوم، لوم شنی در چهار سطح رطوبتی اشباع، ظرفیت زراعی، مابین ظرفیت زراعی و خشک، خشک و در سه شیب 5/2، 5 و 10 درصد در دو شدت بارش 50 و 70 میلیمتر بر ساعت صورت گرفت. مقادیر رواناب و رسوب برای مدت زمان 20 دقیقه استخراج گردیدند. نتایج بیان کننده این است که میزان رواناب و رسوب با رطوبت خاک همبستگی مثبت دارد. بیشترین مقدار رسوب در خاک لومی رسی سیلت تشکیل شده که با درصد سیلت همبستگی مثبت دارد.