در تحقیق حاضر تاثیر استفاده از پساب فاضلاب سطحی برای اصلاح خاک های شور و سدیمی قسمتی از اراضی جنوب تهران بررسی شد. در آزمایشگاه، آزمایش های آبشویی بر ستون های خاک به قطر 30 سانتی-متر و ارتفاع 80 سانتی متر انجام گردید. تیمارهای آزمایش شامل چهار عمق آبشویی 25، 50، 75 و 100 سانتی متر و سه نوع ماده اصلاحی گچ، اسید سولفوریک و بدون ماده اصلاحی در سه تکرار به انجام رسید. نتایج آزمایش ها نشان داد که استفاده از 100 سانتی‎متر پساب برای آبشویی، باعث کاهش شوری در کل نیمرخ خاک در تیمارهای بدون ماده اصلاحی به میزان 56 درصد شد. در تیمارهایی که ماده اصلاحی استفاده گردید، کاهش شوری تفاوت چندانی با بقیه تیمارها نداشت و در حدود 55 درصد تعیین گردید. مقایسه میانگین بین تیمار 75 و 100 سانتی متر عمق آبشویی نشان می دهد که در مورد شوری خاک، تفاوت معنی داری در اثر افزایش عمق آبشویی از 75 به 100 سانتی متر به وجود نیامد. اگر چه با استفاده از پساب بخش زیادی از املاح از خاک خارج گردید، اما مشکل شوری خاک به حالت مطلوب (ec < 4 ds/m) نرسید که این می تواند در اثر شوری بالای پساب (ds/m 75/3) باشد. استفاده از 100 سانتی متر پساب در تیمارهای بدون ماده اصلاحی باعث کاهش esp از 28 به 13 درصد گردید و خاک از حالت سدیمی خارج شد. این مقدار برای تیمارهای حاوی گچ و اسید به ترتیب برابر 54 و 57 درصد حاصل شد. بررسی نتایج مربوط به میزان سدیم خاک نشان داد که اختلاف معنی داری در اثر استفاده از ماده اصلاحی به وجود نیامد و نیازی به استفاده از آن نیست. مدل هایی مانند مدل leachc قادر به شبیه سازی جریان آب و انتقال املاح می باشد، بنابراین در تعیین شوری خاک و مسایل مربوط کمک زیادی می کند. قبل از به کارگیری چنین مدل هایی، نتایج آن ها باید ارزیابی شود تا از دقت آن اطمینان حاصل نمود. در این تحقیق، توانایی مدل leachc در شبیه سازی فرآیند آبشویی بررسی شد. نتایج نشان داد بین نتایج برآورد شده و اندازه گیری شده، همبستگی خطی نسبتا بالایی (8/0r2>) وجود داشت. انحراف استاندارد کلی (gsd)، برای سه متغیر شوری، esp و ph به ترتیب برابر 19/0، 22/0 و 01/0 حاصل شد. شاخص توافق ویلموت (d) برای این سه متغیر به ترتیب معادل 85/0، 98/0 و 99/0 بدست آمد. مقادیر مذکور نشان دهنده این است که کارایی مدل در شبیه سازی شوری، esp و ph به ترتیب ضعیف، قابل قبول و خوب می باشد.

با توجه به آثار زیست محیطی فلزات سنگین در طبیعت، پی بردن به الگوی توزیع مکانی آن ها برای مدیریت محیط زیست، پیش بینی و ارزیابی کیفیت خاک ضروری است. به منظور ارزیابی روش های درون یابی در پیش بینی تغییرات مکانی و تهیه نقشه های آلودگی فلزات کادمیوم (cd)، کروم (cr)، مس (cu)، نیکل (ni)، سرب (pb) و روی (zn)، این تحقیق در سال 89-1388 در استان قزوین انجام شد. در این تحقیق، از عمق صفر تا 30 سانتی متری خاک در 322 نقطه استان (از مناطق کشاورزی، صنعتی، نفتی و طبیعی) نمونه برداری صورت گرفت. سپس، غلظت عناصر سنگین با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. همبستگی مکانی هر عنصر با استفاده از واریوگرام تجربی، مشخص و نقشه توزیع مکانی فلزات با استفاده از روش های عکس فاصله وزنی (idw)، چند جمله ای ها، توابع شعاع محور (rbf)، کریجینگ معمولی (ok) و کریجینگ جامع (uk) تهیه گردید. با استفاده از تکنیک ارزیابی تقاطعی و بر اساس معیارهای آماری دقت (mae) و انحراف (mbe)، روش مناسب درون یابی برای هر فلز انتخاب شد. با در نظر گرفتن شرایط جغرافیایی و به منظور همگن سازی منطقه، دشت قزوین از کل استان تفکیک و تمام روش های مذکور برای نمونه های واقع در این بخش نیز اجرا شد. برای مشخص نمودن وضعیت آلودگی منطقه با فلزات سنگین، لایه های اطلاعاتی مربوط به مراکز صنعتی و محدوده شهرستان ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که واریوگرام تجربی عنصر pb فاقد ساختار مکانی و در عناصر cd، cr و zn رونددار می باشد؛ همچنین در دو عنصر cu و ni به ترتیب از الگوی گوسی و کروی پیروی می نماید. همبستگی مکانی دو عنصر cu و ni متوسط بوده و دامنه تاثیر آن ها به ترتیب 52 و 23 کیلومتر به دست آمد. براساس نتایج mae و بررسی وضعیت نقشه ها با روند منطقه، روش idw برای دو عنصر zn (mae=35/77) و pb(mae=9/46)، روش rbf برای عناصر cu((mae=7/68 و (mae=8/05) cr، روش ok برای عنصر ni (mae=8/4) و روش uk برای عنصر cd (mae=0/066) روش های مناسب تشخیص داده شد. مقایسه حد بالای مقادیر برآورد شده عناصر cd (87/1 میلی گرم در کیلوگرم)، cu (4/99 میلی گرم در کیلوگرم) و ni (6/96 میلی گرم در کیلوگرم) در خاک با استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست نشان داد که آلودگی به این عناصر به ترتیب در جنوب شرق، شمال غرب و غرب استان وجود دارد، در حالی که غلظت عناصر zn، cr و pb به حد ایجاد آلودگی نرسیده است. همچنین، تقسیم منطقه به مناطق همگن براساس شرایط جغرافیایی حاکم بر منطقه، منجر به افزایش دقت روش های درون یابی نشد. به نظر می رسد، معدن کاوی، مراکز صنعتی، مراکز خدماتی، جایگاه های سوخت و دفع پسماند از منابع اصلی ایجاد آلودگی در استان قزوین باشد. به دلیل نزدیکی اراضی کشاورزی به منابع آلوده کننده، ضرورت اجرای برنامه های مدیریتی برای حفاظت از کیفیت خاک آشکارتر می گردد.

انتخاب مدل مناسب در مدیریت منابع آب حائر اهمیت می باشد. از این رو، در این تحقیق، ابتدا با استفاده از استوانه مضاعف در چهار کاربری جنگل، باغ، کشاورزی و اراضی ساحلی، اقدام به اندازه-گیری نفوذ شد و در مرحله بعد، مدل های نفوذ سازمان حفاظت خاک آمریکا scs، فیلیپ، کوستیاکف، گرین و آمپ و هورتون با استفاده از شاخص های ضریب تبیین، جذر میانگین مربعات خطا و میانگین خطا مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مدل کوستیاکوف در کاربری های جنگل اراضی ساحلی و کشاورزی با بالاتر بودن r2 (به ترتیب 987/0، 988/0 و 953/0)، و rmse کمتر(به ترتیب 588/2، 784/2 و 767/14)، بهترین برازش را با داده های تجربی داشته است ومدل هورتون در کاربری باغ با ضریب تبیین 98/0 و rmse برابر با 873/3 بهترین نتایج را داشته است.در مرحله بعد شبکه های عصبی مصنوعی و عصبی-فازی تطبیقی به منظور تخمین پارامترهای معادلات نفوذ سازمان حفاظت خاک آمریکا scs، فیلیپ، کوستیاکف، گرین و آمپ و هورتون پی ریزی شدند. نتایج به دست آمده در این تحقیق نشان داد که شبکه های عصبی مصنوعی و عصبی-فازی تطبیقی می توانند به طور موفقیت آمیزی در تخمین پارامترهای مدل کوستیاکوف به-کار برده شوند. نتایج تفاوت قابل ملاحظه ای را میان شبکه های عصبی مصنوعی و شبکه های عصبی-فازی تطبیقی در برآورد پارامترها نشان نمی دهد

سیستم های مختلف زهکشی اثرات متفاوتی بر بیلان آب و مواد غذایی و عملکرد محصول در اراضی کشاورزی دارند. این مساله تاکنون به طور جامع در شالیزارهای تجهیز و نوسازی شده مورد بررسی قرار نگرفته است. در این تحقیق، اثر سیستم های زهکشی سطحی و زیرزمینی بر مولفه های بیلان آب، نیتروژن و فسفر و عملکرد برنج و کلزا در 5/4 هکتار از اراضی شالیزاری تجهیز و نوسازی شده دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در طول دو فصل کشت متوالی برنج و کلزا از تیر 1390 تا اردیبهشت 1391 بررسی شد. تیمارهای مورد آزمایش شامل سه تیمار زهکشی زیرزمینی معمولی با عمق 9/0 متر با فاصله زهکش 30 متر (d0.9l30)، عمق 65/0 متر با فاصله زهکش 30 متر (d0.65l30) و عمق 65/0 متر با فاصله زهکش 15 متر (d0.65l15)؛ یک تیمار زهکشی زیرزمینی دو عمقی با فاصله زهکش 15 متر و اعماق نصب 65/0 و 9/0 متر به صورت یک در میان(bilevel) و سیستم زهکشی سطحی (control) با عمق 2/1 متر بود. غلظت نیتروژن و فسفر زه آب زهکش های زیرزمینی، رواناب سطحی، عصاره اشباع خاک، خاک، گیاه و آب آبیاری و باران در زمان های مورد نظر در مدت مطالعه، اندازه گیری شد. عمق سطح ایستابی و دبی زهکش ها در زمان-های زهکشی میان فصل و پایان فصل کشت برنج و در طول فصل کلزا به صورت روزانه تعیین شد. در زمان برداشت، برخی شاخص های گیاهی از جمله، ارتفاع بوته، طول خوشه اصلی، طول برگ پرچم، عملکرد کاه، عملکرد بیولوژیک و عملکرد محصول تعیین شد. در طول مدت تحقیق، کل تلفات فسفر در تیمارهای d0.9l30، bilevel، d0.65l30، d0.65l15 و control به ترتیب معادل 9/3، 4/3، 9/5، 4/5 و 6/118 کیلوگرم در هکتار سوپرفسفات تریپل و کل تلفات نیتروژن به ترتیب معادل 5/73، 1/81، 5/93، 7/86 و 539 کیلوگرم در هکتار اوره بود. عملکرد دانه برنج در تیمارهای زهکشی زیرزمینی 92/0 تا 65/1 تن در هکتار بیشتر از مقدار متناظر در تیمار زهکشی سطحی بود. کمترین و بیشترین عملکرد دانه کلزا برابر 688 و 1129 کیلوگرم در هکتار بود که به ترتیب مربوط به تیمارهای d0.9l30 و d0.65l15 بود. متوسط مقادیر عمق سطح ایستابی اندازه گیری شده در فصل کلزا در چاهک های مشاهده ای معرف تیمارهای d0.9l30، bilevel، d0.65l30 و d0.65l15 به ترتیب برابر 1/2، 15، 1/24 و 4/32 سانتی متر بود. مقایسه اعماق سطح ایستابی و دبی اندازه گیری شده با نتایج شبیه سازی های مدل drainmod نشان داد که این مدل علی رغم پیش بینی روند تغییر پارامترهای مورد نظر، از کارآیی لازم برای پیش بینی دقیق آن ها دبی برخوردار نبود. براساس نتایج، مدیریت آب از طریق سیستم های زهکشی زیرزمینی دارای عمق و فاصله مناسب در مقایسه با سیستم زهکشی سطحی، می تواند ضمن فراهم نمودن شرایط کشت زمستانه، اثرات منفی دفع مواد غذایی از اراضی شالیزاری به منابع آب سطحی و زیرزمینی را کاهش دهد.